DE2241143B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Untersuchung von in einem Fluid suspendierten Teilchen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Untersu-

chung von in einem Fluid suspendierten Teilchen unterschiedlicher Größe im Bereich zwischen einigen Hundertstel Mikron und einigen Mikron mittels eines Sedimentationsanalyse durch Anwenden eines auf die Teilchen wirkenden Kraftfeldes hoher Feldstärke,

insbesondere zur Überwachung von Maschinenöl, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei Triebwerken, Maschinen oder dergleichen Mechanismen mit relativ zueinander beweglichen Strukturelementen ist im allgemeinen eine Ölverschmierung erforderlich, insbesondere um Reibungsverluste und Abnutzungseffekte möglichst gering zu halten. In vielen Fällen ist jedoch ein gewisser Abrieb unvermeidlich, so daß abgeriebene Materialteilchen in das Schmieröl gelangen. Durch eine Überwachung der in dem öl suspendierten Teilchen ist es im allgemeinen möglich, Anzeichen für mögliche Betriebsstörungen so frühzeitig festzustellen, daß erforderliche Wartungsarbeiten etc. rechtzeitig durchgeführt werden können. Derartige Teilchen sind jedoch oft sehr kleha und besitzen eine Teilchengröße zwischen etwa einigen Hundertstel Mikron und einigen Mikron, weshalb sie im folgenden als überfeine Teilchen bezeichnet werden.

Geringe Teilchenkonzentrationen in Suspensionen werden meist mittels chemischer oder spektrometri scher Verfahren gemessen. Diese für den Laborbetrieb geeignete Verfahren erfordern jedoch verhältnismäßig teure und aufwendige Apparaturen, die nicht ohne weiteres für Messungen am Aufstellungsort der Maschinen geeignet sind. Ferner sind diese bekannten Verfahren nicht ohne weiteres geeignet, alle interessierenden Meßgrößen wie Größenverteilung der Teilchen oc*er Änderungsrate dieser Verteilung zu bestimmen, welche Größen bei der Voraussage von zu befürchtenden Maschinenschäden oder dergleichen wegen des Abriebs derartiger Teilchen von Bedeutung sind. Auch die Verwendung bekannter mikroskopischer Untersuchungsverfahren für die Feststellung derartiger suspendierter Teilchen ist nicht ohne weiteres möglich, weil derartige überfeine Teilchen bei einer Konzentration von nur einigen ppm nicht zufriedenstellend feststellbar sind, zumal selbst größere Teilchen in der Suspension nicht ohne weiteres photographiert werden können, da wegen der Brown'schen Molekularbewtgung die erforderlichen langen Belichtungszeiten eine nicht ausreichende Bildschärfe verursachen.

Es sind ferner bereits Verfahren zur kontinuierlichen Messung der Anteile an Gleichfälligkeitskiassen strömender Suspensionen! mit Teilchen unter I mm

Korngröße bekannt (DE-AS 12 78 147), wobei pro Zeiteinheit konstante Mengen der Suspension einem Sedimentationsgerinne zugeführt werden, so daß eine Verringerung der Dichte der Suspensionen in den oberen Schichten durch übliche optische Verfahren gemessen werden kann. Mit einem derartigen Verfahren können jedoch lediglich größere Trübedichten entsprechende Konzentrationen gemessen werden. Auch bekannte Ultrazentrifugen (Analyst, Vol. ö8, März 1963, Seite 173) sind bei derartig geringen Konzentrationen nicht ohne weiteres in wirtschaftlicher Weise anwendbar, ganz abgesehen davon, daß eine derartige Ultrazentrifuge nicht in den ölkreislauf eines Triebwerks eingebaut werden kann.

Ferner kann auch durch die Anwendung magnetischer und elektrostatischer Kiaftfelder auf eine Sedimentationsanalyse keine zufriedenstellende Messung von Meßgrößen der hier interessierenden Art erfolgen, insbesondere weil durch die üblicherweise verwandte Strahlungsabsorption (DE-OS 15 98 858) kleine Änderungen geringer Konzentrationen überfeiner Teilchen nicht ausreichend genau feststellbar sind. Auch bei anderen bekannten Sedimentations'ierfahren unter Schwerkraftwirkung, bei denen verschiedene Gleichfälligkeitskiasse auf verschiedenen Stellen eines Trägers niedergeschlagen werden (US-PS 32 22925) besteht die Schwierigkeit, daß damit nicht ohne weiteres alle Meßgrößen erhalten werden können, die für die frühzeitige und zuverlässige Feststellung einer kritischen Teilchenmenge oder Teilchenverteilung erforderlich sind.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Feststellung oder Überwachung von in einem Fluid suspendierten überfeinen Teilchen zu schaffen, wobei in möglichst einfacher Weise durch Klassieren der Teilchen besser verwertbare Informationen möglichst schnell erhalten werden können, die z. B. eine Früherkennung zu befürchtender Maschinenschäden, Abnutzungseffekte oder dergleichen bei geringen Konzentrationen, kleinen Konzentrationsänderungen und Änderungen der Verteilung der Teilchengröße ermöglichen. Der Aufgabenctellung der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß unter normalen Bedingungen die Abriebmengen von kleinen und großen Teilchen in einem relativ konstanten Verhältnis zueinander stehen, während beim Beginn einer ungewöhnlichen Abnutzung die Abriebmenge der großen Teilchen im Vergleich zu den kleinen Teilchen plötzlich zunimmt, beispielsweise infolge einer Metall-Metallberührung, so dab durch geeignetes Klassieren auch bei verhältnismäßig geringen Änderungen eine Friiherkefinung möglich wäre, lange bevor übliche Trübemessungen etc. einen geeigneten Nachweis ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren gemäß dem Anspruch 1 bzw. die Vorrichtung gemäß dem Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß es mit Hilfe eines derartigen Verfahrens erreicht werden kann, daß in Strömungsrichtung gesehen zuerst Teilchen mit größerem Volumen auf den Träger ausgeschieden werden, weil die durch die Feldstärke ausgeübte, abscheidende Kraft proportional dem Volumen der Teilchen ist, während die durch die Viskosität bedingten entgegengesetzt gerichteten Kräfte proportional der Oberfläche der Teilchen sind.

Wegen der Größenverteilung der entlang der Länge des Trägers mit abnehmender Größe niedergeschlagenen Teilchen ist es deshalb in manchen Fällen bereits durch visuelle Beobachtung der unterschiedlichen Schwär-

<-, zung möglich, geeignete Informationen zu erhalten. Im allgemeinen erfolgen jedoch eingehendere Untersuchungen mit Hilfe eines Mikroskops oder mit spektrographischen oder chemischen Analysen, um eine genaue Auswertung der Informationen zu ermöglichen,

ίο welche sich durch die in Strömungsrichtung klasüierte Ausscheidung der Teilchen auf dem Träger ergeben. Besonders vorteilhaft ist die Erfindung auf die Überwachung von Maschinen anwendbar, weil festgestellt wurde, daß beim Beginn einer ungewöhnlichen Abnutzung die Abriebmenge an großen Teilchen im Vergleich zu kleinen Teilchen plötzlich zunimmt, beispielsweise weil eine Metaü-Metallberühmng erfolgt, so daß das mögliche Auftreten eines Schadens frühzeitig festgestellt werden kann. Eine derartige Feststellung kann deshalb wesentlich ·· rüher als mit Hilfe bekannter spektrometriseher Analysen r rfoigen.

Durch die Erfindung können auch eine Reihe anderer Informationen erhalten und ausgewertet werden, die beispielsweise die Zusammensetzung der niedergeschiagenen Teilchen unterschiedlicher Größe betreffen, das Betriebsverhalten von Schmiersteffen oder die Überwachung von Verunreinigungen durch Leckverluste etc.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigt

jo F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung der Erfindung;

F i g. 2 eine Draufsicht auf einen Teil der F i g. 1, in der im einzelnen die »Ansammlung« auf dem Träger dargestellt ist;

F i g. 2A eine Schnittdarstellung durch den Träger der Fig. 2;

F i g. 3A, 3B und 3C Wiedergaben von rnikrcphotographischen Aufnahmen, auf denen die Partikelkonzentration an den Stellen a, b, und c der F i g. 2 einer Probe vor. Maschinenöl, das fünf Stunden in der Maschine durchgelaufen ist;

F i g. 4A, 4B und 4C Wiedergaben von tnikrophotographischen Aufnahmen, auf denen die Partikelkonzentration in demselben Maschinenöl dargestellt ist, nachdem das Öl zehn Stunden in der Maschine gelaufen ist;

F i g. 5A, 5B und 5C Wiedergaben von mikrophotographischen Aufnahmen, auf denen die Partikelkonzentration in dem Maschinenöl nach zwanzig Stunden in der Maschine dargestellt ist;

F i g. 6A, 6B und 6C Wiedergaben von mikrophotographischen Aufnahmen, auf denen die Partikelkonzentration nach 25 Stunden dargestellt ist;

Fig. 7 den En'wurf einer Einrichtung, um das Verfahren zum Entnehmen von Proben zu vereinfachen;

Fig.8 eine A.usführungsform einer Einrichtung zur Überwachung de Aufbaus von Partikeln auf dem Träger, auf dem sie sich sammeln;

Fig.9 ein schmematisches Schaltdiagramm eines Rechners, der insbesondere zur Beiechnung des Konzen'rationsverhältnisses an ausgewählten Stellen geeignet ist;

b-, Fig. IO einen "ioil eines Mikroskops, das zur Untersuchung des Objektträgers der Fig. 2 geeignet ist;

H i g. 11 eine Wiedergabe einer in dem Mikroskop der

F ι g. 8 erhaltenen, mikrophotographischen Aufr ahme;

Fig. 12 eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, die insbesondere für Messungen an Ort und Stelle geeignet ist;

Fig. 13 eine vertikale Schnittansicht entlang der Linien 11-11 in Fi g. 10; und

Fig. 14 eine perspektivische Darstellung einer elektrostatischen Einrichtung.

In Fig. 1 sind zwei Magnete IC, 12 auf einer magnetischen Rückführung 14 angeordnet und weisen zugeordnete Pulstücke 16, 18 auf. Die Polstück«: weisen Vorderkanten 16a bzw. 18a auf, die durch einen schmalen Spalt voneinander getrennt sind, so daß zwischen den Kanten ein starkes Feld mit einem sehr großen Gradienten in dem Luftspalt ausgebildet iss. Dieser Gradient liegt in einer Ebene quer zu den Polstückkanten und besitzt eine nach unten gerichtete Komponente, durch die Partikel auf einem über dem

Bei einer Ausführungsform der Erfindung gemäß F i g. 1 sind 0,64 cm dicke Polslücke aus Eisen verwendet, deren spitz zulaufende Vorderkanten durch einen Luftspalt von 0,1 cm voneinander gelrennt sind; weiterhin ist ein Fluß entsprechend einer Feldstärke von etwa 1,4 ■ 10⁶ A/m (der Sättigungsmagnetisierung von Eisen) in dem Luftspalt erzeugt worden, um eine starke vertikale Komponente des Flußgradienten in der Größenordnung von einigen 100 Vs/m¹ zu erreichen.

Ein Fluid 22 mit Partikeln, deren Konzentration zu überwachen ist. strömt über den Träger mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit. Das Fluid wird auf einer Seite 20;) des Trägers zugeführt und fließt ?n der Abflußseite 20c wieder ab. Eine Einrichtung, die insbesondere auf dieser Seite verwendbar ist. ist in Fig. 7 dargestellt und wird weiter unten beschrieben. Der Träger 20 ist über dem Luftspalt zwischen den Polstücken 16, 18 mittig eingestellt und unter einem leichten Winkel (in der Größenordnung von einem Grad) zu der Ebene der Kanten 16a. 18a der Polslücke mittels eines Keils 28 geneigt, durch den beispielsweise die Fluidzufuhrseite 20a des Trägers gegenüber der Abflußseite 20cangehoben wird. Dies hat zur Folge, daß das magnetische Feld entlang des Trägers in Längsrichtung zunimmt, da die Seite 12a weiter entfernt von den Polstücken angeordnet ist als die Seite 20c Da das Fluid 22 auf dem Träger nach unten fließt, werden die magnetisch empfindlichen Partikel in dem Fluid einem zunehmend stärkeren magnetischen Feldgradienten ausgesetzt. Hierdurch wird die Trennung der Partikel in dem Fluid entsprechend ihrer Größe gefördert, wie unten noch besser genauer beschrieben wird.

In Fig. 2 ist eine Draufsicht auf den Träger 20 der F i g. 1 wiedergegeben, wobei die Verteilung des magnetischen Feldes an der Oberfläche des Trägers dargestellt ist Die Schnittpunkte der zwischen den Polstücken 17, 18 aufgebauten Magnetfelder mit der Ebene des Trägers 20 ist mittels der üblichen Punkte in einen Kreis und der Kreuze dargestellt Hierbei stellen die Punkte im Kreis einen aus der Papierebene heraustretenden, magnetischen Feldvektor dar; die Kreuze zeigen nach unten in die Papierebene hinein verlaufende Magnetfeldvektoren an. Bei der dargestellten Anordnung verläuft das Feld von dem Magneten 16 zu dem Magneten 18.

Das auf dem Substrat nach unten fließende Fluid (von links nach rechts in F i g. 2) ist, wie bereiis erahnt, einem zunehmend stärkeren Magnetfeld ausgesetzt Bei den größeren Partikeln ist das Verhältnis Volumen zu Oberfläche größer als bei den kleineren Partikeln folglich ist der Viskosewiderstand, der proportional dei Oberfläche ist, pro Volumeneinheit bei den großer Pa^rtikcln kleiner als bei den kleineren Partikeln Gleichzeitig ist die Magnetisierung der Partike ungefähr proportional der Partikelgröße; die größerer Partikel setzen sich daher zuerst ab und schlagen siel· nieder, selbst wenn sie einem kleineren Feld unc Gradienten ausgesetzt sind. Folglich sind die Partike entlang der Trägerlinie entsprechend ihrer Größe verteilt und zwar fallen die größeren Partikel haupt sächlich an der »Zufuhr«-Seite 20a des Objektträger.' und die kleineren Partikel hauptsächlich an der »Abfluß oder Auslaßseite« 20c aus. Partikel mit einer dazwi sehenliegenden Größe setzen sich dazwischen ab bzw fallen dazwischen aus. Durch die Erfindung ist also eine bequeme Einrichtung zur Bestimmung nicht nur dei Menge der sich absetzenden Partikel sondern aucl

Ein Querschnitt durch den Träger ist in I"ig. 2Λ dargestellt. Der Träger ist üblicherweise aus einei dünnen durchscheinenden lichtdurchlässigen Grund plane 21 beispielsweise aus Glas, deren Dicke in dei Größenordnung von 0,0076 liegt und deren Breite etw; 2,5 cm und deren Länge 5 cm beträgt. Streifen 23 au; nicht benetzbarem Material, beispielsweise Polytetra fluoi'äihylen sind an den Rändern der Bodenplatte angel?' v.'ht. wodurch ein Strötnungskanal auf dei Oberfläche der Grundplatte gebildet ist.

Wenn das zu analysierende Fluid über den Trägei fließt, reicht seine Geschwindigkeit von Null an dei Substratoberfläche bis zu einer Maximalgeschwindig keil auf der Oberseite des Fluids. Da die Partikel nael· unten auf den Träger zugezogen werden, durchlaufer sie die Strömungslagen mit nacheinander abnehmendci Geschwindigkeit; ihre Geschwindigkeit in Längsrich tung entlang dem Objektträger nimmt dann ebenfalls ab. Gleichzeitig werden sie in vertikaler Richtung unc durch die magnetischen Feldkräfte beschleunigt. Di« Bahn der Partikel wird daher steil und steiler, bis sie endlich unter einem Winkel von beinahe 90° auf die Trägeroberfläche auftreffen. Die größeren Partike werden zuerst wegen ihres größeren Volumen-Flächen Verhältnisses auf den Träger gezogen und lagern siel· infolge dessen am oberen Ende oder an der »Eingangs seite« des Trägers ab. Die kleineren Partikel, die eir entsprechend kleineres Volumen-Flächen-Verhältnl· besitzen, lagern sich weiter unten auf dem Objektträgei ab. Wegen der geringen Geschwindigkeit der Fluid schichten in nächster Nähe der Trägeroberfläche verarmen diese Schichten zuerst an Partike¹ . ein schließlich kleinerer Partikel. Infolgedessen enthalter die untersten Schichten die Mehrzahl der kleinerer Partikel am weitesten unten auf dem Objektträger Tatsächlich wird geschätzt, daß ungefähr 50% der siel auf dem Objektträger niederschlagenden Partikel au; den untersten 20% der Fluidschichten stammen.

Durch die Überwachung nicht nur der Partikelkon zentration, sondern auch der Partikelgrößenverteilunj über eine bestimmte Zeitdauer kann viel wertvoll« Information bezüglich des Zustandes einer Maschin« erhalten werden. Viele Maschinen in gutem Betriebszu stand sind dadurch gekennzeichnet, daß bei ihnen in allgemeinen die Partikelkonzentration in dem Maschi nenöl über eine bestimmte Zeitdauer allmählicl zunimmt, wobei alle Pariikcigrößen an der Zunahm; teilhaben. Die Geschwindigkeit, mit welcher du Konzentration der Partikel zunimmt, kann sich aber fü

verschiedene Partikelgrößen unterscheiden. Üblicherweise nimmt die Konzentration der kleineren Partikel schneller zu als die der größeren Partikel. Eine plö:zliche Änderung dieser Konzentration stellt eine unmittelbare Anzeige einer möglichen Maschinenstörung bzw. eines Maschincnversagens dar. Infolgedessen stellen die Partikelkonzentration, die Änderungsgeschwi'digkeil der Partikelkonzentration, das Verhältnis der Konzentration von Partikeln der einen Größe im Verhältnis zu der anderen Größe und das Verhältnis der Geschwindigkeitsänderung der Konzer.:ration von Partikeln einer Größe relativ zu der der anderen Größe insgesamt empfindliche »Hinweise oder Anzeichen« dar. mit deren Hilfe der Bctircbsziistand der Maschine beurteilt werden kann.

Dies ist ziemlich deutlich aus den Fig. 3 —6 zu ersehen, die mikmnholographische Aufnahmen von Maschinenölproben ;ius einem Turbojci-Triebwerk,

gelaufen ist. Die Fisenkonzeniration in den entsprechenden Ölproben wurde mittels herkömmlicher spektromctrischcr Verfahren bestimmt und 2. 2, 3 bzw. 200 positive (+ )Teilc pro Million festgestellt. Die Proben wurden auf Träger aufgenommen, die 2.5 cm breit, 7.5 cm lang und O,0O75cm dick waren. Die Photographien A. β und (dieser Figuren zeigen die Konzentration von großen, mittleren und kleinen Partikeln in dem Öl. wie sie an den entsprechenden in I'ig. 2 dargestellten Stellen a. b und c beobachtet wurden. Um diese Proben zu erhalten, wurde eine Ölpp '.)<. vim 3.5 cm¹ mit 1,5 cm¹ »Entwickler« gemischt; diese Probe strömte dann mit einer Geschwindigkeit von ΙΟαιι'Ίι 30 Minuten lang über den Träger. Der Träger u urde dann mit lint wickler gespült, um jegliches zurückgebliebenes Öl zu entfernen; als nächstes wurde der Träger mit einem »fixiermittel« bespült, um den F.ntwicklcr zu entfernen und die Partikel auf dem Objektträger zu fixieren. Die Aufgabe des »Entwicklers« und des »Fixiermittcls« wird weiter unten noch im einzelnen beschrieben.

In F i g. 3A ist eine anfängliche Ansammlung oder Anhäufung größerer Eisenpartikel dargestellt, die sich in kurzen »Fäden oder Ketten« unter der Wirkung des Magnetfeldes formiert haben. Diese Partikel haben eine verhältnismäßig kleine Größe, (ungefähr 1 Mikron), sind aber wesentlich größer als die Partikel in der mittleren Lage (F i g. 3B) oder der Endlage (F i g. 3C). Die Bildung dieser »Fäden oder Ketten« nach einer kurzen Betriebszeit (5 Stunden) in dem öl zeigt an, daß die Maschine zu überwachen ist, da die Beobachtung einer Anzahl anderer ähnlicher Maschinen, die unter ähnlichen Bedingungen gelaufen sind und frei von Störungen sind, zeigt, daß diese Konzentration überhöht sein kann.

Nach einer Betriebszeit von 10 Stunden kam das in F i g. 4 wiedergegebene Öl zum Vorschein. Die Bildung von Fäden oder Ketten an der Steile a ist nicht mehr zu übersehen und beachtlicher als die verstärkte Konzen tration an den Stellen b und c Das Vorhandensein eines gebogenen »Fadens« an der unteren rechten Seite zeigt Späne an, die durch einen Metall-Metall-Kontakt hervorgerufen worden sind. In diesem Fall zeigt die Probe an, daß die Maschine möglicherweise ausfällt und daß eine Vorwarnung gerechtfertigt ist. Im Unterschied hierzu zeigt die spektrometrische Analyse des Öls zu diesem Zeitpunkt eine Eisenkonzentration von nur 2 Teilen pro million und gibt infolgedessen keinen Hinweis auf einen Defekt oder einen möglichen Ausfall.

In F i g. 5 sind die Zustände dargestellt, nachdem das

Öl 20 Stunden bentutzt worden ist. Die Fäden oder Ketten aus großen Partikeln haben sehr schnell zugenommen, da die letzte Probe noch ganz klar ist. Die Dichte der mittleren und kleineren Partikel scheint ebenfalls wesentlich zugenommen zu haben. Dies bestärkt auch die frühere Vorhersage, daß ein übermäßiger Abrieb in der Maschine vorhanden ist. Bis jetzt beträgt bei den herkömmlichen spektrometrischen Verfahren die Partikelkonzentration nur 3 Teile pro Million; infolgedessen ist noch keine Warnung und kein Hinweis auf einen drohenden Schaden oder Ausfall gegeben worden.

Wie Fig. 6 zu entnehmen ist, ist, nachdem das Öl in der Maschine 25 Stunden in Betrieb war. ein dichter und undurchsichtiger Niederschlag an jeder Stelle vorhanden, der beinahe die gesamte Probenfläche bedeckt; ein katastrophaler Vollausfall ist eingetreten. (Die weißen Bcgrenzungslinien sind Risse, die sich während des

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diesem Zeitpunkt ist die spektrometrische Analyse plötzlich auf über 200Teile pro Million angestiegen; hierdurch wird zum ersten Mal eine Warnung gegeben, daß das Triebwerk ausfällt, und zwar lange nachdem mit dem Verfahren gemäß der Erfindung der beginnende Defekt festgestellt worden ist. Ein Verlauf also, der von Anfang an anhand von Beobachtungen gemäß der vorliegenden Erfindung viele Stunden vor dem Schaden und Ausfall erkennbar und feststellbar war. war mit den herkömmlichen spektrometrischen Verfahren nicht zu erkennen, bis sich der Schaden im wesentlichen bereits entwickelt hatte.

Die Zeit, die erforderlich ist, um einen für eine Untersuchung geeigneten Objektträger herzustellen, ist aufgrund verschieden jr Faktoren, wie unter anderem der Viskosität des zu analysierenden Fluids, der Partikelkonzentration in dem Fluid, der Stärke des Magnetfeldes und seines Gradienten sowie der Empfindlichkeit des Beobachtungsgeräts unterschiedlich. Weiterhin sind in einem Fluid, wie beispielsweise Maschinenöl, oft verschiedene Zusatzstoffe mit dem Öl vermischt, die bewirken, daß das Öl an dem Metall hängenbleibt. Diese Zusatzstoffe bleiben im allgemeinen an den Metallpartikeln hängen und bewirken, daß das öl in unmittelbarer Nähe um die Partikel herum geliert, so daß die Partikel langer in der Lösung bleiben als es sonst der Fall sein würde. Um die Zeit zu verkürzen, die erforderlich ist. um eine geeignete Probe zu erhalten, ist es daher vorteilhaft, einen »Entwickler« hinzuzufügen, der die Partikel von den Ölkügelchen befreit, wodurch der Strömungswiderstand der Partikel geringer und das Trennen und Absetzen beschleunigt wild. Bei Maschinenöl hat sich Perchloräthylen als ein hervorragender »Entwickler« erwiesen, der auch zur Verringerung der Viskosität beiträgt.

Die hinzuzufügende Entwicklermenge hängt von der Art des Fluids ab, in dem die Partikel eingebettet sind. Beispielsweise für Öl der Art, wie es zur Schmierung von bei der Wehrmacht verwendeten Düsentriebwerken benutzt wird, sind ungefähr 1,5 cm³ Entwickler auf 3,5 cm³ hinzugefügt worden und die Lösung floß dann auf dem Substrat mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 10 cm³ pro Stunde etwa 30 Minuten nach unten. Nach Ablauf dieser Zeit wurden alle ölspuren von dem Objektträger entfernt, indem dieser mit Entwickler abgespült wurde; danach wurde der Entwickler durch Bespülen des Objektträgers mit einem »Fixiermittel«, wie beispielsweise Trichioräthylen, entfernt. Der Träger ist dann gründlich getrocknet worden.

damit die Partikel fest an dem Träger anhaften. Dies dürfte auf die Van der Waal'schen Kräfte zwischen den Partikeln und dem Substrat aufgrund der kleinen Partikelgröße zurückzuführen sein. Die Objektträger können daher über Monate gespeichert werden, ohne daß eine meßbare Veränderung in den Werten der auf den Trägern angehäuften Partikel eingetreten ist. Mittels dieses Verfahrens kann dann die Zeit, die erforderlich ist, um eine Probe zu erhalten, um mehr als einen Faktor IO gegenüber sonst erforderlichen Zeit verkürzt werden.

Zur Analysierung einer Fluidprobe muß diese vor Verschmutzungen fremden Ursprungs geschützt werden. Es ist daher erforderlich, daß das Aufbereiten des Trägers planmäßig erfolgt. In F i g. 7 ist eine Einrichtung dargestellt, die besonders für solche Zwecke geeignet ist.

Bei der Einrichtung ist ein Behälter 30 mit einer abschnitt 46a w^:rd dann an der Pumpe 41 angebracht; ein Ende der Leitung wird in die Flasche 32 eingetaucht und das andere Ende wird am oberen Ende des Trägers 44 angebracht. Als nächstes wird der Leitungsabschnitt

■■ 46b so angeordnet, daß die verbrauchte Flüssigkeit von dem Träger 44 in die am Abfluß angebrachte Flasche 40 fließt.

Hierauf wird die Pumpe 41 betätigt und pump! Fluid von der Flasche 32 auf den Träger 44. Wenn die gesamte

in Fluidprobe auf den Objektträger gepumpt ist, wird der Leitungsabschnitt 46a von der Flasche 32 abgenommen und das Ende, das in der Flasche 32 steckte, wird in dem Entwickler in der Flasche 34 abgewaschen, um alle ölspuren von ihm zu entfernen. Als nächstes wird dieses

ι > Ende in die Flasche 36 gesteckt und der in dieser Flasche enthaltene Entwickler wird über den Träger 4 ί gepumpt, um alle ölspuren von dem Träger zn entfernen. Hierauf wird das Ende des Abschnittes 46a in

verwendet. Die Flasche 32 ist eine »Probe«-Flasche, in der das zu analysierende Fluid mit dem entsprechenden »Entwickler« gemischt wird. Hierzu weist die »Proben«-Flasche eine erste Anzeigemarke 32a, die den Pegel markiert, auf den die Flasche mit dem zu analysierenden Fluid zu füllen ist, und eine zweite Anzeigemarke 32/j auf, die den Pegel markiert, auf den die Flasche danach mit »Entwickler« (wenn ein solcher verwendet wird) zu füllen ist. Beispielsweise können für eine Untersuchung des Schmieröls für Düsentriebwerke die Anzeigemarken bei 3,5 cm³ bzw. 5,0 cm³ angebracht sein. Hierdurch wird das Mischen in genauen Größenverhältnissen erleichtert. Die Flasche 34 enthält einen Entwickler (beispielsweise Perchlor-Äthylen), während die Flasche 38 ein »Fixiermittel«, beispielsweise Trichlor-Äthylen enthält. Die Flaschen 36 und 40 sind anfangs leer.

Der Behälter 30 weist weiterhin eine Ausnehmung 42 zur Halterung eines Trägers 44, der in der Darstellung aus dem Behälter entfernt ist, und eine weitere Ausnehmung 39 zur Halterung einer flexiblen Zufuhrleitung 46 auf, die ebenfalls in der Darstellung aus dem Behälter entfernt ist. D'c flexible Leitung ist in zwei Abschnitte unterteilt, und zwar in einen ersten Abschnitt 46a, der das Fluid von der »Probenw-Flasche 32 über eine Pumpe 41 an das obere Ende des Trägers zuführt, und in einen zweiten Abschnitt 466, über den verbrauchtes Fluid von dem Träger zu der Flasche 40 geleitet wird. Die Pumpe 41 ist eine Verdrängungspumpe und pumpt Fluid auf den Träger wobei die Rohrleitung mittels Rollen 45 gegen einen Gehäusemantel 43 gedruckt wird; die Rollen sind an einem Gestell 47 angebracht, das von einem Motor 49 gedreht wird. Die Pumpe 41 bildet keinen Teil der Einrichtung, sondern ist nur zur klareren Erläuterung der Erfindung dargestellt

Die Einrichtung wird auf folgende Weise verwendet: Ein Träger 44 wird aus dem Behälter 30 herausgenommen und, wie in F i g. 1 dargestellt ist, in einem divergierenden Magnetfeld angeordnet (die Quelle zur Erzeugung dieses Feldes ist in F i g. 7 nicht dargestellt). Die Fluidprobe, deren Partikelgehalt zu überwachen ist, wird dann in der »Probenw-FIasche bis zu dem durch die Marke 32a angegebenen Pegel gegossen. Danach wird Entwickler aus der Flasche 34 in die Probenflasche geschüttet, und diese bis zur Marke 326 angefüllt Zusätzlicher Entwickler wird in die leere Flasche 36 gegossen; hierbei ist darauf zu achten, daß etwas Entwickler in der Flasche 34 übrigbleibt Der Leitungsuie riiiM-ne jo geiaucm uno uas in uieiei riiisene

>o enthaltene Fixiermittel wird über den Träger gepumpt, um alle Entwicklerspuren zu entfernen. Schließlich wird der Träger gründlich getrocknet und kann dann optisch untersucht werden.

Die Untersuchung der Partikelkonzentration und der

2^Γ> -größenverteilung kann automatisch mittels eines Densitometer oder eines ähnlichen Geräts durchgeführt werden. In Fig.8 ist ein Desitometer 50 mit Betrachtungsstellen 52, 54 und 56 in Form von rechteckigen Schlitzen dargestellt, durch welche Licht

)o auf nicht dargestellte Photodetektoren fällt, die hinter den Schlitzen angeordnet sind, um die Stärke des auf sie auftreffenden Lichts zu messen. Der zu analysierende Träger 20 wird über dem Densitometer 50 angeordnet und wird mit Licht aus einer Lichtquelle 58 beleuchtet.

Die Lichtmenge von der Lichtquelle 58, die durch das Substrat 20 an den Schlitzen 52—56 hindurchgeht, ist eine Funktion der diffusen, optischen Dichte des aus Partikeln bestehenden Niederschlags auf dem Träger, der als Logarithmus des Verhältnisses des von dem Trägermaterial durchgelassenen Lichtes zu dem unmittelbar d. h. von der Luft durchgelasseirn Lichtes definiert. Die Ausgänge der Photodetektoren in dem Densitometer sind dann die Meßwerte von der Partikeldichte auf dem Träger und sie können über

4) Ausgangsleitungen einem Rechner 62 zugeführt werden, wodurch die Bestimmung bestimmter statistischer Werte der Verteilung erleichtert wird. Der Ausgang des Rechners wird dann auf einer geeigneten Anzeigeeinrichtung 64 dargestellt.

5n Für den Rechner 62 kann irgendeine Ausführungsform in Abhängigkeit davon verwendet werden, welche Information aus dem Densitometer 50 gewonnen werden soll. Beispielsweise kann er die Geschwindigkeit berechnen, mit der Material auf dem Träger abgeschieden werden soll, indem die Ausgänge der Photodetektoren in den Densitometer zu verschiedenen Zeitpunkten gemessen und die Dichteänderungen durch die Länge der Zeitintervalle geteilt wird- Dies ist dann die erste Ableitung nach der Zeit oder die »Geschwindigkeit« des Materialniederschlags. Die zweite Ableitung nach dei Zeit oder die Geschwindigkeit, mit der diese Geschwindigkeit sich ändert, kann ebenfalls von Interesse sein und der Rechner 62 kann so ausgelegt sein, daß er auch dies bestimmt Weiterhin ist auch eine Information betreffend die Verhältnisse der an einer Stelle abgesetzten Materialmengen bezüglich der an einer anderen Stelle abgesetzten Materialmenge sowie die Geschwindigkeit von Interesse, mit der sich diese

Verhältnisse ändern. Der Rechne- 62 kann gewünsehtenfalls irgendeines oder alle diese Ergebnisse gleichzeitig oder nacheinander zur Anzeige bringen.

Eine besonders gut verwendbare Ausführutigsforrn des Rechners 62 ist in F i g. 9 dargestellt; hierbei sind die Ausgänge von zwei der Photodetektoren des Densitometer 50 über Widerstände 66,68 den entsprechenden Eingangsanschlüssen einem Hochleistungsverstärker 70 zugeführt, an den Rückkopplungswiderstände 72, 74 angeschaltet sind. Die Photozellen bzw. die Photodetektoren liefern Ausgangswerte, die dem Logarithmus der Dichte der Partikelkonzentration, wie sie an den entsprechenden Stellen des Densitometers 50 gemessen ist, proportional sind. Der Verstärker 70 mit den ihm zugeordneten Widerständen schafft einen Ausgangswert, der der Differenz zwischen diesen zwei Logarithmen proportional ist. Da die Differenz zwischen den Logarithmen der beiden Größen gleich dem Logarithmus des Verhäi'nisses dieser Großen ist, ist der Ausgang des Verstärkers 70 proportional dem Logarithmus des Verhältnisses der Menge der an einer Stelle abgesetzten Partikel bezüglich der Menge der an einer anderen Stelle abgesetzten Partikel. Diese Größe wird dann als ein Anzeigewert des Betriebszustandes einer Maschine oder eines Triebwerks überwacht, deren bzw. dessen öl zu untersuchen ist. Wenn dann beispielsweise, nachdem die Größe über eine bestimmte Zeitdauer im wesentlichen konstant geblieben ist, das Verhältnis in einer Weise ansteigen sollte, die eini m plötzlichen Anstieg der Anzahl größerer Partikel irr: Verhältnis zu der Anzahl der kleineren Partikel an den zu überwachenden Stellen entspricht, dann stellt dies eine unmittelbare Anzeige einer möglichen Störung bzw. eines Schadens dar, wobei dann die Zunahme beobachtet und eine korrigierende oder ausgleichende Maßnahme vorgenommen werden kann.

Zusätzlich zu den Beobachtungen der Partikelgröße, der Partikelgrößenverteilungen und der Tendenzen (der zeitlichen Änderungen bei den einzelnen Parametern) ist das Verfahren zur Anzeige der Art der verschiedenen beobachteten Partikel verwendbar. Und zwar beruht dies auf der Tatsache, daß die mit geringer Konzentration suspendierten Teilchen aus dem öl entfernt werden, indem sie geschwebt sind, und auf einem Träger derart verdichtet und konzentriert werden, daß einzelne Partikel oder Gruppen von Partikeln ohne weiteres untersucht werden können. Bisher konnten wegen der geringen Größe und der niedrigen Konzentration der Partikel, die in dem öl oder einem anderen zu analysierenden Fluid suspendiert sind, diese mit einem Mikroskop praktisch nicht untersucht werden. Selbst wenn die interessierenden Partikel ausreichend groß waren, um untersucht werden zu können, wurden sie oft durch die Anwesenheit anderer (im allgemeinen nicht magnetischer) nicht interessierender Partikel, wie beispielsweise Kohlepartikel, etc. verschwommen. Diese Partikel, die ausreichend groß waren, um aus der Lösung mit Hilfe mechanischer oder chemischer Mittel ausgeschieden zu werden, konnten in trockenem Zustand durch auffallendes Licht untersucht werden, da sie aufgrund ihrer Größe im allgemeinen lichtundurchlässig waren. Aber selbst hier zeigen sich Beschränkungen; denn bei der mechanischen Filterung der Partikel neigen diese dazu, daß sich eines über dem anderen ansammelt und dadurch die Beobachtung der einzelnen Partikel unscharf und verschwommen wird. Weiterhin macht die Untersuchung mittels auffallenden Lichts allein schon einen gewissen Teil der Information unklar und undeutlich, der sonst, wie festgestellt wurde, erhalten werden kann.

Es wurden daher Verfahren zur optischen Untersuchung von aus einzelnen Partikeln bestehenden Niederschlägen auf Trägern entwickelt, um zusätzlich zu der Größenverteilung und der Dichte weitere Kennwerte der Partikel zu bestimmen. Hierbei werden die verdichtet aufgebrachten Partikel sowohl mit dem auffallenden (reflektierten) als auch dem durchgelassenen Licht unterschiedlicher Färbung beleuchtet. Beispielsweise kann eine Quelle mit grünem Licht für das durchgelassene Licht und eine Quelle für rotes Licht für das auffallende Licht verwendet werden. Durch die Benutzung unterschiedlicher Farben können ohne Schwierigkeiten die entsprechenden Beiträge des auffallenden und des durchgelassenen Lichtes in der resultierenden Abbildung und damit auch solche Materialien, wie Oxyde und Sulfide, die lichtdurchlässig sind, wenn die Partikel die hier betrachteten Abmessungen aufweisen, d. h. in der Größenordnung von einem Mikro liegen, von Materialien, wie Metallen unterschieden werden, die iichtundurchlässig oder opak sind, selbs. wenn sie nur ein Mikron groß sind. Mit Hilfe dieser Beleuchtungsanordnung erscheinen die Oxyde und Sulfide deutlich unterscheidbar grün oder gelb, während die Metalle ohne Schwierigkeit hiervon unterscheidbar sind, da sie in der Färbung rosa oder rötlich sind. In den Fällen, in denen die verschiedenen Komponenten mit verschiedenen Teilen einer Maschine in Beziehung gebracht werden können, ist es mit Hilfe der Erfindung möglich, nicht nur die Abnutzungswerte einer Maschine, sondern auch die jeweiligen Beiträge des Abriebs von verschiedenen Teilen der Maschine zu bestimmen. Dies kann vor allem dann bei der Diagnose eines schadhaften Maschinenteils nützlich sein und gibt die Möglichkeit, unmittelbar das Teil anzugeben, das fehlerhaft ist i;nd ausfallen kann, ohne daß hierzu jedes Teil der Maschine auseinandergenommen we; Jen muß, um die schadhafte Stelle festzustellen und zu bestimmen.

Ein Mikroskopaufbau, der zur Untersuchung »on Substraten für die vorerwähnten Zwecke besonders vorteilhaft ist, ist in Fig. 10 dargestellt. Vc. einer Lichtquelle 73 fällt Licht über eine Kondensorlinse 71 auf das Trägermaterial 20. Dieses Licht wird durch das Trägermaterial zu einer Objektivlinse 76 durchgelassen und fällt über einen halb durchlässigen Spiegel 78 auf das nicht dargestellte Okular eines Mikroskops. In ähnlicher Weise fällt von einer Lichtquelle 80 Licht über eine zweite Kondensorlinse 82, den halbdurchlässigen Spiegel 78 und die Objektivlinse 76 auf das Trägermaterial 20. Dieses Licht wird von dem Trägermaterial 20 reflektiert und gelangt über die Linse 76 und den halbdurchlässigen Spiegel 78 zu dem Okular des Mikroskops. Die Quelle 73, die die Quelle für das durchgelassene Licht darstellt, weist eine erste Farbe. beispielsweise Grün auf. während die zweite Quelle 80, die die Quelle für das reflektierte Licht darstellt, eine zweite Farbe, beispielsweise Rot aufweist. Dies kann durch Einsetzen entsprechender, nicht dai gestellter Filter in die jeweiligen Lichtwege erreicht werden.

Mit Hilfe dieses Verfahrens wird das zu untersuchende Material wirksam optisch »gefärbt«, um seinen feinen inneren Aufbau darzulegen. Eine anschauliche Darstellung der Verwendbarkeit dieses Verfahrens ist in F i g. 11 wiedergegeben, wo eine mikrophotographische Aufnahme des Niederschlags einer ölprobe in 645facher Vergrößerung wiedergegeben ist In diesem

speziellen Beispiel war das auffallende Licht rot Jnd das durchgelassene Licht grün. Das große, durch einen Pfeil gekennzeichnete Partikel in der Mitte ist ein Eisenpartikel und es ist ohne weiteres zu erkennen, daß es ein großes Oxyd-(»Rost«)-Segment a und ein noch nicht »rostiges« Metiiilsegment b kleinerer Größe aufweist. Die Kenntnis, daß Partikel von einem oxydierenden Teil der Maschine vorhanden sind, ermöglicht eine weitere Identifikation des Maschinenfehlers. Obwohl der Kontrast in der Schwarz-Weiß-Wiedergabe nicht klar zu erkennen ist, ist er in der Farbphotographie deutlich sichtbar. Durch das optische »Färben« des zu prüfenden Trägermaterials werden sonst verdeckte Eigenschaften und Kenndaten offenkundig.

Bis jetzt ist die Betriebsweise in Verbindung mit außerhalb der Maschinen befindlichen Einrichtungen beschrieben worden. Obwohl dies in vielen Fällen ausreicht, hat es sich oft als wünschenswert herausgestellt, die Betriebsweise einer Maschine oder eines Triebwerks oder irgendein anderes Teil eines Mechanismus während des Normalbetriebs zu überwachen. Beispielsweise wäre es äußerst vorteilhaft, das Triebwerköl in Düsentriebwerken eines Flugzeugs 'fahrend eines tatsächlichen Flugs zu überwachen, um frühzeitig Anzeichen über mögliche Schäden und Ausfälle zu erhalten, so daß Vorbeugungsmaßnahmen unternommen werden könnten.

Eine Ausführungsform der Erfindung, die insbesonde- -e für diese Anwendung geeignet ist, ist in den Fig. 12 und 13 dargestellt; hierbei weist ein Gehäusemantel oder ein Gehäuse, das in einem Triebwerk angebracht werden kann, ein lichtdurchlässiges, zylindrisches Rohr 92 auf, das in Längsrichtung durch das Gehäuse verläuft und ab eine unbedeutende Umleitung in die Ölleitung eingeschaltet ist. Das Rohr 92 erhält Licht von einer unter ihm angeordneten Lichtquelle; ein nicht dargestellter Reflektor kann unter der Lichtquelle angeordnet sein, um das Licht von der Lichtquelle 94 auf das Rohr 92 zu konzentrieren. Ein Magnet 98 hoher Feldstärke und mit scharfen »Vorderkanten« 98a, 986 ist angrenzend an das Rohr 92 angeordnet und erzeugt ein Magnetfeld durch das Rohr hindurch. Ein Densitometer 100 ist über dem Rohr 92 gegenüber der Lichtquelle 94 angeordnet. Wie bei dem Densitometer 50 in Fig.8 weist das Densitometer 100 eine oder mehrere lichtdurchlässige, nicht dargestellte Öffnungen auf, hinter welchen (jedenfalls nicht dargestellte) Photozellen angeordnet sind, die Licht von den entsprechenden Stellen auf dem Rohr 92 erhalten. Der Ausgang lies Densitometers wird einem nicht dargestellten Verarbeitungs- und Anzeigegerät zugeführt.

Da während des Betriebs das Maschinen- oder Triebwerköl durch das Rohr 92 fließt, ist es der Einwirkung des Magnets 98 ausgesetzt, was bewirkt, daß die schwebenden magnetischen Partikel sich auf der Innenwandung des Rohrs niederschlagen. Das Rohr ist über dem Spalt zwischen den Polkanten 98a, 986 so angeordnet, daß seine Längsachse etwas gegenüber der durch die »Vorderkanten« 98a, 98ft bestimmten Ebene von einem Ende zum anderen Ende des Rohrs geneigt ist, um ein allmählich zunehmendes Magnetfeld zu schaffen, wie es auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 der Fall ist. Hierdurch wird das Niederschlagen und Absetzen der Partikel auf der inneren Wandung des Rohrs 92 entsprechend ihrer Größe etwas unterstützt. Die Partikelkonzentration wird mittels des Densitometers 100 überwacht.

Der Magnet 98 ist vorzugsweise ein Elektromagnet, der von dem Benutzer an- und abgeschaltet werden kann. Nachdem die Partikel sich einr: bestimmte Zeit ίο lang angehäuft haben und ihre Konzentrationen gemessen worden sind, wird der Elektromagnet angeschaltet Hierdurch kann dann das öl die Partikel von der Rohrwandung wegspülen, um dadurch eine neue Messung vorzubereiten. Es kann auch ein (nicht dargestellter) Fiuid-Umleitungsschaller angekoppelt sein, der öl nur dann in das Rohr 92 einströmen läßt, wenn Messungen durchgeführt werden sollen.

Verschiedene Parameter der Partikel, die mittels des Densitometers gemessen werden, können zur Verarbeitung und Anzeige ausgewählt werden. Beispielsweise können die Partikelkonzentrationen an verschiedenen Stellen, die aus den optischen, an den Stellen durch das Densitometer gemessenen Dichtewerten bestimmt werden, die Geschwindigkeit, mit der sich diese Konzentrationen ändern, die Verhältnisse der Konzentrationen zueinander etc. insgesamt bestimmt und wiedergegeben werden, um eine Anzeige des Triebwerk-Betriebsverhaltens zu schaffen. Die Messung und/oder die Ai.zeige können natürlich ständig oder, ίο falls es gewünscht wird, intermittierend oder periodisch erfolgen.

Das elektrische Analogon des insoweit beschriebenen Verfahrens kann ebenfalls vorteilhaft verwendet werden, insbesondere wenn die sich anhäufenden Partikel j5 nicht magnetisch sind. Eine Ausführungsform eines solchen elektrischen »Sammlers« ist in Fig. 14 dargestellt; hierbei ist der übliche Träger 20 über ebenen planaren Elektroden 110, 112 angeordnet, zwischen welchen ein stark divergierendes elektrisches Feld W großer Stärke mittels einer Spannungsquelle 114 ausgebildet ist, die vorteilhafterweise eine 60-Hz-QueIle sein kann. Ein Keil 115 (der in der Zeichnung stark vergrößert dargestellt ist) hält den Träger gegenüber den Elektroden 110, 112 geneigt, um dadurch ein zunehmend stärkeres Feld zu schaffen, wenn Fluid entlang des Trägers in Fig. 14 von hinten nach vorne fließt. Vorzugsweise weist der Keil zu diesem Zweck eine Neigung von etwa einem Grad auf.

Die Betriebsweise dieser Einrichtung ist der der V) magnetischen, in Fig. 1 dargestellten, ähnlich, d.h. die Elektroden 110, 112 erzeugen ein sehr starkes, nicht gleichförmiges (d. h. stark divergierendes) Feld in dem zwischen ihnen liegenden Spalt, so daß polarisierbare Partikel durch das Feld aus der Lösung in derselben Weise abgesetzt werden, wie die magnetisch empfindlichen Partikel durch das Magnetfeld niedergeschlagen werden. Für Partikel in der hier in Betracht gezogenen Größenordnung, d. h. Partikel in der Größe von einem Mikron, ist ein Spalt von 0,05 cm in Verbindung mit einer Potentialdifferenz von 1000 V erforderlich, um ein Feld von 2 MV/m zu erzeugen.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Untersuchung von in einem Fluid suspendierten Teilchen unterschiedlicher Größe im Bereich zwischen einigen Hundertstel Mikron und einigen Mikron mittels einer Sedimentationsanalyse durch Anwenden eines auf die Teilchen wirkenden Kraftfeldes hoher Feldstärke, insbesondere zur Überwachung von Maschinenöl, dadurch gekennzeichnet, daß quer zu der Strömungsrichtung der über einen Träger strömenden Suspension derart hohe elektrische oder magnetische Feldstärken erzeugt werden, daß die Teilchen in Strömungsrichtung klassiert auf den Träger niedergeschlagen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine in Strömungsrichtung stetig zunehmende Feldstärke erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Messung der Konzentration der auf den Träger niedergeschlagenen Teilchen an mindestens zwei in Strömungsrichtung voneinander getrennten Stellen durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Ausfällungskonzentration gemessen wird.

5. Verfahren nach Ansprach 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der zeitlichen Änderungsgeschwindigkeiten der Ausfällungskonzentrationen gemessen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen auf ein Objektglas niedergeschlagen werden, und daß die klassierten Teilchen durch mirkckopische Beobachtung untersucht werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger lichtdurchlässig ist, und die Lichtdurchlässigkeit als Maß für die Konzentration gemessen wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Magnetfeldstärke von größenordnungsmäßi;? 1 · 10⁶ A/m erzeugt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Feldstärke von größenordnungsmäßig 2 MV/m erzeugt wird.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines auf die Teilchen wirkenden Kraftfeldes hoher Feldstärke, dadurch gekennzeichnet, daß eine von einem elektrischen oder magnetischen Feld hoher Feldstärke durchsetzte Rinne, deren Boden durch einen Träger (20) zum Niederschlagen der Teilchen gebildet ist, an eine Zuführeinrichtung (46a, 41) zur Zufuhr der Suspension mit vorherbestimmter Strömungsrate angeschlossen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne in Strömungsrichtung zu den das Feld erzeugenden Magnetpolen (16a, 18a; bzw. Elektroden (110, 112) hin geneigt angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach_# Anspruch 10 oder II, dadurch gekennzeichnet,'daß der Träger (20) ein entfernbar angeordnetes Objektglas ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne durch ein durchsichtiges Rohr(92)gebildet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch ,gekennzeichnet, daß das Rohr (92) an den ölkreislauf einer Maschine, z. B. eines Triebwerks angeschlossen ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Rohr (92) eine Lichtquelle (94) für ein optisches Densitometer (100) angeordnet ist

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung aus einer Pumpe (41) und einem Förderschlauch {46a) besteht, der wahlweise an Vorratsbehälter (32—40) zur Zufuhr der Suspension oder Behandlungsflüssigkeit anschließbar ist