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Durch die kontinuierliche Weiterentwicklung der Sensorik zur Bestimmung der wichtigsten Zustands- und Transportgrößen von Flüssigkeiten präsentiert die flucon fluid control GmbH einen vollautomatischen Labormeßplatz, der eine anwenderfreundliche und zugleich umweltgerechte Stoffuntersuchung ermöglicht.
Dieser Stoffgrößenmeßplatz erlaubt im Zusammenspiel mit einem PC-Steuerrechner und einer Temperiereinheit die Bestimmung der temperaturabhängigen Kennwerte von Fluiden bei Atmosphärendruck.
Mit den vier Teilkomponenten QVis, RHO, LAMBDA und EPSILON wird so die vollautomatische Bestimmung der Viskosität, der Dichte, der Wärme-/Temperaturleitfähigkeit, der Wärmekapazität und der relativen Dielektrizitätskonstante möglich.
Ganz gleich, ob für Sie im Hinblick auf die Entsorgungsproblematik die Reduzierung der benötigten Probenmengen im Vordergrund steht, die Bedienerfreundlichkeit, kürzeste Rüst- und Meßzeiten oder vielmehr der Dauerbetrieb auch bei höchsten Temperaturen ohne lästige Betriebsgeräusche und unliebsame Geruchsbelästigung: dieser vollautomatische Labormeßplatz läßt kaum einen Wunsch offen.
Die Ansteuerung des Labormeßplatzes erfolgt mittels Personal Computer. Ein umfangreiches Softwarepaket macht den Umgang mit dem Labormeßplatz denkbar einfach und ermöglicht die anschließende Datenaufbereitung und -präsentation.
Zur automatischen Temperierung der Flüssigkeitsprobe steht ein Metallblock-Thermostat zur Verfügung, indem bis zu 18 Fluidproben in Reagenzgläsern gleichzeitig temperiert werden können. Ermöglicht wird die Stoffgrößenbestimmung durch das einfache Eintauchen der miniaturisierten Sensoren in ein Reagenzglas.
Die Temperaturbestimmung erfolgt in jedem Fall über einen separaten Temperaturfühler PT 100 in 4-Leiter-Schaltung gemäß Industriestandard. Die sorgfältige Auswahl und gezielte Weiterentwicklung der Systemkomponenten ermöglicht durch deren Zusammenspiel ein Optimum an Flexibilität, Betriebssicherheit, Kostenreduzierung und ein hohes Maß an Umweltverträglichkeit.
Im folgenden werden die Systemkomponenten kurz skizziert.
Das Blockbild verdeutlicht am Beispiel der Viskositätsmessung das Zusammenspiel der wesentlichen Systemkomponenten des vollautomatischen Stoffgrößenmeßplatzes.
Zusammenspiel der Systemkomponenten beim vollautomatischen Stoffgrößenmeßplatz am Beispiel der Viskositätsbestimmung mittels Quarzviskosimeter QVis
Das Quarzviskosimeter QVis der flucon fluid control GmbH ist ein neuartiges Meßsystem zur kontinuierlichen Viskositätsbestimmung in ruhenden oder strömenden Flüssigkeiten.
Kernstück des Systems ist ein Schwingquarz der reine Torsionschwingungen erzeugt und durch die viskosen Eigenschaften der Flüssigkeit gedämpft wird. Dabei hat die Strömungsform (laminar / turbulent) keinen Einfluß auf das Meßergebnis.
Dadurch wird mit diesem Meßverfahren sowohl die Stoffuntersuchung im Labor als auch im Prozeß möglich, bei entsprechender Modifizierung der Sensoraufnahme (z.B. 1"-Einschraubung) beides sogar mit dem gleichen Sensor inklusive der Auswerteelektronik.
Da die Ansteuer- und Auswerteelektronik in einem portablen Gehäuse untergebracht ist und das Meßsystem wahlweise auch ohne Rechneranschluß arbeitet ist diese Teilkomponente des Labormeßplatzes auch im Feldeinsatz zu verwenden.
Das Quarzviskosimeter QVis besteht aus dem Grundgerät mit der Ansteuer- und Auswerteelektronik sowie dem Meßkopf mit den beiden Sensoren für Viskosität und Temperatur.
Die Messung erfolgt denkbar einfach nur durch das Eintauchen des Sensors in die zu messende Flüssigkeit; Probleme mit der Befüllung / Verunreinigung engster Spalte oder Kapillaren entfallen.
Modernste Mikroelektronik bringt im Meßsystem LAMBDA erstmals die Vorzüge des instationären Hitzdrahtverfahrens voll zur Geltung:
kurze Meßzeiten und kleinste Leistungseinspeisung zur gleichzeitigen Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit und der Temperaturleitzahl ohne Konvektionseinflüsse und Fehler der axialen Wärmeableitung.
Durch das gewählte Meßverfahren wird aufgrund der zusätzlichen Bestimmung der Temperaturleitzahl auch die Angabe der spezifischen Wärmekapazität möglich.
Bei bekannter Dichte der Flüssigkeit ist mithin auch die PRANDTL-Zahl zu ermitteln.
Kernstück des Systems ist ein dünner Platin-Hitzdraht, dessen Widerstandsänderung in einer hochempfindlichen Brückenschaltung registriert wird. Zu diesem Zweck wird in extrem kurzen Zeitintervallen mittels rechnergesteuerter Stromquelle das Meßsignal der hochempfindlichen Brückenschaltung von der Auswerteelektronik erfaßt und gemäß den physikalischen Grundlagen des Meßverfahrens in die entsprechenden Fluidkennwerte umgerechnet.
Aufgrund der extrem kleinen Energiemengen ist das Meßsystem absolut frei von Konvektionseinflüssen.
Das Meßsystem RHO erlaubt als Teilkomponente des Stoffgrößenmeßplatzes die vollautomatische Erfassung der Dichte von Flüssigkeiten.
Aus dem Zusammenspiel modernster Verfahren der Meßtechnik und Elektronik sowie der eingehenden Analyse des Systems resultiert eine Vielzahl von Vorzügen, die bei der Handhabung des Systems im Stofflabor voll zur Geltung kommen.
Zu den grundlegenden Anforderungen gehören neben der Meßgenauigkeit eine einfache Handhabung, kurze Rüstzeiten, Vermeidung von Fehlbedienungen und ein Höchstmaß an Betriebssicherheit.
Das Meßsystem RHO wird diesen Anforderungen gerecht und benötigt zudem ein Minimum an Platzbedarf.Kernstück ist ein Senkkörper, der über eine entsprechende Aufhängung in die im Becherglas befindliche Flüssigkeit getaucht wird. Der Senkkörper ist aus Glas und hat die Form einer Kugel.
Zur Temperierung wird das Probenaufnahmegefäß mit der Testflüssigkeit in den elektrischen Blockheizthermostaten eingesetzt. Die Bestimmung der Dichte erfolgt mittels hochpräziser Unterflurwaage mit serieller Normschnittstelle RS 232.
Das Meßgefäß mit Senkkörper ist dabei so konzipiert, das bereits geringe Proben-mengen für die Stoffuntersuchung ausreichen. Die Durchführung der vollautomatischen Prozeßführung inklusive Temperierung wird ermöglicht mittels PC-Steuerrechner.
Das Meßsystem EPSILON gestattet die vollautomatische Bestimmung der dielektrischen Eigenschaften von Flüssigkeiten, d.h. die Ermittlung der relativen Dielektrizitätskonstante und des Verlustfaktors.
Auch das Meßsystem EPSILON ist Bestandteil des Stoffgrößenmeßplatzes; die Temperierung erfolgt über den rechnergesteuerten Blockthermostat.
Das System erfordert ein Minimum an Platzbedarf.
Bei dem Sensor zur Ermittlung der dielektrischen Eigenschaften handelt es sich um einen Meßkondensator der zur Temperierung in den elektrischen Blockheiz-thermostaten eingesetzt wird. Sämtliche Metallteile des Kondensators sind aus Edelstahl, die verwendeten Dicht- und Isolierringe aus einem extrem hochwertigen und temperaturfesten Kunststoff.
Auch in diesen Aufnehmer wurde ein Temperatursensor PT100 integriert.
Durch die Konstruktion wird ein kleines Bauvolumen mit einer Kapazität höchster Präzision erreicht; bereits geringe Probenmengen reichen für die Stoffuntersuchung aus. Der Sensor läßt sich sehr einfach reinigen, neu befüllen und kann zudem bei Bedarf sehr leicht demontiert und neu kalibriert werden.
Aufgrund der zylindrischen Bauform haben eventuelle Exzentrizitäten zwischen der Innen- und der Außenelektrode praktisch keinen Einfluß auf das Meßergebnis.
Die Bestimmung der relativen Dielektrizitätskonstante und des Verlustfaktors erfolgt mithilfe einer sehr genauen RLC-Meßbrücke, die über eine serielle Normschnittstelle RS 232 verfügt.
Die Durchführung der vollautomatischen Prozeßführung inklusive Temperierung und anschließender Datenaufbereitung wird ermöglicht durch einen PC-Steuerrechner.