DE102010049766B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Viskosität - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Viskosität Download PDF

Info

Publication number
DE102010049766B4
DE102010049766B4 DE102010049766.5A DE102010049766A DE102010049766B4 DE 102010049766 B4 DE102010049766 B4 DE 102010049766B4 DE 102010049766 A DE102010049766 A DE 102010049766A DE 102010049766 B4 DE102010049766 B4 DE 102010049766B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
measuring
measuring elements
elements
substance
plates
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102010049766.5A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102010049766A1 (de
Inventor
Dipl.-Ing. Glatz Dietmar
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HOCHSCHULE MERSEBURG (FH)
Original Assignee
HOCHSCHULE MERSEBURG (FH)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HOCHSCHULE MERSEBURG (FH) filed Critical HOCHSCHULE MERSEBURG (FH)
Priority to DE102010049766.5A priority Critical patent/DE102010049766B4/de
Publication of DE102010049766A1 publication Critical patent/DE102010049766A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102010049766B4 publication Critical patent/DE102010049766B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N11/00Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
    • G01N11/10Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material
    • G01N11/16Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material by measuring damping effect upon oscillatory body
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N11/00Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
    • G01N2011/006Determining flow properties indirectly by measuring other parameters of the system
    • G01N2011/008Determining flow properties indirectly by measuring other parameters of the system optical properties

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Verfahren zum Messen der Viskosität von Fluiden, mit zwei Messelementen, wobei ein Messelement mit einem Schwingungserreger und das andere Messelement mit einem Festlager verbunden ist und zwischen den zwei Messelementen eine zu untersuchende Substanz in Wirkkontakt mit den Messelementen bringbar und mindestens eines der Messelemente über den Schwingungserreger mit einer definierten Schwingungsfrequenz beaufschlagbar ist und die durch die Schwingungsfrequenz verursachte Lageveränderung der Messelemente über mindestens einen gebündelten Lichtstahl erfassbar ist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: • Stirnseitiges Verbinden der beiden linear zueinander angeordneten Messelemente an deren freien Enden durch ein Aufnahmemittel, • Auftrennen des Aufnahmemittels an der Berührungszone der Messplatten und Abrücken der Messplatten voneinander, so dass ein definierter Spalt ausgebildet wird, • Auftragen einer zu beprobenden Substanz auf den Spalt, • Anregen einer Messplatte mittels eines Schwingungserregers, wobei das Schwingungsintervall in einem Bereich von Stunden bis zum kHz-Bereich frei wählbar ist, • Anstrahlen der Messplatten mittels gebündelter Lichtstrahlen, • Weiterleiten der von den Messplatten reflektierten gebündelten Lichtstrahlen zu einem positionsempfindlichen Detektor (PSD), • Bestimmung der Auslenkung der Messplatten mittels des Strahlwinkels der reflektierten gebündelten Lichtstrahlen, • Weiterleiten der vom positionsempfindlichen Detektor ermittelten Positionsdaten der Messelemente an eine μProzessor-Einheit zum Zwecke der Auswertung, Überwachung und Visualisierung.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen der Viskosität von Fluiden, mit zwei parallel zueinander angeordneten Messelementen, wobei ein Messelement mit einem Schwingungserreger und das andere Messelement mit einem Festlager verbunden ist. Zwischen den zwei Messelementen wird eine zu untersuchende Substanz in Wirkkontakt mit den Messelementen gebracht. Mindestens eines der Messelemente wird über den Schwingungserreger mit einer definierten Schwingungsfrequenz beaufschlagt und die durch die Schwingungsfrequenz verursachte Lageveränderung der Messelemente ist über mindestens einen gebündelten Lichtstahl erfassbar. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
  • Die Viskosität ist ein Maß für die Zähflüssigkeit eines Fluids. Der Kehrwert der Viskosität ist die Fluidität, also das Maß für die Fließfähigkeit eines Fluids. Je größer die Viskosität, desto weniger fließfähig ist das Fluid und umgekehrt, je geringer die Viskosität ist, desto fließfähiger ist das Fluid. Ein Viskosimeter ist demnach ein Messgerät zur Bestimmung der Zähigkeit – also der Viskosität – einer Substanz.
  • Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von Vorrichtungen und Verfahren zur Messung der Viskosität von Probenkörpern bekannt. Diesbezüglich werden unter anderem zwischen Kapillarviskosimeter, Rotationsviskosimeter, Stabinger-Viskosimeter, Viskositäts-Messbecher oder auch Ford-Becher genannt und Mooney-Viskosität Verfahren unterschieden. Bekannt sind auch Vorrichtungen bei dem die Messeinheiten in Schwingungen versetzt werden. Der Unterschied zwischen der in die Messeinheit eingeleiteten Frequenz und der durch die zu beprobende Substanz, respektive die Probesubstanz, gedämpfte Frequenz nach dessen Durchlauf durch die Probe, lassen dann einen Rückschluss auf die Viskosität der beprobten Substanz zu.
  • So beschreibt die DE 1945369 U ein Schwingungsviskosimeter mit parallelem Plattensystem zur Übertragung von mechanischen Schwingungen über eine Flüssigkeitsprobe. Das Plattensystem überträgt dabei die eingebrachten Schwingungen.
  • Die DE 4319056 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Erfassung und Darstellung der Phasenumwandlung flüssig-fest-flüssig und ein Verfahren dazu. Hierbei wird ein, der die zu beprobende Substanz enthaltender Hohlkörper in eine Drehschwingung mit einem definierten Drehimpuls versetzt.
  • Des Weiteren beschreibt die DE 10 2007 038 329 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ermittlung der mechanischen Eigenschaften von pastösen Materialien. Dabei werden die charakteristischen Kenngrößen für die mechanische Eigenschaft, das Elastizitätsmodul (E-Modul) und dessen Dämpfungsfaktor über in die zu beprobende Substanz eingeleiteten Schwingungen bestimmt.
  • Die DE 198 27 123 C1 offenbart eine Vorrichtung zur Bestimmung viskoelastischer Kenngrößen im sub- bzw. unteren kHz-Frequenzbereich mit einem sog. Doppelplatten-Resonator. Dem Doppelplatten-Resonator ist eine Auswerteeinheit nachgeschaltet, die aus der Frequenzverschiebung und der Dämpfungsänderung beim Ankoppeln an eine zu untersuchende Substanz deren viskoelastische Eigenschaften berechnet.
  • All diese Vorrichtungen und Verfahren haben sich bewährt, sind jedoch mit dem Nachteil behaftet, dass sie nur die Fließfähigkeit von flüssigen oder pastösen Substanzen messen, die während der Messung keinen Phasenwechsel ihres Aggregatzustandes durchführen. Messungen zur Bestimmung der Viskosität mit Phasenwechsel ist bisher nicht oder mit einem Plattenviskosimeter nur mit einem erheblichen Aufwand, unter zu Hilfenahme von verlorenen Hilfsmitteln, wie beispielsweise Einwegplatten und Einwegzylindern realisierbar.
  • Weitere gattungsgemäße Lösungen sind den US 5,253,513 A , DE 695 34 019 T2 , DE 198 06 905 A1 , EP 0 317 356 A2 und DE 44 19 684 A1 zu entnehmen. Auf Grund der dort verwendeten planparallelen Messplatten können keine aushärtenden Materialen gemessen werden. Der Grund liegt darin, dass beim Aushärten die Messplatten beschädigt werden.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, mit der ein Phasenwechsel des Aggregatzustandes einer viskosen Substanz von flüssig zu fest und umgekehrt erfasst und ausgewertet werden kann. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit dem Härtungs- oder Trocknungsprozesse von Harz- und Farbsystemen sowie Erstarrungszeiten viskoser Substanzen untersucht und erfasst werden können.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Messen der Viskosität von Fluiden, mit zwei Messelementen, wobei ein Messelement mit einem Schwingungserreger und das andere Messelement mit einem Festlager verbunden ist und zwischen den zwei Messelementen eine zu untersuchende Substanz in Wirkkontakt mit den Messelementen bringbar und mindestens eines der Messelemente über den Schwingungserreger mit einer definierten Schwingungsfrequenz beaufschlagbar ist und die durch die Schwingungsfrequenz verursachte Lageveränderung der Messelemente über mindestens einen gebündelten Lichtstahl erfassbar ist, mit folgenden Verfahrensschritten gelöst:
    • • Stirnseitiges Verbinden der beiden linear zueinander angeordneten Messelemente an deren freien Enden durch ein Aufnahmemittel,
    • • Auftrennen des Aufnahmemittels an der Berührungszone der Messplatten und Abrücken der Messplatten voneinander, so dass ein definierter Spalt ausgebildet wird,
    • • Auftragen einer zu beprobenden Substanz auf den Spalt,
    • • Anregen einer Messplatte mittels eines Schwingungserregers, wobei das Schwingungsintervall in einem Bereich von Stunden bis zum kHz-Bereich frei wählbar ist,
    • • Anstrahlen der Messplatten mittels gebündelter Lichtstrahlen,
    • • Weiterleiten der von den Messplatten reflektierten gebündelten Lichtstrahlen zu einem positionsempfindlichen Detektor (PSD),
    • • Bestimmung der Auslenkung der Messplatten mittels des Strahlwinkels der reflektierten gebündelten Lichtstrahlen,
    • • Weiterleiten der vom positionsempfindlichen Detektor ermittelten Positionsdaten der Messelemente an eine μProzessor-Einheit zum Zwecke der Auswertung, Überwachung und Visualisierung.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht erstmals ein Erfassen, Auswerten und Anzeigen von Phasenwechseln, bzw. Aushärtungsreaktion während der Messzeit ohne dabei einer zeitlichen Begrenzung zu unterliegen.
  • Die Aufgabe wird ferner durch die Merkmale des Anspruchs 2, insbesondere dadurch gelöst, dass die Messelemente linear zueinander angeordnet sind.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Messelemente als federelastische Stahlzungen ausgebildet sind.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weisen die Messelemente freie Enden auf, denen jeweils mindestens ein Aufnahmemittel zugeordnet ist.
  • Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung bilden die Aufnahmemittel einen Messspalt aus, in dem eine zu beprobenden Substanz einbringbar ist. Die Aufnahmemittel könnten aus einem Klebestreifen bestehen, der auf die Messelemente aufgebracht wird. Dann ist es vorgesehen, die Aufnahmemittel an der Berührungszone zu durchtrennen. Anschließend kann ein Messelement von dem anderen Messelement um einige μm bis einige hundertstel Millimeter von der Trennstelle abgerückt werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Öffnungsweite des Messspaltes in Abhängigkeit von der Oberflächenspannung der zu beprobenden Substanz einstellbar.
  • In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Schwingungserreger ein Piezo. Durch diese Maßnahmen wird ein besonders kostengünstiger, effektiver und zuverlässiger Antrieb für die Schwingungserregung des Messelementes zur Verfügung gestellt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Piezo als eine Piezokeramik ausgebildet. Ein derartiger Schwinger wäre besonders zuverlässig und langlebig und eignet sich im besonderen Maße für Hochfrequenz-Schwingungen im Ultraschallbereich.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Schwingungserreger ein Unwuchtmotor. Beispielsweise kann dies ein Elektromotor sein, der mittels einer Unwucht in Abhängigkeit von seiner Drehzahl eine konstante Schwingungsfrequenz erzeugt.
  • In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Schwingungserreger ein Elektromagnet. Hiermit kann auch eine besonders zuverlässige Schwingungsquelle zur Verfügung gestellt werden.
  • Um eine möglichst genaue Positionsbestimmung, der Messelemente über die Zeit bestimmen zu können, ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung den Messelementen mindestens ein, einen gebündelten Lichtstrahl imitierendes, Mittel zugeordnet. Die Lichtquelle kann beispielsweise eine LASER-Lichtquelle sein.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die emittierten Lichtstrahlen von den Messelementen auf einen positionsempfindlichen Detektor (PSD) reflektiert. Hierdurch wird eine besonders genaue Messung der Änderung der Position der Messelemente über die Zeit möglich, was wiederum Rückschlüsse auf die Änderung der Viskosität der zu untersuchenden Substanz ermöglicht.
  • In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wertet ein Auswerteeinheit die von dem positionsempfindlichen Detektor (PSD) empfangenen, reflektierten Strahlen aus und stellt diese visualisiert dar.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Vorrichtung in einer, gegenüber ihrer Umgebung hermetisch abgedichteten Einhausung angeordnet. Beispielsweise können die Messelemente mit den Aufnahmemitteln in einem gegenüber der Außenatmosphäre abgedichteten Raum angeordnet sein. Für die zu untersuchenden Probensubstanzen lassen sich somit die verschiedensten Umweltbedingungen simulieren.
  • In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in der Einhausung die Umgebungsparameter Druck, Temperatur, Feuchtigkeit, Vakuum, IR- und UV-Strahlungsintensität einstellbar. Hierdurch lassen sich die viskosen Eigenschaften, bzw. deren Änderungen auch und gerade bei sich ändernden Umweltbedingungen simulieren.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Einhausung mindestens ein Einspeisepunkt zugeordnet. Der Einsspeisepunkt kann dabei beispielsweise als Fenster, Membran oder Schleuse ausgebildet sein. Hierdurch können beispielsweise die für die Aufnahmemittel der Messelemente heiß aufzutragende und zu beprobende Substanzen eingebracht werden.
  • In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Vorrichtung eine Steuereinheit zugeordnet, die die Temperatur, den Druck sowie die Feuchtigkeitsbedingungen im Raum überwacht und regelt.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist es auch denkbar, dass die Messelemente flächenparallel, überlappend ausgebildet sind. Dabei können die Aufnahmemittel in der Fläche der Messelemente angeordnet sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind zur Erfassung der Anregung der Messelemente berührende und nicht berührende Sensoren, insbesondere induktive, kapazitive und mechanische Sensoren vorgesehen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine teilweise Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit, an einem Schwingungserreger und einem Festlager, linear zueinander angeordneten Messelementen und zwei Lichtquellen, die jeweils einen gebündelten Lichtstrahl auf die Unterseite der Messelemente richten, der von diesen zu einem dem Lichtstrahl zugeordneten Positionsdetektoren gelenkt wird, sowie eine zu beprobende Substanz, die den Messelementen zugeordnet ist;
  • 2 eine Detailansicht des Ausschnittes aus 1 der erfindungsgemäßen Vorrichtung, mit den Messelementen zugeordneten Aufnahmemitteln und der daran aufgebrachten, zu beprobenden Substanz.
  • Wie in 1 dargestellt, besteht die Vorrichtung 10 im Wesentlichen aus einem Schwingungserreger 11 und einem Festlager 12. Dem Schwingungserreger 11 und dem Festlager 12 sind mindestens ein Messelement 13 bzw. zugeordnet. Die Messelemente 13, 14 sind in dieser Ausführungsform als linear gegenüberliegende Metallzungen ausgebildet.
  • Die in etwa gleichlangen Messelemente 13, 14 weisen an ihren freien Enden 29, 30, wie insbesondere in 2 dargestellt, einen Messspalt 26 auf. Der Messspalt 26 wird aus dem Abstand der freien Enden 29, 30 der Messelemente 13, 14 zueinander und den daran angeordneten Aufnahmemittel 24, 25 ausgebildet.
  • In die Aufnahmemittel 24, 25 ist eine zu beprobende Substanz 15 aufgebracht. Die zu beprobende Substanz 15 bringt die voneinander getrennten Messelemente 13, 14 über die Aufnahmemittel 24, 25 miteinander in Wirkkontakt und füllt dabei teilweise den Messspalt 26 aus. Die Weite des Messspaltes 26 wird weitestgehend von den physikalischen Eigenschaften der zu beprobenden Substanz 15 bestimmt. Somit kann der Messspalt 26 eine Weite von wenigen Mikrometern bis zu einigen Millimetern aufweisen.
  • Der Schwingungserreger 11 erzeugt eine Schwingung einer bekannten Frequenz. Diese wird an das Messelement 14 übertragen. Das Messelement 14 ist damit erregt und überträgt nun eine Schwingung, über die zu beprobende Substanz 15, auf das im Festlager 12 angeordnete Messelement 13, das seinerseits nun angeregt ist.
  • Da die zu beprobende Substanz 15 die Schwingung mehr oder weniger dämpft, bzw. über die Zeit gesehen unterschiedlich bis gar nicht mehr dämpft, wird ein oder kein Unterschied in der Frequenz des erregten Messelementes 14 und dem angeregten Messelement 13 auftreten.
  • Zum Erkennen dieser, der durch die Viskositätseigenschaften der zu beprobenden Substanz 15 bestimmten Eigenschaften, wird auf die Unterseite 27, 28 der Messelemente 13, 14 jeweils ein gebündelter Lichtstrahl 20, 21 gerichtet. Der gebündelte Lichtstrahl 20, 21 wird jeweils von einer Lichtstrahlenquelle 16, 17 emittiert. In dieser Ausführungsform ist die Lichtstrahlenquelle 16, 17 eine LASER-Lichtstrahlenquelle.
  • Von den Unterseiten 27, 28 der Messelemente 13, 14 werden die LASER-Strahlen 20, 21 in einem dem Einfallswinkel entsprechenden gleichen Ausfallswinkel reflektiert. Die reflektierten Lichtstrahlen 22, 23 treffen dabei auf einen den Lichtstrahlen 22 bzw. 23 zugeordneten Positionsdetektor 18 bzw. 19. Über die Positionsdetektoren 18, 19 lassen sich die Änderungen im Schwingungsverhalten und die Lageveränderung über die Zeit messen. Sowohl der Schwingungserreger 11 als auch die Positionsdetektoren 18, 19 sind mit einer Steuereinheit und/oder einer Auswerteeinheit (nicht dargestellt) verbunden.
  • Zur Erfassung der Anregung der Messelemente 13, 14 können alternativ zu den LASER-Lichtstrahlen 20, 21 bzw. 22, 23 auch andere berührende und nicht berührende Sensoren verwendet werden. Beispielsweise sind auch induktive, kapazitive oder auch Piezos (im Grunde auch kapazitive Sensoren) sowie mechanische Sensoren denkbar.
  • Des Weiteren ist es vorgesehen, die Vorrichtung 10 mit einer Umhausung (nicht dargestellt) zu umgeben. Vorzugsweise ist diese Umhausung Gas dicht ausgebildet. Hierdurch kann das Viskoseverhalten einer zu beprobenden Substanz 15 unter ganz unterschiedlichen Umweltbedingungen getestet werden. Die Umweltbedingungen in der Umhausung lassen sich auch über die Steuereinheit (nicht dargestellt) einstellen und regeln.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Vorrichtung
    11
    Schwingungserreger
    12
    Festlager
    13
    Messelement
    14
    Messelement
    15
    Probensubstanz
    16
    Lichtstrahlenquelle
    17
    Lichtstrahlenquelle
    18
    Positionsdetektor
    19
    Positionsdetektor
    20
    gebündelter Lichtstrahl
    21
    gebündelter Lichtstrahl
    22
    reflektierter gebündelter Lichtstrahl
    23
    reflektierter gebündelter Lichtstrahl
    24
    Aufnahmemittel
    25
    Aufnahmemittel
    26
    Messspalt
    27
    Unterseite
    28
    Unterseite
    29
    freies Ende
    30
    freies Ende

Claims (18)

  1. Verfahren zum Messen der Viskosität von Fluiden, mit zwei Messelementen, wobei ein Messelement mit einem Schwingungserreger und das andere Messelement mit einem Festlager verbunden ist und zwischen den zwei Messelementen eine zu untersuchende Substanz in Wirkkontakt mit den Messelementen bringbar und mindestens eines der Messelemente über den Schwingungserreger mit einer definierten Schwingungsfrequenz beaufschlagbar ist und die durch die Schwingungsfrequenz verursachte Lageveränderung der Messelemente über mindestens einen gebündelten Lichtstahl erfassbar ist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: • Stirnseitiges Verbinden der beiden linear zueinander angeordneten Messelemente an deren freien Enden durch ein Aufnahmemittel, • Auftrennen des Aufnahmemittels an der Berührungszone der Messplatten und Abrücken der Messplatten voneinander, so dass ein definierter Spalt ausgebildet wird, • Auftragen einer zu beprobenden Substanz auf den Spalt, • Anregen einer Messplatte mittels eines Schwingungserregers, wobei das Schwingungsintervall in einem Bereich von Stunden bis zum kHz-Bereich frei wählbar ist, • Anstrahlen der Messplatten mittels gebündelter Lichtstrahlen, • Weiterleiten der von den Messplatten reflektierten gebündelten Lichtstrahlen zu einem positionsempfindlichen Detektor (PSD), • Bestimmung der Auslenkung der Messplatten mittels des Strahlwinkels der reflektierten gebündelten Lichtstrahlen, • Weiterleiten der vom positionsempfindlichen Detektor ermittelten Positionsdaten der Messelemente an eine μProzessor-Einheit zum Zwecke der Auswertung, Überwachung und Visualisierung.
  2. Vorrichtung zum Messen der Viskosität von Fluiden, mit zwei Messelementen, wobei ein Messelement mit einem Schwingungserreger und das andere Messelement mit einem Festlager verbunden ist und zwischen den zwei Messelementen eine zu untersuchende Substanz in Wirkkontakt mit den Messelementen bringbar und mindestens eines der Messelemente über den Schwingungserreger mit einer definierten Schwingungsfrequenz beaufschlagbar ist und die durch die Schwingungsfrequenz verursachte Lageveränderung der Messelemente über mindestens einen gebündelten Lichtstahl erfassbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Messelemente linear zueinander angeordnet sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messelemente als federelastische Stahlzungen ausgebildet sind.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messelemente freie Enden aufweisen, denen jeweils mindestens ein Aufnahmemittel zugeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmemittel einen Messspalt ausbilden in dem eine zu beprobenden Substanz einbringbar ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungsweite des Messspaltes in Abhängigkeit von der Oberflächenspannung der zu beprobenden Substanz einstellbar ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserreger ein Piezo ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Piezo als eine Piezokeramik ausgebildet ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserreger ein Unwuchtmotor ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserreger ein Elektromagnet ist
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Messelementen mindestens ein, einen gebündelten Lichtstrahl imitierendes, Mittel zugeordnet ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das die emittierten Lichtstrahlen von dem Messelementen auf einen positionsempfindlichen Detektor (PSD) reflektiert werden.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteeinheit die von dem positionsempfindlichen Detektor (PSD) empfangenen, reflektierten Strahlen auswertet und visualisiert darstellt.
  14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung in einer, gegenüber ihrer Umgebung hermetisch abgedichteten Einhausung angeordnet ist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Raum die Umgebungsparameter Druck, Temperatur, Feuchtigkeit, Vakuum, IR- und UV-Strahlungsintensität einstellbar sind.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Einhausung mindestens ein Einspeisepunkt zugeordnet ist.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorrichtung eine Steuereinheit zugeordnet ist, die die Temperatur, den Druck sowie die Feuchtigkeitsbedingungen im Raum überwacht und regelt.
  18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung der Anregung der Messelemente berührende und nicht berührende Sensoren, insbesondere induktive, kapazitive und mechanische Sensoren vorgesehen sind.
DE102010049766.5A 2010-10-29 2010-10-29 Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Viskosität Expired - Fee Related DE102010049766B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010049766.5A DE102010049766B4 (de) 2010-10-29 2010-10-29 Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Viskosität

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010049766.5A DE102010049766B4 (de) 2010-10-29 2010-10-29 Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Viskosität

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102010049766A1 DE102010049766A1 (de) 2012-05-03
DE102010049766B4 true DE102010049766B4 (de) 2016-10-06

Family

ID=45935535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102010049766.5A Expired - Fee Related DE102010049766B4 (de) 2010-10-29 2010-10-29 Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Viskosität

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102010049766B4 (de)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1945369U (de) * 1966-06-28 1966-09-01 Dechema Inst Deutsche Ges Fuer Schwingungsviskosimeter.
EP0317356A2 (de) * 1987-11-18 1989-05-24 Chichibu Cement Kabushiki Kaisha Vibrationsrheometer
US5253513A (en) * 1991-11-08 1993-10-19 University Of Houston Device for determining viscoelastic properties of liquids and a method for use
DE4319056A1 (de) * 1993-06-09 1995-02-23 Iabw Inst Fuer Arbeitsmarktfor Vorrichtung zur objektiven und kontinuierlichen Erfassung und Darstellung der Phasenumwandlung flüssig-fest-flüssig und Verfahren dazu
DE4419684A1 (de) * 1994-06-06 1995-12-07 Erik Von Der Dipl Phys Burg Verfahren zur Bestimmung visko-elastischer und entsprechender rheologischer Eigenschaften von Flüssigkeiten und flüssigkeitsähnlichen Substanzen mit festkörperähnlichen Anteilen, das auch für geringe Probenvolumina geeignet ist
DE19806905A1 (de) * 1998-02-19 1999-09-09 Pechhold Einrichtung zur Bestimmung viskoelastischer Kenngrößen eines festen oder flüssigen Stoffes
DE19827123C1 (de) * 1998-06-18 2000-10-26 Wolfgang Pechhold Doppelplatten-Resonator für den sub- und unteren kHz-Frequenzbereich
DE69534019T2 (de) * 1994-04-19 2006-05-11 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Vorrichtung und methode zur messung der komplexen viskositaet und des komplexen elastizitaetsmoduls
DE102007038329A1 (de) * 2007-08-14 2009-02-26 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung mechanischer Eigenschaften eines pastösen Materials

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1945369U (de) * 1966-06-28 1966-09-01 Dechema Inst Deutsche Ges Fuer Schwingungsviskosimeter.
EP0317356A2 (de) * 1987-11-18 1989-05-24 Chichibu Cement Kabushiki Kaisha Vibrationsrheometer
US5253513A (en) * 1991-11-08 1993-10-19 University Of Houston Device for determining viscoelastic properties of liquids and a method for use
DE4319056A1 (de) * 1993-06-09 1995-02-23 Iabw Inst Fuer Arbeitsmarktfor Vorrichtung zur objektiven und kontinuierlichen Erfassung und Darstellung der Phasenumwandlung flüssig-fest-flüssig und Verfahren dazu
DE69534019T2 (de) * 1994-04-19 2006-05-11 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Vorrichtung und methode zur messung der komplexen viskositaet und des komplexen elastizitaetsmoduls
DE4419684A1 (de) * 1994-06-06 1995-12-07 Erik Von Der Dipl Phys Burg Verfahren zur Bestimmung visko-elastischer und entsprechender rheologischer Eigenschaften von Flüssigkeiten und flüssigkeitsähnlichen Substanzen mit festkörperähnlichen Anteilen, das auch für geringe Probenvolumina geeignet ist
DE19806905A1 (de) * 1998-02-19 1999-09-09 Pechhold Einrichtung zur Bestimmung viskoelastischer Kenngrößen eines festen oder flüssigen Stoffes
DE19827123C1 (de) * 1998-06-18 2000-10-26 Wolfgang Pechhold Doppelplatten-Resonator für den sub- und unteren kHz-Frequenzbereich
DE102007038329A1 (de) * 2007-08-14 2009-02-26 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung mechanischer Eigenschaften eines pastösen Materials

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010049766A1 (de) 2012-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014194944A1 (de) Messeinrichtung und verfahren zur ermittlung einer druckkarte
EP3048437B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Messung der Eisadhäsion auf festen Oberflächen
DE10329142A1 (de) Verfahren zum Ermitteln der Porosität eines Werkstückes
DE102010049766B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Viskosität
DE19629485A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Druckfestigkeit von Beton während dessen Erhärtung mittels Ultraschall-Geschwindigkeitsmessungen
DE102011122481A1 (de) Verfahren und Anordnung zur Überwachung und Lokalisierung von Materialschäden und Diskontinuitäten in Leichtbau-Verbundstrukturen
WO2006097382A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur viskositätsmessung von nicht-newtonschen flüssigkeiten, insbesondere motorbetriebsstoffen
EP3517946A1 (de) Verfahren zur ermittlung eines korrigierten werts für die viskositätsabhängige schallgeschwindigkeit in einem zu untersuchenden fluid
WO1989006352A1 (en) Process and device for measuring the viscosity of materials
DE19806905C2 (de) Einrichtung zur Bestimmung viskoelastischer Kenngrößen eines festen oder flüssigen Stoffes
EP1721152B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Bewitterung und gleichzeitigen Ultraschallanalyse von Proben
AT508679B1 (de) Sensoranordnung zur messung von eigenschaften von fluiden
EP1602919B1 (de) Messvorrichtung für die Messung des Transmissionsgrads einer Beschichtung
DE4419684A1 (de) Verfahren zur Bestimmung visko-elastischer und entsprechender rheologischer Eigenschaften von Flüssigkeiten und flüssigkeitsähnlichen Substanzen mit festkörperähnlichen Anteilen, das auch für geringe Probenvolumina geeignet ist
WO2012107218A1 (de) Verfahren zur positionserfassung eines defekts in einem körper
DE102007016735B4 (de) Testeinrichtung für mikromechanische Bauelemente
DE102015210604B4 (de) Verfahren zur Ermittlung von Materialeigenschaften
DE29825207U1 (de) Vorrichtung zur Charakterisierung von Materialien mittels eines mechanischen Resonators
DE3439405C2 (de)
EP2708900B1 (de) Verfahren zur Bestimmung der Thrombozytenfunktion mit einem Resonator
DE102015114855A1 (de) Verfahren zur Erfassung von Schädigungen eines Kunststoff-Metall- oder Metall-Metall-Verbundbauteils
DE19919030A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Materialdaten von Mikrostrukturen
DE102012108401B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur synchronen Bestimmung der rheologischen und akustischen Eigenschaften
DE102004044877B4 (de) Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Bauteilabdichtungen
DE102021133875A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ultraschallspannungsmessung mit Longitudinalwellen an Eisenbahnrädern

Legal Events

Date Code Title Description
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R125 Request for further processing filed
R126 Request for further processing allowed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R082 Change of representative
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee