AT500358A1 - Rotationsrheometer bzw. -viskosimeter - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Rotationsrheometer bzw. -Viskosimeter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Rotationsrheometer bzw. -Viskosimeter dieser Art sind beispielsweise aus der AT 404192 B1, der DE 2733099 B1 sowie der DE 19911441 A1 bekannt.

Ziel bei der Erstellung derartiger Rotationsrheometer bzw. -Viskosimeter ist es vor allem, die Eigenschaften der zu untersuchenden Substanzen mit der von Rheologen geforderten ausreichend hohen Genauigkeit bestimmen zu können. Dabei spielen sowohl Temperatureinflüsse für die Bestimmung der Normalkraft eine Rolle als auch eine möglichst reibungsfreie Lagerung der Messwelle. Darüber hinaus sollen derartige Rotationsrheometer bzw. -Viskosimeter einfach herstellbar und betriebssicher aufgebaut sein. Vorteilhafterweise zeigen derartige Rotationsrheometer bzw. -Viskosimeter eine luftgelagerte Messwelle^um Rotations- und Axialbewegungen der Messwelle reibungsfrei aufnehmen zu können. Für den die Messwelle antreibenden Messmotor ist die Beziehung zwischen dem Drehmoment an der Messwelle und der Stromaufnahme des Messmotors bekannt bzw. wird durch entsprechende Kalibriermessungen möglichst genau ermittelt. Dadurch kann das von der zu untersuchenden Substanz über das Messsystem auf die Messwelle ausgeübte Moment durch Messung der Stromaufnahme des Messmotors bestimmt werden. Die exakte Vermessung des Drehmomentes ist von größter Bedeutung. Des Weiteren kann die axial auf die Messwelle wirkende Kraft festgestellt werden, was insbesondere durch eine Vermessung des Luftspaltes im Luftlager der Messwelle in axialer Richtung erfolgt. Bewegungen bzw. Verschiebungen der Messwelle bzw. Veränderungen der Dicke der Luftspalte sind der auf die Messwelle ausgeübten Axialkraft proportional bzw. stehen mit ihr in einem mathematischen Zusammenhang. Aufgrund der Proportionalität bzw. des mathematischen Zusammenhanges können durch eine Messung des Drehmomentes und gegebenenfalls der Dicke und/oder Veränderung des Luftspaltes, d.h. der Lage- bzw. Wegänderung der Messwelle in ihrer axialen Richtung, Rückschlüsse auf die von der Substanz ausgeübte Kraft getroffen werden.

Zur Ermittlung der Parameter der Probe ist es möglich, die Messwelle mit konstanter Drehzahl zu beaufschlagen und das Drehmoment zu messen (CSR-Versuch). Es ist aber auch möglich, die Messwelle mit einem konstanten Drehmoment zu beaufschlagen und die Drehzahl bzw. Drehposition zu messen (CSS-Veri 1).

Schließlich kann die Messwelle mit einer sinusförmig oder nach einer anderen We n verlaufenden Drehbewegung beaufschlagt werden (Oszillationsversuch). Bei dieser letzteren Versuchsführung kann neben dem viskosen Anteil auch die elastische Komponente der Probe bestimmt werden. Für die Auswertung der abgefühlten Messwerte bzw. elektrischen Parameter des Messmotors und/oder der Messwelle spielt auch die Geometrie des Messsystems eine Rolle. Die unterschiedlichen Messsysteme sind an sich genormt und umfassen im « · ♦ ♦ ♦ • · ·

Wesentlichen Kegel/Platte-Messsysteme, Platte/Platte-Messsysteme und Zylinder-Messsysteme. Für die Auswertung der Messdaten ist auch die Kenntnis der exakten Werte der Geometrie des eingesetzten Messsystems von Wichtigkeit. Derartige Messsysteme zeigen jedoch, insbesondere aufgrund von Fertigungstoleranzen, geringfügige aber einflussreiche Unterschiede in den Geometrien, welche die rheologischen Ergebnisse bzw. die Messresultate verfälschen. Vor allem beeinflusst die Geometrie das Drehmoment. Demzufolge werden von den Herstellern derartiger Messsysteme die Geometriewerte ermittelt und niedergelegt bzw. festgehalten. Für die Auswertung der Messdaten bzw. für die Erstellung der Messergebnisse werden sodann diese festgehaltenen Werte in die Berechnung einbezogen und damit können unterschiedliche Geometrien der Messsysteme aufgrund Fertigungstoleranzen ausgeschaltet werden.

In Fig. 1 ist schematisch der Aufbau eines Rotationsrheometers bzw. -Viskosimeters mit verschiedenen Messsystemen dargestellt, auf dem die Erfindung aufbaut. Im wesentlichen umfasst ein derartiges Rotationsrheometer bzw. -Viskosimeter einen Messmotor 1, der über eine Welle 4 ein Messsystem 7a,* 7b; 7c rotiert. Der Messmotor 1 hat die Eigenschaft, dass die Beziehung zwischen dem Drehmoment an der Motorachse und der elektrischen Versorgung, insbesondere der Stromaufnahme, Frequenz oder Phasenlage, des Messmotors 1 bekannt ist. Dadurch kann während eines Rotationsversuches das Moment einer Probe bzw. Substanz 6 durch Messung der Parameter der elektrischen Versorgung bestimmt werden. Des Weiteren ist ein Winkelencoder 2 vorgesehen, um für die Auswertung die Drehposition und Drehzahl der Welle 4 bestimmen zu können. Wesentlich ist auch ein Lager zur Führung der Messwelle 4. Je nach Ausführungsform und geforderter Drehmomentauflösung werden Wälzlager oder, wie im vorliegenden Fall dargestellt, Luftlager 3 eingesetzt.

Des Weiteren umfassen derartige Rotationsrheometer bzw. -Viskosimeter ein Stativ 8 in möglichst formstabiler Ausführung. Mit einer Hubeinrichtung 9 kann das Messsystem 7a; 7b; 7c in die erforderliche Höhenposition gefahren werden.

Prinzipiell werden drei unterschiedliche Messsysteme mit genormter Geometrie verwendet. Diese unterschiedlichen Messsysteme umfassen Kegel/Platte-Messsysteme 7a, Platte/Platte-Messsysteme und Zylinder-Messsysteme 7b. .In Sonderfällen kommen auch ungenormte Messsysteme 7c zur Anwendung, wie Je in Fig. ;Kdargestellt, z.B. ausgeführt in Form eines Propellers. Diese Messsysteme mit unterschiedlichen Geometrien sind über einen Kupplungsmechanismus 5 mit der Welle 4 kraft- und/oder formschlüssig verbunden. Je nach Applikation werden Messsysteme mit unterschiedlichen Geometrien eingesetzt. Für die genaue Bestimmung der rheologischen Kennwerte sind neben den Messgrößen wie Drehzahl, Drehmoment, Deformationswinkel und Phasenlage die Kenntnis der exakten Werte der Messsystemgeometrien von außerordentlicher • ♦ · · • ·

Wichtigkeit. Bedingt durch Fertigungstoleranzen weisen auch Messsysteme gleicher Bauart geringfügige Unterschiede in den Geometrien auf, welche die Theologischen Ergebnisse verfälschen würden. Z. B. wird bei einem Platte/Platte-Messsystem das Viskositätsergebnis von der vierten Ordnung des Plattendurchmessers beeinflusst. Bei Kegel/Platte-Messsystemen werden zusätzlich die Messergebnisse von der Kegelwinkelabweichung sowie der Größe der Kegelabnahme bestimmt. Daher werden von den Rheometerherstellern alle Messsysteme auf Messmaschinen vermessen und die Geometriewerte den Messsystemen über eine einmalige, dem jeweiligen Messsystem eigene, Seriennummer bzw. Kennzeichnung zugewiesen. Der Anwender hat dafür zu sorgen, dass bei jeder Messung für die Berechnung der Theologischen Werte die der Seriennummer bzw. die der Kennzeichnung entsprechenden Daten bzw. Messsystemgeometrien des eingesetzten Messsystems in das Rechnersystem 10, 11 eingegeben werden.

Ziel der Erfindung ist die Erstellung eines Rotationsrheometerjbzw. -Viskosimeters der eingangs beschriebenen Art, bei dem die Erkennung des eingesetzten Messsystems automatisch erfolgen kann und bei dem die spezifischen Geometriedaten, möglichst einfach und exakt, ohne Mithilfe des Anwenders dem Rechnersystem übertragen werden können. Die Übertragung der Messdaten und/oder der Seriennummer- bzw. Kennzeichnung darf die Theologischen Messwerte bzw. das Messverfahren nicht beeinflussen.

Erfindungsgemäß werden diese Ziele bei einem Rotationsrheometer bzw. -Viskosimeter der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angeführten Merkmale erreicht.

Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist es möglich, ohne Eingriff in den Aufbau der Messanordnung bzw. ohne Beeinflussung der angefallenen Messdaten* die das eingesetzte Messsystem charakterisierenden Daten auszulesen und für die Auswerteeinheit zur Verfügung zu stellen, sodass die Daten bei der Berechnung der Messergebnisse Berücksichtigung finden können. Diese reibungsfrei bzw. berührungslos vor sich gehende Datenübertragung ist für beliebige eingesetzte Messsysteme verwendbar, sofern diese eine Kennzeichnung tragen, die insbesondere von einem Encodermodul der Auswerteeinheit ausgelesen bzw. abgelesen werden kann. Ein Auslesen der in der Kennzeichnung enthaltenen Daten kann zu beliebigen Zeiten des Messvorganges stattfinden bzw. wiederholt werden, sofern diese Daten für den Messvorgang nicht in der Auswerteeinheit zwischengespeichert werden. Bei der Herstellung der Messsysteme wird lediglich dafür Sorge getragen, dass die Daten in der Kennzeichnung in einer entsprechenden auslesbaren Form, z.B. in elektronisch auslesbarer Form oder in optisch erkennbarer Form,vorliegen.

Zweckmäßig sind die Merkmale der Ansprüche 5 und 6 verwirklicht. Die vorgesehenen Kopplungseinheiten und Ankopplungseinheiten dienen einerseits zur Übertragung von Daten von dem Speicherelement zur Auswerteeinheit bzw. zur Energieeinspeisung in das Speicherelement, sofern eine entsprechende Energiezufuhr für das Auslesen der Daten, z.B. einem Absenden der Daten über eine Antenneneinheit, erforderlich ist.

Prinzipiell ist es möglich, die Daten auf dem Speicherelement in einer Form zu speichern, sodass sie durch induktive oder kapazitive Beeinflussung an die Auswerteeinheit bzw. die encodermodulseitigen Kopplungseinheiten auslesbar sind. In vergleichbarer Form könnte eine Energiezufuhr über die Ankopplungseinheiten durch induktive oder kapazitive Ankopplung einer Energiequelle, z.B. Wechselspannungsquelle, erfolgen. Optische Koppeleinheiten können optisch gespeicherte Informationen, z.B. in Form eines Strichcodes, auslesen. Optische Energiezufuhr ist beispielsweise möglich, indem lichtempfindliche Elemente, die dem Speicherelement zugeordnet sind, mit entsprechenden optischen Gebereinheiten strahlungs- bzw. lichtbeaufschlagt werden.

An welche Stelle die Kopplungseinheiten bzw. die Ankopplungseinheiten an der Messwelle und/oder dem Messteil angeordnet sind, ist nicht von prinzipieller Bedeutung; die Bedeutung liegt hier in der vorteilhaften Ausbildung bzw. Anordnung dieser Einheiten. Von Vorteil ist es, wenn im oberen Endbereich der Messwelle die speicherelementseitigen Kopplungs- und/oder Ankopplungseinheiten vorgesehen sind, da dort ein entsprechender Freiraum für die Anordnung der auswerteeinheitseitigen Kopplungs- bzw. Ankopplungselemente vorhanden ist. Es bestehen durchaus Vorteile, wenn die Kopplungs- bzw. Ankopplungseinheiten im oberen Bereich des Messteils angeordnet sind, da auch dort die Möglichkeit besteht, entsprechende encoderseitige Kopplungs- und Ankopplungseinheiten anzuordnen. Die Länge der Luftübertragungsstrecke bzw. des Abschnittes, in dem eine berührungsfreie Übertragung der Daten bzw. der vom Speicherelement benötigten Energie erfolgt, wird nach den entsprechenden Gegebenheiten gewählt. Dabei wird berücksichtigt, dass die Übertragung die Daten unbeeinflusst bzw. ident und fehlerfrei erfolgen soll; es können praktisch Strecken von weniger als einem Millimeter bis zu mehreren Zentimeter und länger vorgesehen sein.

Von Vorteil können auch die Merkmale des Anspruches 12 sein, wonach das Speicherelement leitungsmäßig mit der entsprechenden Kopplungs- bzw. Ankopplungseinheit verbunden ist. Vorteilhafterweise wird dabei die Leitung im Inneren des Messteiles und/oder der Messwelle bis zum entsprechenden Elernent geführt.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungfoeispielsweise näher erläutert. ^ ^

Fig. zeigii^schematisch den Aufbau eines Rotationsrheometer bzw. -

Viskosimeters, das erfindungsgemäß ausgebildet worden ist. Figur 2 zeigt eine Detailansicht einer alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen

Rotationsrheometer bzw. -Viskosimeters. Figuren 3, 4 und 5 zeigen Detailansichten von Ausführungsformen erfindungsgemäßer Rotationsrheometer bzw. -Viskosimeter.

Das vom Prinzip in bekannter Weise ausgebildete Rotationsrheometer bzw. -Viskosimeter gemäß Figur 1 umfasst ein Prozessormodul 10. Das Prozessormodul 10 steuert bzw. regelt den Messmotor 1 sowie die Hubeinrichtung 9 und berechnet die rheologischen Grunddaten und stellt gegebenenfalls eine elektronische Schnittstelle für einen übergeordneten Rechner 11 (PC) zur Verfügung. Das Messprofil wird mittels einer Rheologiesoftware vorzugsweise mit dem übergeordneten Rechner 11 erstellt und über die Schnittstellen dem Prozessormodul zugeführt. Zu diesem Zeitpunkt sollten die Daten des eingesetzten Messsystems 7a, 7b, 7c inklusive der spezifischen Geometriewerte und weiteren Parameter bekannt sein. Das jeweilige Messsystem 7a, 7b, 7c umfasst einen Träger- bzw. Messteil 7 und einen Messkopf 27, z.B. in Form einer Platte, eines Zylinders, eines Kegels, eines Propellers od.dgl. Während der laufenden Messung können die rheologischen Kennwerte der Substanz ermittelt und über die Schnittstelle an den übergeordneten Rechner 11 übertragen werden, welcher weitere Berechnungen ausführen kann und gegebenenfalls eine Visualisierung der Messdaten durchführt.

Die Seriennummer bzw. die Kennzeichnung des Messsystems 7a, 7b, 7c und/oder dessen Geometriedaten sind in einem gegebenenfalls nichtflüchtigen Speicher 14 abgelegt, welcher unverlierbar mit dem Messsystem 7a, 7b, 7c verbunden ist. Als Speicherelement 14 können ein elektronischer Chip oder eine Kennzeichnung, wie z.B. ein Strichcode (Barcode), Farbcode, verwendet werden. Das Übertragen der Daten vom rotierenden Messsystem 7a, 7b, 7c zur Auswerteeinheit 10 erfolgt über elektromagnetische bzw. elektrische Felder (Funksysteme bzw. kapazitive oder induktive Kopplung) und/oder optische Übertragungsstrecken.

Eine derartige Übertragungsstrecke ist beispielsweise durch die Kopplungselemente 12, 13 verwirklicht. Das Kopplungselement 12 ist mit dem

Speicherelement 14 entweder über eine hier nicht dargestellte) insbesondere bipolare Leitung und/oder über die Kupplung 5 zwischen Messwelle 4 und Messteil 7 und die Messwelle 4 verbunden. Über eine Luftübertragungsstrecke A ist an das

Kopplungselement 12 ein auswerteeinhei^eitiges Kopplungselement 13 angekoppelt, das gegebenenfalls an ein Encodermodul 18 angeschlossen ist, das gegebenenfalls der Auswerteeinheit 10 vorgeschaltet ist. Über diese Luftübertragungsstrecke, die von den Kopplungselementen 12, 13 ausgebildet ist, ist es möglich, Daten aus dem

Speicherelement 14 berührungsfrei auszulesen bzw. zu übertragen und der Auswerteeinheit 10 zuzuführen.

Die für ein Auslesen der Daten erforderliche Energieversorgung des Speicherelementes 14 kann auf unterschiedliche Weise gelöst werden, z.B. elektromagnetisch über ein Antennen- bzw. Koppelsystem 19, 20 zwischen dem Stativ 8 und der rotierenden Welle 4 oder dem Messteil 7 (Fig.2), optisch durch Anordnung einer Lichtquelle am Stativ 8 und einem lichtempfindlichen Element an der rotierenden Welle 4 • · · · • 6· · ♦ υ· · oder über eine lokale Energiequelle angeordnet am Messsystem 7a, 7b, 7c ausgeführt als Batterie, Akkumulator oder Kondensator.

Prinzipiell könnte auch das Auslesen der Daten über eine induktive Ankopplung mit Kopplungselementen 19, 20 erfolgen, die an der Messwelle 4 angeordnet sind, so wie dies in Fig. 3 oberhalb der Kupplung 5 dargestellt ist. Eine entsprechende kapazitive Kopplung, die einerseits zum Auslesen der Daten und andererseits zum Einspeisen von Energie in das Speicherelement 14 dient, kann in vergleichbarer Weise vorgenommen werden.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform eines Rheometers dargestellt. Das Speicherelement 14 befindet sich im Inneren des Messsystems 7a,* 7b; 7c, insbesondere im Inneren des Messteiles 7, und ist elektrisch leitend mit dem Messteil 7 verbunden. Eine isoliert gelagerte Kontaktfläche 15 des Speicherelements 14 ist mit einem von der Messwelle 4 getragenen, gefederten Kontakt 16 verbindbar, der die Kontaktfläche 15 über eine Leitung 17 mit einer Antenne 12 verbindet. Die Rückleitung von der Antenne 12 erfolgt über die rotierende Welle 4, über den Kupplungsmechanismus 5 und den Messteil 7 zum Speicherelement 14. Sowohl die Energieeinkopplung für das Speicherelement 14 als auch die Datenübertragung auf das am Stativ 8 befestigte Encodermodul 18 erfolgen über die am Stativ 8 befestigte Antenne 13. Die Antennen 12 und 13 stellen die Kopplungs- bzw. Ankopplungselemente für die Daten- und Energieübertragung dar. Eine solche Anordnung bzw. Übertragungseinheit ist im Allgemeinen als Transpondersystem bekannt. Das Prozessormodul 10 kann über die beschriebene Anordnung sowohl Daten aus dem Speicherelement 14 lesen als auch erforderlichenfalls Daten in das Speicherelement 14 schreiben bzw. dorthin Energie einspeisen.

In Fig. 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Datenübertragung und/oder die Energieeinspeisung über das an der rotierenden Messwelle 4 befestigte Kopplungselement 19 und das am Stativ 8 oder dem Gehäuse befestigte Kopplungselement 20 erfolgen. Das Encodermodul 18 kommuniziert mit dem Prozessormodul 10. Das Koppelsystem 19 und 20 kann als elektromagnetisches Antennensystem, wie z.B. Rahmenantennen, Koppelkapazitäten, oder als optisches Übertragungssystem ausgeführt sein, wie z.B. in Form einer modulierbaren Strahlungsquelle und einem optischen Detektor. Die Koppelelemente 19 und 20 können, wie in Fig. 3 dargestellt, oberhalb des Messmotors 1 bzw. des Luftlagers 3 oder unterhalb derselben in der Nähe des Kupplungsmechanismus 5, wie strichliert dargestellt, angeordnet sein.

Eine Übertragungsstrecke 17, insbesondere Leitung, verbindet das Speicherelement 14 mit dem (An)Koppelelement 19. Die Energieversorgung für das Speicherelement 14 erfolgt entweder über die (An)Kopplungselemente 19 und 20, ausgeführt als elektromagnetisches Antennensystem, wie z.B. Rahmenantennen, Koppelkapazitäten und/oder als optisches Übertragungssystem, z.B. ausgeführt als ·· ···· • 7* • Ι·

Strahlungsquelle am Stativ 8 und einem optischen Detektor an der rotierenden Welle 4, oder über eine lokale Energiequelle 21 angeordnet am Messsystem 7ar 7b; 7c, ausgeführt als Batterie, Akkumulator oder Kondensator, oder als Kombination, bei welcher die Energie über das Koppelsystem 19, 20 übertragen und in der Energiequelle 21 gespeist wird.

In Fig. 4 ist eine alternative Ausführung zu Fig. 3 dargestellt. Das Speicherelement 14 ist auf der Außenseite des Messsystems 7af 7b,’ 7c angeordnet und kommuniziert mit der Antenneneinheit 22 über ein elektromagnetisches Feld. Die Energieversorgung kanrv wie im Zusammenhang mit Fig. 3 dargestellt bzw. beschriebener^ durchgeführt werden oder wird beispielsweise mit der Antenne 22 eingespeist.

Eine weitere Ausführungsform ist aus Fig. 5 ersichtlich. Das Messsystem 7a; 7b,’ 7c, insbesondere der Messteil 7 trägt an der Außenseite eine Kennzeichnung 23, ausgeführt z.B. als Strichcode, Farbcode oder in Form eines anderen optischen Kodiersystems. Über eine Leseeinheit 24, ausgeführt z.B. als StrichKJbdeleser oder Kamera, wird die Information an de« Prozessormodul 10 übertragen.

Eine berührungsfreie Übertragung von Daten und/oder Energie zwischen dem Speicherelement 14 bzw. dem Messteil 7 und/oder dem Messkopf 27 und/oder der Messwelle 4 einerseits und der Auswerteeinheit 10 bzw. 11 und/oder dem Encoder 18 andererseits, kann in verschiedenartiger Weise erfolgen. Um die Übertragung über eine Luftübertragungsstrecke zu gewährleisten, sind vorteilhafterweise den jeweiligen speicherelementseitigen Kopplungseinheiten für die Datenübertragung und/oder Ankopplungseinheiten für die Energieübertragung zugeordnet, denen auswerteeinhei^eitig entsprechende Kopplungseinheiten und Ankopplungseinheiten in korrespondierender Weise zugeordnet sind. Es ist dafür Sorge zu tragen, dass sowohl eine berührungsfreie Übertragung der Daten und erforderlichenfalls eine berührungsfreie Übertragungv von der zur Übertragung der Daten benötigten Energie erfolgen kann, soferne dem Speicherelement 14 ein Energiespeicher zugeordnet ist.

Zur berührungsfreien Übertragung von Daten sind Transpondersysteme bekannt, die Energie mittels einer auswerteeinheitseitigen Ankopplungseinheit abgeben, welche Energie von einer speicherelementseitigen Ankopplungseinheit aufgenommen wird. Mit einer speicherelementseitigen Kopplungseinheit werden der übertragenen Sendeenergie Informationen bzw. Daten aufgeprägt, die von einem auswerteeinheitseitigen Kopplungselement erkannt bzw. ausgelesen werden können . Üblicherweise wird bei derartigen Transpondersystemerv die an das Speicherelement ausgestrahlte Energie«, durch das Speicherelement beeinflusst und Änderungen Η* der in das Speicherelement eingestrahlten Energie werden bezüglich der dadurch übermittelten Daten ausgewertet.

Prinzipiell könnte auch, ähnlich wie in Fig. 2 dargestellt, eine Übertragung der Daten über optische Einheiten vorgenommen werden. Es könnte beispielsweise von dem auswerteeinheitseitigen Kopplungselement 13 als Ankopplungselement die als Hohlwelle • ο· · • ο· · * ♦ • t · • · · · • · * ♦ ι < • · * · · Μ· • · · · * * · · · « • · * · « * * ausgebildete Messwelle 4 auf ein entsprechendes licht- bzw. strahlungssensitives Kopplungselement bzw. Ankopplungselement des Speicherelementes 14 eingestrahlt werden. Damit wird dem Speicherelement 14 ausreichend Energie zugeführt, um der reflektierten Strahlung mittels eines Kopplungselementes eine entsprechende Codierung aufzuprägen, die sodann von einem zugeordneten Kopplungselements 13 entsprechend ausgewertet werden kann. In vergleichbarer Weise könnten auch die Kopplungs- bzw. Ankopplungselemente 12 und 13 zwischen sich Energie bzw. Daten übertragen, wobei die Verbindung des Kopplungs- bzw. Ankopplungselementes 12 mit dem Speicherelement über die Leitung 17 und/oder über die Messwelle 4 bzw. die Kopplungseinheit 5 und den Messteil 7 erfolgen kann.

Als optisches Ankopplungselement könnte eine LED oder ein Laserstrahl oder eine beliebig andere, insbesondere einen gebündelten Lichtstrahl aussendende Lichtquelle, eingesetzt werden.

Prinzipiell ist es auch möglich, induktiv Energie an ein Kopplungsetement, das an das Speicherelement/4 angeschlossen ist, einzuspeisen und über eine aufgrund der eingespeisten Energie stromversorgte Antenne die Daten abzusenden.

In vergleichbarer Weise ist es auch möglichjmittels der Kopplungselemente Daten in das Speicherelemenitf4 einzuschreiben. Ein derartiges Einschreiben von Daten in das Speicherelementtf4 wird vor allem bei der Initialisierung dieses Speicherelementes vorgenommen werden, wenn die Messsysteme 7a; 7b; 7c vermessen wurden. Sollten sich die Geometrien der Messsysteme während der Verwendung in irgendeiner Weise verändern oder im Speicherelement Defekte auftreten, so könnten die Daten neu eingelesen werden. Aus diesem Grund k«w*in vorteilhafterweise als Speicherelemente flüchtige Speicher bzw. programmierbare Speicher eingesetzt werden. Diese Einspeisung bzw. Einspeicherung von Daten erfolgt mit den vorgesehenen auswerteeinheitsseitigen Kopplungselementen und den speicherelementseitigen Kopplungselementen in vergleichbarer Weise^wie es für das Auslesen der in den Speicherelementen enthaltenen Daten vorgesehen ist.

Das Einslesen der Daten in das Speicherelement kann von einer Zentraleinheit bzw. einer Auswerteeinheit vorgenommen werden. Die Zentraleinheit und die Auswerteeinheit können zur einer einzigen Einheit zusammengefasst werden.

Claims (14)

1. Rotationsrheometer bzw. -Viskosimeter mit einem Messmotor (1) zum Antrieb einer Messwelle (4), die ein mit einer zu untersuchenden Substanz (6), insbesondere Flüssigkeit, kontaktierbares Messsystem (7a; 7b; 7c), insbesondere einen von einem Wellenteil (7) getragenen MesskopMrägt, wobei die Messdaten, insbesondere im Zuge der Messung abgefühlte elektrische Parameter des Messmotors (1) und/oder Rotations- und/oder Axialbewegungen der Messwelle (4), von einer Zentraleinheit, insbesondere Auswerteeinheit (10), zur Berechnung der Eigenschaften, insbesondere Viskosität, der Substanz (6) herangezogen werden, dadurch gekennzeichnet, - dass dem Messsystem (7a; 7b, 7c), insbesondere dem Wellenteil (7), zumindest eine Kennzeichnung zugeordnet ist, insbesondere von diesem getragen bzw. an diesem befestigt ist, die Daten bezüglich der Eigenschaften des Messsystems (7a,' 7b; 7c), insbesondere betreffend Geometrie und/oder Art und/oder Aufbau des Messkopfes (6), enthält bzw. umfasst bzw. damit beschickbar ist, - dass zum(r) berührungsfreien Einlesen und/oder Auslesen und Abnahme der Zentraleinheit, insbesondere Daten der Auswerteeinheit (10), eine Aufnahme-bzw. Empfangseinheit, insbesondere ein Encoder-Modul (18), zugeordnet ist bzw. an diese angeschlossen ist, - dass die Datenübertragungsstrecke zwischen dem Messsystem (7a,‘ 7b; 7c) und der Aufnahme- bzw. Empfangseinheit, insbesondere dem Encodermodul (18), zumindest einen Abschnitt (A) aufweist, in dem die Daten leitungsfrei bzw. über eine Luftübertragungs - bzw. Luftleitungsstrecke, insbesondere einen Luftspalt, übertragbar sind. Rotationsrheometer bzw. -Viskosimeter nach Absatz 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennzeichnung in einem Speicherelement (14), vorzugsweise einem nicht flüchtigen, insbesondere mit Daten beschickbaren, Speicher, insbesondere in Form von in einem Chip gespeicherten Daten, vorliegt oder an einem Kennzeichnungsträger (14), insbesondere in Form eines Strichcodes oder Farbcodes, ausgebildet ist. Rotationsrheometer bzw. -Viskosimeter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Energieversorgungsstrecke zwischen einer Energiequelle und dem Speicherelement (14), insbesondere für die Übertragung der für das Einlesen und/oder Auslesen der Daten benötigten Energie, ein Abschnitt (A) mit einer Luftübertragungsstrecke,-insbesondere einem Luftspalt, . ausgebildet ist. ···· ·· * : 1(5 • · · ·»· · ·· β • · · · ι « · · • Μ ♦· 1 Rotationsrheometer bzw. -Viskosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überbrückung der Luftübertragungsstrecke, insbesondere des Luftspaltes, speicherelementsseitig und/oder auswerteeinhei^eitig bzw. encodermodulseitig miteinander zusammenwirkende Kopplungs- und/oder Ankopplungseinheiten (12, 13; 19, 20; 22; 24) zur Daten-und/oder Energieübertragung vorgesehen sind.
2. 5. Rotationsrheometer bzw. -Viskosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Übertragung der Daten über die Luftübertragungsstrecke dem Speicherelement (14) und der Auswerteeinheit (10) bzw. dem Encodermodul (18) jeweils miteinander kommunizierende Funkeinheiten (Transponder) und/oder induktive, kapazitive und/oder optische, insbesondere sfrahlungs- bzw. lichtsensitive Kopplungseinheiten zugeordnet sind.
3. 6. Rotationsrheometer bzw. -Viskosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Energieeinspeisung in das Speicherelement (14) über die Luftübertragungsstrecke, sowohl dem Speicherelement (14) als auch einer externen Energiequelle miteinander zusammenwirkende Ankopplungseinheiten zugeordnet sind, vorzugsweise miteinander kommunizierende bzw. miteinander wechselwirkende Funkeinheiten (Transponder) und/oder induktive und/oder kapazitive und/oder optische bzw. strahlungs- bzw. lichtsensitive Einheiten.
4. 7. Rotationsrheometer bzw, -Viskosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Speicherelement (14) als Energiequelle zumindest ein(e) Akkumulator .Batterie oder Kondensator zugeordnet ist, wobei diese / ' i-'.' Energiequelle(n) gegebenenfalls im Inneren des Wellenteils (7) angeordnet sind.
5. 8. Rotationsviskosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die speicherelementseitigen Kopplungs- und/oder Ankopplungseinheiten von der Messwelle (4) und/oder von dem Messsystem (7a; 7b,“7c), insbesondere dem Wellenteil (7), getragen sind.
6. 9. Rotationsrheometer bzw. -Viskosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die auswerteeinheit^eitigen Kopplungs- und/oder Ankopplungseinheiten von einem die Messwelle (4) abstützenden bzw. lagernden Stativ (8) und/oder von einem Gehäuse des Rotationsviskosimeters getragen sind. • * · · · · • * · · · · : ιί • · • · «Μ • « · • « * ♦ ·
7. 10. Rotationsrheometer bzw. -Viskosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennzeichnung oder ein die Kennzeichnung enthaltendes Speicherelement (14) auf der Außenfläche oder in einem Innenraum des Wellenteiles (7) gelegen ist.
8. 11. Rotationsrheometer bzw. -Viskosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Encodermodul (18) an die Auswerteeinheit (10), z.B. ein Prozessormodul, angeschlossen oder in diese integriert ist ;lind die-einlangenden Daten, insbesondere betreffend die Geometrie und/oder die Eigenschaften und/oder Art und/oder Aufbau des Messsystems (7a, 7b, 7c), für die Erstellung des Messeergebnisses Berücksichtigung finden.
9. 12. Rotationsrheometer bzw, -Viskosimeter nach einem der Ansprüche A bis 11, dadurch gekennzeichnet, das das Speicherelement (14) jeweils über zumindest eine Leitung (17) zum Einlesen und/oder zur Abgabe von Messdaten und/oder zur Energieeinspeisung mit der von dem Wellenteil (7) und/oder der Messwelle (4) getragenen Kopplungseinheit (12, 19, 23) und/oder Ankopplungseinheit (12,19, 23) verbunden ist, wobei die (An)Kopplungseinheit(en) vorzugsweise an der Außenfläche des Wellenteils (7) und/oder der Messwelle (4), insbesondere im oberen Endbereich der Messwelle (4), angeordnet sind.
10. 13. Rotationsrheometer bzw. -Viskosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Leitung (17) durch das Innere des Messteiles (7) und/oder der Messwelfe Xind/oder längs der Außenfläche des Messteiles (7) und/oder der Messwelle (4) in den oberhalb oder unterhalb des Messmotors (1) oder des Lagers, insbesondere Luftlagers, der Messwelle (4) gelegenen Abschnitt der Messwelle (4) geführt ist, in welchem Abschnitt die Kopplungs- und/oder Ankopplungseinheit(en) gelegen sind.
11. 14. Rotationsrheometer bzw. -Viskosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als encoderseitige Kopplungseinheit bzw. als Encodermodul für eine optisch lesbare Kennzeichnung, z.B Strich- odec* Farbcode, eine optische Sensoreinheit (24), vorzugsweise eine Bilderkennungseinheit oder ein Barcodeleser, vorgesehen ist.
12. 15. Rotationsrheometer bzw. -Viskosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Messteil (7) getragene, insbesondere im Inneren des Messteils (7) gelegene, Speicherelement (14), über zumindest eine Kontakteinheit (16), z.B. einen von der Messwelle (4) getragenen Federkontakt ···· ·♦ • « • ·· · *

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    (16), mit zumindest einer, vorzugsweise durch die oder auf der Messwelle (4) verlaufenden, Leitung (17) verbindbar bzw. kontaktierbar ist.
13. 16. Rotationsrheometer bzw. -Viskosimeter nach einem der Ansprüche A bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Speicherelement (14) über zumindest jeweils ) eine Leitung (17) mit der speicherelementseitigen Ankopplungseinheit und/oder der speicherelementseitigen Kopplungseinheit und mit jeweils zumindest einem Anschluss mit der Messwelle (4) und/oder dem Messteil (7), insbesondere als den Stromkreis schließende Leitung bzw. Rückleitung, kontaktiert ist.
14. 17. Rotationsrheometer bzw. -Viskosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Speicherelement (14) einen flüchtigen Speicher zum Einspeichern und/oder Abändern von die Geometrie und/oder Art und/oder Eigenschaften des Messsystems (7a? 7b! 7c) betreffenden Daten umfasst. Wien, am 24. 05. 2004

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