AT508276B1 - Messverfahren und messeinrichtung zur messung von physikalischen grössen nicht komprimierbarer medien - Google Patents

Description

österreichisches Patentamt AT508 276B1 2011-01-15

Beschreibung

MESSVERFAHREN UND MESSEINRICHTUNG ZUR MESSUNG VON PHYSIKALISCHEN GRÖßEN NICHT KOMPRIMIERBARER MEDIEN

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Messverfahren zur Messung physikalischer Größen eines im Wesentlichen nicht komprimierbaren Mess-Mediums.

[0002] Die Erfindung bezieht sich weiters auf eine Messeinrichtung zur Messung physikalischer Größen eines im Wesentlichen nicht komprimierbaren Mess-Mediums, mit einem ein Gesamtvolumen aufweisenden Behälter, der mit einem komprimierbaren Medium gefüllt ist und in den das ein Teilvolumen aufweisende Mess-Medium einbringbar ist, und mit Druckmessmitteln zum Messen eines Initialdrucks und eines Änderungs-Innendrucks in dem Behälter.

[0003] Ein solches Messverfahren und eine solche Messeinrichtung sind aus dem Dokument DE 196 33 846 A1 bekannt. Bei dem in diesem Dokument offenbarten Messverfahren wird das Volumen eines festen, flüssigen, schaumartigen oder porösen Körpers beziehungsweise Mess-Mediums ermittelt. In einem ersten Verfahrensschritt wird eine Kalibrierung der Messeinrichtung durchgeführt. Hierfür werden Flüssigkeitsmengen in einer ersten mit atmosphärischem Druck verbindbaren Messkammer und einer zweiten dauerhaft mit atmosphärischem Druck verbundenen Messkammer gemessen beziehungsweise kalibriert. Nach dem Einbringen des Körpers in eine dafür vorgesehene Kammer werden in einem zweiten Verfahrensschritt die sich einstellenden Flüssigkeitsmengen in den beiden Messkammern erneut gemessen. Durch Subtraktion und Verhältnisbildung gemessener Flüssigkeitsmengen und Multiplikation mit dem Volumen der leeren Kammer kann das Volumen des Körpers ermittelt werden. Dieses Messprinzip wird bei sogenannten Pyknometern angewendet.

[0004] Bei dem bekannten Messverfahren und der bekannten Messeinrichtung hat sich als Nachteil erwiesen, dass der Kalibrier- und Messvorgang sehr viele manuelle Handgriffe erfordert und somit zeit- und auch fehleranfällig ist. Beispielsweise kann es zu einem Ablesefehler der Flüssigkeitsmenge in einer der beiden Messkammern bei einem der beiden Verfahrensschritte kommen. Auch die Bedienung des Ventils während der einzelnen Verfahrensschritte erfordert einiges Fachwissen und Routine.

[0005] Weiters muss das Volumen der Messkammer vorab exakt vermessen werden, um eine Messung des Volumens des Körpers zu ermöglichen. Somit ist immer nur eine Relativmessung im Bezug auf das vorab mit einer anderen Messmethode ermittelte Volumen der Messkammer möglich.

[0006] Aufgrund der flexiblen Verbindungsschläuche und Ventile sind der genauen Ermittlung des gesuchten Volumens nachteilhafterweise enge Grenzen gesetzt. Weiters nimmt die bekannte Messeinrichtung relativ viel Platz ein und ist nicht miniaturisierbar. Die beiden Waagen samt Ventil machen die Messeinrichtung zusätzlich relativ teuer und das Gewicht der Schläuche verfälscht das Messergebnis.

[0007] Aus den Dokumenten DE 43 15 455 A1, DE 102007025067 A1 und GB 1 220 313 A sind jeweils Messverfahren beziehungsweise Messvorrichtungen bekannt, die zur Messung physikalischer Größen eines im Wesentlichen nicht komprimierbaren Mess-Mediums vorgesehen sind. Hierfür wird das nicht komprimierbare Mess-Medium in einem mit einem komprimierbaren Medium gefüllten Behälter vermessen. Es wird das Gesamtvolumen des Behälters vor und nach einer Volumenänderung des Behälters bestimmt, wobei die Volumenänderung mittels eines verschiebbaren Kolbens und die Auswertung mittels des Boyle-Mariott'schen Gesetzes erfolgt.

[0008] Bei diesen bekannten Messverfahren und Messvorrichtungen hat sich jedoch als Nachteil erwiesen, dass bestimmte physikalische Größen eines flüssigen Mess-Mediums und hierbei insbesondere die dynamische Viskosität und Dichte des flüssigen Mess-Mediums nicht gemessen werden können. 1/16 österreichisches Patentamt AT508 276B1 2011-01-15 [0009] Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, ein Messverfahren gemäß der in dem ersten Absatz angegebenen Gattung und eine Messeinrichtung gemäß der in dem zweiten Absatz angegebenen Gattung zu schaffen, bei der die vorstehend angegebenen Nachteile vermieden sind. Zur Lösung vorstehend angegebener Aufgabe sind bei einem solchen Messverfahren folgende Verfahrensschritte vorgesehen: [0010] Bei einem ersten Verfahrensschritt wird das Mess-Medium in einen mit einem komprimierbaren Medium gefüllten Behälter eingebracht, wonach das Mess-Medium ein Teilvolumen des Gesamtvolumens des Behälters ausfüllt und wobei bei einem zweiten Verfahrensschritt ein Initialdruck des komprimierbaren Mediums gemessen wird und wobei - bei einem dritten Verfahrensschritt das Gesamtvolumen des Behälters um ein vorgegebenes Veränderungsvolumen verändert wird und wobei - bei einem vierten Verfahrensschritt ein durch die Volumenänderung bewirkter Änderungs-Innendruck des komprimierbaren Mediums in dem Behälter gemessen wird und, wobei bei einem fünften Verfahrensschritt ein flüssiges Mess-Medium durch zumindest eine Öffnung des Behälters durch eine Kapillare fließt, wobei der Änderungs-Innendruck zu zumindest einem Messzeitpunkt gemessen wird und wobei bei dem zweiten Verfahrensschritt der Initialdruck des das flüssige Mess-Medium nach dem Austritt aus der Kapillare umgebenden komprimierbaren Mediums gemessen wird.

[0011] Zur Lösung vorstehend angegebener Aufgabe ist bei einer solchen Messeinrichtung vorgesehen, dass Veränderungsmittel zum Komprimieren beziehungsweise Dekomprimieren des komprimierbaren Mediums vorgesehen sind, mit denen das Gesamtvolumen des Behälters um ein vorgegebenes Veränderungsvolumen veränderbar ist und, dass die Druckmessmittel zum Messen des Änderungs-Innendrucks des komprimierbaren Mediums in dem Behälter im Anschluss an das Komprimieren beziehungsweise Dekomprimieren durch die Veränderungsmittel ausgebildet sind und, dass ein über eine Öffnung des Behälters und eine Kapillare mit dem Behälter verbundener Auffang-Behälter vorgesehen ist, der zum Auffangen eines flüssigen Mess-Mediums vorgesehen ist.

[0012] Durch die erfindungsgemäßen Merkmale ist erreicht, dass für die zur Berechnung unterschiedlicher physikalischer Größen des Mess-Mediums, und hierbei insbesondere der dynamischen Viskosität und Dichte, nötigen Messdaten sehr einfach und gegebenenfalls auch automatisiert ermittelt werden. Die Messung kann sowohl durch Kompression oder aber auch Dekompression des komprimierbaren Mediums in dem Behälter um das Veränderungsvolumen erfolgen. Bei dem fix vorgegebenen und bei jedem Messvorgang gleichen Veränderungsvolumen reduziert sich die Messung auf eine Druckmessung des Initialdrucks vor der Kompression oder Dekompression des komprimierbaren Mediums und eine zweite Druckmessung des Änderungs-Innendrucks nach der Kompression oder Dekompression des komprimierbaren Mediums. Hierdurch ist eine verringerte Fehleranfälligkeit des Messverfahrens und der Messeinrichtung erreicht, die zu zuverlässigen und genauen Messdaten führt.

[0013] Aufgrund der sehr hohen Empfindlichkeit handelsüblicher Drucksensoren ist eine sehr hohe Auflösung des im Behälter eingebrachten Volumens des Mess-Mediums möglich. Als weiterer Vorteil ergibt sich, dass die erfindungsgemäße Messeinrichtung stark miniaturisiert werden kann und somit ein einfacher Transport ermöglicht ist. Besonders vorteilhaft ist auch, dass die erfindungsgemäße Messeinrichtung weder läge- noch erschütterungsempfindlich ist. Somit ist eine sehr robuste, einfache und kleine Messeinrichtung mit hoher Messauflösung gegeben. Weiters muss bei dem erfindungsgemäßen Messverfahren das Volumen des Behälters nicht zuvor mit einer anderen Methode bestimmt werden, wodurch eine Absolutmessung ermöglicht ist.

[0014] Es kann erwähnt werden, dass dem Fachmann Messeinrichtungen z.B. der Firmen Mettler-Toledo, Kern, Imeter zur Messung des Volumens oder der Festkörperdichte von Mess-Medien bekannt sind. Hierbei wird das durch einen Festkörper gebildete Mess-Medium zur Messung in eine Messflüssigkeit eingebracht. Als Nachteil ergibt sich hierbei, dass die vollständige Benetzung poröser Festkörper nicht immer gegeben ist. Es verbleibt oft Luft in den Poren, was die Messgenauigkeit dieser bekannten Messeinrichtungen herabsetzt. Weiters muss eine 2/16 österreichisches Patentamt AT508 276B1 2011-01-15 geeignete Messflüssigkeit verwendet werden, die mit dem Festkörper (z.B. bei pulverförmigern Proben) keine chemische Reaktion eingeht, weil diese im Allgemeinen mit einer Volumenänderung verbunden ist. Hierbei ist eine Rückgewinnung der ursprünglich pulverförmigen Probe aufwendig oder gar unmöglich.

[0015] Bei dem erfindungsgemäßen Messverfahren und der erfindungsgemäßen Messeinrichtung ergibt sich hingegen der Vorteil, dass die Messung „berührungslos" erfolgt, das heißt, dass das Mess-Medium nicht mit einer für die Messung notwendigen Flüssigkeit kontaminiert wird. Somit kann das Mess-Medium unmittelbar nach der Messung ohne einen speziellen Reinigungsvorgang weiterverwendet werden.

[0016] Durch die Umsetzung der Volumenmessung des Mess-Mediums in eine Druckmessung ist ein vollkommen automatisierbares Messverfahren ermöglicht. Nach dem Einbringen des zu vermessenden Mess-Mediums wird vorerst der Initialdruck gemessen, anschließend das Gesamtvolumen des Behälters um das Veränderungsvolumen reduziert oder erhöht und dann der Änderungs-Innendruck in dem Behälter gemessen. All diese Verfahrenschritte können von einem Computer der Messeinrichtung gesteuert und somit praktisch ohne Fehleranfälligkeit durchgeführt werden.

[0017] Durch Auswertung der gemessenen Messdaten mit Hilfe des Boyle-Mariott'sehen Gesetzes ist eine einfache Berechungsmethode erhalten, weshalb die hierfür nötige Rechnerleistung gering gehalten werden kann.

[0018] Durch das Vorsehen von Auswertemittel, die zum Verarbeiten einer Masseinformation des Mess-Mediums und des ermittelten Volumens des Mess-Mediums ausgebildet sind, kann die erfindungsgemäße Messeinrichtung zusätzlich zur Volumenermittlung des Mess-Mediums auch zur Ermittlung der Dichte des Mess-Mediums eingesetzt werden, was die Anwendbarkeit der Messeinrichtung besonders vorteilhaft erweitert.

[0019] Durch Ausbildung der Veränderungsmittel als Kolben in einem Zylinder, zur Reduktion oder Erweiterung des Gesamtvolumens um das Veränderungsvolumen, ist eine besonders einfache und praktikable Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messeinrichtung erhalten.

[0020] Es kann erwähnt werden, dass aus dem Dokument DE 42 18 284 C1 ein Kapillarviskosimeter bekannt ist, bei dem ein flüssiges Mess-Medium durch einen Kolben von einem ersten Gefäß über eine Kapillare in ein zweites Gefäß fließt. Ein Differenzdruckmesser misst kontinuierlich die Differenz des Drucks des flüssigen Mess-Mediums im ersten und im zweiten Gefäß. Bei diesem bekannten Kapillarviskosimeter zur Messung der Viskosität des flüssigen Mess-Mediums hat sich als Nachteil erwiesen, dass der Druck auf das flüssige Mess-Medium direkt von einem durch einen Stellmotor angetriebenen Kolben ausgeübt wird. Da Flüssigkeiten im Wesentlichen nicht komprimierbar sind, wirkt sich jede Ungleichmäßigkeit des Vortriebs des Kolbens durch den Stellmotor oder durch die Lagerung der Kolbenstange als eine Druckänderung im ersten Gefäß aus und bewirkt somit Messungenauigkeiten.

[0021] Durch Vorsehen einer Öffnung in dem Behälter, durch die das Mess-Medium durch eine Kapillare aus dem Behälter austreten kann oder in den Behälter eingesaugt werden kann und durch das Vorsehen des Kolbens, der nach einem einmaligen Kompressions- oder Dekompressions-Hub über das komprimierbare Medium (Luft oder ein anderes Gas) gleichmäßig und kontinuierlich den Änderungs-Innendruck auf das flüssige Mess-Medium aufbringt, wird eine besonders hohe Messgenauigkeit erreicht. Somit kann vorteilhafterweise die Viskosität des flüssigen Mess-Mediums oder aber auch der zeitliche Verlauf der Flüssigkeitsmenge des in dem Behälter vorhandenen Mess-Mediums besonders genau und gegebenenfalls auch automatisiert ermittelt werden. Außerdem können beliebig geformte Behälter mit für andere Sensoren unzugänglichen Hohlräumen und deren Inhalt ausgemessen werden.

[0022] Durch Auswertung der gemessenen Messdaten in den Auswertemitteln mit Hilfe des Gesetzes von Hagen-Poiseuille zur Ermittlung der dynamischen Viskosität des flüssigen Mess-Mediums kann die hierfür nötige Rechnerleistung der Auswertemittel gering gehalten werden.

[0023] Durch eine Messung des zeitlichen Verlaufs des Änderungs-Innendrucks in dem Behäl- 3/16 österreichisches Patentamt AT508 276B1 2011-01-15 ter kann mit der Messeinrichtung der Füllstand des in dem Behälter verbliebenen flüssigen Mess-Mediums beziehungsweise dessen Volumen kontinuierlich ermitteln werden. Somit können teure und fehleranfällige Füllstands-Messsensoren eingespart werden.

[0024] Durch das Vorsehen von Temperaturstabilisierungsmittel (beispielsweise in der Form eines Peltier-Elements) kann die Temperatur des Mess-Mediums während des Messvorgangs im Wesentlichen konstant gehalten werden, wodurch die Messgenauigkeit der ermittelten physikalischen Größen weiter erhöht wird.

[0025] Mit der erfindungsgemäßen Messeinrichtung kann bei leerem Behälter eine Justiermessung durchgeführt werden, um das Volumen des leeren Behälters genau zu bestimmen. Vorteilhafterweise kann hierfür das selbe Messverfahren wie zur anschließenden Ermittlung des Volumens des Mess-Mediums angewendet werden, wodurch relativ einfach und gegebenenfalls auch automatisiert regelmäßig Justiermessungen zur weiteren Verbesserung des Messergebnisses durchgeführt werden können.

[0026] Die Veränderungsmittel können erfindungsgemäß auch so ausgebildet sein, dass von den Veränderungsmitteln weiteres Mess-Medium zum Aufbringen des Änderungs-Innendrucks in den Behälter eingebracht wird. Hierdurch kann vorteilhafterweise das während des darauffolgenden Messvorgangs ausfließende Mess-Medium kompensiert werden. Außerdem kann auf ein weiteres Veränderungsmittel (Kolben) zur Erzeugung der Volumenänderung verzichtet werden, was die Messeinrichtung zusätzlich verbilligt und verkleinert, da das Mess-Medium sowieso irgendwie in den Behälter eingebracht werden muss.

[0027] Besonders vorteilhaft ist es auch, den Behälter erweiterbar auszubilden, da das Volumen des Behälters nicht beliebig viel größer als das zu messende Teilvolumen des Mess-Mediums sein soll, um genaue Messergebnisse zu erhalten. Hierdurch kann die Messeinrichtung in einem weiten Bereich an das Volumen des zu messenden Mess-Mediums (z.B. ein großer Festkörper) angepasst werden. Nach der Erweiterung des Behälters muss vor dem eigentlichen Messvorgang lediglich eine einfache Justiermessung zur Ermittlung des Volumens des leeren erweiterten Behälters durchgeführt werden.

[0028] Vorteilhaft ist auch die Messung an einem Mess-Medium mit unterschiedlichen, vorbestimmten Veränderungsvolumina durchzuführen. Hierdurch ergibt sich eine Linearitätsprüfung und somit Justierung des Drucksensors oder auch eine Druckbereichserweiterung für unterschiedlich große Volumina des Behälters.

[0029] Durch Anordnung eines Auffang-Behälters für das flüssige Mess-Medium unter dem Behälter kann die auf das Mess-Medium einwirkende Schwerkraft zur Ermittlung der kinematischen Viskosität ausgenutzt werden. Bei einem ersten Messvorgang wird das flüssige Mess-Medium durch den Änderungs-Innendruck von dem Behälter in den Auffang-Behälter gedrückt und bei einem zweiten Messvorgang durch einen negativen Änderungs-Innendruck von dem Auffang-Behälter in den Behälter gesaugt. Der Effekt der Schwerkraft ist hierbei einmal zu addieren und einmal zu subtrahieren, wodurch die Dichte des flüssigen Mess-Mediums und damit auch die kinematische Viskosität (= dynamische Viskosität mal Dichte) ermittelbar ist.

[0030] Die Erfindung wird im Folgenden anhand von vier in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben, auf die die Erfindung aber nicht beschränkt ist.

[0031] Die Figur 1 zeigt eine Messeinrichtung zum Messen des Volumens von nicht komprimierbaren Körpern gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.

[0032] Die Figur 2 zeigt die Messeinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels gemäß Figur 1, nachdem der erste Verfahrensschritt des Messverfahrens durchgeführt wurde.

[0033] Die Figur 3 zeigt die Messeinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels gemäß Figur 1, nachdem der dritte Verfahrensschritt des Messverfahrens durchgeführt wurde.

[0034] Die Figur 4 zeigt die Messeinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels gemäß Figur 1, bei der Justiermessung. 4/16 österreichisches Patentamt AT508 276B1 2011-01-15 [0035] Die Figur 5 zeigt eine Messeinrichtung zum Messen des Volumens eines sehr großen porösen Körpers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

[0036] Die Figur 6 zeigt eine Messeinrichtung zum Messen der dynamischen Viskosität von Flüssigkeiten gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem ein Auffang-Behälter zum Auffangen des flüssigen Mess-Mediums geschlossen ausgeführt ist.

[0037] Die Figur 7 zeigt eine Messeinrichtung zum Messen der dynamischen Viskosität von Flüssigkeiten gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem ein Auffang-Behälter offen ausgeführt ist.

[0038] Die Figur 8 zeigt eine Messeinrichtung zum Messen der dynamischen Viskosität von Flüssigkeiten gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der bei dem dritten Verfahrensschritt weiteres Mess-Medium in den Behälter eingespritzt wird.

[0039] Die Figur 9 zeigt eine Messeinrichtung zum Messen der dynamischen Viskosität von Flüssigkeiten gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der der Auffang-Behälter unter dem das zu vermessende flüssige Mess-Medium enthaltenden Behälter angeordnet ist.

[0040] Die Figur 1 zeigt eine Messeinrichtung ME1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zur Messung physikalischer Größen eines im Wesentlichen nicht komprimierbaren Mess-Mediums. Mit der Messeinrichtung ME1 kann insbesondere das Volumen Vx eines Körpers K gemessen werden. Die Oberfläche des Körpers K kann hierbei glatt oder porös sein oder es kann sogar das Volumen Vx eines pulverförmigen Körpers K vermessen werden. Die Messung des Volumens Vx eines solchen Körpers K ist insbesondere dann vorteilhaft mit der Messeinrichtung ME1 durchführbar, wenn der Körper K keine geometrische Ausbildung aufweist, die eine einfache Berechnung des Volumens Vxdes Körpers K möglich machen würde.

[0041] Die Messeinrichtung ME1 weist einen Behälter B mit einem Volumen V0 auf, in dem bei leerem Behälter B ein Druck P0 herrscht. Leer ist hierbei dahingehend zu verstehen, dass der zu vermessende Körper K noch nicht in den Behälter B eingebracht worden ist, wobei der Behälter B aber mit einem komprimierbaren Medium, in diesem Ausführungsbeispiel mit Luft L, gefüllt ist. Ein Computer A bildet Auswertemittel, die mit einem Drucksensor DS verbunden sind, um den in dem Behälter B herrschenden Druck P während der unterschiedlichen Verfahrensschritte des Messverfahrens zu messen. Der Computer A bildet weiters Steuermittel und ist über eine Steuerleitung mit einem Peltier-Element PE verbunden, die gemeinsam Temperaturstabilisierungsmittel zum Stabilisieren der Temperatur des Körpers K und der Luft L während der Abarbeitung des Messverfahrens beziehungsweise des Messvorgangs bilden.

[0042] Die Messeinrichtung ME1 weist weiters Veränderungsmittel KV auf, die zum Komprimieren beziehungsweise Dekomprimieren der Luft L in dem Behälter B vorgesehen sind, mit denen das Gesamtvolumen V0 des Behälters B um ein vorgegebenes Veränderungsvolumen AV veränderbar ist. Die Veränderungsmittel KV sind durch einen Stellmotor M, einen Zylinder und einem in dem Zylinder durch den Stellmotor M verschiebbaren Kolben KL gebildet. Der Computer A ist über eine Steuerleitung mit dem Stellmotor M verbunden und steuert die Position des Kolbens KL in dem Zylinder und somit das Volumen des Behälters B.

[0043] Figur 2 zeigt die Messeinrichtung ME1 gemäß Figur 1, wobei gemäß dem ersten Verfahrensschritt des Messverfahrens durch eine in den Figuren nicht dargestellte gasdicht verschließbare Öffnung des Behälters B der zu vermessende Körper K mit dem zu messenden Volumen Vx in den Behälter B eingebracht wurde, wonach sich ein Druck P^ in dem Behälter B einstellt. Da erst nach dem Einbringen des Körpers K in den Behälter B die Öffnung des Behälters B wieder gasdicht verschlossen wird, stellt sich im Allgemeinen der Druck P: gleich dem Druck P0 gleich dem bei der Messung herrschenden Umgebungsdruck ein.

[0044] Mit einem der Bedienelemente BE des Computers A kann nach dem Einbringen des Körpers K das automatisierte Messverfahren gestartet werden. Gemäß dem zweiten Verfahrensschritt des Messverfahrens wird nun der Initialdruck P, in dem Behälter B mit dem Drucksensor DS gemessen und in dem Computer A gespeichert. Hierauf gibt der Computer A einen 5/16 österreichisches Patentamt AT508 276B1 2011-01-15

Steuerimpuls an den Stellmotor M ab, um den Kolben KL in dem Zylinder um einen Kompressions-Hub zu verschieben. Bei diesem dritten Verfahrensschritt des Messverfahrens wird, wie in Figur 3 dargestellt, das Gesamtvolumen V0 des Behälters B um das vorgegebene Veränderungsvolumen AV reduziert. Bei einem vierten Verfahrensschritt des Messverfahrens wird ein durch die Volumenänderung (V0 - AV) bewirkter Änderungs-Innendruck P2 in dem Behälter B mit dem Drucksensor DS gemessen und in dem Computer A gespeichert.

[0045] Da der Körper K im Wesentlichen nicht komprimierbar ist, wird bei dem dritten Verfahrensschritt nur die den Körper K umgebende Luft L komprimiert. Je mehr das Volumen Vx des Körpers K bereits das Volumen V0 des leeren Behälters B ausfüllt, desto weniger komprimierbare Luft L umgibt den Körper K und umso größer ist die Druckdifferenz (P2 - ΡΊ) durch den Kompressions-Hub. Diese Abhängigkeit der Druckdifferenz kann bei einem isothermen Vorgang (Temperatur im Behälter B konstant gehalten) gemäß dem [0046] Gesetz von Boyle-Mariotte P2 * (V0 - Vx - AV) = * (V0 - Vx) [0047] ausgewertet werden, um bei bekannten Volumen V0 und bekannten Veränderungsvolumen AV das unbekannte Volumen Vx des Körpers K zu ermitteln. Hierfür wird die Formel wie folgt umgeformt, um mit dem Computer A aus dem gemessenen Druck Pi und dem gemessenen Änderungs-Innendruck P2 das Volumen Vx des Körpers K zu berechnen.

[0048] Körper-Volumen-Berechnungsformel: Vx= V0- (1 + P1 / (P2 - P1)) * AV

[0049] Als Abschluss des automatisierten Messverfahrens zeigt der Computer A an einem Display des Computers A das Volumen Vx des Körpers K an. Der Computer A zeigt zusätzlich auch den gemessenen Änderungs-Innendruck P2 an, um dem Bedienpersonal auch diese Information zur Verfügung zu stellen. Mit der Messeinrichtung ME1 ist somit vorteilhafterweise eine automatisierte und berührungslose Messung des Volumens Vx des Körpers K möglich. Bei bekannten Messverfahren muss der Körper zur Volumenmessung in ein flüssiges Messmedium eingebracht werden, was einen Reinigungsvorgang nach abgeschlossenem Messvorgang nötig macht. Vorteilhafterweise kann bei der erfindungsgemäßen Messeinrichtung und bei dem erfindungsgemäßen Messverfahren auf so einen Reinigungsvorgang verzichtet werden, da der zu vermessende Körper K nur von Luft L umgeben ist.

[0050] Wie vorstehend angegeben, muss zur Berechnung des Volumens Vx das Gesamtvolumen V0 exakt bekannt sein. Das Gesamtvolumen V0 könnte beispielsweise aus dem Datenblatt des Herstellers des Behälters B entnommen werden oder aber auch durch eine bekannte Methode zur Ermittlung des Volumens eines Behälters B ermittelt werden. Beispielsweise könnte Flüssigkeit in den Behälter gefüllt und anschließend das Gewicht der Flüssigkeit gemessen werden. Die erfindungsgemäße Messeinrichtung ME1 ist aber vorteilhafterweise dazu ausgebildet, das Gesamtvolumen V0 bei einer vor dem ersten Verfahrensschritt durchgeführten Justiermessung automatisiert zu messen. Wie in Figur 4 dargestellt wird hierfür der Kompressions-Hub zur Reduktion des Gesamtvolumens V0 um das bekannte Veränderungsvolumen AV bei leerem Behälter B durchgeführt. Durch Anwendung des Gesetzes von Boyle-Mariotte kann mit folgender Berechnungsformel von dem Computer A das Gesamtvolumen V0 berechnet werden.

[0051] Behälter-Volumen-Berechnungsformel: V0 = [P2/(P2 - Pi)] * AV

[0052] Der Behälter B könnte beispielsweise beim Transport der Messeinrichtung ME1 durch eine leichte Delle beschädigt worden sein, wodurch sich das Gesamtvolumen V0 des Behälters B verändern würde. Durch Vorsehen der Justiermessung des tatsächlichen Gesamtvolumens V0 des Behälters B unmittelbar vor der Messung des Volumens Vx des Körpers K wird vorteilhaftenweise ein besonders genaues Messergebnis erreicht.

[0053] Die Messeinrichtung ME1 ist nunmehr weiters dazu ausgebildet, die Dichte p des Körpers K durch Verhältnisbildung einer Masseinformation des Körpers K mit dem ermittelten Volumen Vx zu ermitteln. Die Messeinrichtung ME1 weist eine in den Figuren 1 bis 4 nicht dargestellte Wägeinrichtung auf, die das Gewicht des Behälters B misst, bevor der Körper K in den Behälter B eingebracht wird und nachdem der Körper K in den Behälter B eingebracht worden ist. Die gemessenen Gewichtsmessdaten werden an den Computer A übertragen, der 6/16 österreichisches Patentamt AT508 276B1 2011-01-15 durch Subtraktion vorerst das Gewicht des Körpers K und durch Verarbeitung der Erdbeschleunigung g = 9,81m/s2 anschließend die Masse des Körpers K berechnet. Nach Ermittlung des Volumens Vx mit dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Messverfahren berechnet der Computer A die Dichte des Körpers p = Vx / (Masse des Körpers) und zeigt das Ergebnis der Berechnung am Display an. Die Messeinrichtung ME1 ist somit vorteilhafterweise sowohl zur Ermittlung des Volumens Vx als auch der Dichte p des Körpers K ausgebildet.

[0054] Es kann erwähnt werden, dass anstatt der Luft L auch ein anderes komprimierbares Medium verwendet werden könnte. Es könnte sich hierbei beispielsweise um ein Gas mit besonders hoher oder besonders niedriger Dichte handeln. Auch könnte ein Abpumpen der Luft im dem Behälter B vor dem Messvorgang, um annähernd ein Vakuum in dem Behälter zu erreichen, in manchen Fällen von zu vermessenden Körpern vorteilhaft sein.

[0055] Es kann erwähnt werden, dass mit der Messeinrichtung ME1 gemäß den Figuren 1 bis 4 feste Körper K aber besonders vorteilhaft auch pulverförmige und flüssige Mess-Medien vermessen werden können. Da ein Pulver durch kleine Festkörper gebildet ist, in denen Lufteinschlüsse eingelagert sind, wird bei dem Kompressions-Hub auch die Luft in den Lufteinschlüssen des Pulvers verdichtet und das Messverfahren ermittelt das Volumen des Festkörperanteils des Pulvers. Dies ist besonders vorteilhaft, denn wenn es sich bei dem Pulver beispielsweise um ein Medikament handelt, das im Körper eines Patienten in den Körperflüssigkeiten aufgelöst wird, dann kommt es für die Ermittlung der voraussichtlichen Wirkungsweise des Medikaments auf das Volumen des Festkörperanteils des Pulvers an.

[0056] Es kann erwähnt werden, dass anstatt des Kompressions-Hubes zum Verdichten des komprimierbaren Mediums in dem Behälter auch ein Dekompressions-Hub zum Verdünnen beziehungsweise dekomprimieren des komprimierbaren Mediums durchgeführt werden kann. Auch in diesem Fall kann das Gesetz von Boyle-Mariotte zur Ermittlung des Volumens Vx des Körpers verwendet werden.

[0057] Es kann erwähnt werden, dass sich die den Körper K umgebende Luft L und der Körper K durch den Kompressions-Hub erwärmt und durch den Dekompressions-Hub abkühlt. Diese Temperaturänderungen würden zu Messfehlern führen, da das Gesetz von Boyle-Mariotte von einem isothermen Vorgang mit konstantem Temperaturverlauf ausgeht. Das Vorsehen der Temperaturstabilisierungsmittel erhöht somit die Genauigkeit der von der Messeinrichtung gemessenen Messwerte und durch die Realisierung der Temperaturstabilisierungsmittel als Peltier-Element PE ist eine kostengünstige und praktikable Lösung erhalten.

[0058] Es kann erwähnt werden, dass der Behälter der Messeinrichtung beliebig geformt ausgeführt sein kann. Beispielsweise ist ein ballonförmiger Behälter verwendbar, was abhängig von dem zu vermessenden Mess-Medium auch durchaus vorteilhaft sein kann. Durch die Justiermessung wird vor dem eigentlichen Messvorgang das jeweilige Volumen V0 des beliebig geformten und gasdicht abschließbaren Behälters ermittelt. Eine Messung mit der erfindungsgemäßen Messeinrichtung ist sogar dann möglich, wenn der Behälter eine gewisse Leckrate aufweist, durch die das komprimierbare Medium während des Messvorgangs entweichen kann. Diese Leckrate darf allerdings nicht dazu führen, dass während des relativ kurzen Messvorgangs die gemessenen Drücke wesentlich verändert werden.

[0059] Figur 5 zeigt eine Messeinrichtung ME2 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Der Aufbau und die Funktionsweise der Messeinrichtung ME2 entspricht dem Aufbau und der Funktionsweise der Messeinrichtung ME1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei der Behälter B der Messeinrichtung ME2 einen Andockstutzen AD zum Andocken eines weiteren Behälters BE aufweist. Der Behälter B kann somit durch beliebig geformte Behälter BE erweitert werden, um besonders voluminöse beziehungsweise große Körper K aufnehmen und deren physikalische Größen vermessen zu können. Das Gesamtvolumen V0 ist hierbei durch die Summe des Volumens des Behälters B und des weiteren Behälters BE gegeben. Hierdurch ist der Vorteil erhalten, dass die Messeinrichtung ME2 besonders universal an unterschiedliche zu vermessende Körper K angepasst werden kann. 7/16 österreichisches Patentamt AT508 276B1 2011-01-15 [0060] Figur 6 zeigt eine Messeinrichtung ME3 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, die zum Messen der dynamischen Viskosität und Dichte eines flüssigen Mess-Mediums, der Flüssigkeit F, ausgebildet ist. Der Aufbau und die Funktionsweise der Messeinrichtung ME3 entspricht dem Aufbau und der Funktionsweise der Messeinrichtung ME2 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei der Behälter B der Messeinrichtung ME2 als Andockstutzen eine Kapillare KA zum Andocken eines Auffangbehälters BA aufweist, der zum Auffangen der Flüssigkeit F vorgesehen ist. Die Kapillare KA weist einen sehr dünnen Durchflussquerschnitt D« auf, durch den die Flüssigkeit F durch eine Öffnung 0 des Behälters B über die Kapillare KA nur sehr langsam in den Auffangbehälter BA fließen kann.

[0061] Die Viskosität einer Flüssigkeit kann ganz allgemein dadurch ermittelt werden, indem man die Zeit t misst, die eine Flüssigkeitsmenge unter Einfluss einer treibenden Kraft für das Durchströmen einer Kapillare braucht. Man unterscheidet den Begriff der kinematischen Viskosität und der dynamischen Viskosität, wobei die treibende Kraft zur Messung der kinematischen Viskosität das Eigengewicht der zu messenden Flüssigkeit darstellt und wobei die treibende Kraft zur Messung der dynamischen Viskosität durch eine Druckdifferenz zwischen dem Druck auf die Flüssigkeit am Anfang und am Ende der Kapillare gegeben ist. Die dynamische Viskosität ist das eigentliche Maß für die Zähigkeit der Flüssigkeit. Die Zeit At, die ein bestimmtes Flüssigkeitsvolumen AVF infolge der Druckdifferenz ΔΡ für das Durchströmen der Kapillare KA mit der Länge L« und dem Durchmesser DK (=2*R) benötigt, steht mit der dynamischen Viskosität der Flüssigkeit F in Folgendem Zusammenhang: [0062] Gesetz von Hagen-Poiseuille: AVF / At = π R4 * AP / (8 * LK * η) [0063] Ein weiterer Drucksensor DS1 ist in dem Auffang-Behälter BA vorgesehen, um bei dem zweiten Verfahrensschritt den Initialdruck PAi in der die Flüssigkeit F nach dem Austritt aus der Kapillare KA umgebenden Luft LAi in dem Auffang-Behälter BA zu messen. Der Behälter B weist nunmehr weiters Flüssigkeitsstand-Messmittel auf, die durch einen ersten NTC-Widerstand NTC1 und einen zweiten NTC-Widerstand NTC2 und Auswertemittel in dem Computer A gebildet sind. Die NTC-Widerstände werden elektrisch aufgeheizt und erfahren eine Abkühlung durch die an der Innenseite des Behälters B vorbeistreifende Flüssigkeit F, wobei sich die NTC-Widerstände anders abkühlen je nachdem, ob an der Innenseite des Behälters B Flüssigkeit F oder Luft L vorbeistreicht. Auf diese Weise kann der Computer A das Abfließen einer bestimmten Flüssigkeitsmenge AVF aus dem Behälter B in den Auffang-Behälter BA messen.

[0064] Die Funktionsweise der Messeinrichtung ME3 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel wird im Folgenden anhand des von der Messeinrichtung ME3 abgearbeiteten Messverfahrens beschrieben. Bei dem ersten Verfahrensschritt wir die Flüssigkeit F über eine in der Figur 6 nicht dargestellte Öffnung des Behälters B eingebracht. Bei diesem ersten Verfahrensschritt ist eine ebenfalls in der Figur 6 nicht dargestellte Öffnung des Auffang-Behälters BA im Bereich der Decke des Auffang-Behälters BA geöffnet, um ein Entweichen von Luft LAi aus dem Auffang-Behälter BA zu ermöglichen. Die Flüssigkeit F rinnt über die Kapillare KA von dem Behälter B so lange in den Auffang-Behälter BA, bis sich gemäß dem Gesetz von kommunizierenden Gefäßen in beiden Behältern B und BA ein einheitlich hoher Flüssigkeitsspiegel einstellt. Dies ist nötig, damit bei dem anschließenden Messvorgang die Druckdifferenz in den beiden Behältern B und BA die treibende Kraft zur Messung der dynamischen Viskosität bildet. Nunmehr werden die beiden Öffnungen in den Behältern B und BA luftdicht verschlossen und durch Betätigung einer der Bedienelemente des Computers A wird der automatisierte Messvorgang gestartet.

[0065] Bei dem zweiten Verfahrensschritt wird mit dem weiteren Drucksensor DS1 der Initialdruck PA1 in dem Auffang-Behälter AB gemessen und in dem Computer A gespeichert. Bei dem dritten Verfahrensschritt führen die gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bereits ausführlich beschriebenen Veränderungsmittel KV den Kompressions-Hub durch, wobei die die Flüssigkeit F in dem Behälter B umgebende Luft F komprimiert wird und sich in der Luft L der Änderungs-Innendruck P(t) einstellt, der bei dem vierten Verfahrensschritt von dem Drucksen- 8/16 österreichisches Patentamt AT508 276B1 2011-01-15 sor DS gemessen wird. Die Druckdifferenz ΔΡ = P(t) - PAi bildet nunmehr die treibende Kraft, unter der die Flüssigkeit F von dem Behälter B über die Kapillare KA in den Auffang-Behälter BA fließt.

[0066] Der Computer A misst nunmehr die Zeit At, die das Abfließen der durch den Abstand der beiden NTC-Widerstände NTC1 und NTC2 vorgegebenen Flüssigkeitsmenge ΔVF benötigt. Anschließend berechnet der Computer A unter Anwendung des Gesetzes von Hagen-Poiseuille die dynamische Viskosität der Flüssigkeit F wie folgt: [0067] Dynamische Viskosität η = (At * AP * ττ * ΔΡ*) / (8 * LK * AVF) [0068] Es kann erwähnt werden, dass die Flüssigkeitsstand-Messmittel auch durch dem Fachmann bekannte optische Messmittel gebildet sein können.

[0069] Es kann erwähnt werden, dass der Änderungs-Innendruck P(t) mit fortschreitender Messzeit t abnimmt, da die aus dem Behälter B abfließende Flüssigkeitsmenge den Änderungs-Innendruck P(t) in den Behälter B reduziert und die in den Auffang-Behälter BA hineinfließende Flüssigkeitsmenge den Initialdruck PAi erhöht. Da durch die Kapillare KA nur relativ wenig Flüssigkeitsmenge AVF durchfließt, kann dieser Effekt der Änderung der Drücke P(t) und PAi in den Behältern B und BA vernachlässigt werden. Zur Erhöhung der Messgenauigkeit und bei längeren Messdauern kann es vorteilhaft sein sowohl den Änderungs-Innendruck P(t) als auch den Initialdruck zu mehreren Messzeitpunkten t jeweils gleichzeitig zu messen und in der Berechnungsformel zur Berechnung der dynamischen Viskosität zu berücksichtigen.

[0070] Es kann erwähnt werden, dass auch auf die Flüssigkeitsstand-Messmittel gänzlich verzichtet werden kann und durch die Messung der Änderung der Druckdifferenz ΔΡ = P(t) - ΡΑΊ auf die von dem Behälter B in den Auffang-Behälter BA geflossene Flüssigkeitsmenge geschlossen werden kann. Es kann somit vorteilhafterweise die Füllstandsmessung einer Flüssigkeit in einem Behälter auf eine Druckmessung zurückgeführt werden. Basierend auf diesem erfindungsgemäßen Prinzip sind dem Fachmann eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten denkbar.

[0071] Ein weiterer und wesentlicher Vorteil der Messung des zeitlich veränderlichen Flüssigkeitsstandes über den zeitlich veränderlichen Druck P(t) ist, dass nicht abgewartet werden muss, bis die gesamte Flüssigkeitsmenge zwischen NTC1 und NTC2 abgeflossen ist, was zu sehr unterschiedlich langen Messzeiten führen würde. So würde die Messung einer Flüssigkeit mit einer dynamischen Viskosität von 1000mPas 1000-mal so lange dauern wie die Messung einer Flüssigkeit mit 1mPas.

[0072] Mit der „Druckmethode" kann über die Druckänderung die abgeflossene Flüssigkeitsmenge während einer bestimmten Zeit (z.B. 10s, 20s) gemessen werden, was zu gleichen Messzeiten für eine Flüssigkeit mit 1000mPas wie für eine Flüssigkeit mit 1mPas führen würde. Damit ist der Viskositätsmessbereich einer Kapillare mit fixem Innendurchmesser DK wesentlich erweitert. Außerdem kann über variables (aber genau definiertes) AV der Startdruck für höher-viskose Flüssigkeiten erhöht werden, um zu einer größeren Druckänderung während der Messzeit zu gelangen.

[0073] Es kann erwähnt werden, dass das Einbringen der Flüssigkeit F auch automatisiert von dem Computer A gesteuert über Einspritzzylinder erfolgen könnte, wie auch die Öffnung und Schließung der Öffnungen der Behälter B und BA von dem Computer A gesteuert erfolgen könnte. Hierdurch wäre vorteilhafterweise ein vollkommen automatisiertes Messverfahren gemäß der Erfindung erhalten.

[0074] Es kann erwähnt werden, dass der Messvorgang auch durchgeführt werden kann, wenn der Auffang-Behälter BA nicht vor der Messung entlüftet worden ist um einen einheitlichen Flüssigkeitsstand in den beiden Behältern herzustellen. In diesem Fall wäre der Initialdruck PA1 höher als der Umgebungsdruck, was aber keine Rolle spielt, da es nur auf den Differenzdruck vor und nach der Kapillare KA ankommt.

[0075] Figur 7 zeigt eine Messeinrichtung ME4 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der 9/16 österreichisches Patentamt AT508 276B1 2011-01-15

Erfindung. Der Aufbau und die Funktionsweise der Messeinrichtung ME4 ist hierbei im Wesentlichen identisch zu dem Aufbau und der Funktionsweise der Messeinrichtung ME3 gemäß Figur 6, wobei der Auffang-Behälter BA nach oben hin offen ausgeführt ist und somit immer der Umgebungsdruck der Luft LA2 als Initialdruck PA2 auf die Flüssigkeit F nach dem Austritt aus der Kapillare KA wirkt. Der weitere Drucksensor DS1 zur Messung des Initialdrucks PA2 wird somit bei der Messeinrichtung ME4 unmittelbar am Computer A gemessen. Diese offene Bauweise des Auffang-Behälters BA vereinfacht den Messvorgang, da der Auffangbehälter BA keine gasdicht verschließbare Öffnung aufweisen muss, die zu bestimmten Zeiten geöffnet und geschlossen werden muss. Weiters kann zumeist auf eine Messung des Initialdrucks PA2 zu unterschiedlichen Zeitpunkten verzichtet werden, da der Umgebungsdruck - zumindest während der doch sehr begrenzten Messdauer - konstant bleibt.

[0076] Figur 8 zeigt eine Messeinrichtung ME5 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Aufbau und die Funktionsweise der Messeinrichtung ME5 ist hierbei im Wesentlichen identisch zu dem Aufbau und der Funktionsweise der Messeinrichtung ME4 gemäß Figur 7, wobei die Veränderungsmittel KV1 derart ausgebildet sind, dass bei dem dritten Verfahrensschritt weitere Flüssigkeit FW in den Behälter B eingebracht wird und hierdurch das Gesamtvolumen V0 des Behälters B um das vorgegebene Veränderungsvolumen AV verändert wird.

[0077] Die Veränderungsmittel KV1 weisen hierfür an dem Zylinder eine Spritze S auf, die über eine Dichtung El im Boden des Behälters B die in dem Zylinder enthaltene weitere Flüssigkeit FW bei dem dritten Verfahrensschritt in den Behälter B spritzen. Hierdurch wird das Teilvolumen VX(t) um das Veränderungsvolumen AV vergrößert, wodurch das für die Luft L verbleibende Volumen entsprechend abnimmt und es wiederum zu einer Kompression der Luft L und somit zu einer Druckerhöhung kommt. Abgesehen von dem dritten Verfahrenschritt ist die Ermittlung der dynamischen Viskosität bei der Messeinrichtung ME5 identisch wie bei der Messeinrichtung ME 4 gemäß Figur 7. Bei diesem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Vorteil erhalten, dass das während des darauffolgenden Messvorgangs ausfließende Mess-Medium kompensiert wird und kein zusätzliches Mittel für die Erzeugung des Druckes über AV notwendig ist.

[0078] Figur 9 zeigt eine Messeinrichtung ME6 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Aufbau und die Funktionsweise des Behälters B und der Veränderungsmittel KV der Messeinrichtung ME6 ist hierbei im Wesentlichen identisch zu dem Aufbau und der Funktionsweise der Messeinrichtung ME4 gemäß Figur 7, wobei bei der Messeinrichtung ME6 der Auffang-Behälter BA unter dem Behälter B angeordnet ist. Als treibende Kraft, um die Flüssigkeit F von dem Behälter B in den Auffang-Behälter BA zu treiben, wirkt somit sowohl die Schwerkraft als auch die Druckdifferenz der Drücke in den Behältern B und BA. Ein Absperrventil VA verhindert das unmittelbare Ausfließen der Flüssigkeit F, bevor der Messvorgang begonnen wird.

[0079] Bei der Messeinrichtung ME6 werden nunmehr zwei Messvorgänge durchgeführt, wobei bei dem ersten Messvorgang mit den Veränderungsmitteln KV ein Kompressions-Hub durchgeführt wird, worauf sowohl die Schwerkraft als auch die Druckdifferenz die Flüssigkeit F von dem Behälter B in den Auffang-Behälter BA drückt. Die Zeit At, die die vorgegebene Flüssigkeitsmenge AVF zum Abfließen in den Auffang-Behälter BA benötigt, wird von dem Computer A gemessen. Anschließend wird bei einem zweiten Messvorgang ein Dekompressions-Hub durchgeführt, wonach zwar noch immer die Schwerkraft auf die Flüssigkeit F wirkt, die jedoch wesentlich stärkere Ansaugkraft durch den Unterdrück in den Behälter B zu einem Rückfließen der Flüssigkeit F von dem Auffang-Behälter BA in den Behälter B führt. Durch die Auswertung beider Messergebnisse kann die dynamische Viskosität und auch die Dichte der Flüssigkeit besonders genau ermittelt werden.

[0080] Es kann erwähnt werden, dass das Absperrventil VA auch durch ein elektrisch steuerbares Ventil ausgebildet sein kann, das von dem Computer A nach der Messung des Initialdrucks PA2 bei dem zweiten Verfahrensschritt betätigt wird, um ein Ausfließen der Flüssigkeit F durch die Kapillare KA zu ermöglichen. Hierdurch ist vorteilhafterweise ein vollkommen automatisiertes Messverfahren bei der Messenrichtung ME6 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der 10/16

Claims (13)

1. österreichisches Patentamt AT508 276B1 2011-01-15 Erfindung erhalten. [0081] Es kann erwähnt werden, dass es vorteilhaft ist, das Volumen V0 relativ zu dem Volumen Vx nicht zu groß zu wählen, damit auch bei kleinen Volumenströmen (zähe Flüssigkeiten) in kurzer Zeit eine deutliche Änderung des Druckes messbar ist. [0082] Es kann erwähnt werden, dass „im Wesentlichen nicht komprimierbar" dahingehend zu verstehen ist, dass das Mess-Medium im Vergleich zum komprimierbaren Medium gar nicht oder nur relativ wenig komprimierbar oder vernachlässigbar gering komprimierbar ist. Die Veränderungsmittel komprimieren oder dekomprimieren durch die Volumenänderung somit nur oder praktisch nur das komprimierbare Medium und die Volumenänderung eines gegebenenfalls leicht komprimierbaren Mess-Mediums (z.B. Gummi) wirkt sich auf das Messergebnis nicht oder nur unwesentlich aus. [0083] Es kann erwähnt werden, dass die Kompressibilität von z.B. Gummi gemessen werden kann, indem man über AV das Volumen des Mess-Mediums Gummis mit vernachlässigbar kleinem Überdruck misst und danach infolge der Variation von AV die bekannte Volumenmessung mit Drücken von 1,2,3,... bar durchführt. Patentansprüche 1. Messverfahren zur Messung der dynamischen Viskosität (η) und Dichte (p) als physikalische Größen eines im Wesentlichen nicht komprimierbaren Mess-Mediums (F), wobei - bei einem ersten Verfahrensschritt das Mess-Medium (F) in einen mit einem komprimierbaren Medium (L) gefüllten Behälter (B) eingebracht wird, wonach das Mess-Medium (F) ein Teilvolumen (VX(t)) des Gesamtvolumens (V0) des Behälters (B) ausfüllt und wobei - bei einem zweiten Verfahrensschritt ein Initialdruck (PAi, PA2 des komprimierbaren Mediums (L) gemessen wird und wobei - bei einem dritten Verfahrensschritt das Gesamtvolumen (V0) des Behälters (B) um ein vorgegebenes Veränderungsvolumen (AV) verändert wird und wobei - bei einem vierten Verfahrensschritt ein durch die Volumenänderung bewirkter Änderungsinnendruck (P2, P(t)) des komprimierbaren Mediums (L) in dem Behälter (B) gemessen wird und, wobei - bei einem fünften Verfahrensschritt ein flüssiges Mess-Medium (F) durch zumindest eine Öffnung (0) des Behälters (B) durch eine Kapillare (KA) fließt, wobei der Änderungsinnendruck (P(t)) zu zumindest einem Messzeitpunkt (t) gemessen wird und wobei bei dem zweiten Verfahrensschritt der Initialdruck (PAi, PA2) des das flüssige Mess-Medium (F) nach dem Austritt aus der Kapillare (KA) umgebenden komprimierbaren Mediums (LA1, LA2) gemessen wird.
2. 2. Messverfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem dritten Verfahrensschritt das Gesamtvolumen (V0) des Behälters (B) um das Veränderungsvolumen (AV) erhöht beziehungsweise reduziert wird, wofür ein Kolben (KL) in einem einen Teil des Behälters (B) bildenden Zylinder einen Dekompressions-Hub beziehungsweise Kompressions-Hub ausführt.
3. 3. Messverfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der dynamischen Viskosität (η) des flüssigen Mess-Mediums (F) durch Auswertung der gemessenen Messdaten (PA1, PA2, P(t)) mithilfe des Gesetzes von Hagen-Poiseuille erfolgt.
4. 4. Messverfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch Auswertung der gemessenen Messdaten (PA1, PA2, P(t)) das in dem Behälter (B) verbliebene Volumen (V(t)) des flüssigen Mess-Mediums (F) ermittelt wird.
5. 5. Messverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur in dem Behälter (B) während des Messvorgangs im Wesentlichen konstant gehalten wird. 11 /16 österreichisches Patentamt AT508 276B1 2011-01-15
6. 6. Messverfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem ersten Verfahrenschritt eine Justiermessung durchgeführt wird, bei der der Initialdruck und der Ände-rungs-lnnendruck bei leerem Behälter (B) gemessen werden und gemäß dem Gesetz von Boyle-Mariotte das Gesamtvolumen (V0) des Behälters (B) ermittelt wird.
7. 7. Messverfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem dritten Verfahrensschritt weiteres flüssiges Mess-Medium (FW) in den Behälter (B) eingebracht wird und hierdurch das Gesamtvolumen (V0) des Behälters (B) um das vorgegebene Veränderungsvolumen (AV) verändert wird.
8. 8. Messeinrichtung (ME3, ME4, ME5, ME6) zur Messung der dynamischen Viskosität (η) und Dichte (p) als physikalischer Größen eines im Wesentlichen nicht komprimierbaren Mess-Mediums (F), mit einem ein Gesamtvolumen (V0) aufweisenden Behälter (B), der mit einem komprimierbaren Medium (L) gefüllt ist und in den das ein Teilvolumen (VX(,)) aufweisende Mess-Medium (F) einbringbar ist, und mit Druckmessmitteln (DS, A) zum Messen eines Initialdrucks (PAi, PA2) und eines Änderungs-Innendrucks (P(t)) des komprimierbaren Mediums (L) in dem Behälter (B), dadurch gekennzeichnet, dass Veränderungsmittel (KV, A) zum Komprimieren beziehungsweise Dekomprimieren des komprimierbaren Mediums (L) vorgesehen sind, mit denen das Gesamtvolumen (V0) des Behälters (B) um ein vorgegebenes Veränderungsvolumen (AV) veränderbar ist und, dass die Druckmessmittel (DS, A) zum Messen des Änderungs-Innendrucks (P(t)) in dem Behälter (B) im Anschluss an das Komprimieren beziehungsweise Dekomprimieren durch die Veränderungsmittel (KA, A) ausgebildet sind und, dass ein über eine Öffnung (0) des Behälters (B) und eine Kapillare (KA) mit dem Behälter (B) verbundener Auffang-Behälter (BA) vorgesehen ist, der zum Auffangen eines flüssigen Mess-Mediums (F) vorgesehen ist.
9. 9. Messeinrichtung (ME3, ME4, ME5, ME6) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderungsmittel (K, A) einen Kolben (KL) und einen Zylinder zum Komprimieren beziehungsweise Dekomprimieren des komprimierbaren Mediums (L) aufweisen.
10. 10. Messeinrichtung (ME3, ME4, ME5, ME6) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Temperaturstabilisierungsmittel (PE, A) vorgesehen sind, mit denen die Temperatur des Mess-Mediums (K, F) während der Abarbeitung des Messverfahrens im Wesentlichen konstant haltbar ist.
11. 11. Messeinrichtung (ME4) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (B, BE) erweiterbar ist, um Mess-Medien (K) beliebiger Größe aufzunehmen.
12. 12. Messeinrichtung (ME3, ME4, ME5, ME6) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderungsmittel (KV, A) zum Vorgeben unterschiedlicher vorgegebener Veränderungsvolumina (ΔV) ausgebildet sind.
13. 13. Messeinrichtung (ME6) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (B) und der Auffang-Behälter (BA) derart angeordnet sind, dass das flüssige Mess-Medium (F) durch die Schwerkraft von dem Behälter (B) in den Auffang-Behälter (BA) fließen kann, und dass, die Veränderungsmittel (KV, A) bei der Abarbeitung des Messverfahrens aufeinaderfolgend zum Komprimieren und Dekomprimieren des komprimierbaren Mediums (L) vorgesehen sind. Hierzu 4 Blatt Zeichnungen 12/16