DE19716509C2 - Verfahren zur Bestimmung der Viskosität eines Gases - Google Patents

Verfahren zur Bestimmung der Viskosität eines Gases

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Viskositäts eines Gases.
In vielen Bereichen der Technik und Industrie ist es sinnvoll oder gar notwendig, die dynamische Viskosität von Gasen in einem weiten Druck- und Temperaturbereich zu erfassen, um somit insbesondere eine Qualitätskontrolle und eine Automatisierung von Prozessen zu erzielen. Dies ist jedoch in den Fällen besonders schwierig, in denen die Zusammensetzung der Prozeßgase nicht konstant ist.
Ein weit verbreitetes und allgemein anerkanntes Verfahren zur Bestimmung der Viskosität gasförmiger Medien ist die in DIN 53015 beschriebene Methode nach Höppler. Hierbei wird die dynamische Viskosität aus der Fallzeit einer in einem Glasrohr sinkenden Kugel ermittelt. Die Messung wird manuell durch Wenden des Glasrohres gestartet und auch die Zeitmessung erfolgt manuell mit Hilfe einer entsprechenden Uhr durch Ablesen von Markierungen am Glasrohr. Die dynamische Viskosität des Gases ergibt sich aus der Fallzeit zwischen den beiden Markierungen und aus der Dichtedifferenz zwischen der Kugel und dem Gas. Zur exakten Bestimmung der Viskosität muß daher die Dichte des Gases bekannt sein oder aber mittels eines weiteren Verfahrens gemessen werden. Dieses Vorgehen liefert somit zwar relativ genaue Werte, ist jedoch für den automati­ sierten Einsatz ungeeignet.
Aus der DE-AS 23 17 321 ist ein Verfahren bekannt, bei dem das Gas im laminaren Bereich durch zwei gleichartige, parallel angeordnete Meßstrecken unterschiedlicher Länge strömt. Bei konstantem Volumenstrom ist der Druckverlust in den laminaren Meßstrecken nur von der Viskosität des Gases und einer meßstreckenbedingten Konstante abhängig, wobei letztere durch die parallele Anordnung der Meß­ strecken angenähert ermittelt werden kann. Durch Messung des Druckverlustes kann daher die dynamische Viskosität bei bekanntem Volumenstrom und nach Kalibrierung mit einem Referenzgas kontinuierlich gemessen werden. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, daß es bei Gasen technisch relativ schwierig ist, viskositätsunabhängig einen definierten Volumenstrom vorzugeben oder diesen genau zu messen.
Die US 4 578 990 zeigt einen Aufbau zur Bestimmung des Vis­ kositätsverhältnisses zweier Flüssigkeiten, wobei die zwei­ te Flüssigkeit in der Apparatur aus der ersten Flüssigkeit durch Zumischen einer zweiten Komponente erzeugt wird. Die erste Flüssigkeit durchströmt zunächst eine erste Kapilla­ re, wird dann mit der zweiten Komponente zu der zweiten Flüssigkeit vermischt und durchströmt dann eine zweite Ka­ pillare. Der Druckverlust über die Kapillaren wird dabei zeitgleich gemessen und als Maß für das Viskositätsverhält­ nis verwendet. Durch den Aufbau lassen sich bei Betrieb in inkompressiblen Flüssigkeiten Messfehler reduzieren. Die eigentliche Viskosität einer der Flüssigkeiten kann damit jedoch nicht direkt bestimmt werden.
In dem Artikel "Delauney, L., u. a.: Capillary flow visco­ meter for corrosive gases. In: J. Phys. E: Sci. Instrum. 21, 1988, S. 890-895," ist ein Aufbau zur Bestimmung der Viskosität korrosiver Gasmischungen beschrieben. Dabei strömt das Gas von einem ersten Behälter mit höherem Druck über eine Kapillare in einen zweiten Behälter mit niedrige­ rem Druck. Als Maß für die Viskosität wird die Zeitdauer bis zum Absinken des höheren Druck auf einen vorgegebenen kleineren Wert angenommen. Eine aufwendige aktive Messzelle für den Differenzdruck soll auch bei korrosiven Gasen feh­ lerfrei arbeiten. Die Apparatur wird nur zur Kalibrierung mit einem Referenzgas betrieben. Die eigentliche Bestimmung der Kenngrößen für die Viskosität des Messgases erfolgt zeitversetzt in demselben Aufbau, der zuvor mit dem Refe­ renzgas durchströmt wurde. Die Genauigkeit dieses Vorgehens ist jedoch beschränkt.
Gegenstand des Artikels "Dawe, R.: A Method for Correcting Curved-Pipe Flow Effects Occurring in Coiled Capillary Vis­ cosimeters. In: Rev. Sci. Instrum., Vol. 44, No. 9, Sep. 1973, S. 1231-1233," ist die rechnerische Kompensation von Messfehlern in Kapillarviskosimetern, welche eine spulen­ förmige aufgewickelte Kapillare haben. Zur Bestimmung des Messfehlers wird ein Messaufbau verwendet, in welchem zwei Behälter mit unterschiedlichem Druck über eine Kapillare verbunden werden und die Zeit bis zu einer definierten Druckänderung gemessen und als Maß für die Viskosität ver­ wendet wird. Auch hierbei ist keine sehr hohe Genauigkeit gegeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der genannten Art zu schaffen, mit dem die Viskosität eines Ga­ ses in relativ einfacher Weise und mit hoher Genauigkeit ermittelt werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren ge­ löst, bei dem zumindest ein erster Behälter mit einem Mess­ gas und ein dem ersten Behälter gleichartiger zweiter Be­ hälter mit einem Referenzgas in definierter Weise gefüllt und entleert werden, wobei während des Befüllens oder des Entleerens der zeitabhängige Verlauf der Gas­ druck- oder der Volumendifferenz in oder an den Behältern gemessen und daraus auf der Grundlage der bekannten Werte des Referenzgases die Vikosität des Meßgases ermittelt wird.
Obwohl im folgenden von der definierten Entleerung der Behälter und der Erfassung von für die Viskosität charak­ teristischen Größen während des Entleervorganges ausge­ gangen wird, läßt sich das Verfahren in gleichartiger Weise auch beim definierten Befüllen der Behälter anwen­ den, was im Rahmen dieser Anmeldung ausdrücklich mit umfaßt sein soll.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist insbesondere vorgesehen, daß der zumindest eine erste Behälter und der zweite Behälter mit dem jeweiligen Gas unter gleichem Druck gefüllt werden, woraufhin die Gase über voneinander unabhängige Leitungen entleert werden, was beispielsweise in einem gemeinsamen Sammelbehälter erfolgen kann. Durch die Entleerung der Gase aus dem ersten und dem zweiten Behälter ergibt sich in diesen entweder eine Druckabnahme oder das Volumen der Behälter muß entsprechend verringert werden. Der Verlauf der Gasdruckdifferenz bzw. der Volu­ mendifferenz der Behälter über die Zeit während des Entleervorganges ist von dem Viskositätsverhältnis der Gas abhängig. Wenn die Viskosität des Referenzgases bekannt ist, kann aus dem Viskositätsverhältnis die Viskosität des Meßgases in einfacher Weise errechnet werden. Dabei können die in den Behältern enthaltenen Gase sich sowohl hinsichtlich ihres thermodynamischen Zustandes als auch ihrer stofflichen Zusammensetzung unterscheiden.
Es hat sich gezeigt, daß sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine diskontinuierliche Bestimmung der Viskosi­ tät eines Meßgases in einfacher und genauer Weise erzie­ len läßt.
Um die rechentechnische Auswertung zu erleichtern, kann vorzugsweise vorgesehen sein, daß der Sammelbehälter auch während des Entleervorganges, d. h. wenn sowohl das Meßgas als auch das Referenzgas in ihn einströmt, unter einem konstanten Druck gehalten wird.
Zur Steigerung der Meßgenauigkeit und zur Vermeidung von dynamischen Verlusten sollten die Leitungen, in denen die Gase aus dem jeweiligen Behälter in den Sammelbehälter strömen als sogenannte Laminar Flow Elemente (LFE), bei­ spielsweise in Form von Kapillarleitungen ausgebildet sein, wobei die Gase in laminarer Strömung in den Sammel­ behälter entleert werden sollten.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Temperatur des Meßgases und des Referenzgases während des Entleervorganges gemessen wird, um temperaturabhän­ gige Viskositätsschwankungen berücksichtigen zu können.
In einer ersten isochoren Variante des Verfahrens wird der Sammelbehälter zumindest zu Beginn der Messung auf einem Unterdruck gegenüber dem ersten und zweiten Behäl­ ter gehalten, wodurch die Gase aus dem ersten und zweiten Behälter mit gleichem feststehenden Volumen in den Sam­ melbehälter strömen, wobei der Unterdruck im Sammelbehäl­ ter konstant gehalten werden kann. Der Gasdruck im ersten und zweiten Behälter nimmt somit während des Entleervor­ ganges ab und nähert sich nach einiger Zeit asymptotisch dem Druck im Sammelbehälter. Bei identischer Geometrie des ersten und zweiten Behälters sowie der Leitungen zu dem Sammelbehälter ist der Verlauf des Gasdrucks über die Zeit nur von der Viskosität des jeweiligen Gases abhän­ gig. Der Verlauf des Gasdrucks im ersten und zweiten Behälter wird beispielsweise über einen Differenzdruck­ sensor erfaßt, so daß sich aus den vorbekannten Viskosi­ tätskennwerten des Referenzgases die entsprechenden Kennwerte des Meßgases ermitteln lassen.
In einer weiteren isobaren Ausgestaltung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß das Meßgases und das Referenzgas aus dem ersten bzw. zweiten Behälter während des Entleervorgangs bei konstanten Druck ver­ drängt wird, indem die Behältervolumina verkleinert werden. Zu diesem Zweck weisen der erste und der zweite Behälter jeweils einen axial verstellbaren Kolben auf, wobei die Kolben auf ihrer dem Behälterinnenraum abge­ wandten Seite mit dem gleichen Entleerdruck beaufschlagt werden. Aufgrund des Entleerdrucks werden die Kolben in dem jeweiligen Behälter verschoben, so daß das Volumen des jeweiligen Behälterinnenraums verringert und die Gase in den Sammelbehälter verdrängt werden. Da die Kolben mit dem gleichen Entleerdruck beaufschlagt sind, ist eine unterschiedliche Bewegung der Kolben und somit der Ver­ lauf der Volumina der Behälterinnenräume über die Zeit von einer unterschiedlichen Viskosität des Meßgases und des Referenzgases abhängig. Dabei sollte aus Vereinfa­ chungsgründen der Entleerdruck auf der Rückseite der Kolben während des gesamten Entleervorgangs konstant gehalten werden.
Zur Erfassung der Volumina der Behälterinnenräume können die Kolbenbewegungen erfaßt werden, da die Stellung des Kolben direkt proportional dem Innenraumvolumen ist. Wenn nur die Relativbewegung zwischen den Kolben während des Entleerungsvorganges erfaßt werden soll, kann dies in einfacher Weise mittels eines Sensors geschehen, der den axialen Abstand der Kolben erfaßt.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zei­ gen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einer ersten Ausge­ staltung,
Fig. 2 eine schmatische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einer zweiten Ausge­ staltung und
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung für eine Weiterbildung des Verfahrens gemäß Fig. 1.
Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau der isochoren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens. Demgemäß sind ein erster Behälter B1 und ein zweiter Behälter B2 vorge­ sehen, der dem ersten Behälter B1 von der Geometrie entspricht. Die beiden Behälter B1 und B2 sind über jeweils eine Leitung 13 bzw. 14 an einen Differenzdruck­ sensor G1 angeschlossen, der eine eventuelle Druckdiffe­ renz zwischen dem Innenraum des Behälters B1 und dem Innenraum des Behälters B2 erfaßt und in nicht näher dargestellter Weise an eine Auswerteeinrichtung abgibt.
In den ersten Behälter B1 ist über eine Leitung 11, in der eine Motordrossel V1 und ein Pneumatikventil V2 angeordnet sind, ein Meßgas einfüllbar. In gleichartiger Weise ist ein Referenzgas über eine Leitung 12, in der eine Motordrossel V3 und ein Pneumatikventil V4 angeord­ net sind, in den zweiten Behälter B2 einfüllbar.
Der erste Behälter B1 steht über ein Laminar Flow Element in Form einer Kapillarleitung R1 ausgangsseitig mit einem Sammelbehälter B3 in Verbindung. In gleicher Weise steht der zweite Behälter B2 über ein Laminar Flow Element in Form einer Kapillarleitung R2 mit dem Sammelbehälter B3 in Verbindung. Statt eines gemeinsamen Sammelbehälters können auch zwei gleichartige Sammelbehälter vorgesehen sein. In dem Sammelbehälter B3 kann mit Hilfe einer Pumpe P1 ein Unterdruck erzeugt werden, der mittels eines Drucksensors G3 und einer nicht dargestellten Regelein­ richtung über eine Motordrossel V5 konstant gehalten werden kann. Ebenso wird der Druck im zweiten Behälter B2 mit Hilfe eines Drucksensors G2 und der Motordrossel V3 auf einen konstanten Wert eingeregelt. Der Druck im ersten Behälter B1 wird mit Hilfe des Differenzdrucksen­ sors G1 über die Motordrossel V1 auf den gleichen Druck­ wert wie im zweiten Behälter B2 eingeregelt. Statt die Druckdifferenz zwischen den Behältern B1 und B2 zu mes­ sen, ist auch eine Differenzdruckmessung zwischen den Leitungen R1 und R2 möglich.
Zu Beginn eines Meßzyklus werden die Behälter B1 und B2 zunächst befüllt, wobei sämtliche Ventile und Motordros­ seln so eingestellt sind, daß sich eine kontinuierliche, laminare Strömung zwischen der Eingangsseite der Behälter B1 und B2, deren Ausgangsseite und dem gemeinsamen Sam­ melbehälter B3 einstellt. Nach Erreichen eines quasista­ tionären Zustandes werden gleichzeitig die Pneumatikven­ tile V2 und V4 geschlossen. Der Unterdruck im Sammelbe­ hälter B3 wird auf einem konstanten Wert aufrechterhal­ ten. Da das Volumen der Behälter B1 und B2 konstant bleibt, sinkt der Druck in den Behältern B1 und B2 ab und nähert sich nach einiger Zeit asymptotisch dem Druck im Sammelbehälter B3 (isochores Wirkprinzip). Wenn die Geometrie der Behälter B1 und B2 sowie der Kapillarlei­ tungen R1 und R2 identisch ist, hängt der Verlauf der Druckkurve über die Zeit nur von der Viskosität der Gase ab. Ist die Viskosität des Meßgases beispielsweise größer als die des Referenzgases, dann sinkt der Druck im ersten Behälter B1 langsamer ab als im zweiten Behälter B2. Da die Viskosität des Referenzgases bekannt ist, kann mit­ tels des über den Differenzdrucksensor G1 aufgezeichneten Kurvenverlaufs die Viskosität des Meßgases errechnet werden.
Um geringe fertigungsbedingte Abweichungen in der Anlage auszugleichen, empfiehlt sich eine einmalige Kalibrier­ messung des ersten Behälters B1 mit der zugehörigen Kapillarleitung R1 sowie des zweiten Behälters B2 mit zugehöriger Kapillarleitung R2. Da die Viskosität tempe­ raturabhängig ist, wird die Temperatur während des Ent­ leervorganges über einen Sensor G4 aufgezeichnet, der im gezeigten Beispiel dem Sammelbehälter B3 zugeordnet ist.
Fig. 2 zeigt die Vorrichtung zur Durchführung einer isobaren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Darstellung. Auch hierbei ist ein erster Behälter B1 für ein Meßgas vorgesehen, wobei der Behälterinnenraum auf einer Seite von einem axial verstellba­ ren Kolben Z1 begrenzt ist. Durch Verschiebung des Kol­ bens Z1 läßt sich das Volumen des ersten Behälters B1 verringern. Für das Referenzgas ist ein gleichartiger zweiter Behälter B2 vorgesehen, dem ebenfalls ein axial verstellbarer Kolben Z2 zugeordnet ist. Die beiden Kolben Z1 und Z2 sind auf ihrer, den Behälterinnenräumen abge­ wandten Rückseite dem Druck in einem gemeinsamen Raum B4 ausgesetzt, d. h. der Druck im Raum B4 wirkt gleichartig auf die Kolben Z1 und Z2.
Zu Beginn der Messung wird der erste Behälter B1 über ein Ventil V1 mit dem Meßgas gefüllt, während der zweite Behälter B2 über ein Ventil V2 mit dem Referenzgas ge­ füllt wird, wobei der Druck im ersten Behälter B1 dem Druck im zweiten Behälter B2 entspricht.
Der erste Behälter B1 steht über ein Laminar Flow Element in Form einer Kapillarleitung R1, in der ein Ventil V3 angeordnet ist, mit einem Sammelbehälter B3 in Verbin­ dung, in den auch eine gleichartige Kapillarleitung R2 des zweiten Behälters B2 mündet, in der ein Ventil V4 angeordnet ist. Zu Beginn der Messung sind die Ventile V3 und V4 geschlossen, so daß während des Befüllens der Behälter B1 und B2 die Kolben Z1 und Z2 nach oben gegen einen Anschlag A gedrückt werden. Nach dem Befüllen der beiden Behälter B1 und B2 werden die Ventile V1 und V2 geschlossen, woraufhin der hintere Druckraum B4 über ein Ventil V5 mit einem Entleerdruck beaufschlagt wird, der geringfügig höher als der Innendruck in den Behältern B1 und B2 ist. Dadurch bewegen sich die beiden Kolben Z1 und Z2 um einen kleinen Weg nach unten. Aus der Endposition der beiden Kolben Z1 und Z2 ergibt sich der Ausgangs- oder Nullwert eines Sensors G1, der berührungsfrei den Abstand zweier mit den Kolben Z1, Z2 verbundenen Ebenen C und D und somit die relative Stellung der beiden Kolben Z1 und Z2 zueinander erfaßt.
Schon während der Befüllung der beiden Behälter B1 und B2 wird im gemeinsamen Sammelbehälter B3 mit Hilfe eines Drucksensors G3 über eine Pumpe P1 und eine Motordrossel V3 ein konstanter Druck, vorzugsweise Unterdruck einge­ regelt. Dieser wird so gewählt, daß beim Öffnen der Ventile V3 und V4 durch die beiden Kapillarleitungen R1 und R2 eine laminare Strömung entsteht. Während des Entleerens der beiden Behälter B1 und B2 wird sowohl der Druck im Sammelbehälter B3 als auch der Entleerdruck im Druckraum B4 konstant gehalten. Wenn man von geringfügi­ gen Reibungsverlusten absieht, so ist der Druck in den Behältern B1 und B2 konstant gleich dem Druck im Druck­ raum B4 (isobares Wirkprinzip). Durch den Entleervorgang bewegen sich die Kolben Z1 und Z2 unter Verringerung des Volumens der Behälter B1 und B2 nach unten. Bei ansonsten gleichem Aufbau der Behälter B1 und B2 sowie der Kapil­ larleitungen R1 und R2 resultiert eine unterschiedliche Bewegung der Kolben Z1 und Z2 aus einem Unterschied der Viskosität des Referenzgases relativ zum Meßgas. Dadurch ändert sich der Abstand der mit den Kolben Z1 und Z2 verbundenen Ebenen C und D und somit der Meßwert im Sensor G1. Mit Hilfe der über die Drucksensoren G2 und G3 bekannten Druckwerte im Sammelbehälter B3 bzw. dem Druck­ raum B4 und bei bekannter Viskosität des Referenzgases kann somit die Viskosität des Meßgases ermittelt werden. Auch hier sollte eine Kalibriermessung durchgeführt werden, um eventuelle bauliche Abweichungen der Vorrich­ tung berücksichtigen zu können.
Da die Viskosität temperaturabhängig ist, wird die Temperatur während der Messung mittels eines Sensors G4 er­ faßt.
Fig. 3 zeigt eine Weiterbildung der Vorrichtung gemäß Fig. 1, wobei auch hier ein zweiter Behälter B2 für ein Referenzgas vorgesehen ist, der über eine Leitung 12, in der eine Motordrossel V3 und ein Pneumatikventil V4 angeordnet sind, befüllt werden kann. Der zweite Behälter B2 steht über eine Kapillarleitung R2 mit einem Sammelbe­ hälter B3 in Verbindung. Für ein erstes Meßgas A ist ein gleichartiger erster Behälter B1a vorgesehen, der über eine Leitung 11a gefüllt werden kann, in der eine Motor­ drossel V1a und ein Pneumatikventil V2a angeordnet sind. Ein weiterer gleichartiger erster Behälter B1b kann über eine Leitung 11b, in der eine Motrodrossel V1b und ein Pneumatikventil V2b angeordnet sind, mit einem zweiten Meßgas B gefüllt werden. Auch die beiden ersten Behälter B1a und B1b stehen jeweils über eine Kapillarleitung R1a und R1b mit dem Sammelbehälter B3 in Verbindung.
Jeder erste Behälter B1a bzw. B1b ist mit dem zweiten Behälter B2 über entsprechende Verbindungsleitungen 13a, 14a bzw. 13b, 14b an einen Differenzdrucksensor G1a bzw. G1b angeschlossen. Darüber hinaus werden die Temperaturen in den ersten Behältern B1a und B1b sowie dem zweiten Behälter B2 mittels entsprechender Temperatursensoren G4a, G4b und G5 erfaßt.
Zu Beginn eines Meßzyklus werden die Behälter B1a, B1b und B2 zunächst befüllt, wobei die Pneumatikventile V2a, V2b und V4 geöffnet sind. In dem Sammelbehälter B3 wird mit Hilfe einer Pumpe P1 ein Unterdruck erzeugt, so daß ein Druckgefälle zu den Behältern B1a, B1b und B2 ent­ steht, wobei sich eine stetige laminare Strömung aus diesem Behälter über die Kapillarleitungen R1a, R1b und R2 in den Sammelbehälter B3 einstellt. Der Druck im Sammelbehälter B3 wird mit Hilfe eines Drucksensors G3 und einer nicht näher dargestellten Regeleinrichtung über eine Motordrossel V5 konstant gehalten. Ebenso wird der Druck im zweiten Behälter B2 mit Hilfe eines Drucksensors G3 über die Motordrossel V3 auf einen konstanten Wert eingeregelt. Der Druck in den ersten Behältern B1a und B1b wird mit Hilfe der Differenzdrucksensoren G1a bzw. G1b über die jeweilige Motordrossel V1a und V1b auf den gleichen Druckwert wie im zweiten Behälter B2 eingere­ gelt. Die Druckwerte werden dabei so ausgewählt, daß sich in den Kapillarleitungen R1a, R1b und R2 eine laminare Strömung ausbildet.
Nach Erreichen eines quasistationären Zustandes werden gleichzeitig die Pneumatikventile V2a, V2b und V4 ge­ schlossen. Der Unterdruck im Sammelbehälter B3 wird weiter aufrechterhalten. Da das Volumen in den Behältern B1a, B1b und B2 konstant bleibt, sinkt der Druck in den Behältern ab und nähert sich nach einiger Zeit asympto­ tisch dem Druck im Sammelbehälter B3 an.
Analog dem im Zusammenhang mit Fig. 1 erläuterten Ver­ fahren kann bei bekannter Viskosität des Referenzgases somit mittels der über die Differenzdrucksensoren G1a und G1b aufgezeichneten Kurvenverläufe die Viskosität der beiden Meßgase A und B errechnet werden. Da die Tempera­ turen des Referenzgases sowie der beiden Meßgase A und B in dem jeweiligen Behälter gemessen werden, können diese in die Berechnung der Viskosität einfließen.

Claims (12)

1. Verfahren zur Bestimmung der Viskosität eines Gases, wobei zumindest ein erster Behälter (B1) mit einem Meßgas und ein dem ersten Behälter gleichartiger zweiter Behälter (B2) mit einem Referenzgas in definierter Weise gefüllt und entleert werden, wobei während des Befüllens oder des Entleerens der zeit­ abhängige Verlauf der Gasdruck- oder der Volumendif­ ferenz in oder an den Behältern gemessen und daraus auf der Grundlage der bekannten Werte des Referenz­ gases die Viskosität des Meßgases ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Behälter (B1) und der zweite Behälter (B2) auf gleichen Druck gefüllt und anschließend über unabhängige Leitungen (R1, R2) entleert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter (B1, B2) in einen gemeinsamen Sammelbehälter (B3) entleert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter (B3) auf einem konstanten Druck gehalten wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (R1, R2) jeweils ein LFE (Laminar Flow Element) sind und daß der erste und der zweite Behälter in laminarer Strömung entleert werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Meßgases und des Referenzgases gemessen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter (B3) auf einem Unterdruck gegenüber dem ersten und zweiten Behälter (B1, B2) gehalten wird, wobei der zeitliche Verlauf des Gasdruckes in dem ersten und dem zweiten Behälter (B1, B2) erfaßt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruck im Sammelbehälter (B3) konstant gehalten wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Behäl­ ter (B1, B2) jeweils einen axial verstellbaren Kolben (Z1, Z2) aufweisen, wobei die Kolben auf ihrer dem Behälterinnenraum abgewandten Seite (B4) mit dem gleichen Entleerdruck beaufschlagt und verstellt werden, so daß das Volumen des jeweiligen Innenraums der Behälter (B1, B2) verringert und die Gase in den Sammelbehälter (B3) verdrängt werden, wobei der Verlauf der Volumina der Behälterinnenräume über die Zeit erfaßt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Entleerdruck während des Entleervorgangs konstant gehalten wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kolbenbewegungen beim Entleervor­ gang erfaßt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Sensors (G1) der axiale Abstand der Kolben während des Entleervorganges erfaßt wird.
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US4578990A (en) * 1984-11-07 1986-04-01 E. I. Du Pont De Nemours And Company Differential pressure capillary viscometer for measuring viscosity independent of flow rate and temperature fluctuations

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