DE19716509C2 - Verfahren zur Bestimmung der Viskosität eines Gases - Google Patents
Verfahren zur Bestimmung der Viskosität eines GasesInfo
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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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997116509 DE19716509C2 (de) | 1997-04-19 | 1997-04-19 | Verfahren zur Bestimmung der Viskosität eines Gases |
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DE1997116509 DE19716509C2 (de) | 1997-04-19 | 1997-04-19 | Verfahren zur Bestimmung der Viskosität eines Gases |
Publications (2)
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DE (1) | DE19716509C2 (de) |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19716509A1 (de) | 1998-10-22 |
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