DE2242172A1 - Viskosimeter-mehrfach-automat - Google Patents

Description

• Viskosimeter-Mehrfach-Automat Die Erfindung betrifft einen iskosimeter-Nehrfach-Automaten, der es gestattet, gleichzeitig oder nacheinander mehrere Viskositätsmessungen von Flüssigkeiten mit mehreren Kapillarviskosimetern in verschiedenen Temperaturbädern durchzuführen, wobei als Kapillarviskosimeter solche wie z. B. vom-2yp Ubbelohde mit z. B. geeigneten Elektroden zur Anwendung kommen.
• Der Zweck der Erfindung ist es, die vorhandenen und bekannten Methoden der Viskositätsmessungen derart zu erweitern und zu kombinieren, daß ein variabel einzusetzendes und rationell arbeitendes System entsteht.
• Bekannt sind Kapillarviskosimeter-Einzel-Automaten, die die Niveauabfrage zur Auslaufseiterfassung z. B. mittels-Hochspannungsfunken (Deutsche Patentschrift Nr. 832691, Gr. 42 L 701) mittels Lichtschranken (Auslegeschrift Nr. 1275313, Nr. 2115396, Nr. 1934830) oder Leitfähigkeitselektroden (Auslegeschrift Nr. 1773266, Nr. 2102416) durchführen, wobei teilweise die Abfragesignale zur Repetition der Messung mittels Pneumatik und zur Digitalregistrierung der Auslaufzeit benutzt werden.
• Allen gemeinsam ist jedoch der Nachteil, daß die Kapillarvis kosimeter jeweils fester Bestandteil des Automaten sind, wobei auch jeweils nur ein Temperierbad einer Temperatur vorgesehen ist und somit bei Messungen der Viskosität einer Probe bei geforderten unterschiedlichen Temperatüren mehrere. (aufwendige) Einzelautomaten benutzt werden müssen, oder daß das zugehörige Temperierbad zeitraubend auf die anderen Temperaturen gebracht werden muß. Ein weiterer Nachteil ist unter Anderem die Verwendung von Spezialkapillarviskosimetern, die bei Fehlern des Automaten oder bei Verschmutzung oder Bruch erhebliche Störungen des Y£eßberoichs mit sich bringt, Außerdem sind evtl. notwendige manuelle Messungen kaum noch möglich und der Ausfall bzw. die Instandsetzung setst ein relativ hochwertiges Meßgerät kostenintensiv außer Betrieb.
• Der Erfindung liegt zu Grunde, mit handelsüblichen Kapillarviskosimetern wie z. B. nach Ubbelohde, mit zugänglichen Thermostaten und einem Elektroniksystem zur Auslauf-Zeiterfassung, Repetition und Weiterschaltung auf mehrere Viskosimeter, einen Mehrfach-Automaten zu schaffen1 der es gestattet, variabel und rationell eine große unzahl von Viskositätsmessungen durchzuführen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die elektrischen und pneumatischen Abfrage- und Steuerverbindungen gekennzeichnet frei wählbar mittels Stecker- und Pneumatikverbindern mit den in mehreren von oben zugänglichen und vorbereiteten Thermostaten hängenden lÇapillarvi'skosimetern wie z.
• B. Ubbelohde verbunden werden können, so daß eine nachgeschaltete Zeitmeß-Abfrageeinheit, die die duslaufzeit z. B. mit Hochspannungsfunken, Lichtschranken oder Elektroden abfragt, kombiniert mit einer Repetiereinheit zur Wiederholung der Messungen pro Viskosimeter über einen von der'Repetiereinheit gesteuerten Mehrfachumschalter für die elektrischen und pneumatischen Verbindungen alle angeschlossenen Viskosimeter nacheinander abfragt und die jeweiligen Messungen pro Viskosimeter mittels Digitalsähler/Drucker registriert, oder nach Herstellung der Abfrageverbindungen zu den Viskosimetern diese mittels parallel arbeitenden Zeitmeß/Ibfrage/Repetiereinheit en gleichzeitig abfragt, wobei die Messungen pro Viskosimeter in Digitalzählern und Speichern gespeichert werden und nach Beendung der Messungen einem gemeinsamen Drucker zugeführt werden', der auch die Meßstelle, d. h.z. B. Viskosimeter 1 ... 10, angibt.
• Die Zeitmeß-Abfrageeinheit kann bei Verwendung von Eochspannungsfunken zur Niveauabtastung in den Kapiliarv-iskosimetern derart ausgebildet sein, daß zur Signalgewinnung nicht die Sekundärseite, sondern die Primärseite der erzeugenden Spule bzw. Spulen benutzt wird, indem der Spannungseinbruch beim Funkenschlag über einen Level-Detektor erfaßt wird und in geeigneter Weise über eine Speicherschaltung dem Zeit zähler, zu geführi-wird, so daß bei Zuordnung-von Spulenpaaren kleiner BauSórm zum Viskosimeter-Meßort(Thermostat) auf der Niederspannungsseite mehrfach und ungefährlich umgeschaltet werden kann.
• Weiterhin kann aber auch bei Verwendung von nur seiner Spule mittels Hocbspannungsschaltern geeigneter Ausführung die Meßstellenumschaltung erfolgen.
• Die Zeitmeß-Abfrageeinheit kann auch derart ausgebildet sein, daß die Niveauabtastung am Kapillar-Viskosimeter z. B. kapaaitiv erfolgt, wobei die Elektroden als Kondensatoren ausgebildet sind und die Abfrage mittels Diskriminatorschaltung erfolgt.
• Ebenso ist die Abtastung mittels Lichtschranken in bekannter Weise für den Viskosimeter-Nehrfach-Automaten einsetzbar.
• Die Zeitmeß-Äbfra,geeinheit kann auch derart ausgebildet sein, daß die Zeitmessung mittels 2 elektronischen Digitalzählern und 2 Speichern erfolgt, wobei nach erfolgter Erstmessung und Repetition auf den 2. Zähler / Speicher geschalttet und eingezählt wird und anschließend durch einen in seiner Toleranz vorwählbaren Komparator (Zeitvergleicher) festgestellt wird, ob 2 Messungen innerhalb der gewählten Toleranz gleich sind, um die Repetitnonen der Messungen an einem Viskosimeter im Gegensatz zur vor"eX7ahlten Anzahl der Repetitionen auf ein Sininum (z. 3. 2 mal) zu beschranken, so daß die rC terschaltung mittels Mehrfachumschalter zeitoptimal und nicht nach Programm geschieht, jedoch nicht öfter als am Vorasahlzähler der Repetiereinheit vorgewählt, wobei dieses Verfahren auch für die gleichzeitige Zeitmeß-Abfrage verwendbar ist.
• Die Vorteile der beschriebenen Viskosimeter-Mehrfach-Auboma-lX liegen im Besonderen darin, daß mit freiwählbaren elektrischen und pneumatischen Verbindern, sowie dem elektronischen Abfrage-und Repetitionssystem, und unter Verwendung von handelsüblichen Viskosimetern wie z. B. nach Ubbelohde rationelle und automatische Viskositätsbestimmungen durchgeführt werden können. Dabei können die Viskosimeter in von oben zugänglichen üblichen Thermostaten hängen, so daß jederzeit notwendige manuelle Eingriffe und das herkömmliche Messen möglich sind.
• Nachsteh'end werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben.
• Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild des Gesamtsystems Viskosimet er-Mehrf ach-Aut omat , wobei die in mehreren Thermostaten 3 befindlichen Vi skosimt er 2 über die pneumatischen und elektrischen Abfrageleitungen 1 mittels des Mehrfachumschalters 7 (bestehend aus Magnetventilen und Relais) z. B. nacheinander angesteuert werden. Die Zeltmeß-Abfrageeinheit 4 ist mit der Repetiereinheit 5 derart verbunden, daß nach erfolgter Einzelmessung an einem Viskosimeter z. 3.vorwählbar oft repetiert werden kann. Nach Erreichen der vorgewählten Anzahl von Zeitmessungen geht ein Steuersignal auf die Mehrfach-Einheit 6 zur Weiterschaltung auf das nächste Viskosimeter.
• Fig. 2 zeigt ein Beispiel der Zeitr-eß-Abfrage und Repetition für ein Viskosimeter 2, das in eInem Thermostaten 3 untergebracht ist und über elektrische Zufürungen und pneumatische Verbindungen 1 mit der Zeitmeß-Abfrage 4 und der Pneumatik 12 der Rpetier-Einheit 5 verbunden ist. Die Anzahl der Medium durchläufe wird mit dem Vorwahlzähler 9 vorgewählt, der nach seendung einer Messung über die Elektronik 10 und 11 den Digital-Zähler/Drucker 8 steuert, in den die Auslaufzeiten, gesteuert von der Zeitmeßabfrage 4, eingezählt werden Weiterhin wird die Pneumatik 12 derart angesteuert, daß für eine erneute Nessung das Medium in die Ausgangsstellung zur Messung gebracht wird. Das.Starten und Stoppen der Zählung erfolgt z. B. über Hochspannung und Elektroden am Viskosimeter 2 und wird über die Umsteuer-Elektronik 13 jeweils auo das obere bzw. untere Elektrodenpaar zwecks Niveau-Abfrage geschaltet.
• Fig. 3 zeigt ein Beispiel der Viskosimeter-Niveau-Abfrage zur Auslauf-Zeiterfassung mittels Hochspannungsspulen 25,26 wobei die Sekundärseiten mit Elektroden 27,28 im Viskosimeter verbunden sind. Eine Gleichspannungsquelle 15 wird über einen Ladetransistor 17 mit dem Speicherkondensator 20 verbunden Die Primärseite der Hochspannungsspule 25 bzw. 26 stellt mit demSpeicherkondensator 20 einen Reihenschwingkreis dar. Über den Schaltthyristor 19, der vom Impulsgenerator 16 gesteuert wird, und die Schalterdiode 18 wird der Reihenschwingkreis 20 und 25 bzw. 26 angeregt. Bei Isolation der Funkenstrecke 27 bzw. 28 durch lichtleitendes Medium (z. B. Öl) entsteht dadurch über die Abfragediode 21 am Kondensator 22 eine hohe Spannung. Bei Funkenüberschlag, d. h. wenn das Medium die Funkenstrecke 27 bzw. 28 frei gibt, entsteht durch Energieentzug durch den Funken transformatorisch auf der Primärseite der Spule eine niedrigere Spannung, die mittels der Abfragediode 21 und dem Kondensator 22 auf den Level-Detektor /Speicher 23 gelangt und Starts bzw. Stopp-Signale für eine Zähleinrichtung zur Verfügung stellt. Der Speicher 23 steuert eine außerdem über z. B. ein Relais 24 die Abfrage über die Spulen 25 oder 26.
• Fig. 4 zeigt eine AbSragemöglichl-eit des Viskosimeters 2 mittels einer Diskriminatorschaltung, wobei dia .iovaensatoren 31,30 als Abfrageelektroden ausgebildet sind. Der Oszillator 29 steuert mit geeigneter F=uenz (z. B. 30 ESEz) die Diskriminatorschaltung und durch Veränderung des Dielektrikums in den Kondensatoren 30 und 31 bei Passieren des Mediums an den selben entstehen Signale zum Starten und Stoppen der Auslaufzeitmessung.
• Fig. 5 zeigt das Blockschaltbild einer Komparatorschaltung wobei die Zeitimpulse zur Auslaufzeiterfassung des Wiskosimeters über einen elektronischen Umschalter 32 bei der ersten Messung zuerst in den Zähler/Speicher 33 eingezählt werden und bei der zweiten Auslaufzeitmessung am gleichen Viskosimeter in den Zähler/Speicher 34 eingezählt werden. Beide Informationen werden mittels Komparator 35 verglichen, wobei die Toleranz der Zeitmessungen vorgewählt werden kann. Sind beide Zeitmessungen innerhalb der vorgewählten Toleranz, wird z. B. die letzte der beiden gespeicherten Zeitmessungen auf einen Dracker gegeben und gleichzeitig ein Signal zum Stoppen der Repetition gegeben.
• Sind Zeitmessungen außerhalb der Toleranz, wird die Repetition an dem Viskosimeter weitergeführt und die Zeitmessungen laufen in die Zählspeicher 33, 34 weiter ein, bis Übereinstimmung innerhalb der Toleranz vorliegt. Die Anzahl der Repetitionen kann aber durch die Vorwahl am Vorwahlzähler 9 der -Repetitionseinheit 5 Fig. 2 begrenzt werden.
• Fig. 6 zeigt eine mögliche mechanische Ausführung der Viskosimeter-Mehrfach-Automatik, wobei mehrere Viskosimeter 2 in mehreren Thermostaten 3 angeordnet sind. Die AbSrat und Steuerverbindungen 1 werden über schwenkbare ZuSiihnngsgalgen 37 vom Elektroniksystem 36 zu den Viskosimetern 2 geführt.

Claims (7)

Pat,entansPrüche

1. Viskosimeter-Mehrfacb-Autorat' zur Viskositätsbestimmung von Flüssigkeiten mit mehreren Kapillar-Viskosimetern d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß. die elektrischen und pneumatischen AbSrage- und Steuer-Verbindungen (1) gekennzeichnet freiwählbar mittels Stecker - und Pneumatik-Verbindern mit den in mehreren von oben zugänglichen und vorbereiteten Thermostaten (3) hängenden Kapillar-Visko'simetern (2) wie z. 3. nach Ubbelohde verbunden werden können, so daß eine nachgeschaltete Zeitmeß-Abfrage-Einheit (4),die die 4uslaufzeit z. B. mit Rochspannungsfunken, Lichtschranken oder anderen Elektroden abfragt, kombiniert mit eimer Repetier-Einheit (5) zur Wiederholung der Messung pro Viskosimeter über einen von der Repetier-Einheit (5) gesteuerten Mehrfachumschalter (7) für die elektrischen und pneumatischen Verbindungen alle angeschlossenen Viskosimeter nacheinander abfragt und die jeweiligen Messungen pro Viskosimeter mittels Digital-Zähler/Drucker (8) registriert, 'oder nach Herstellung der Abfrage-Verbindungen (1) zu den Viskosimetern diese mittels parallelarbeitenden Zeitmeß/Abfrage/Repetier-Einheiten (4, 5) gleichzeitig abfragt, wobei die Messungen pro Viskosimeter in Digital-Zählern und Speichern gespeichert werden und nach Beendung der Messung einem gemeinsamen Drucker zugeführt werden, der auch die Meßstelle, d. h. z. B. Viskosimeter Nr. 1 bis 10 angibt.

2.) Viskosimeter-Mehrfach-Automat nach Anspruch 1, mit einer Zeitmeß-Abfrage-Einheit (4) unter Ausnutzung von Hochspannungsfunken zur Niveauabtastung in den Kapillar- Viskosimetern (2) d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Signalgewinnung nicht die Sekundärseite, sondern die mittels geeigneten Schaltelementen (15, 16, 17, 18, 19, 20) gesteuerte Primärseite der erzeugenden Hochspannungsspule bzw. Spulen (25, 26) benutzt wird, in dem der SI)annungseinbruch bei Passieren von z. B.

Öl und Funkenschlag über eine nbragediode (21) und einen Level-Detektor (23) erfaßt wird und in geeigneter Weise über eine Speicherschaltung (23) dem Zeitzähler zugeführt wird, so daß bei Zuordnung von Spulenpaaren (25, 26) kleiner Bauform zum Viskosimeter-Meßort (Thermostat), auf der Niederspannungsseite mehrfach und ungefährlich umgeschaltet werden kann.

3.) Viskosimeter-Mehrfach-Automat nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bei Verwendung von nur einer gemeinsamen Spule mittels Hochspannungsschaltern geeigneter Ausführung die Mehrfach-Umschaltung sekundärseitig erfolgen kann.

4.) ViskosimeterNehrfachAutomat nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Zeitmeß-Abfrage-Einfeit (4) derart ausgebildet ist, daß die Niveau-Abtastung im Kapillar-Viskosimeter Z. B. kapazitiv erfolgt, wobei <?ie Elektroden als Kondensatoren (30, i) ausgebildet sind und die Abfrage mittels Diskriminaor-Schaltung erfolgt.

5.) Viskosimeter-Mehrfach-Automat nach Anspruch 1, das a -durch r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Zeitmeß-Abfrage-Einheit aus einem Lichtschranken-System besteht.

6.) Viskosimeter-Mehrfach-Automat' nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e í c h n e t, daß die Zeitrneß-Abfrage-Einheit (4) derart ausgebildet ist, daß die Zeitmessung mittels zwei elektronischen Digital-Zählern und Speichern (33, 34) erfolgt, wobei nach erfolgter Erstmessung und Repetition auf den zweiten Zähler/ Speicher geschaltet und eingezählt wird und anschließend durch ein nen in seiner Toleranz vorwählbaren Komparator (35) festgestellt wird, ob zwei Messungen innerhalb der gewählten Toleranz gleich sind, um die Repetitionen der Messungen an einem Viskosimeter im Gegensatz zu vorgewählten Repetitionen auf ein Minimum, (z. B. 2 mal) zu beschränken, so daß die Weiterschaltung mittels vom Komparator (35) gesteuertels Mehrfachumschalter (?) zeitoptimal und nicht nach Programm geschieht, jedoch nicht öfter als am Vorwahlzähler (9) der Repetiereinheit (5) vorgewählt, wobei dieses Verfahren auch für die gleichzeitige Zeitmeß-Abfrage verwendbar ist.

7.) Viskosimeter-Mehrfach-Automat nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die elektrischen und pneumatischen Abfrage- und Steuerverbindungen (1) von dem Elektroniksystem (36) zu den Viskosimetern (2) über schwenkbare Zuführungsgalgen geführt (37) werden.