DE3326691A1

DE3326691A1 - Method and apparatus for continuously measuring the viscosity of non-Newtonian media

Info

Publication number: DE3326691A1
Application number: DE19833326691
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl.-Ing. DDR 7022 Leipzig Kühn; Claus Dipl.-Phys. DDR 7060 Leipzig Thomas; Frank-Ulrich Dipl.-Chem. DDR 7050 Leipzig Zäumer
Original assignee: FORSCH RATIONALISIERUNG BETRIE
Current assignee: FORSCH RATIONALISIERUNG BETRIE
Priority date: 1982-08-03
Filing date: 1983-07-23
Publication date: 1984-02-02

Abstract

A method and an apparatus for continuously measuring the viscosity of non-Newtonian media, in particular chocolate mixture, can be used in process measurement, inter alia, in liquid rubber processing, in lacquer and paint production, and in the confectionary industry. The object of the invention is to provide a method and an apparatus which functions more precisely than the solutions which have been disclosed, and which eliminates the process-engineering and equipment-engineering deficiencies of known solutions and makes possible process control and regulation. The object is achieved in that the test material is drawn off from a pipeline with the aid of a pump and is pumped into the two-chamber measuring cell which has a free discharge. Situated on the two-chamber measuring cell are two modified rotating viscometers employing different rotary speeds. The difference is to be taken between two temperature-compensated voltage signals. Said differential signal is fed to an analog display calibrated in Pa . s against a laboratory viscometer or to an A/D convertor.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Viskositätsmessung Nicht-Newtonscher Medien Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung dient dem kontinuierlichen Messen der rheologischen Eigenschaften flüssiger und zäher Nicht-Newtonsoher Medien, insbesondere heller und dunkler sowie temperierter und untemperierter Schokoladenmasse. Das erfindungsgemäße Verfahren und die realisierende Vorrichtung ist einsetzbar insbesondere fUr die Prozeßmessung u. a.Method and device for continuous viscosity measurement Non-Newtonian Media Field of the Invention The invention is for continuously measuring the rheological properties of liquid and viscous non-Newtonians Media, in particular light and dark as well as tempered and untempered chocolate mass. The method according to the invention and the device implementing it can be used especially for process measurement, among other things.

in den Betrieben der Flussiggummiverarbeitung, der Lack-und Farbenherstellung und der Sußwarenindustrie.in liquid rubber processing, lacquer and paint production plants and the confectionery industry.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es ist bekannt, die rheologischen Größen Viskosität und Fließgrenze von Nioht-Newtonschen Medien durch eine zeitgleich ablaufende Zweipunktmessung mittels zwei Rotationsviskosimetern vom DurchflußtZp kontinuierlich zu bestimmen.Characteristics of the known technical solutions It is known the rheological parameters viscosity and yield point of Nioht-Newtonian media by means of a two-point measurement running at the same time using two rotary viscometers to be determined continuously by the flow rate tZp.

Die hierzu bekannte Vorrichtung (DD-PS 121387) entnimmt durch eine Zahnradpumpe aus der Bearbeitungsmaschine Sohokoladenmasse, die durch Gabelung der Rohrleitung den Rotationsviskosimetern zugeführt wird. Beide Rotationssiskosimeter arbeiten mit unterschiedlichen Umdrehungszahlen bzw.The known device (DD-PS 121387) removes through a Gear pump from the processing machine so chocolate mass produced by forking the Pipeline is fed to the rotational viscometer. Both rotational viscometers work with different speeds or

Schergefällen. Sie erzeugen dementspreohend unterschiedliche Sohubspannungen, die als Spannungssignal durch Schreiber registriert werden. Die Spannungssignale sind in Sohubspannungen umzurechnen und diese sowie die vorgegebenen Sohergefälle in die Bereohaungsformeln fUr die Viskosität bzw. Fließgrenze einzusetzen.Shear rate. Accordingly, they generate different stroke voltages, which are recorded as a voltage signal by recorders. The voltage signals are to be converted into so-stroke voltages and these as well as the given Soher gradients in the calculation formulas for the Viscosity or flow limit to be used.

Die obengenannte Vorrichtung ist von wesentlichen Nachteilen gekennzeichnet. Auf Grund der getrennten Aufseichnung der Einzelsignale des zeitaufwandigen Auswerteformalismus, ist diese Vorrichtung nicht zur Prozeßsteuerung oder -regelung geeignet. Vieiterhin werden Rotationsviskosimeter vom Durohflußtyp verwendet, deren Mangel in einer starken Bbhängigkeit der Schubspannung von der Durchflußmenge besteht. Sie sind ungeeignet zur Bestimmung der rheologischen Größen von temperierter Schokoladenmasse.The above-mentioned device is characterized by significant disadvantages. Due to the separate recording of the individual signals of the time-consuming evaluation formalism, this device is not suitable for process control or regulation. After all Rotational viscometers of the Durohflusstyp are used, their deficiency in a strong There is a dependence of the shear stress on the flow rate. You are unsuitable for determining the rheological parameters of tempered chocolate mass.

Es erfolgt eine Zweipunktmessung an zwei verschiedenen räumlich voneinander getrennten Punkten, was infolge einer nichtexakten Aufteilung in zwei Masseströmen zu Meßfehlern führt. Durch die Einbindung der Viskosimeter in die Rohrleitung kommt es durch ungleichmäßige Förderströme zu Massepegelsohwankungen am Rotationskörper, die große Meß£ehler nach sich ziehen. Ebenso fehlt eine Vorrichtung zur Viskositätskorrektur bei iYIeguttemperaturschwankungen, denn die herkömmlichen elektronischen Auswerteeinheiten der Rotationsviskosimeter vom Durchfluß- und Tauohtyp können nicht zwischen dem Einfluß der Temperatur und dem der Stoffbestandteile auf das Meßgerät unterscheiden, was die Verwendung u. a. zur Rezepturoptimierung unmöglich macht. Bei groben Medien und in kritischen Temperaturbereicht bildet sich beim Rotationsviskosimeter vom Tauchtyp infolge verstopfter Abflußschlitze des Außenzylinders über und um dem Rotationskörper ein statisches Masse soll ster aus. Dieses verursacht einen Schweredruck auf den Rotationskörper, der zur Reibung an der Metall/Meßmedium-Grenzfläche führt. Weiterhin besteht die Gefahr des Eindringens des Meßmediums in die Lager des Rotationsviskosimeters. Beide Erscheinungen gestatten keine exakte Viskositätsmessung bzw. fuhren zum Ausfall des Viskosimeters.A two-point measurement is carried out at two different locations from one another separate points, which is due to an inexact division into two mass flows leads to measurement errors. By integrating the viscometer into the pipeline comes uneven flow rates lead to mass level fluctuations on the rotating body, which entail great judges. There is also no device for viscosity correction in the event of fluctuations in the temperature of the goods, because the conventional electronic evaluation units the rotary viscometer of the flow and tauohtyp can not between the Differentiate between the influence of temperature and that of the substance components on the measuring device, what the use i.a. impossible to optimize the recipe. For coarse media and in the critical temperature range, with the rotary viscometer, from Type of immersion due to clogged drainage slots in the outer cylinder over and around the rotating body a static mass should ster out. This creates a heavy pressure on that Rotary body, which leads to friction at the metal / medium interface. Farther there is a risk of the measuring medium penetrating the bearings of the rotary viscometer. Both phenomena do not allow an exact viscosity measurement or lead to failure of the viscometer.

Ziel der Erfindung Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine realisierende Vorrichtung zur kontinuierlichen Bestimmung der rheologischen Größen Viskosität und Fließgrenze anzugeben, die bedeutend genauer und zuverlässiger als die bekannt gewordenen Lösungen arbeiten und sich insbesondere zum kontinuierlichen Messen der Viskosität von untemperierter und temperierter Sohokoladenmasse eignen.Object of the invention The object of the invention is to provide a method and a realizing device for the continuous determination of the rheological Quantities indicate viscosity and yield point, which are significantly more accurate and reliable work as the well-known solutions and in particular become continuous Measuring the viscosity of untempered and tempered sohocolat mass is suitable.

Darlegung des Wesens der Erfindung Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine realisierende Vorrichtung zum kontinuierlichen Messen der Viskosität und/oder Fließgrenze anzugeben, die wesentlich genauer arbeiten, die verfahrens- und gerätetechnische Mängel bekannter Lösungen beseitigen und zur Prozeßsteuerung und -regelung geeignet sind.Statement of the essence of the invention It is the object of the present invention Invention, a method and an implementing device for continuous Measure the viscosity and / or yield point, which work much more precisely, eliminate the procedural and device-related deficiencies in known solutions and Process control and regulation are suitable.

Keine der bekannten Lösungen sieht eine mathematische Verknüpfung der beiden Einzelsignale vor, in deren Ergebnis erst eine Prozeßsteuerung oder -regelung möglich wird.None of the known solutions sees a mathematical link of the two individual signals, the result of which is a process control or regulation becomes possible.

Ebenfalls ist in keinen der bekannten Lösungen eine Vorriohtung erwähnt, die das Messen an untemperierten und temperierten Schokoladenmassen gestattet, hZassepegelschwankungen, Massertickstau und ungleichmäßige Masseaufteilung verhindert, wodurch große Meßfehler vermieden werden können. Weiterhin fehlt in den bekannten Lösungen eine elektronische Baugruppe zur Kompensation der durch Me13guttemperaturschwankungen hervorgerufenen Viskositätsänderungen.Also, in none of the known solutions is a device mentioned, which allows measurement of untempered and tempered chocolate masses, h mass level fluctuations, Prevents mass tick jams and uneven mass distribution, resulting in large measurement errors can be avoided. Furthermore, there is no electronic one in the known solutions Assembly to compensate for the temperature fluctuations caused by the material Viscosity changes.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Meßgut mit Hilfe der Pumpe aus der Rohrleitung oder dem Behälter abzuziehen und in eine Zweikammer-Meßzelle mit freiem Auslauf zu pumpen ist. Auf der Zweikammer-Meßzelle befinden sich zwei modifizierte Rotationsviskosimeter vom Tauchtyp aber ohne Außenzylinder, die mit unterschiedlicher Umdrehungszahl bzw. Schergefälle arbeiten. Jedes modifizierte Rotationsviskosimeter erzeugt eine Schubspannung, die in Form eines Spannungs- oder Stromsignals dargestellt wird. Liegt ein Stromsignal vor, so ist dies in ein Spannungssignal umzuwandeln. Danach ist eine Temperaturkompensation der zwei Spannungs signale durchzuführen.According to the invention the object is achieved in that the material to be measured with With the aid of the pump, remove it from the pipeline or the container and place it in a two-chamber measuring cell is to be pumped with a free outlet. There are two on the two-chamber measuring cell modified rotation viscometers of the immersion type but without outer cylinder, which with work at different speeds or shear gradients. Any modified Rotational viscometer generates a shear stress in the form of a stress or Current signal is displayed. If there is a current signal, this is a voltage signal to convert. Then temperature compensation of the two voltage signals must be carried out.

Anschließend ist die Differenz zwischen beiden Einzelsignalen zu bilden. Das Differenzsignal ist einer in Pa.s gegen ein Laborviskosimeter geeiohten Analoganzeige oder einem 9/D-Wandler zur Umsetzung in ein Digitalsignal zuzuführen. Die aus der Meßzelle auslaufende Masse ist in einem Zwischenbehälter aufzunehmen. Eine nachgeordnete Pumpe übernimmt die Leerung des Zwischenbehälters.The difference between the two individual signals must then be calculated. The difference signal is an analog display in Pa.s against a laboratory viscometer or to a 9 / D converter for conversion into a digital signal. The ones from the The mass flowing out of the measuring cell is to be taken up in an intermediate container. A subordinate The pump empties the intermediate container.

Eine Vorrichtung zur Realisierung des Verfahrens weist eine spezielle Meßzelle auf. Sie besteht aus zwei Kammern und ist mit einem gemeinsamen freien Auslauf versehen. Der Meßzelle vorgeordnet ist eine Pumpe zum }1\assetransport. Auf der Meßzelle sind die beiden modifizierten Rotationsviskosimeter vom Tauchtyp befestigt. Die modifizierten Rotationsviskosimeter besitzen gegenüber den bekannten Rotationsviskosimetern vom Tauohtyp eine Feder, deren Federkonstante Frei- bis fünfmal größer ist und verfügen über keinen axialen Außenzylinder. Der Meßzelle nachgeschaltet ist ein Masseauffangbohälter. Eine zweite Pumpe schließt sich an. Für die verfahrensgemäße Signalauswertung sind u. a. zwei an die modifizierten Ro tationsvisko sime te r gekoppelten elektronischen Auswerteeinheiten, zwei Temperaturkompensationen, zwei Strom-/Spannungswandler, ein Differenzverstärker und ein A/D-Wandler erforderlich.A device for implementing the method has a special Measuring cell on. It consists of two chambers and is free with a common one Provided outlet. A pump for transporting the measuring cell is arranged upstream of the measuring cell. The two modified rotation viscometers of the immersion type are on the measuring cell attached. The modified rotational viscometers have compared to the known Rotary viscometers of the rope type a spring, the spring constant of which is free to five times is larger and do not have an axial outer cylinder. Downstream of the measuring cell is a bulk collector. A second pump follows. For the procedural Signal evaluation are among others. two to the modified rotary viscosimers coupled electronic evaluation units, two temperature compensations, two Current / voltage converter, a differential amplifier and an A / D converter required.

Duroh die beheizte Pumpe wird aus der beheizten Rohrleitung oder dem geheizten Behälter Masse abgezogen und von unten in eine temperierte Meßzelle gepumpt. Diese besitzt einen Anschlußstutzen, der sich innerhalb der Zmeikammer-Meßzelle gabelt und die Verbindung zu zwei parallel zueinander angeordneten Zylindern herstellt, deren Innenradius maximal doppelt so groß sein darf wie der Radius der Rotationskörper. An dem Anschlußstutzen ist ein Temperaturfühler zur Bestimmung der Meßtemperatur angebracht. Die Geometrie der Zweikammer-Meßzelle garantiert eine Aufteilung in zwei gleiche Masseströme. Die modifizierten Rotationsviskosimeter sind so auf der IVIeßzelle angebracht, daß ihre Rotationskörper unterhalb und im konstanten Abstand zu den zwei überlauföffnungen der Meßzelle angeordnet sind, d. h., die Rotationskörper sind mit einer konstanten Schichtdicke von dem zu messenden Medien bedeckt. Beide modifizierten Rotationsviskosimeter arbeiten mit unterschiedlicher Umdrehungszahl, deren Wahl vom Nedium abhängig ist. Zu garangieren ist ein Schergefälle von D 5 s 5. Nur oberhalb dieses Grenzwertes liefert die Viskositätsbestimmung von Nicht-Newtonschen Medien exakte Ergebnisse. Bei der Messung von untemperierten und temperierten Schokoladenmassen sind die Umdrehungszahlen im Bereich von 10 bis 250 min 1 zu wählen. Die Differenz zwischen beiden Umdrehungszahlen soll nicht größer als 50 minze betragen. Jedes modifizierte Rotationsviskosimeter liefert in Verbindung mit seiner elektronischen Auswerteeinheit ein Spannungs-oder Stromausgangssignal. Liegt ein Stromsignal vor, so wird dies durch einen nachgeschalteten Strom-/Spannungswandler in ein Spannungssignal umgesetzt und anschließend der Temperaturkompension aufgeschalten. Die so gebildeten zwei Einzelsignale liegen an Se einem Eingang des Differenzverstärkers. Dessen positives Ausgangssignal kann nun von einem Schreiber, dessen Skala mit Hilfe eines Laborviskosimeters in Pa.s geeicht ist, angezeigt und/oder von einem A/D-Wandler in ein digitales Signal als Voraussetsung fur eine digitale Anzeige umgesetzt werden. In beiden Fällen liegt ein Ausgangssignal vor, das die Prozeßsteuerung oder -regelung ermöglicht. Ein temperierter Zwischenbehälter übernimmt die an der Zweikammer-Meßzelle ablaufende Masse, wobei jeder Einzelzylinder über einen Überlauf verfügt, die zu einem Bblaufblech zusammengeführt sind. Binde zweite beheizte Pumpe sorgt für die RückfUhrung des Meßmedium! in die Rohrleitung.Duroh the heated pump is made from the heated pipeline or the heated container mass withdrawn and pumped from below into a temperature-controlled measuring cell. This has a connection piece that is located inside the assembly chamber measuring cell forks and establishes the connection to two cylinders arranged parallel to each other, the inner radius of which may be a maximum of twice as large as the radius of the solid of revolution. There is a temperature sensor on the connection piece to determine the measuring temperature appropriate. The geometry of the two-chamber measuring cell guarantees a division into two equal mass flows. The modified rotational viscometers are so on the IVIeßzelle attached that their rotation body below and at a constant distance are arranged to the two overflow openings of the measuring cell, d. H., the Rotation bodies are with a constant layer thickness of the media to be measured covered. Both modified rotational viscometers work with different ones Number of revolutions, the choice of which depends on the medium. A shear gradient has to be guaranteed of D 5 s 5. Only above this limit value does the viscosity determination of Non-Newtonian media exact results. When measuring untempered and Tempered chocolate masses are the revolutions in the range from 10 to 250 min 1 to choose. The difference between the two speeds should not be greater than 50 mint. Each modified rotational viscometer delivers in conjunction with its electronic evaluation unit a voltage or current output signal. If there is a current signal, this is done by a downstream current / voltage converter converted into a voltage signal and then connected to the temperature compensation. The two individual signals formed in this way are present at an input of the differential amplifier Se. Its positive output signal can now be checked by a writer using the a laboratory viscometer is calibrated in Pa.s. is displayed and / or by an A / D converter be converted into a digital signal as a requirement for a digital display. In both cases there is an output signal that the process control or regulation enables. A temperature-controlled intermediate container takes over that of the two-chamber measuring cell draining mass, with each individual cylinder having an overflow that leads to are brought together in a blue sheet. Binding second heated pump takes care of that Return of the measuring medium! into the pipeline.

Ausführungsbeispiel Die Erfindung soll anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt Figur 1 den Prinzipaufbau der MeBvorrichtung Figur 2 das Blookschaltbild der elektronischen Signalverarbeitung nach dem Differenzprinzip Figur 3 das Blooksohaltbild der elektronischen Signalverarbeitung mit NTlkrocomputersystem Figur 4 die Zweikammer-Meßzelle Beispiel 1 Gemäß Figur 1 ist die Pumpe 1 der Zweikammer-Meßzelle 2 auf der die zwei modifizierten Rotationsviskosimeter 3 und 4 angeordnet sind, vorgelagert. Der Zwischenbehälter 5 schließt sich der Zweikammer-Meßzelle 2 an. Ihm folgt die Pumpe 6. Der Eingang bzw. Ausgang der Pumpe 1 bzw. 6 ist mit der Rohrleitung oder dem Behälter 9 verbunden. Dem modifizierten Rotationsviskosimeter 3 ist die Auswerteeinheit 7 und dem modifizierten Rotationsviskosimeter 4 ist die Auswerteeinheit 8 zugeordnet. Die Stromsignale a und b sind der elektronischen Signalverarbeitung zuzuführen. Sie besteht entsprechend Figur 2 aus den Strom-/Spannungswandlern 10 und 11 den Temperaturkompensationen 31 und 32, dem Differenzverstärker 12, dem Analogsohreiber 12, dem A/D-Wandler 14 und der Digitalanzeige 15.Exemplary embodiment The invention is to be described in more detail with reference to drawings explained. FIG. 1 shows the basic structure of the measuring device in FIG. 2 the block diagram of the electronic signal processing according to the difference principle figure 3 the block diagram of the electronic signal processing with NTlkrocomputerystem FIG. 4 the two-chamber measuring cell. Example 1 According to FIG. 1, the pump 1 is the two-chamber measuring cell 2 on which the two modified rotary viscometers 3 and 4 are arranged, upstream. The intermediate container 5 adjoins the two-chamber measuring cell 2. It is followed by pump 6. The inlet or outlet of pump 1 or 6 is with the pipeline or connected to the container 9. The modified rotational viscometer 3 is the Evaluation unit 7 and the modified rotational viscometer 4 is the evaluation unit 8 assigned. The current signals a and b are electronic signal processing to feed. According to FIG. 2, it consists of the current / voltage converters 10 and 11 the temperature compensations 31 and 32, the differential amplifier 12, the analog sensor 12, the A / D converter 14 and the digital display 15.

Das von der Pumpe 1 aus der Rohrleitung oder dem Behälter 9 abgezogene Meßmedium wird gemäß Figur 4 über den Ansohlußstutzen 28 in die Zweikammer-MeBæelle 2 gepumpt. Der Anschluß 28 gabelt sich und stellt die Verbindung zu den zwei Zylindern 23 und 24 her. So wird das Meßmedium in gleiche Ssseteile aufgetrennt. Das Meßmedium strömt näherungsweist laminar durch die Zylinder 23, 24, schließt die Rotationskörper 29, 30 ein und tritt durch die Uberlauföffnungen 25, 26, die zu dem Ablaufblech 27 zusammengeführt sind, aus der Zweikammer-Meßzelle aus und fließt in den ZwischenbehClter 5. Die Pumpe 6 führt das MEßmedium in die Rohrleitung oder den Behälter 9 zurück. Das Meßsystem ist dann einsatzfähig. Die modifizierten Rotationsviskosime ter 3 und 4 liefern infolge unterschiedlicher vorgegebener Sohergefälle in Verbindung mit ihren Auswerteeinheiten die den Sohubspannungen entspreohenden Spannungs- oder Stromsignale a und b. Nach deren Umwandlung in die Spannungssignale at und b' mit Hilfe der Strom-/Spannungswandler 10 und 11 werden diese den Temperaturkompensationen 31 und 32 aufgeschaltet und deren Ausgangssignal a" und b" so auf einen Eingang des Differenzverstärkers 12 gelegt, daß sioh ein positives Ausgangssignal ergibt, das von den in Viskositätseinheiten geeichten Analogschreiber 13 kontinuierlioh angezeigt wird. Außerdem ist die digitale Darstellung des Ausgangssignales c mit Hilfe des A/D-Wandlers 14 und der digitalen Anzeige 15 möglich. Das Eichen der Anzeige 15 erfolgt mit Hilfe eines laborviskosimeters.The withdrawn by the pump 1 from the pipeline or the container 9 According to FIG. 4, the medium to be measured is fed into the two-chamber measuring tube via the connection nozzle 28 2 pumped. The connection 28 forks and provides the connection to the two cylinders 23 and 24 ago. In this way, the medium to be measured is separated into equal parts. The medium to be measured If the flow is approximately laminar through the cylinders 23, 24, the rotating body closes 29, 30 and enters through the overflow openings 25, 26 leading to the drainage plate 27 are merged, from the two-chamber measuring cell and flows into the intermediate container 5. The pump 6 feeds the measuring medium back into the pipeline or the container 9. The measuring system is then ready for use. The modified rotational viscometer 3 and 4 deliver in connection as a result of different predetermined soher gradients with their evaluation units the voltage or voltage corresponding to the so-stroke voltages Current signals a and b. After converting them into the voltage signals at and b 'with Help of the current / voltage converter 10 and 11 these become the temperature compensations 31 and 32 switched on and their output signals a "and b" so on an input of the differential amplifier 12 placed that sioh results in a positive output signal, that of the analog recorder 13 calibrated in viscosity units continuously is shown. In addition, the digital representation of the output signal c is included The A / D converter 14 and the digital display 15 can be used. The calibration of the display 15 takes place with the help of a laboratory viscometer.

Beispiel 2 Bei einer anderen Ausführungsform des obengenannten Verfahrens findet dieselbe Meßvorrichtung wie in Figur 1 und dieselbe Zweikammer-Meßzelle wie in Figur 4 dargestellt Verwendung. Die abgewandelte erfindungsgemäße Verfahrensvariante entsprechend Figur 3 unterscheidet sich in der Signalverarbeitung zu Beispiel 1. Anstatt der Differenzbildung zweier Analogsignale erfolgt Jetzt die Eingabe zweier A/D-gewandelter Signale in ein Mikrocomputersystem und die Darstellung der Meßergebnisse über periphere Registriereinrichtungen. Wie im Beispiel 1 sind die Spannungs-oder Stromsignale a und b bereitzustellen und der elektronischen Signalverarbeitung gemäß Figur 2 zuzuführen. Diese besteht aus den Strom-/Spannungswandlern 10 und 11 den A/D-Wandlern 16 und 17, den Temperaturkompensationen 33 und 34, dem Mikroprozessorsystem 18, dem A/D-Wandler 19, dem Analogschreiber 20, der Digitalanzeige 21 fur die Fließgrenze und der Digitalanzeige 22 für die Viskosität.Example 2 In another embodiment of the above process finds the same measuring device as in Figure 1 and the same two-chamber measuring cell as Use shown in Figure 4. The modified variant of the method according to the invention According to FIG. 3, the signal processing differs from Example 1. Instead of calculating the difference between two analog signals, two are now entered A / D converted signals in a microcomputer system and the presentation of the measurement results via peripheral registries. As in example 1, the voltage or Provide current signals a and b and the electronic signal processing according to Figure 2 feed. This consists of the current / voltage converters 10 and 11 the A / D converters 16 and 17, the temperature compensations 33 and 34, the microprocessor system 18, the A / D converter 19, the analog recorder 20, the digital display 21 for the flow limit and the digital display 22 for viscosity.

Analog der Figur 1 und Figur 2 werden an den Ausgängen der S trom-/SpannungsvJandler 10 und 11, sofern diese erforderlich sind, die Spannungssignale a' und b' bereitgestellt und von den Temperaturkompensationen 33 und 34- in die temperaturunabhängigen Viskositätssignale a" und b " umgewandelt. Die A/D-Wandler 16 und 17 setzen die analogen Eingangssignale atl und b" in die digitalen Signale d bzw. e um, die das Mikroprozessorsystem 18 entsprechend dem vorgegebenen Programm zu den digitalen Signalen f und g verarbeitet. Das Signal f entspricht dem errechneten Wert für die Fließgrenze. Dessen Darstellung erfolgt mittels der Digitalanzeige 21. Das Signal g ist identisch mit dem reohnerisch ermittelten Wert für die Viskosität. Dieses wird außer durch die Digitalanzeige 22 auch von einer Analoganzeige nach vorheriger Umsetzung des Signals durch den D/A-Wandler 19 mittels des Schreibers 20 dargestellt. Das Eichen der Anzeige 20 erfolgt ebenfalls mit Hilfe eines Laborviskosime tors.Analogously to FIG. 1 and FIG. 2, current / voltage converters are applied to the outputs of the current 10 and 11, if these are required, the voltage signals a 'and b' are provided and from the temperature compensations 33 and 34- into the temperature-independent viscosity signals a "and b" converted. The A / D converters 16 and 17 set the analog input signals atl and b "into the digital signals d and e, respectively, which the microprocessor system 18 according to the specified program for the digital signals f and g processed. The signal f corresponds to the calculated value for the flow limit. Its display takes place by means of the digital display 21. The signal g is identical with the value for the viscosity determined by cleansing. This will save through the digital display 22 also from an analog display after previous implementation of the Signal represented by the D / A converter 19 by means of the recorder 20. The oak the display 20 also takes place with the help of a Laborviskosime sector.

Mit dem angegebenen Meßverfahren und den realisierenden Vorriohtungen ist es möglich, die rheologischen Größen der Nicht-Newtonschen Medien, insbesondere die Viskosität mit hoher Genauigkeit und unabhängig von der Temperatur zu bestimmen. Durch die Parallelschaltung von zwei modifizierten Rotationsviskoslmetewn wird eine echte kontinuierliche und von der Zusammensetzung des Meßgutes abhängige Messung der rheologisohen Größen gewährleistet. Die Bereitstellung eines analogen und digitalen Ausgangssignales gestattet es, das Meßverfahren zur Prozeßsteuerung und -regelung sowie zur Rezepturoptimierung einzusetzen. Hierbei ergibt sich die Binsparung hochwertiger Importrohstoffe (z. B. in der Süßwarenindustrie - Kakaobohnen, Kakaobutter u. a.), Verschleißminderung an den Verarbeitungsmaschinen, Energieeinsparung, Arbeitszeiteinsparung und Produktionssteigerung. Dn Kenntnis der Fließparameter garantiert gleichbleibende Eigenschaften der Schokoladenmasse und somit eine konstante Produktqualität.With the specified measuring method and the realizing devices it is possible to use the rheological quantities of non-Newtonian media, in particular determine the viscosity with high accuracy and independently of the temperature. By connecting two modified rotational viscosities in parallel, one real continuous measurement dependent on the composition of the material to be measured the rheological quantities guaranteed. Providing an analog and digital The output signal allows the measurement method to be used for process control and regulation as well as for recipe optimization. This results in the savings of higher quality Import raw materials (e.g. in the confectionery industry - cocoa beans, cocoa butter, etc.), Reduction of wear on the processing machines, energy saving, saving of working time and production increase. Knowing the flow parameters guarantees constant Properties of the chocolate mass and thus a constant product quality.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 Pumpe 2 Zweikammer-ltSßzelle 3 Ro ta tion svisko sime te r 4 Rotationsviskosime tor 5 Zwischenbehälter 6 Pumpe 7 elektronische Auswerteeinheit von Rotationsviskosimeter 3 8 elektronische Auswerteeinheit von Rotationsviskosimeter 4 9 Rohrleltung/Behälter 10 Strom-/Spannungs-Wandler 11 Strom-/Spannungs-Vandler 12 Differenzverstärker 13 Analogschreiber für Viskosität 14 A/D-Wandle r (Analog-Digfltal-"Wandler) 15 Digitalanzeige 16 A/D-Wandler (Analog-Digital-Wandler) 17 A/D-Wandler (Analog-Digital-Wandler) 18 Mikrocomputersystem 19 D/A-Wandler (Digital-Analog-Wandler) 20 Analogsohreiber für Viskosität 21 Digitalanzeige für Fließgrenze 22 Digitalanzeige für Viskosität 23 Zylinder 24 Zylinder 25 Austrittsöffnung des Zylinders 23 26 Austrittsöffnung des Zylinders 24 27 Ablaufblech 28 Anschlußstutzen 29 Rotationskörper von Rotationsviskosimeter 3 30 Rotationskörper von Rotationsviskosimeter 4 31 Temperaturkompensation 32 Temperaturkompensation 33 Temperaturkompensation 34 Temperaturkompensation a Ausgangssignal der elektronischen Auswerteeinheit von Rotationsviskosimeter 3 b Ausgangssignal der elektronischen Auswerteeinheit von Rotationsviskosimeter 4 Spannungssignal a' temperaturkompensiertes Spannungssignal Spannungssignal b'' temperaturkompensiertes Spannungssignal c Ausgangssignal des Differenzverstärkers d digitalisiertes Signal von Rotationsviskosirneter 3 e digitalisiertes Signal von Rotationsviskosimeter 4 f Digitalsignal für Fließgrenze g Digitalsignal für ViskositätList of the reference symbols used 1 pump 2 two-chamber ltSßzelle 3 Rotation viscometer 4 Rotation viscometer 5 Intermediate tank 6 Pump 7 electronic evaluation unit of rotary viscometer 3 8 electronic evaluation unit from rotation viscometer 4 9 pipeline / container 10 current / voltage converter 11 Current / voltage converter 12 Differential amplifier 13 Analog recorder for viscosity 14 A / D converter (analog-digital converter) 15 Digital display 16 A / D converter (analog-digital converter) 17 A / D converter (analog-to-digital converter) 18 Microcomputer system 19 D / A converter (digital-to-analog converter) 20 Analog control valve for viscosity 21 Digital display for yield point 22 Digital display for viscosity 23 cylinder 24 cylinder 25 outlet opening of cylinder 23 26 outlet opening of the cylinder 24 27 Drainage plate 28 Connection piece 29 Rotary body of rotary viscometer 3 30 rotating body of rotary viscometer 4 31 temperature compensation 32 temperature compensation 33 Temperature compensation 34 Temperature compensation a Output signal of the electronic Evaluation unit of the rotary viscometer 3 b output signal of the electronic Evaluation unit of the rotary viscometer 4 voltage signal a 'temperature-compensated Voltage signal voltage signal b '' temperature-compensated voltage signal c output signal of the differential amplifier d digitized signal from Rotationsviskosirneter 3 e digitized signal from rotary viscometer 4 f digital signal for flow limit g digital signal for viscosity

Claims

SrSindun6sufUche

1. Process for the continuous measurement of the rheological quantities liquid viscous, non-Newtonian media, especially chocolate masses under Use of two dipping type rotational viscometers and their electronic ones Auserteeinheit, characterized in that the milled material from with the help of the pump to pull off the pipeline or the container, to pump into a measuring cell, the two modified rotation viscometer of the immersion type with different number of revolutions work between 10 and 250 min 1 and the speed difference is not greater than than 50 min -1 by the two modified rotational viscometers in conjunction with their electronic evaluation units and temperature compensations, respectively generate a speed-related temperature-dependent measurement signal, each measurement signal, if there are current signals to convert into voltage, the difference between the two Voltage signals to wild or after the A / D conversion of the voltage signals Calculation of the rheological parameters viscosity and yield point by means of a microcomputer system carry out the material to be measured flowing out of a measuring cell through the intermediate container to collect, to empty the intermediate container with the pump, the material to be measured in the pipeline is to be pumped back.

2. Device for carrying out the method according to item 1 marked in that they modified two pumps (19 6), a measuring cell (2), two Rotary viscometers of the immersion type (3, 4), their associated electronic Evaluation units (7, 8), the intermediate container (5) for electronic signal processing (10, 11, 12, 13, 14, 15, 31, 32) or electronic signal processing (10, 11, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 31, 34) and via two connection points connection to the pipeline or to the container (9).

3. Device according to item 2, characterized in that the rotational viscosity The modified rotation viscometers of the immersion type are those that do not have an outer cylinder and whose springs have a spring constant of 49.033 mN.m to 122.58 mN.m.

4. Device according to item 2, characterized in that all connecting lines, the pipeline or container (9) pumps (12 6), the measuring cell (2) and the intermediate container (5) are heatable.

5. Device according to item 2, characterized in that the measuring cell (2) is a two-chamber measuring cell and consists of two separate cylinders (23, 24), which form a structural unit in a common heated housing.

6. Device according to item 5, characterized in that a two-chamber measuring cell (2) has the connecting piece (28), which is divided symmetrically and the Establishes connection to the cylinders (23, 24).

7. Device according to items 5 and 6, characterized in that the Ansohlußstutzen (28) is attached to the lower part of the two-chamber measuring cell (2) and this has a sensor for measuring the temperature of the material to be measured.

8. Device according to item 5, characterized in that the cylinder (23, 24) have separate overflows (25, 26) which are brought together to form the drainage plate (27) will.

9. Device according to item 2, 5 and 8, characterized in that the overflows (25, 26) above the rotating body (29, 30), the modified Rotary body (3, 4) are located.

10. Device according to item 2 and 5, characterized in that each Rotational viscometer (3, 4) axially symmetrical to the associated cylinders (23, 24) and is attached to a two-chamber ßzelle (2).

11. Device naoh point 2, 5 and 10, characterized in that the ratio of the radius of the bodies of revolution (29, 30) of the rotational viscometer (3, 4) to Hadius the cylinder (23, 24) is greater than 0.5.

12. The method and device according to items 1 to 11, characterized in that the device is calibrated by comparison with a laboratory viscometer will.