Ulrich Maser, Dipl.-Ing. Klaus Ehlers
Das Standardverfahren zur Bestimmung der Viskosität von Flüssigkeiten ist die Musternahme aus dem Prozess mit anschließender Konditionierung und Messung im Labor. Die Probenahme aus dem Prozess kann jedoch eine Gefährdung darstellen, besonders bei Prozessen unter Druck, Temperatur oder Vakuum. Aufwändige Sicherheitsmaßnahmen und Probennahmeventilkonstruktionen sind erforderlich. Der Zeitaufwand für Probentransport und Labormessung ist oft erheblich. Nachteilig sind ferner die unvermeidbaren Wartezeiten auf die Laborergebnisse. Darüber hinaus hängt die Qualität der Labormessung von vielen Randbedingungen ab. Eine Messsystemanalyse deckt oft unerwartet große Toleranzbreiten auf.
Die optimale Messung erfolgt demnach mit einem Prozessviskosimeter, das direkt im Behälter eingesetzt werden kann. Die oberste Forderung an ein solches Prozessviskosimeter ist – neben der Genauigkeit der Messung im geforderten Bereich – die Robustheit und Beständigkeit gegen Medien und Prozessbedingungen. Zur Inline-Bestimmung der Viskosität stehen dem Anwender verschiedene Messsysteme mit unterschiedlichen Methoden und Eigenschaften zur Verfügung. Die noch oft verwendeten Rotationsviskosimeter unterliegen Einbaubeschränkungen und erfordern Wartung der beweglichen Teile. Ferner haben sie den Nachteil, dass Dichtungen und Lager Verschleiß unterliegen. Kapillarviskosimeter benötigen einen erhöhten Reinigungsaufwand der Kapillare. Rohrviskosimeter detektieren bei Chargen nicht den Prozessverlauf, sondern den bereits verlaufenen Prozess. Bei Kombigeräten führt ein möglicher Ausfall des Instruments zum Verlust aller Messparameter. Schwingende Viskosimeter sind dagegen frei von beweglichen Teilen, vielseitig einsetzbar und wartungsfrei.
Das Marimex ViscoScope Prozessviskosimeter gehört zu den schwingenden Systemen und arbeitet nach dem Prinzip der oszillierenden Torsion. Der robuste Messfühler wird mittels eines Spulenpaares (Drive) zur Torsion mit geringer Amplitude bei seiner Resonanzfrequenz angeregt, während ein zweites Spulenpaar (Sense) die Amplitude misst. Die Viskosität eines Mediums dämpft die Amplitude, was mit den Sense-Spulen detektiert wird. Gleichzeitig treiben die Drive-Spulen den Messfühler stärker an, um die Dämpfung zu kompensieren, so dass an den Sense-Spulen immer die gleiche Amplitude anliegt. Eine Viskositätsänderung wird daher sofort detektiert und angezeigt. Der Messfühler ist vollständig verschweißt und hat somit keine beweglichen Teile oder Dichtungen, die mit dem Prozess in Berührung kommen. Diese Konstruktion gestattet den zuverlässigen Einsatz des Sensors praktisch unter allen Prozessbedingungen wie:
- -40 bis 450 °C
