Ein geschlossenes Kapillarviskosimeter mit weitem Meßbereich für aggressive Schmelzen unter hohem Dampfdruck

Abstract

Für Viskositätsmessungen bei hohen Temperaturen unter erschwerten Bedingungen wird ein neues Verfahren ausführlich diskutiert, ein geeigneter Aufbau beschrieben und über bisherige Erfahrungen berichtet. Das Viskosimeter besteht aus zwei, durch eine schrägliegende Kapillare miteinander verbundenen Behältern. Falls die Flüssigkeitsspiegel in den Behältern nicht auf gleicher Höhe stehen, bewirkt die Schwerkraft eine Strömung durch die Kapillare, bis sich das Gleichgewicht gemäß der einfachen Exponentialfunktion Δ(t) = Δ0 exp ( - t/τ) eingestellt hat. Die Zeitkonstante τ = ν/k* enthält neben der kinematischen Viskosität ν lediglich eine apparative Konstante k*, die aus den Abmessungen des Viskosimeters (Länge und Durchmesser der Kapillare, Durchmesser der zylinderförmigen Behälter) berechnet wird. Deshalb ist das Verfahren nicht auf Eichmessungen angewiesen, sondern „absolut". Das Fließen der Schmelze ändert das Drehmoment auf die Achse, an der das Viskosimeter im Ofen befestigt ist. Außerhalb des Ofens verwandelt ein Kraftaufnehmer das Drehmoment in ein analoges elektrisches Signal. Der Logarithmus des differenzierten Signals zeigt den Verlauf einer Geraden, aus deren Steigung sich die kinematische Viskosität bestimmen läßt. Eine Genauigkeit von ± 4 % kann bei der Viskositätsmessung unschwer erzielt werden, ohne daß Korrekturen an dem einfachen Verfahren der Auswertung erforderlich sind.