DE677616C

DE677616C - Vorrichtung zur Messung der Viscositaet von Fluessigkeiten, insbesondere von Metallschmelzen

Info

Publication number: DE677616C
Application number: DEK148125D
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Fritz Foerster
Original assignee: KAISER WILHELM INST fur METAL
Current assignee: KAISER WILHELM INST fur METAL
Priority date: 1937-10-03
Filing date: 1937-10-03
Publication date: 1939-06-29

Description

Vorrichtung zur Messung der Viscosität von Flüssigkeiten, insbesondere von Metallschmelzen Zur Messung der Viscosität von Flüssigkeiten werden vielfach Vorrichtungen benutzt, bei denen ein Zylinder mit der Flüssigkeit, deren Viscosität bestimmt werden soll, von außen her in Drehung versetzt wird. Durch diese Drehung werden auf einen zweiten in der Flüssigkeit koaxial angeordneten Zylinder über die Flüssigkeit Kräfte übertragen, die proportional der Viscosität der Flüssigkeit sind. Diese Kräfte werden gemessen an der Verdrehung des unter der Einwirkung einer Spiralfeder stehenden zweiten Zylinders.
Die Ausführung der Viscositätsmessung einer Metallschmelze mit : Hilfe dieser bekannten Vorrichtung bietet Schwierigkeiten.
Das geschmolzene Metall besitzt eine geringe Viscosität, aber eine große Oberflächenspannung. Dadurch wirken starke seitliche Kräfte auf den von außen angetriebenen und den durch die Flüssigkeit mitgenommenen Zylinder, die bestrebt sind, die beiden Zylinder zusammenzuziehen. Andererseits ist es wegen der kleinen Viscosität flüssiger Metalle notwendig, den Abstand der beiden koaxialen Zylinder voneinander möglichst klein zu wählen. Dadurch wird die Zusammenziehung der beiden Zylinder noch begünstigt.
Die Viscosität der Flüssigkeiten und Metallschmelzen schwanken um 2 bis 3 Zehnerpotenzen. Bei der oben beschriebenen Anordnung ist es nicht möglich, sehr verschiedene Viscositätswerte mit der gleichen Genauigkeit zu messen, ohne die Rückführungsfelder des Meßzylinders auszuwechseln.
Diesen Nachteil vermeidet die Erfindung, bei der im Prinzip zwei koaxiale Zylinder beibehalten werden. Es wird nur die Bewegungsform geändert, indem erfindungsgemäß ein an sich bekanntes Schwingersystem die in dem ersten Zylinder befindliche Flüssigkeit in Schwingungen versetzt, welche über die Flüssigkeit auf den zweiten in die Flüssigkeit eintauchenden Meßzylinder übertragen werden, der die in ihm erzeugten Schwingungen einem an sich bekannten sogenannten Schwingersystem zuführt, welches die ein Maß für dieViscosität bildenden mechanischen in elektrische Schwingungen umwandelt, deren Amplitude durch eine der bekannten Verstärkeranordnungen z. B. Iooooofach verstärkt und nach der Verstärkung an einem Milliamperemeter abgelesen werden kann.
Die Zeichnung gibt schematisch die Meßanordnung wieder.
Zu ist der durch ein an sich bekanntes Schwingsystem S in Schwingung gesetzte Zylinder, der gleichzeitig das Gefäß zur Aufnahme der zu untersuchenden Flüssigkeit bildet. Durch das Schwingsystem wird der das Meßgefäß bildende Zylinder zu vertikalen Schwingungen angeregt in einer Frequenz, die der des in das Schwingsystem eingeleiteten Wechsel stromes entspricht. In die Flüssigkeit taucht der Meßzylinder Z2 der mechanisch durch eine Stange St mit einem an sich bekannten sogenannten Empfängersystem E verbunden ist. Dieses ist z. B. nach der Art einer elektrischen Tonabnehmerdose gebaut.
Das Empfängersystem E verwandelt die von dem Zylinder Z2 ausgeführten und über die Stange St übertragenen mechanischen Schwingungen in elektrische.
Die Flüssigkeit im Zylinder Z1 bildet die Kopplung zwischen*ZylinderZ, und ZylinderZ2.
Bei einer mechanischen Schwingung des Meßgefäßes Zt wird der Zylinder Z2 um so mehr mitgenommen, d. h. er führt um so stärker erzwungene Schwingungen aus, je zäher die Flüssigkeit ist. Das am Ausgang des Verstärkers V befindliche technische Milliamperemeter J zeigt nun die Stärke der erzwungenen Schwingungen und somit die Viscosität der im Zylinder Zi befindlichen Flüssigkeit an.
Die Verwendung eines Verstärkers mit umschaltbarem Verstärkungsgrad (etwa Io-oder 100- oder 1 ooofach) ergibt die Möglichkeit, alle Viscositätsgrade mit der gleichen Genauigkeit zu messen. Statt des Milliamperemeters kann auch einer der bekannten Koordinatenschreiber verwendet werden, wodurch die gesamte Temperaturabhängigkeit der Viscosität automatisch aufgezeichnet werden kann, wenn die Messung in einem Ofen ausgeführt und die Temperatur mit Hilfe eines in die Flüssigkeit eingetauchten Thermoelementes T gemessen wird, welche die eine Ko ordinate darstellt, während die andere Koordi--nate durch die Viscosität, d. h. den Ausgangswert des Verstärkers V, bestimmt wird.
Die Formgebung der beiden Zylinder kann so gewählt werden, daß bereits mit wenigen Gramm Substanz eine genaue Viscositätsmessung durchgeführt werden kann, was besonders bei seltenen Metallen und edlen Stoffen von Wichtigkeit ist.
Weiterhin bietet die Umsetzung der Viscositätswerte in elektrische Stromwerte die Möglichkeit, im Betrieb laufend die Zähigkeit einer Flüssigkeit zu iiberwachen und an einer vom Meßplatz beliebig entfernten Stelle ahzulesen.

Claims

PATENTANSPRUCII : Vorrichtung zur Messung der Viscosität von Flüssigkeiten, insbesondere von Metallschmelzen, bei welcher ein die Flüssigkeit enthaltender Zylinder in Bewegung versetzt und die hierdurch hervorgerufene Bewegung eines zweiten in die Flüssigkeit eintauchenden Zylinders gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekanntes Schwingersystem die in dem ersten Zylinder befindliche Flüssigkeit in 5 Schwingungen versetzt, welches über die Flüssigkeit auf den zweiten in die Flüssigkeit eintauchenden Zylinder übertragen werden, der die in ihm erzeugten Schwingungen einem an sich bekannten sogenannten Schwingersystem zuführt, welches die ein Maß für dieViscosität bildenden mechanischen in elektrische Schwingungen umwandelt, deren Stärke als Maß für die Viscosität nach Verstärkung in einem Milliamperemeter abgelesen werden kann.