Kapillar-Viskosimeter nach Ubbelohde
Viskosimeter nach Ubbelohde
Zweck
Die Arbeitsgruppe ist verantwortlich für die Weitergabe der Einheit der Viskosität und unterhält mehrere Kapillar-Viskosimeter nach Ubbelohde unterschiedlichen Typs als Nationale Normale. Sie werden für die sehr genaue Bestimmung der kinematischen Viskosität von newtonschen (Referenz-) Flüssigkeiten eingesetzt und stellen die direkte Rückführbarkeit der von uns durchgeführten Kalibrierung von Ubbelohde-Viskosimetern auf das Nationale Normal sicher.
Anwendungsbereich
Die Messung der kinematischen Viskosität von newtonschen Flüssigkeiten mit Normal-Kapillarviskosimetern nach Ubbelohde können im Temperaturbereich von -40 °C bis +150 °C durchgeführt werden. Die Bestimmung der Kapillarkonstanten erfolgt durch das Verfahren des direkten Vergleichs bei 20 °C. Die Normen DIN 51562, Teil 1 und Teil 4 werden sinngemäß angewendet.
Messmethode
In Kapillarviskosimetern wird das zur Viskositätsmessung erforderliche Geschwindigkeitsgefälle in Form einer laminaren Rohrströmung innerhalb einer Messkapillare erzeugt. Die kinematische Viskosität wird anhand der Durchflusszeit t eines definierten Flüssigkeitsvolumens durch eine Messkapillare gemessen und kann mit Hilfe von Gleichung (1) unter Berücksichtigung der Hagenbach-Korrektur berechnet werden
n = K × t (1)
Dabei ist K die Kapillarkonstante des jeweiligen Viskosimeters.
Die Viskosimeter werden nach der Befüllung mit der zu messenden Flüssigkeit in einem Wasserbad mit einer Genauigkeit von < 0,003 K temperiert. Mit der zu messenden Flüssigkeit wird mit jedem Viskosimeter eine Messreihe mit mindestens je 5 Einzelmessungen durchgeführt. Die Durchlaufzeit wird manuell über rückgeführte Stoppuhren mit einer Zeitauflösung ≤ 0,01 s gemessen. Die Glasviskosimeter besitzen dazu eingebrannte Ringmessmarken.
Messunsicherheit
Die erreichten relativen Messunsicherheiten für die Messung der kinematischen Viskosität sind im Einklang mit DIN 51562-Teil 4 (1999) „Messung der kinematischen Viskosität mit dem Ubbelohde-Viskosimeter“. Je nach Kapillarkonstante und Temperatur können relative Unsicherheiten von 1,4 × 10-3 bis 11,8 × 10-3 erreicht werden.
Die relativen Messunsicherheiten für Viskosimeterkonstanten liegen je nach Kapillarkonstante zwischen 1,0 × 10-3 und 3,9 × 10-3 und sind bezogen auf die kinemtische Viskosität des Wassers bei 20 °C von 1,0034 mm²/s (international vereinbarter Wert nach ISO/TR 3666-1988).
Die Messunsicherheiten werden nach dem Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement ermittelt und gelten für den Erweiterungsfaktor k = 2.
SVM 3000 Stabinger-Viskosimeter
Zweck
Mit Hilfe des Stabinger-Viskosimeter können die dynamische Viskosität und Dichte von Flüssigkeiten normgerecht (ASTM D7042) gleichzeitig digital gemessen werden.
Anwendungsbereich
Messungen der dynamischen Viskosität im Bereich von 0,2 bis 20.000 mPa*s, sowie der Dichte in einem Bereich von 0,65 bis 3,0 g/cm³. Der zugängliche Temperaturbereich liegt zwischen -40 °C und 105 °C.
Messmethode
Das Viskosimeter SVM 3000 (Anton Paar) ist ein Rotationsviskosimeter und arbeitet nach dem Stabinger Messprinzip. Es ist nach einem modifizierten Couette-Prinzip aufgebaut, mit rotierendem äußerem Rohr und langsamer rotierendem innerem Messkörper. Ein Magnetfeld, welches über Wirbelströme den Rotor berührungslos und definiert bremst, vervollständigt die Apparatur. Ein einfacher Formalismus erlaubt es, die Viskosität aus dem Drehzahlverhältnis von Außenzylinder und Rotor zu berechnen. Durch eine hochgenaue, digitale Messung der Drehzahlen ist die präzise Erfassung des Messwertes möglich.
Die Rückführung dieser Geräte erfolgt über die PTB-Kalibrierflüssigkeiten der Viskosität.
Dichtewerte werden nach dem Biegeschwinger-Prinzip erhalten.
Messunsicherheit
Die Messunsicherheiten für die Viskosität hängen stark von der zu untersuchenden Flüssigkeit ab und können nicht pauschal angegeben werden. Erreichbare Wiederholbarkeiten liegen im Bereich von 0,1 % (Herstellerangabe)