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Erfolgreiche Wiederinbetriebnahme des Mineralölzählerprüfstandes

25.10.2016

Der Mineralölzählerprüfstand (kurz: MÖZ) gehört zu den beiden am Fachbereich 1.5 betriebenen großtechnischen Prüfanlagen. Die zentrale Aufgabe des MÖZ besteht in der Darstellung der Einheiten Volumen und Volumendurchfluss für Prüfmedien auf Mineralölbasis. Der Prüfstand ist eingebettet in die fachbereichsinterne Messkette und wird u. a. auch zu wissenschaftlichen Fragestellungen wie die Entwicklung von medienunabhängigen Transfernormalen genutzt. Im Zuge von aktuellen Arbeiten zum Re-Engineering wurden die vorhandenen vier Normalbehälter neu kalibriert. Zusätzlich wurde die bisher verwendete Prüfflüssigkeit (12.500 Liter) gegen ein Testbenzin ausgetauscht, das deutlich reduzierte gesund- und sicherheitsrelevante Gefährdungsklassen besitzt.

Neben den Messungen mit Wasser stehen im Fachbereich 1.5 Kalibrierungen und messtechnische Untersuchungen von Durchflussmessgeräten für Flüssigkeiten außer Wasser im Fokus der Arbeiten. Wegen der teilweise sehr großen Abhängigkeit des Messverhaltens einiger Durchflussmessgerätearten von den Parametern der Prüfflüssigkeit (z. B. Viskosität, Dichte, Temperatur, Druck), ist die Untersuchung zur Übertragbarkeit der Messergebnisse von einem Medium auf ein anderes von besonderem Interesse. Der Mineralölzählerprüfstand bietet hierfür entsprechende Bedingungen. Im langjährigen Betrieb und durch eine kontinuierliche Weiterentwicklung der Prüfanlage konnten bisher wertvolle Erfahrungen im Umgang mit Flüssigkeiten auf Mineralölbasis gewonnen werden. Der MÖZ ist in die Kalibrierkette des Fachbereiches eingebunden, der Vergleich von Messergebnissen des MÖZ und dem Hydrodynamischen Prüffeld sowie den anderen Prüfständen des Fachbereichs wird über die Reynoldszahl realisiert, wobei diese Vergleiche gleichzeitig auch die Einheitlichkeit der Messungen sicherstellen.

Der MÖZ ist eine volumetrische Prüfeinrichtung. Als Ausgangsnormale werden vier Volumenbehälter mit 5000 Liter-, 1000 Liter-, 200 Liter- bzw. 100 Liter- Fassungsvermögen verwendet (Bild 1). Die Ermittlung des jeweils  aktuell im Behälter befindlichen Flüssigkeitsvolumens erfolgt über die Messung der Füllhöhe der Flüssigkeit (z. B. beim 1000 Liter Volumenbehälter mit Hilfe eines automatischen Höhenmesssystems auf magnetostriktiver Basis) und der entsprechenden Fülltabelle, die jedem Füllstand das zugehörige Volumen zuordnet. Diese Füllhöhentabelle wird individuell für jeden Behälter durch regelmäßige Kalibrierungen bestimmt. Der mit dem MÖZ realisierbare Durchflussbereich liegt zwischen 0,6 m3/h und 200 m3/h. Als Prüfflüssigkeit wird Testbenzin mit einer dynamischen Viskosität von 0,8 mPa•s und einer Dichte von 770 kg/m3 verwendet.

Bild 1: Volumetrische Referenznormale des Mineralölzählerprüfstandes

Im Jahr 2016 wurden die Volumenbehälter mittels unterschiedlicher Methoden gemäß der EURAMET- Guidelines "cg-19" [1] und "cg-21" [2] neu kalibriert. Für die volumetrische Bestimmung wurde der so genannte "filling method"-Ansatz mit Hilfe einer rückgeführten 100 Liter-Pipette umgesetzt. Eine gravimetrische Bestimmung erfolgte mittels eines hochauflösenden Wägesystems (Max 100 kg, Auflösung d = 1 g). Zusätzlich beschäftigen sich aktuelle Arbeiten mit der Volumenbestimmung über ein kalibriertes Durchflussmessgerät. Ziele der Untersuchungen sind neben der rückgeführten Volumenbestimmung ein Vergleich der angewandten Methoden und eine weitere Verbesserung der Messunsicherheit.

Die bisher im MÖZ eingesetzte Prüfflüssigkeit war gekennzeichnet durch einen hohen Gehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen und einen niedrigen Flammpunkt, was einen hohen technischen Aufwand zur Gewährleistung der Vorgaben zum Arbeits- und Explosionsschutz zur Folge hatte. Durch umfangreiche Bemühungen ist es nun möglich geworden, die seit Betriebsbeginn vor 60 Jahren verwendete Testbenzinart mit einer neuen Prüfflüssigkeit zu ersetzen. Diese neue Flüssigkeit (im Messsystem befinden sich 12.500 Liter, Bild 2 zeigt den anliefernden Tankzug vor dem MÖZ) weist ein deutlich verringertes Gefährdungspotential auf und hat gleichzeitig im Vergleich zum Vorgängerprodukt sehr ähnliche Stoffeigenschaften (Dichte und Viskosität). Somit ist eine nahtlose Weiternutzung aller bisherigen Erfahrungen und Untersuchungsergebnisse, die mit dem MÖZ gewonnen wurden, möglich.

Bild 2: Anlieferung der neuen Prüfflüssigkeit

Literatur:

[1] EURAMET 2012: Guidelines on the determination of uncertainty in gravimetric volume calibration. Version 2.1(03/2012)
[2] EURAMET 2013: Guidelines on the Calibration of Standard Capacity Measures using the Volumetric Method. Version 1.0(04/2013)

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