Hier ist Know-how gefragt

Die Dichte ist eine gängige Messgröße zur Charakterisierung von binären Gemischen. Mit einer im Sensor oder der Auswerteeinheit entsprechend hinterlegten Formel lässt sich die Konzentration der einzelnen Bestandteile ermitteln. Wird zu dieser binären Mischung eine dritte Komponente hinzugefügt, muss eine zweite physikalische Größe hinzugezogen werden, um die Konzentration der drei Bestandteile einzeln bestimmen zu können. Dabei ist zu beachten, dass die gelösten Stoffe auf die verwendeten physikalischen Größen unterschiedlich reagieren. Bildlich gesprochen fächert sich dadurch in der graphischen Darstellung der Konzentrationsformel eine Ebene auf, die eine eindeutige Konzentrationsbestimmung zulässt. Bei einem ternären Gemisch aus Formaldehyd (30 bis 50 %)/Methanol (0 bis 5 %)/Wasser (Rest) bei 65 °C lässt sich zum Besispiel jede Konzentrationsänderung innerhalb dieser Ebene über eine Kombination der Dichte und der Schallgeschwindigkeit feststellen.

Ein anderes Beispiel ist das Beizen von Metalloberflächen. Zunder- oder Korrosionsschichten werden dabei mithilfe von Säuren abgelöst. Es entstehen Metallsalze, die in die Beizflüssigkeit aus Wasser und Säure übergehen und mit ihr ein ternäres System bilden. Die Säurekonzentration nimmt während des Beizvorgangs ab. Dieser Prozess kann durch ein „Nachschärfen“ – d. h. die Zugabe von frischer Säure – ausgeglichen werden. Zur Ermittlung der Konzentration hat sich hier die Kombination aus Dichte- und Leitfähigkeitsbestimmung bewährt. Üblicherweise wird das Messsystem in der Regenerationsleitung installiert.

Anton Paar verfügt für die Ermittlung des für die jeweilige Applikation am besten geeigneten Messverfahrens über ein speziell ausgerüstetes Labor mit hochpräzisen Labormessgeräten. Die Messungen werden mit mehreren physikalischen Messgrößen (Dichte, Schallgeschwindigkeit, Refraktionsindex, Leitfähigkeit) durchgeführt, um die beste Kombination zu ermitteln. Es werden mindestens 9, typischerweise 25 und bis zu 80 spezifisch vorbereitete Proben vermessen, um den gesamten Konzentrationsbereich der Applikation abzudecken. Darüber hinaus wird die Prozesstemperatur mittels Temperaturscan berücksichtigt. Durch die integrierte Temperaturkompensation aller Prozessmessgeräte wird der Temperatureinfluss bei der Messung automatisch kompensiert. Wenn zudem die Materialbeständigkeiten des Messwertaufnehmers gegenüber der Flüssigkeit gegeben sind, kann die Konzentration der einzelnen Komponenten vieler Dreikomponentengemische bestimmt werden. Anton Paar ist auf diesem Gebiet seit Langem tätig und verfügt über ein breit gefächertes Produktprogramm. Der Messtechnikhersteller bietet unter anderem einen kombinierten Sensor für Dichte- und Schallgeschwindigkeitsmessung an. Der Messwertaufnehmer DSRn 427 hat einen Dichte-Biegeschwinger aus Hastelloy C276 mit integrierter Schalllaufstrecke, ist einfach zu bedienen und benötigt wenig Platz. Mit der Kombination der beiden hochpräzisen Prozessmessungen und der integrierten Temperaturkompensation wird bei der oben genannten Applikation Formaldehyd/Methanol/Wasser eine Genauigkeit von ±0,1 % erreicht. Neben zahlreichen Dichte- und Schallgeschwindigkeitssensoren beinhaltet die Produktpalette Refraktometer oder Leitfähigkeitssensoren.

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