Spindel sucht Thermometer

Vinometer, Acidometer, Oechslewaage, pH-Meter, Refraktometer usw.
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Rako64
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Spindel sucht Thermometer

Beitrag von Rako64 »

Hallo zusammen 😀

Eigentlich wollte ich seit letztem Herbst tief in Dichtemessungen stecken. Leider war der Oktober zu lang auf über 20 °C. 😏

Und ein passendes Dichtemessgerät fand ich auch nicht. Die Folge war, inspiriert von der Darstellung des Pi in einem Matheforum, meine heiß ersehnte "Superspindel" ist möglich. 😃

Sogleich nutzte ich den Oktober, und Dinge, wie sie jeder Winzer auch mal in den Abfall wirft, um zu prüfen, ob die Theorie grundsätzlich funktioniert. Also, daß eine Spindel konstruiert werden kann, die auf 0,01 g/l genau die Dichte bestimmen kann. Jup. Begeistert von der grundsätzlichen Möglichkeit, erhoffte ich mir, zu Weihnachten so ein Super Ding zusammengebastelt zu haben. Stimmt nicht ganz. Ich fand recht schnell Glasbläser, von denen ich erhoffte, daß sie mein Projekt als ihr Gesamtprojekt ansehen. Lange Rede, kurzer Sinn, Glas - ja, basteln - nein.

Kurz um, aus der einen Spindel, traumatisiert von den vergangenen Monaten, haben von den zum Schluß insgesamt 3 Bestellungen a 3 Spindelkörper, 6 esgeschafft, von mir zusammen gebastelt zu werden. Während 2 Stück zur Zeit den Dichtheitstest durchlaufen, erfreuen sich 2 andere Spindeln, ihre Eichung zu erfahren. Und die restlichen 2 erhalten, nachdem sie zeigten, nicht auf Anhieb Flüssigkeitsundurchlässig zu sein, eine Schonfrist. Die Nachdichtung darf noch aushärten.

Vor den ersten Eichversuchen ist mir aufgefallen, daß ein Instrument eigentlich nur dann auf den Punkt genau eine Dichte in der 2. Nachkommastelle anzeigen kann, wenn diese Dichte sich nicht auf 20°C, nicht auf 20,0°C, sondern sich auf 20,00°C beziehen kann.

Mit Hilfe von Google erhielt ich ein einziges Ergebnis. Eine Nachfrage, ob sich eine Digitalanzeige mit 2 Nachkommastellen an die Meßfühler anschließen lassen. Und dem interessantesten Antworter verfolgte ich auf seiner Firmenseite. Ich lernte PT100 und PT1000 kennen. Ihre Tolleranzen, und daß genau dieser Mann sich in diese Widerstände hinein versetzen kann. Nur, der lehnt ab. 😏
Möglich, dass dieser nicht auf den neuesten Stand ist. Schließlich existieren sehr teure Instrumente, die versprechen, auf 0,01 g/l genau Dichte bestimmen zu können. Also muß es auch Thermometer geben, die bis in die 2. Nachkommastelle die Temperatur auflösen können.

Hat jemand von euch ggf. Beziehungen? Tipps? etc.?

Goggle brauch ich nicht zu fragen. Im vergangenem Jahr suchte ich nach Meßinstrumente, in diesem Jahr aber erst, und das auch nachdem ich mehrere Treffer-Seiten für Temperaturabhängigkeit der Dichte von Alkohol wegscrollte, stieß ich auf einen Dichteset-Hersteller, was mir im letzten Jahr, bei der gezielten Suche, verborgen blieb. Dieser war übrigens meine letzte Hoffnung bezüglich der Tabelle. 😂 Und erfüllte sie. 😃

Bild
Naja, schön sieht anders aus. Auf dem Bild badet gerade eine seit über 24 Stunden im Wasser. Und noch immer steht sie an der Marke bei 100. 😅

Unschwer zu erkennen, da treffen Edelstahl, Glas, Plaste auf 2 Komponentenkleber und speziellem Silikon. Wer da nicht zweifelt, ob das Teil überhaupt Chemikalienbeständig sein kann, dürfte sonst kaum Fragen für die Welt haben. 3 der 9 Spindeln sind nicht Grundlos Schrott. ☺
Lediglich bei Laugen sollte ich äußerst vorsichtig sein. Daß aber eher, weil das Glas Laugen nur bedingt mag. Und Schuld bin ich. Eigentlich wollte ich Quarzglas, aber ich wollte auch, daß diese Spindel selbst die leichteste Flüssigkeit im schwimmenden Verfahren messen kann. Nun, das Glas wird nicht gleich brechen, oder schmelzen, es wird mit starken Laugen wechselwirken. Dabei erhält das Glas "Ausspülungen" und verliert dann seine Stabilität.

Obgleich sämmtliche Teile über mindestens 1 Tag, bis zuletzt, über eine Woche in einer Essig-Milchsäure-Alkohollösung baden durften, um ihre Reaktionsfreudigkeit auszuleben, so sie denn hatten, dürfen sie zusammengefügt nochmals darin baden gehen, bevor sie geeicht werden sollen.

Als mir Ende Januar eine Spindel nach einer ca. 40°C heißen Abbrausung leicht zerbröselte, weil ja Plaste sich 10 mal intensiver als Metall, und Metall 10 mal intensiver als Glas ausdehnt, musste ich das Klebeverfahren anpassen. Glas und PE zusammenkleben! Okay, die Glasbläser lachten zumindest nicht vor meinen Augen. Es ist unmöglich! Zusammen haben wir es aber hin bekommen. 😅 Besser noch. Die neue Nicht-Klebe-Technik hilft, die Spindel Temperaturbeständiger zu machen. Jedenfalls lieferte die erste Spindel von 0 °C - 45°C brauchbare Ergebnisse, ohne dabei ihre Funktion zu verlieren. Und ein unlängst verdorbenes Teil mit der Nicht-Klebe-Technik wagte ich, allerdings unverschlossen, und ohne Edelstahlgewichte, im Tiefkühlfach zu legen, anschließend, mein Meßstab zeigte -26°C an, in frischem Leitungswasser, um es auf 100 °C zu erhitzen, das Glas ist nicht gerissen, und die Plasteverbindung sitzt fest. Will ich hoffen, daß auch die anderen 5 größere Temperaturschwankungen überstehen. Andererseits, da auch ich hin und wieder schwanke, glaube ich, es wäre nützlich, wenn ich sie behutsam auf hohe Temperaturen hoch schwanke, sollte ich spätestens dann alle auch Temperatur beständig bekommen haben.

Andererseits, meine Glasbläser freuen sich bereits auf einen neuen Auftrag. Nicht, dass sie nichts zu tun hätten. 2 Monate Wartezeit für eine Mittagspausen-Arbeit! Unglücklich bin ich, dass es zunehmend schwerer wird, sie senkrecht stehend in den 250 ml Meßzylinder von Arauner zu bekommen. 😥 Mal davon abgesehen, dass ich mich nicht mit ihnen abstimmte, dass ich vor habe, explizit für ihre Meßzylinder eine neue Spindel zu kreieren, die neue Klebetechnik verlangt auch ihre Opfer. Kurz um, außer schwimmen, diese Spindeln können auch hängen. Im Hängemodus liefern sie sogar vertrauenswürdigere Werte. Dieses Verfahren, gekoppelt mit einer bei mir 200 g (0,1 mg) Laborfeinwaage, ist so sensibel, daß ich die Tischbeine der Meßinsel "absägen" musste. Es erkannte, ob ich ein Meter abseits, auf einem Bürostuhl vorgelehnt oder zurückgelehnt saß. Anders, als im schwimmenden Verfahren, wo einfach die Spindel stehen bleibt, jagt die Feinwaage hoch und runter, sobald die Spindel auf die Wand des Meßzylinders trifft. Zwei Schritte vor, ein Schritt zurück. Zumindest so lange, bis sich das Gewicht eingestellt hat. Gefühlte Durchschnittszeit: 45 Minuten. Als ich 90 Minuten darauf wartete, war klar, für diese Spindel ist das Gefäß zu klein. Abgeändert kann ich sofort, unmittelbar, unverzüglich den Wert festhalten. Zumindest, wenn eine Temperaturschwankung der Waage eine Pause gönnt.

Im stabilen Zustand, also, wenn versucht wurde, Raum, Messeinrichtung und Prüfflüssigkeit auf einer Temperatur zu bringen, dauert es ewig, bis die Waage ein neues Gewicht anzeigt. Aber zu glauben, dass, selbst bei Luft, innerhalb 10 cm Abstand die gleiche Temperatur besteht, von diesem Glauben bin ich abgekommen. Nein! Definitiv nein! Meine Raumfühler sind verdoppelt, wurden mit den Thermometern der Most und Weinwaagen und dem Spieß übereinander gelegt, nur ein Teil musste sich daneben gesellen, eines, dessen "Außenfühler" Partei für die Übereinander Gelegten ergriff, der zeigte gleich über 1 °C Differenz an. Ein Produkt! 2 baugleiche Wärmesensoren (billig 🙄)! Aber bei 0,1 °C gleich 1 °C unterschied?! Erlaubt die DIN nicht!. Bei um die 20 °C hat selbst der billige PT100 keine so krassse Abweichung zur Realität. Sein Außenfühler war Deckungsgleich mit dem Meßspieß. Und dem Meßspieß konnte ich, dank der ersten beiden Eichversuche mit Wasser und Alkohol, auf (0°C +-0)*0,98 eichen.

Kurz um, ich wagte es nicht, Alkohol auf einem Gasherd überhaupt zu erhitzen. Das aber wagte ich mit destilliertem Wasser. Da ich, vor Angst, die Spindel könne zerbersten, wenn ich versuche, die an ihr gebildeten Gasbläschen zu beseitigen, den angeblich ersten "vertrauenswürdigen" Ablauf einen Chaos an Meßwerten lieferte, blieb eines stabil. "Knickpunkte". Eine Temperaturabhängige Tabelle von Sauerstoff befreitem Wasser hat die gleichen Knickpunkte wie Sauerstoff gesättigte Wasser. Dessen einziger Unterschied liegt eigentlich darin, daß gesättigtes Wasser, in seiner Dichte, parallel über die des ungesättigtem liegt. Leichter ausgedrückt: Dichte (reines Wassers) = Dichte ( Sauerstoff erfülltes Wasser) - 0,01 g/l. So zumindest eine in Wikipedia veröffentlichte Studie, von mir zusammen gefaßt. Also, die Tabelle , plus beigefügter Korrekturformel ergab das.

Meiner Spindel brachte ich das Lesen nicht bei, so folgte sie diesem Prinzip nicht. Oder, sie ist Alkoholsüchtig? 😮 Denn bei Alkohol, im Bereich von 0 bis 20 °C spurte sie anstandslos. Brav folgte sie dem Diagramm des Alkohols im leichtem Abstand. Bei Wasser mußte ich der Spindel eine Volumenkorrektur von 0,03 ml pro Kelvin andichten, dass sie den Ergebnissen anderer folgte.

Oh! Bevor sie das konnte, musste ich erst einmal dem Thermometer einen Faktor geben. Kurz um, aber eigentlich nicht weiter schlimm, falls wir uns eine Korrektur für später aufheben wollen, Ergebnisse werden erst vergleichbar, wenn sie auf ein und die selbe Temperatur abgestimmt sind. Danach erst lohnt es sich, über Masse, Volumen und sonstige Kräfte zu unterhalten. ☺

Und selbst diese lassen sich auch im Nachhinein korrigieren. 😁

Ich weiß, ich weiß! Vor zirka einem Jahr wetterte ich darüber, daß, wenn ich all meine Ergebnisse, losgelöst von anderen "Eichungen" tätige, meine zur "Verallgemeinerung" unbrauchbar wären. Es ließe sich mathematisch widerlegen. Lediglich bei der Temperatur wird es kompliziert. Zumindest, wenn die omünösen Knickpunkte der Temperaturabhängigkeit von Stoffen nicht abhelfen würden.

Wir müssen eigentlich nichts eichen. Wir müssen uns eigentlich nur befähigen, einen Translator dazwischen zu schalten. Der Translator wäre eine Temperaturabhängige Messreihe von einer bestens erforschten Flüssigkeit. Vertraue ich der Messreihe von "A", der aber keine Ergebnisse liefert, wie es "B" macht, haben beide aber eine gemeinsamme Messreihe, kann ich sorglos mit der gemeinsammen, wenn auch vollkommen abweichenden, übereinbringen. Und anschließend beide für meine Zwecke nutzen. Zumindest, wenn auch ich eine solche "gemeinsame" Messreihe besitze.

Fehlerhafte Dichte, aufgrund von falsche Masse, oder Volumina- Vorstellungen, so sie konstant sind, daß ist ein einzig gleich bleibender Korrekturfaktor. Vorausgesetzt, der Bezug auf die Temperatur stimmt. Und dieser Korrekturfaktor lässt sich einfach mit "Knickpunkte" finden.

Kennt jemand, jemanden, der potentiell in der Lage wäre, die optisch misslungen Dinger in ihrer Wertigkeit zu steigern? Ein Meßfühler, der rotz frech auf 0,01 Kelvin genau sein möchte? 😊
Rako64
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Re: Spindel sucht Thermometer

Beitrag von Rako64 »

Oh, eigentlich erfreute ich mich, daß nunmehr Bilder direkt angezeigt werden können. Dann eben hier ein Link für das versagte Bild:

https://drive.google.com/file/d/1tIhDT0 ... sp=sharing
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