Schnelle Kommuni- kation im Steuerungs- und Anlagenbau

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Applikation
Herr Hensel, technischer Ingenieur des Geo-Instituts
und Andreas Zeller, der im Rahmen seiner Diplomarbeit
Forschungen an Gashydraten durchführt, in der Kältekammer.
Das Gashydrat-Pulver wird zur Gewichtsbestimmung
auf der Waage platziert.
Um während der Messung und dem späteren
Wägevorgang innerhalb des Stabilitätsbereiches
für Druck und Temperatur des Gashydrats
zu bleiben, muss die Probe auf ca.
–196°C (Temperatur von Flüssigstickstoff bei
Atmosphärendruck) abgekühlt werden.
Man kann sich leicht vorstellen, dass das
Wägen sehr kalter Proben große Probleme
bereitet, bedingt durch den starken Temperaturunterschied,
da eine erhebliche Menge
Luftfeuchtigkeit am Probengefäß kondensiert
und damit zu Ungenauigkeiten führt. Auch
eine weitere Methode, die Probe direkt im
Flüssigstickstoff zu wägen, brachte keine
zufriedenstellenden Ergebnisse.
Aus diesem Grund suchte man im Institut
der Universität Göttingen nach einer hochwertigen
Waage, die auch unter schwierigsten
Bedingungen, wie zum Beispiel extrem
niedriger Temperaturbereich, sicher, zuverlässig
und stabil arbeitet, um letztlich in der
institutseigenen Kältekammer (–10°C,
geringe relative Luftfeuchte) das Gewicht der
Proben zu ermitteln. Das Prüfmittel sollte
einfach zu bedienen sein und trotzdem größtmögliche
Funktionalität bieten und außerdem
den extrem hohen Ansprüchen an Genauigkeit
und Zuverlässigkeit der Wägeergebnisse
gerecht werden.
Die Sartorius Master pro LA Premium-Waage
erfüllt die Anforderungen optimal. Sie steht
heute in der Kältekammer des Geo-Instituts
und die Proben werden direkt in einem Edelstahlgefäß,
welches zuvor in Flüssigstückstoff
gekühlt wird, auf die Waageschale gestellt.
Produktfoto der Präzisionswaage LA4200, die im
Geo-Institut im Einsatz ist.
Der modulare Aufbau ermöglicht die Platzierung
der Bedien- und Anzeigeeinheit außerhalb
der Kältekammer (siehe Foto).
In der Kältekammer spielt sich Folgendes ab:
nachdem der Flüssigstickstoff außen verdampft
ist, kann ein stabiles Gewicht
ermittelt werden. Durch mehrmaliges Wägen
der gekühlten und temperierten Probengefäße
konnte die Differenz des scheinbaren
Gewichtes infolge des kalten Luftstromes
beziehungsweise der kälteren Luft innerhalb
des Gefäßes reproduzierbar ermittelt
werden. Dadurch ist es gelungen, den Fehler
der Gewichtsmessung innerhalb der Messgenauigkeit
der Waage zu halten.
„Wir sind mit der Waage sehr zufrieden und
hoffen, die Oberflächenmessung mit immer
kleineren Probenmengen zu verwirklichen“, so
Andreas Zeller, der gerade am Institut seine
Diplomarbeit über dieses Thema schreibt und
die Experimente durchführt und betreut.
Bisherige Messungen ergaben Oberflächenwerte
zwischen ca. 0.1 und 1.5 [m 2 /g] je
nachdem, wie weit die Formation des Gashydrates
aus Eis fortgeschritten war bzw.
die Hydratprobe zerkleinert wurde, da die
Oberfläche mit abnehmender durchschnittlicher
Korngröße zunimmt.
Die Hauptaufgabe in der näheren Zukunft
wird sein, das Modell des Porösen Hydrates
und die Probenherstellung so weit zu verfeinern,
dass man die Effekte durch
Oberflächenvergrößerung aufgrund unterschiedlicher
Korngrößen herausrechnen kann,
um letztlich eindeutige Aussagen über die
Porösität (Poren/Gesamtvolumen), auch
in natürlichem Gashydrat mittels der Oberflächenmessung,
treffen zu können.
Kennziffer: 045