Aufgabenstellung

Die Dichte der Glasproben wird mit der Sinkmethode nach M. A. Knight ermittelt. Das bedeutet, dass jedes der 6 Prüfgläser mit 2 Glasproben und einer zusätzlichen Referenzprobe bestückt wird. Befüllt werden die Prüfgläser mit einer Prüfflüssigkeit, die aus einer Bromnaphtalin- oder Tetrabromethan-Mischung besteht. Erhitzt wird diese Flüssigkeit indirekt in einem Wasserbad mit destilliertem Wasser.

Die Dichte der Prüfflüssigkeit muss zu Beginn der Messung größer sein als die Dichte der Glaskörper. Dadurch schwimmen die Glaskörper auf der Oberfläche. Mit dem Start der Messung wird die Badtemperatur langsam erhöht. Dadurch steigt natürlich auch die Temperatur der Prüf­flüssigkeit. Im Gegensatz dazu fällt deren Dichte. Dies hat zur Folge, dass die Glasproben, abhängig von der eigenen Dichte, schneller oder langsamer sinken.

Nach einer bestimmten Zeit passieren die Glaskörper eine Lichtschranke, die automatisch erkennt, ob es sich um die Referenzprobe oder eine der Glasproben handelt. In Abhängigkeit von den verschiedenen Temperaturen beim Passieren der Lichtschranke und von den entsprechenden Zeiten wird die Dichte der Glasproben errechnet und dargestellt.

Lösungsansatz

Realisiert wurde die technische Lösung mit dem Automatisierungssystem JUMO mTRON T. Denn um die gewünschte und benötigte Messgenauigkeit von ± 0,0002 Gramm pro Kubikzentimeter erreichen zu können, ist es notwendig, eine extrem exakt arbeitende Hardware einzusetzen. Diese Möglichkeit ist mit den JUMO-Widerstandsthermometern der Klasse A und den hochpräzisen, galvanisch getrennten JUMO mTRON T Vierkanal-Analogeingangsmodulen gegeben. Die Dichte der Referenzproben wird im übersichtlich gestalteten Prozessbild des JUMO mTRON T Multifunktionspanels eingegeben.

Die Messdaten können per USB-Speicherstick oder Ethernet-Schnittstelle aus dem JUMO mTRON T Multifunktionspanel ausgelesen werden. Die Auswertung und Visualisierung der Messdaten und -ergebnisse erfolgt mit dem Softwarepaket JUMO PCA 3000/PCC. Mit der Formularfunktionalität wird automatisch ein individuell gestaltbares Prüfprotokoll erstellt. Dieses kann als PDF-Datei abgespeichert oder direkt ausgedruckt und unterzeichnet werden.

Projektergebnis

Da ein Messvorgang der Glasdichte circa 1 bis 2 Stunden dauert, konnte durch die Automatisierung mit JUMO mTRON T eine erhebliche Prozessverbesserung erzielt werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, gleichzeitig 6 Messungen durchführen zu können.