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Kurzfassung

Zur Kalibrierung von kleinsten Durchflüssen (<0,1 ml/min) wird in der PTB ein Kolbensystem zur volumetrischen Durchflussbestimmung aufgebaut, bei dem oberhalb der Dichtung des vertikal verfahrenden Kolbens eine Flüssigkeit mit geringem Dampfdruck eingebracht werden kann. Die bei diesem Messprozess üblicherweise entstehenden Unsicherheiten durch thermische Einträge werden minimiert. Ein optischer Kanal (gelb) ermöglicht über die Detektion der Höhe des Flüssigkeitspegels in zwei Sichtfenstern zusätzlich das Aufspüren von Undichtigkeiten im System. Durch dieses neuartige Verfahren zur Kalibrierung von Gasdurchflussmessgeräten werden so geringere Unsicherheiten erzielt.

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Hintergrund

Zur Kalibrierung von kleinen Durchflüssen werden Kolbensysteme eingesetzt, bei denen ein Kolben sehr langsam verfahren wird und dabei ein Gasvolumen transportiert und volumetrisch bestimmt. Für diese kleinen Durchflussmengen bedarf es geringe Messunsicherheiten. Im Messprozess haben zusätzliche Unsicherheiten durch thermische Einträge aber auch durch Undichtigkeiten an Dichtungen des Kolbensystem einen Einfluss.

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Lösung

Das Verfahren bedient sich eines senkrecht aufgebautes Kolbensystems zum Messen eines unbekannten oder Erzeugen eines vorgegebenen Durchflusses. Dabei wird über einen Zufluss eine Flüssigkeit in den Ringspalt zwischen Kolben und Gehäuse zugeführt. Damit ist das automatische Überwachen der Flüssigkeit auf Blasen und ein automatisches Ausgeben einer Warnmeldung, im Falle der Erkennung der Blasen, über eine optische Inspektion möglich. Durch die Erzeugung von kleinsten Volumenströmen werden die thermischen Einflüsse minimiert und durch eine optische Messeinrichtung Undichtigkeiten detektiert. Somit ist eine geringere Messunsicherheit, insbesondere bei der Erzeugung oder Messung kleiner Durchflüsse, von beispielsweise weniger als 1 ml pro Minute, möglich.

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Vorteile

• Messung kleinster Durchflüsse
• Reduzierung thermischer Einträge
• Detektion von Undichtigkeiten

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Anwendungsbereiche

Der wirtschaftliche Aspekt des neuartigen Dichtungskonzepts ist die Verringerung von thermischen Einflüssen auf die Kalibrierergebnisse. Zusätzlich ist die Verwendung zur Messung von entstehenden parasitären Gasvolumina, die durch Kolbendichtungen dringen können, denkbar. Das beschriebene Verfahren kann in Kalibrierlaboratorien, Hochpräzisionsmessungen in der Labortechnik sowie bei den Herstelllern von Durchflussmessgeräten zum Einsatz kommen.

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Service

Die Erfindung wurde zum deutschen Patent angemeldet. Lizenzen für die Nutzung sind verfügbar.