I-Magnetrührer
Komponenten zur Erweiterung der Funktionalität von IMETER
- Das Intelligente Rührwerk -
![I-Magnetrührer mit Doppelkammer-Temperiergefäß I-Magnetrührer mit Doppelkammer-Temperiergefäß](/images/ART/kompakt/I-Magnetruehrer17.jpg)
Abb.1: I-Magnetrührer mit Temperiermesszelle
♦ Mischen
♦ Verwirbeln
♦ Schäumen
♦ Drehzahl vorgeben und messen
♦ Drehrichtungs-wechsel
♦ Viskositätsänderungen darstellen
♦ Plug & Play
♦ Programmierbar
♦ Manuelle und automatische Bedienung
♦ Integration im Berichtswesen
Der I-Magnetrührer ist ein unterstützendes Werkzeug in vielen IMETER-Anwendungen. Die variantenreiche Handhabung und Programmierbarkeit erlaubt Standard- und Sonderverfahren auszustatten. Dabei werden Anwendungen möglich, die für Rührgeräte neu sind.
Die Funktion vom I-Magnetrührer basiert auf der magnetischen Kopplung des Rührfischs mit einem rotierenden Permanentmagneten. Betriebsart und Drehzahl werden durch die Bedienelemente am I-Magnetrührer eingestellt. Es kann wahlweise eine Steuerung über die IMETER-Software oder durch manuelle Regelung gewählt werden. Der I-Magnetrührer verfügt über eine blaue LED zur visuellen Rückkopplung über die Drehung (blinkt 1x pro Umdrehung), einen Kippschalter, um die Drehzahl mittels Stellknopf manuell einzustellen sowie einen weiteren Schalter, um den I-Magnetrührer unabhängig von der Softwaresteuerung zu (de)aktivieren.
Die Software erlaubt die Einstellung und Messung der Drehzahl sowie den Wechsel der Drehrichtung. I-Magnetrührer kann gemäß >plug-and-play< im laufenden Betrieb ein- und ausgesteckt werden. Im IMETER-Berichtswesen können Rührleistung, Drehzahl und relative Drehzahl (zur Abschätzung von Mengen- oder Viskositätsänderungen) im Protokoll ausgegeben werden. Die reiche Funktionalität kann besonders bei wechselnden Aufgaben und in der IMPro-Entwicklung sehr nützlich sein. Nachfolgend eine Zusammenstellung verschiedener Anwendungsmöglichkeiten und von Erkenntnissen aus der Verwendung:
♦ z.B. Viskositätsänderung durch Dosierung, Menge, Temperatur
Bei einigen Messaufgaben kann die scheinbare Viskositätsänderung, wie sie aus der Entwicklung der relativen Drehzahl (à„Protokoll“-Befehl) ableitbar ist, nützliche Zusatzinformationen liefern: Bei der gleichen Ausgangsleistung erhöht sich die protokollierte Drehzahl, wenn entweder die Viskosität oder die Füllmenge abnimmt. Nützlich ist dies besonders bei der Kalibrierung von Dichte-Konzentrationskurven, der CMC-Bestimmung etc., wo die Viskosität nicht im Vordergrund steht, aber einen nutzbaren Gehalt an Zusatzinformation liefert.
♦ (horizontale) Temperaturgradienten z.B. bei der Dichtemessung
Eine Verbesserung konnte mit der Richtungsumkehr bei normalen Temperieraufgaben gefunden werden: Es zeigte sich, dass es bei unidirektionalem Rühren zu messbaren Temperaturgradienten kommen kann (sogar in Doppelwand-Temperiergefäßen), indem der am Gefäßradius sitzende Temperaturfühler in einer bisweilen messbar kälteren Schicht steht. Durch die Richtungsumkehr (<Wechsel>) werden die spezifisch leichteren, wärmeren Schichten auch bei oft notwendig geringer Drehzahl, rückverwirbelt. Dadurch wird eine Dichtemessung im Endeffekt sicherer und auch sonst störende Effekte einer Sedimentation vermieden.
Dichtegradienten können in anderem Zusammenhang durch eine passende Rührfrequenz absichtlich erzeugt werden, um z.B. eine Zyklon- oder Dekanter-Funktion darzustellen.
♦ Temperaturjustierung – Indikation des Einfrierens
Bei der Justierung des Temperaturfühlers (Offset-Einstellung) am Eispunkt (z.B.) von Wasser, bestand das Problem für das steuernde Messprogramm darin, den Sprung, bei dem das unterkühlte Medium plötzlich kristallisiert, zu erfassen. Der Zeitpunkt der Kristallisation kann nun durch das Steckenbleiben des Rührers durch das Messprogramm erfasst werden und so die weitere Befehlskette auslösen (z.B. Stopp der Unterkühlungsrampe bzw. Abschaltung des Thermostaten; erhöhte Messfrequenz der Temperaturaufzeichung etc.).
♦ Schaumerzeugung, Kombinationsverfahren
Die relativ hohen Drehzahlen (bei niederviskosen Fluiden) erschließen weitere Anwendungsmöglichkeiten von IMETER. Dazu gehört die beschleunigte Gleichgewichtseinstellung zwischen Flüssigkeiten und Gasphasen oder die reproduzierbare Erzeugung von Schäumen oder sensiblen Stoffmischungen.
![I-MagnSchaum1](/images/ART/kompakt/I-MagnSchaum1.jpg)
![I-MagnSchaum2](/images/ART/kompakt/I-MagnSchaum2.jpg)
Abb.2 : Schaumerzeugung (z. B.) am Ende einer CMC-Messung.
Abb.2 stammt von der Schlussuntersuchung einer CMC-Messung, bei der am Ende eine definierte Konzentration und Probenmenge hergestellt und diese mit definierter Drehzahl und Dauer zur Schaumerzeugung verwirbelt wird. In diesem Kombinationsverfahren wird über längere Zeit die Entwicklung von Festigkeit und Höhe des Schaums mittels des DeNoüy-Ring verfolgt.
Anmerkung: Die Aussagekraft jeglicher Messung wird durch die Präzisiertheit der Umstände bestimmt. Dies bedeutet im engeren Sinne eine praktische Rückführbarkeit (die zur Rückführbarkeit der Messnormale bei komplexen Materialeigenschaften als wesentlich hinzukommt). In einigen IMETER-Methoden ist die Messsituation sehr genau bestimmt. Dazu tragen die Funktionen von I-Magnetrührern bei bzw. können daran ansetzen – um beispielsweise kontrolliert eine vergleichbare Durchmischung oder den gleichen Schaum zu erzeugen.
Max. Viskosität:
Leistungsaufnahme:
Gewicht:
Rührtischformat (Länge x Dicke):
Anschluss:
ca. 500 m∙Pas
5 VA
ca. 0.5 kg
typisch 25 x 5 mm
12-poliger Rundstecker für den „C1-5“-Port (verfügbar am Lineartisch-,
am Innenraum- oder am Geräterückseiten-Panel).
Abb.3: Rührwirkung auf 60[mL] Wasser; von links 7.5, 15, 25 und 40 [U/sec]
Weitere Einzelheiten zur Bedienung, Anwendung und Programmierung erhalten Sie über die I-Magnetrührer Produktbeschreibung / Referenz (pdf mit 1.5MB).
IMETER Komponente I-SIF
zur Temperaturmessung
und für Druck, Luftfeuchte, Lufttemperatur und LuftDichte
hochgenau, justier- und kalibrierbar, universell einfach und automatisch. In allen Messmodulen anwendbar.
![Two ISIFs](/images/ART/I-SIF/Two_ISIFs.png)
I-SIF ist eine optionale Systemkomponente von IMETER V5. Der Kern ist ein hochauflösender AD-Wandler an dem Sensoren angeschlossen sind. I‑SIF wird über eine USB-Schnittstelle eingebunden; Konfiguration und Bedienung erfolgen aus dem IMETER Framework heraus. Eine eigene Bedienoberfläche macht den Funktionsumfang auf unkomplizierte Art zugänglich.
Zu den technischen Neuheiten, die mit I-SIF neu hinzukommen, gehört:
(A) die automatische Formatierung der Messdaten auf die tatsächlich anliegende Präzision. Damit werden Messwerte so angezeigt, wie es die aktuelle Signalgenauigkeit auf Basis von Mittelwert und Standardabweichung erlaubt.
(B) Für jeden Sensoranschluss können mehrere von selbst umschaltende Messbereiche mit spezifischen Auflösungen, Korrekturen und Messunsicherheiten eingestellt werden.
(C) Durch die Programmierung können die Sensoren unmittelbar über ihr Symbol angesprochen werden, z. B. „T * 1,8 + 32“ gibt sofort die Fühlertemperatur „T“ in Fahrenheit aus.
I-SIF kann in verschiedenen Varianten bezüglich der Art, der Anzahl, der Anordnung der Sensoren und die Verwendung als interne Komponente (in der IMETER5 - Hardware) oder in eigenem Gehäuse konfektioniert werden.
Intern |
Extern |
Mess-kanäle |
Anwendung |
|
I-SIF Bezeichung |
1.0i |
-- |
3 |
Automatische Luftdichtemessung (T, p, r.H.) zu genauester Massebestimmung bei Wägungen und zur Präzisionsdichtebestimmung an Flüssigkeiten und Feststoffen nach der Auftriebsmethode. |
1.1i |
1.1e |
4 |
Wie 1.0 jedoch mit Temperaturmessung im Millikelvin-Bereich. Sie ersetzt bzw. ergänzt die bisherige Temperaturmesseinrichtung. ISIF 1.1 ist als Standardmodell vorgesehen. | |
1.2i |
1.2e |
12 |
Wie 1.1 – mit mehreren Anschlüssen für verschiedene, frei konfigurierbare Sensoren. (Typ-Status: Planung) |
Die Integration und Anwendung der durch I-SIF hinzukommenden Möglichkeiten erfolgt wie bei allen Teilen im IMETER-Framework -- ausgestattet mit vielen Freiheitsgraden. I-SIF ist ein Baustein der unkomplizierten Art, um auch sehr spezifische Messmethoden zu modellieren und anzuwenden.
I-SIF ist ein elektronisches Messgerät, das die analogen Signale der Sensoren per 24bit- ΔΣ AD-Wandler digitalisiert. Die Standardeinstellungen erlauben einem Signal etwa 8.000.000 unterscheidbare Zustände einzunehmen. Das bedeutet, die Position eines Fußballes zwischen den Toren auf 0.01 Millimeter genau angeben zu können.
Alle I-SIF-Varianten bedienen mindestens je einen Druck-, Feuchte- und Temperatursensor. Die eingesetzten Druck- und Feuchtesensoren liefern elektrische Spannungen, die zur Luftdruck bzw. der Luftfeuchte proportional sind. Eine primäre Temperaturkompensation findet dabei bereits seitens der Sensoren statt. Die Temperaturmessung wird durch Pt100-Sensoren (Platin Widerstandsthermometer) in 4-Leiteranschluß mit Konstantstromquelle (0.6mA) realisiert. Alle Sensoren sind ratiometrisch und mit eigenem Referenzeingang angeschlossen, so dass die Drift der Kennwerte der elektronischen Bauteile und Schwankungen der Versorgungsspannung durch das Anschlussprinzip kompensiert werden. Den schleichenden Veränderungen wird durch die Kalibrierbarkeit und Korrekturmöglichkeit begegnet.
Zu den Aufgaben von I-SIF im IMETER-MessSystem gehört, dass die Richtigkeit der Druck und Temperatursensoren - praktikabel - zumindest plausibel - zurückgeführt werden können. Die auf Naturgesetzen, den Eigenschaften von Wasser und dem Justiergewicht der Wägezelle beruhende gegenseitige Absicherung/Prüfbarkeit der Sensordaten macht I-SIF zu einer Kernkomponente für die einzigartige Eigenschaft des IMETER-Systems als autonome Messeinrichtung.
Abb.1: I-SIF Test und Einstellungen
Komponenten zur Erweiterung der Funktionalität von IMETER I-SIF V3 ist die Das IMETER SensorInterface
Analoginterface " I-SIF"
Messbereich und - auflösung
♦ Temperatur: -50 bis 200°C, 1 mK
♦ Luftdruck : 20 bis 115kPa, 0.1 Pa
♦ Luftfeuchte: 0 bis 100%, 0.0001%
Über das I-SIF-Formular „Test und Einstellungen“ können die tiefer gelegenen Funktionen recht einfach getestet werden; aber vor allem ermöglicht es, die exakten Einstellungen der Sensoren vorzunehmen. Weitere Einzelheiten zur Anwendung, auch zur Programmierung und zu Spezifikationen etc., können Sie über die I-SIF Produktbeschreibung / Referenz (Pdf mit 3.5 MB) erhalten.
Spezifikationen und Beschreibung IMETER V6
IMETER besteht aus Hardware und Software. Die Hardware bestimmt für die jeweilige Messgerätefunktion über die Grenzen von Messbereich und -auflösung.
Grundgerät (Hardware Basis, Typ V6A)
- Gehäuse: Edelstahlverkleidung über massivem Aluminiumgerüst, stabiler und robuster Aufbau; geschützter und von drei Seiten zugänglicher Messraum (HxBxT=30x24x24cm), Frontscheibe mit Visierverschluss, verschiebbare Glasscheiben an den Seiten, Messraumbeleuchtung; Temperiermedien-Versorgung, Temperaturfühler- und Sensor/Aktoranschlüsse am Paralleltisch (Plattform) und Gehäuse, über Energiekette mitbewegte Leitungen; Libelle zur Vertikalausrichtung; Innenraum: durchgängig eloxierte Oberflächen. Schalter, Schnittstellen, Bedienelemente und Rückkopplungssignalisierung als austauschbare Edelstahlpanele auf Vorder- und Rückseite.
- Gewicht 27 kg, Höhe 56 cm, Breite 27 cm, Tiefe 40 cm.
- Einsatz: Als Aufstellort ist ein stabiler Labortisch oder eine Wand-Tischmontage erforderlich, geschützt vor direkter Sonneneinstrahlung und Zugluft. Betriebstemperaturbereich 10 bis 40°C, 20 bis 85% relative Luftfeuchte (nicht-kondensierend).
- Versorgung / Verbrauch: 100-250V 1~ N 50/60Hz, typischer Verbrauch 12 VA.
- Positioniereinrichtung / Paralleltisch / Plattform: Wegauflösung 0,001 mm, Geschwindigkeit 0.001 bis 25 mm/sec, wahlfreie Beschleunigungsraten. Platform Hubhöhe ca. 135 mm, Positioniertreue über den ganzen Stellbereich 1 µm, max. bewegliche Last 10 kg (Gewicht von Probenhalter/Vorlagen); spielfreier Kugelgewindetrieb (OEM Bosch-Rexroth), Standard-Adapterplattform (Ø60/72 mm) zur Aufnahme verschiedener Mess- und Prüfvorrichtungen.
- Kraftmessung / Wägezelle: Wägebereich 220 g, 0.1 (0.01) mg Auflösung (2.2 N / 0.1 µN ), Linearität 0.2 mg (2 µN), dauerhaft korrekt durch automatische Justiergewichtschaltung (OEM Sartorius AG, Göttingen).
Temperaturmessung & 24bit -Analogsensorik :IMETER Sensorinterface (I-SIF), Temperaturmessung über unser elektronisches Präzisionsthermometer, Fühlertyp Pt100, Messbereich von ‑50 bis +150°C, Auflösung 0.001°C, Unsicherheit ±0.01°C, Sensor in Edelstahlröhre (Länge 100mm, Ø2mm), 4-Leitertechnik, an DIN-Stecker, kalibrierbare Temperaturanzeige. Wahlweise externer oder interner Einbau. Optional zusätzliche analoger Eingangssignale mit 24 bit Auflösung: Konfektioniert z.B. mit Lufttemperaturmessung -10-bis +60°C, Auflösung 0.01°C, Luftfeuchtemessung 0-100% r.H., Auflösung 0.001%, Luftdruckmessung 20-115 kPa, Auflösung 0.0001 kPa (konfiguriert für gaspyknometerische Messungen, automatische Luftdichtemessung).
- Interne Sensoren: vier digitale Temperaturfühler (2x von -50 bis 120°C, 2x von -40 bis +80°C, Auflösung 0.1°C, kalibrierbar), Luftfeuchte Sensor (0 bis 99%, 0.1% Auflösung, mit Temperaturfühler an Wägezelle, kalibrierbar), Drucksensor (30 - 125 kPa, Auflösung 0.005 kPa, kalibrierbar).
IMETER V6 bietet vielfältige Anschlußmöglichkeiten für Erweiterungen:
- Ein- und Ausgänge: Sechs Rundsteckdosen (12- und 14-polig [OEM Binder Serie 723]) sind paarweise über den Paralleltisch, an der Innenraum-Rückwand und an der Geräterückseite vorhanden. Es werden darüber sechs Analogeingänge (Auflösung 2x 12bit, 10V, 4x 10bit, 5V), sechs Analogausgänge (PWM, 3x 1000mA, PWM 3x 500mA, OD), sechs digitale Schaltausgänge (je 1000mA, OD) und drei Relais-Schalter (gegen Masse) zur Verfügung gestellt. Zusätzlich werden über die Buchsen +12 und +5V Versorgungsspannung, Masse und der I²C-Bus herausgeführt .
- Aktorische Erweiterungen: freie konfigurierbare Hebe-, Dreh-, Positionier-Vorrichtungen sind über drei 14-Poligen Gehäusestecker verfügbar. Sie ermöglichen bis zu fünf zusätzliche linear oder/und radial- angetriebene Achsen; kleinere Motoren sind ohne Zusatznetzteil verfügbar (für Schrittmotoren bis 2A, Positionierwinkel der Drehachse 0.003° Auflösung - ohne Getriebe).
- Hardware Schnittstellen: Drei integrierte serielle Schnittstellen, einen USB-Anschluss für zusätzliche Geräte und Sensoren (bis zu 252 USB/serielle Geräteschnittstellen sind adressierbar); die Schnittstellen werden durch den Netzschalter de/aktiviert. Softwareseitig werden I-SIF, I-Magnetrührer, Huber-Thermostate, Fluke Messgeräte und Dosierpumpen mit allen Funktionen durch Messprogramme ferngesteuert. Ein Klinkenanschluss für eine 5V/9V/12V/24V Spannungsversorgung z.B. für ein Taschenmessgerät ist ebenfalls vorhanden.
- Medien-Kanäle: Temperiermedien- Durchleitung über die Gehäuserückseite über 10 mm Ø Silikonschläuche zur Plattform sowie eine
Zuführung für Prozessmedien (z.B. bei Online-Messungen) per 25 mm Ø Fallrohr, welcher durch Gehäuse und Bodenplatte Messraum und Umgebung verbindet.
- Temperiermedien: Umwälzfluide zur Temperierung werden über die über die Gehäusedurchführung und die Energiekette zur Plattform geleitet. Temperaturbereich der Medien für den Dazergebrauch 10 bis 40°C. Bei Einsatz geeigneter Maßnahmen (Hitzeschild) können Temperaturen zwischen -50 bis +150°C dargestellt werden.
Die Komponenten der Hardware bestimmen für die jeweilige Messgerätefunktion die prinzipiellen Grenzen von Messbereich und -Auflösung. Die Hardware des beschriebenen Typmusters V6AC ist eine Modellvariante; andere Sensor/Aktor-Konfigurationen sind möglich.
Software - Framework für Microsoft Windows 10
Integrales Programmpaket für die Steuerung der Hardware, für eigene und vordefinierte Verfahren der Messdatenauswertung und Ergebnisdarstellung, Vergleiche, Ausgabe sowie zur Archivierung; ausgestattet mit einem durchgängigen Bedienkonzept für Messung/Prüfung/Steuerung von vor- und selbst definierbaren Materialkennwerten und Steuerungsverfahren.
Die IMETER-Software besteht aus zwei Programmpacketen (Akquisition und Auswertung). Die Hardwareeigenschaften sind als Konfigurationsdaten in der Software gespiegelt. Entsprechend können völlig andere Sensoren/Aktoren zum Einsatz kommen, denn nur die einzelnen IMETER-Messprogramme (IMPros) stellen die jeweils konkrete Ablaufsteuerung - die Auswertung ist rein symbolisch und damit unabhängig von der Hardware; sie verwendet jedoch deren Spezifikationen als Rechenparameter z.B. für die Bestimmung von Messunsicherheiten.
- Software Versionen: Akqusition R7.0 (Komponenten-Management, Programmeditor, Steuerung ...) und Auswertungsprogramm R5.0 (Datenbank, Berichtsgenerator ...).
- Messverfahren: Mit Echt-Zeit-Anzeige von Messergebnissen, Resultatverläufen und aktuellen Sensormesswerten in Zahlen und Diagrammen; Funktionalität zur Unterstützung von Screenings; Handhabung verschiedenster Prüfabläufe und Aufgaben auch bei stark wechselnden Anforderungen und mit extrem anpassungsfähigen, intelligenten und interaktiven Verfahren. Verfügbare Reglerfunktionen und freie Komponentensteuerung.
- Modellierung: Messverfahren können passgenau auf die Erfordernisse der Aufgabe und die Qualifikation des Prüfers in einer komfortablen Entwicklungsumgebung modelliert werden. Dafür sind keine Programmiersprachenkenntnisse erforderlich. Die Neuerstellung/Abwandlung der Verfahren ist unkompliziert; automatische Anweisungsprüfung und Parametervorlage; Messabläufe mit Benutzerdialogen und Feedbackmeldungen, Ereignissteuerung, kybernetische Funktionen, genau definierte und reproduzierende Verfahren, vollständige Rückverfolgbarkeit, überzeitliche Vergleichbarkeit von Resultaten. Die Funktionsweise von Messprogrammteilen kann in der Entwicklungsumgebung unmittelbar mit IMETER V6 getestet werden.
- Messkörperdatenbank: Organisierte Handhabung von (Normal-)Eigenschaften der Messkörper; Möglichkeit eigene Messkörper zu definieren; einfache Kalibrierung per Knopfdruck mit Messergebnissen von Normalflüssigkeiten / Artefakten – und mit Kalibrierberichten.
- Referenzdatenbank: Änder- und erweiterbare Stoffdatenbank zu Oberflächenspannung, Dichte, Viskosität und Festkörperdichte mit 2000 Einträgen aus der Literatur - größtenteils mit den Temperaturgängen der Kennzahlen. Erweiterbarkeit auch mit eigenen Messdaten (z.B. von Produkten und Formulierungen). Messergebnisse können so temperatur-unabhängig bewertet werden, die Relation ist/soll – bei QS-Aufgaben die zentrale Frage – wird sofort geklärt (Einsparung von Temperieraufwand und -Zeit). Bei Messungen werden benötigte Daten auch automatisch bereitgestellt, wie z.B. die Dichte zur Messung der Oberflächenspannung (M1) oder Normaldaten von Referenzstoffen für Kalibrierzwecke.
- Ergebnisse: Messungen liefern ablagefertige Prüfberichte mit Ergebnis-Statistiken, Tabellen, Diagrammen, Angaben zur Prüfmittelüberwachungen etc.; Korrekturen an Eingabedaten und Neuberechnungen aus den Rohdaten sind nachträglich möglich; Es wird ein Audit-Trail geführt; die Zugänglichkeit und Exportierbarkeit der Berichte und Daten ist gewährleistet, es herrscht vollständige Transparenz. (Berichte haben einen Manipulationsschutz [Authentifizierungscode] aber sind gleichwohl im Darstellungsformular bearbeitbar, exportierbar nach MS-Word, speicherbar im rtf-Format; Individuelle Einstellmöglichkeiten an Diagrammen, am Datenumfang und im Design sind vorhanden. Tabellendaten sind MS-Excel-kompatibel); Ergebnisvergleiche durch Overlay-Funktionen der Diagramme; Charts als Vektorgrafiken, wobei zusätzlich die numerischen Chart-Daten über die Zwischenablage in anderen Anwendungen verwendbar sind. Die Anforderungen nach GLP, GMP, FDA 21 cfr.11 etc. werden (soweit einschlägig) erfüllt. Die Daten der Messungen werden in geschützten Datenbanken gespeichert. Datenbank-Servicefunktionen (Neuanlage, Reparatur/Kompression, automatisches Datenbankbackup) sind ebenfalls Teil des Funktionsumfangs.
Beschaffung eines IMETER-MessSystems
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Produktbeschreibung IMETER V6
Gegenstand des IMETER-MessSystems sind die materiellen Eigenschaften von Stoffen. IMETER ist für Anwender, Gestalter und Forscher, die hinter die Dinge schauen wollen oder müssen, dabei ein Mittel für hocheffektive Messtechnik. Das System dient der Feststellung der grundlegenden Eigenschaften von Materie und deren vielfältigen Wechselwirkungen. Mit IMETER steht Ihnen ein ungewöhnliches Instrument zur Verfügung, welches ein modernes, einzigartiges Konzept und einige exklusive Features vorweist. Wie breit Sie von den angebotenen Möglichkeiten Gebrauch machen wollen, ist Ihnen überlassen. Sie können beim einfachen Anwenden bleiben aber auch sehr viel tiefer gehen!
Wie alle physischen Werkstoffeigenschaften basiert IMETER auf der Messung von Weg-Zeit-Kraft (Masse, Temperatur) und einer interaktiven, universellen Steuerung, um jede Werkstoffsprache sprechen zu können. IMETER ist ein MessSystem der grundlegenden Zusammenhänge.
IMETER ist ein ideales "Messgerät" für reale Stoffe. Es erfüllt Mess-, Steuer-, Regelungsaufgaben umfassend, organisiert Abläufe und kann Sie auf jeder Anspruchsebene begleiten. Ihre - nicht immer vordergründigen Vorteile mit IMETER - sind begründet:
→ Einfacher und Anspruchsvoller: Bei der Handhabung von IMETER sind in den Grenzen von extrem einfach bis höchst anspruchsvoll alle Schattierungen wählbar. Das Ausführen von Messungen kann ohne irgend eine andere Aktion einfach durch das Einsetzen eines Messkörpers erfolgen (♦ AIM-Integration). Sie können aber auch aus dem Kachelmenü (z.B. am Touchscreen) auswählen, welche Messung erfolgen soll und je nach dem noch die gewünschten Rahmenbedingungen für eine Messung einstellen. Die Messung kann vollautomatisch ablaufen oder mit Dialogen und Benutzerführung für eine besonders sichere und einfache Bedienbarkeit ausgestaltet werden.
IMETER beherrscht die Dimension "Zeit", das ermöglicht völlig andere Konzeptionen. So ist beispielsweise bei der simultanen Dichte- und Viskositätsmessung anderer Hersteller ein Dichtemessgerät und ein Viskositätsmessgerät hintereinandergestellt. Die Verkettung von Einzelgeräten ist hier in vieler Hinsicht eine ungeheuerliche Ressourcenvergeudung, wenn man diesen klassischen Ansatz mit der IMETER-Methode ♦ DiVA M5 vergleicht, bei der letztlich nur ein einzelner Kraftsensor gebraucht wird, um mehr genauere und richtigere Stoffdaten zu messen.
→ Modularer Aufbau (1): Die Steuer- und Auswertesoftware ist ein „Framework“ und stellt einen formalen Rahmen für Geräteeigenschaften, Bedienung, Messablauf, Auswertung, Ausgabe und Archivierung. Die einzelnen Messfunktionen sind durch Methodenmodule verfügbar. Für jedes Modul können beliebig viele, allgemeine oder spezifische IMETER Mess-Programme (IMPro) vorhanden sein. Ein IMPro ist quasi eine App. Ein IMETER-Methodenmodul entspricht dem Betriebssystem für die jeweilige Messgröße, über das die Apps laufen. Es hat nur wenige Regeln und skaliert sich selbst.
→ Modularer Aufbau (2): Damit ein IMETER als Messgerät funktioniert, braucht es mindestens eine Kraftmessung und einen Linearantrieb. Es gibt eine ganze Reihe von Modulkomponenten, die eingesetzt werden können, damit eine Messfunktion bequemer funktioniert. Von der Seite des IMPros etwa ist die Ablesung der Temperatur ein einfacher Befehl, der, wenn am System ein Temperaturmesser angeschlossen ist, automatisch abläuft. Fehlt die Komponente, wird der Prüfer gefragt. Da die Temperatur eine wichtige Messgröße ist, können verschiedene elektronische Temperaturmesser als Module angeschlossen werden. Als oft wichtige Komponenten dienen außerdem I-Magnetrührer, Umwälzthermostat, Pumpen, elektronische Multimeter, pH-Meter (...) und natürlich die jeweiligen Messkörper oder Artefakte, Gefäße, Adapter und andere Hilfsmittel, die aufgabenbezogen eingesetzt werden können. Es handelt sich hierbei um Ausrüstungsteile, die oft Methodenmodul-übergreifend eingesetzt werden. Viele der Komponenten sind durch einfache Schnittstellen im Gerätekontext verankert und auf dieser Basis austauschbar. Apps können responsiv gestaltet sein und auf das Vorhandensein von Komponentenmodulen verschieden reagieren. Geräte aber auch Messkörper (Messnormale) haben oft sehr einfache Schnittstellen (z.B. Masse, geometrische Dimensionen) und sind austauschbar, d.h. vielfach aus anderen Quellen verfügbar. Anwender können sogar selbst geschaffene Hardware-Module anwenden (z.B. auf Basis von Arduinos, Genuinos). Modular ist auch ganz grundsätzlich die Hardware von IMETER, die von der Software aus gesehen 'virtuell' ist. Die Sensoren sind nicht nur Module, sie sind auch beweglich und erhalten ortsabhängige Bedeutung - z.B. wo genau die Temperatur gemessen wird. Je nach Konfiguration können Sensoren und Aktoren anders dimensioniert sein, z.B. könnte eine Mikrowaage für die Kraftmessung eingesetzt werden. Die Auswirkungen auf Messbereiche, Präzision, Auflösung folgen daraus automatisch. - Wenn je etwas modular war oder ist, d.h. als Modul vorhanden oder nicht, als Modul in Leistung spezifizierbar und als Modul örtlich unbestimmt, dann wohl ganz gewiss das IMETER-System.
→ Definitionsmethoden: Die Methodenmodule (außer der AdHoc-Verfahren) repräsentieren im Kern klassische Messmethoden. Dieser Kern wird mit IMETER intstrumentiert und automatisiert und kann (auch vom Anwender) in wahlfreie Zusammenhänge gesetzt werden (inline-Messungen, Regelungen über Stoffkennzahlen, kaskadierte Automationen). Zumeist sind Verfahren entwickelt, die die Drifts des Führungssensors - d.h. die Wägezelle - eliminieren und driftfreie Messwiederholungen erlauben (bei M1, M2, M5, M8, M9). Nur so kann aus ermittelten Einzelwerten die tatsächliche Messunsicherheit experimentell bestimmt werden. Denn das spezifische Verhalten der Probensubstanzen und jeweilige Messbedingungen korrigieren so die aus Messbereich und Messunsicherheit der Sensoren nur unvollständig vorhersagbaren Fehlergrenzen. Automatische Mittelwertsbestimmungen aus unabhängigen Einzelwerten bieten Vorteile, die mindestens erheblich sind.
→ Transparenz: Ob IMETER als „Blackbox“ betrieben wird oder als kristallklares, versteh- und analysierbares Automationsinstrument, steht Ihnen frei. Die Möglichkeit, bei Bedarf auch hinter die Kulissen zu blicken, ist didaktisch hilfreich und bietet die Möglichkeit für grundsätzliches Verstehen und Ansatzpunkte für Optimierungen aller Art. Nicht zuletzt beruht das Potential von IMETER zur Weiterentwicklung vorhandener und weiterer Methodenmodule und IMPros auf der Konzeption, dass Zustände, Vorgänge und Ergebnisse aus einem zuordenbaren Kontext stammen. Aufgaben, Verfahren und Erkenntnis befinden sich dadurch in Co-Evolution.
![Ein Gewichtsstück ist eine ausdauernde Massverkörperung für die Einheit Masse / Gewicht](/images/ART/kompakt/Adjusting-mass.jpg)
→ Rückführbarkeit(en): Die meisten Methodenmodule verwenden die Waage. Zur Bestimmung von Gewicht, Masse und Kraft wird bei IMETER V6 eine eichfähige Wägezelle mit automatischer Justiergewichtsschaltung verwendet. Sie stellt die eine Seite einer Gleichung dar, die auch jederzeit und überaus einfach mit einem externen Masse- bzw. Gewichtsnormal geprüft werden kann. Kein anderer mechanischer Sensor verfügt über ähnlich hohe Messbereiche, Auflösungen, Stabilität bei gleichzeitig unkomplizierter Überprüfbarkeit. Auf dem Eichgewicht der Wägezelle beruhend lässt sich die Werkstoffphysik praktisch nachbilden. Gebraucht wird hierfür Wasser mit seinen wohlbekannten Eigenschaften. Damit kann die Temperaturmessung für 0°C geprüft/kalibriert werden, ebenso die Siedetemperatur bei 100°C. Mit Waage, Temperatur- und Druckmessung und Wasser kann das Volumen von Feststoffen auf das Genaueste bestimmt werden. So erhält man durch Umstellung der Gleichung eine Massverkörperung (Messkörper) für die Bestimmung der Flüssigkeitsdichte. Über die Temperaturabhängigkeit der Wasserdichte (oder einer anderen Referenz) lassen sich dann über die Wägung wiederum beliebige Temperaturwerte kalibrieren. Der Lineartisch kann mit Endmaßen geprüft/kalibriert werden. Die Genauigkeit der Längen(-vergleichs-)messung kann extreme Werte annehmen, wenn die Elastizität des Wägemechanismus' berücksichtigt wird (die IMETER V6-Waage löst 220g über die Elongation von etwa 50µm auf!). Die Sensoren sind jeder für sich sowie gegeneinander überprüfbar und die Methodenmodule gestalten die Synthese von Sensordaten und Normaleigenschaften zu materiellen Kennzahlen. Um das Thema nicht zu strapazieren, sei schließlich noch genannt, dass, um die Oberflächenspannung und Viskosität abzusichern, meist ebenfalls nur Wasser benötigt wird. Die Prüf- oder Kalibrierverfahren werden durch die unmittelbare Vorlage entsprechender Referenzdaten noch während der Messung anschaulich dargestellt. -- Gut, wenn Sie verstehen, dass das IMETER-MessSystem bedeutende Messgrößen aus sich selbst schöpfen kann und somit weitgehend autark und autonom ist.
→ Integration: Das IMETER-MessSystem bietet einen ganzheitlichen Ansatz für Haupt- und Nebenaufgaben zu Betrieb und Aufrechterhaltung des prozessgesteuerten MSR-Systems. Es verfügt über einen Reportgenerator für ausführlich dokumentierte Prüfberichte mit Diagrammen, Tabellen, Audit-Trail, Prüfmittelüberwachung, Laborjournalfunktionen, Ergebnis- und Referenzvergleiche, LIMS-Funktionen; GLP/GMP gerechte Dokumentation, Exportfunktionen, Organisation in Datenbanken mit übersichtlichem Zugriff auf frühere Messungen und vielfältige Vergleichsmöglichkeiten der Resultate untereinander (…). Es erledigt ein Großteil der Aufgaben automatisch. Dabei ist die Bedienung auf kurze Wege optimiert; Effizienz ist zentral. Ergebnisse erscheinen in ‚Echtzeit’ und können für Steuerungs- und Reglungsfunktionen eingesetzt werden. Zeitlich können Messungen, Regelungen oder Monitoring-aufgaben praktisch unbegrenzt und ausdauernd extrem exakt ablaufen (z. B. mit „in-Process-Justierungen“).
→ Nachhaltigkeit: Konzeption, Methoden und Komponenten unterliegen – soweit man das sagen kann – keinem Modernitätsverlust. Weiterentwicklungen und Erweiterungen betreffen über Elektronik, Sensoren und Softwareanteile keine ressourcenintensiven Komponenten oder gar die Hardware insgesamt. Die Methoden sind skalierbar, arbeiten oft temperaturunabhängig und sind im Normalfall auf geringe Probenmengen getrimmt, wodurch der Energie bzw. Rohstoffverbrauch auch herabgesetzt wird. Es gibt keine Verbrauchsmaterialien und physikalische Messungen sind grundsätzlich eher zerstörungs- und abfallfrei. In Messungen wird mit IMETER eine sehr hohe Informationsdichte erreicht, die durch Eindeutigkeit und metrologisch-methodische Korrektheit überzeitliche Vergleiche ermöglicht und/bzw. Aufwendungen durch Wiederholungs- oder Vergleichsmessungen reduziert. Das IMETER MessSystem beinhaltet Funktionen zur Kalibrierung von Messkörpern anhand der Messdaten von Referenzmaterialien. Alle Möglichkeiten werden sehr weitgehend genutzt. IMETER kann in den richtigen Händen ein mächtiges Werkzeug sein, so dass es eben auch kleineren Instituten erlaubt, mit einem relativ geringen Mittelaufwand, Aufgaben zu stemmen, die wegen der Komplexität eigentlich nicht erreichbar scheinen. Es können Aufgaben automatisiert erledigt werden, von denen man schlicht nicht erwarten würde, dass für selbige je ein Automat gebaut wird. Sie könnten selbst spezifische Regelungen oder Prüfmethoden für sehr spezielle Eigenschaften entwickeln und so der vielleicht vorgezeichneten Zukunft als instrumentierter Knöpfchendrücker entgehen?
IMETER entwickelt sich schon seit einigen Jahren. So wurden die alten IMETER Baureihen V4 und V5 bei uns mit neuer Software, Elektronik und Verkabelung versehen. Indem sie weiter betrieben werden, werden die teuren Komponenten mit entsprechend verfeinerten technisch-elektronischen Möglichkeiten, der weiterentwickelten Software und unter Windows 10 weitergenutzt. Frühere IMPros und die Messdaten bleiben somit kompatibel. Von Kunden, die ihr IMETER nicht mehr verwenden, kaufen wir es zurück.
Die Entwicklung von IMETER erfolgte und erfolgt im Bewusstsein endlicher Ressourcen. Das umgesetzte Ergebnis gemäß unseres Verstehens einer vernetzten und gefährdeten Welt ist bezüglich unseres Arbeitsfeldes auf dieser Seite zusammengefasst. Dabei ist uns die Diskrepanz zwischen vernünftigem Betriebswirtschaften - zu dem, was wir tun und anbieten klar.