1965 bis 2005 – 40 Jahre DMA

1965 begann Hans Stabinger die Verwendung von schwingenden Rohren zur Dichtebestimmung von Flüssigkeiten zu erforschen. Ihm wurde die Aufgabe gestellt im Rahmen der Röntgenkleinwinkelstreuung nach Prof. O. Kratky kleinste Dichteunterschiede an Lösungen zu messen. Zusammen mit H. Leopold, der den elektronischen Teil mit Hilfe der – damals noch jungen Technologie – übernahm, konnte bereits ein Jahr später ein funktionsfähiger Prototyp fertig gestellt werden.

Die Fa. Anton Paar, die bereits seit Jahren erfolgreich die Fertigung der Kleinwinkelkamera betrieb, übernahm, sozusagen als Hilfseinrichtung für die Kleinwinkelkamera, die Produktion des Dichtemessgerätes und der Name DMA (Dichtemessapparatur) wurde geboren. Bereits 1967 wurde die DMA 02 auf der Achema in Frankfurt vorgestellt. Bald stellte sich heraus, dass dieses Gerät weit über die Verwendung bei der Röntgenkleinwinkeluntersuchung als Ersatz für Senkkörpermessung und Pyknometer dienen konnte.

Die unkomplizierte Handhabung, der geringe Präparatverbrauch und die Schnelligkeit der Messung waren bislang unerreichte Vorzüge. Das erste Gerät DMA 02 war aus heutiger Sicht ausgesprochen primitiv. Sowohl vom mechanischen Aufbau als auch von der elektronischen Ausstattung waren damals enge Grenzen gesetzt. Der Erfolg selbst dieses einfachen Gerätes ermutigte die Entwickler nach allen Seiten hin die Verwendung der neuen Methode auszuloten.

Die rasante Entwicklung der Elektronik, sowie das bessere Verständnis der Physik des Biegeschwingers ließen eine Reihe von Geräten entstehen. Auf die DMA 02 folgten DMA 02B, DMA 02C, und DMA 02D, welche vor allem die Verfeinerung des Meßsystems brachten. Der Wunsch nach einem preiswerteren Gerät führte zur DMA 10, einer Minimalversion des Biegeschwingerprinzips.

Ab Mitte der 70er Jahre waren dann die verfügbaren elektronischen Komponenten soweit gereift, dass ein eingebauter Rechner die Dichte direkt anzeigen konnte. Bisher wurde nur ein Periodendauerwert angezeigt, der dann von Hand in einen Dichtewert umgerechnet wurde. Bislang aber nur für die niedrige Genauigkeitsklasse, da die Schwierigkeiten für hohe Genauigkeit unüberwindbar schienen. In diese Zeit fiel auch die Entwicklung des ersten batteriebetriebenen hand-held Gerätes DMA 35.

Die Zusammenarbeit mit Siemens Erlangen brachte uns in die Welt der Prozesstechnik. Aufgabe war es, die Konzentration einer Borsäurelösung im damals entstehenden AKW Stade über die Dichte zu messen. Die Anforderungen an Messzelle und Elektronik waren enorm und dementsprechend auch die Herausforderung an die Entwickler. Es musste im Durchfluss mit Metallschwingern gemessen werden und die Elektronik hatte die raue Kraftwerksumgebung zu bewältigen. Bis zur Stilllegung des AKW nach 32 Jahren Betrieb arbeiteten diese Geräte störungsfrei.

Eine neue Dichtemessfamilie wurde geboren – DPR (Dichteprozessrechner). Wegen der komplexeren Aufgaben am Prozesssektor wurden Geräte mit unterschiedlichen Schwingerdurchmessern, Materialien und Druck- und Temperaturbereichen entwickelt und gebaut. Das AKW war nur der Starter. Vor allem in der Nahrungsmittelproduktion (Getränke) wurden die DPR Systeme ein wesentlicher Bestandteil unserer Produktpalette.

Durch die Einführung der Thermostatisierung über Peltierelemente wurde mit der DMA 46 das erste stand alone Messgerät auf den Markt gebracht. Parallel wurde von H.Leopold ein elektronisches Thermometer entwickelt, welches letztlich im Dichtemessgerät integriert den kompletten Messaufbau ermöglichte.

Bis 1978 wurde vornehmlich am Aufbau der Geräte und dessen Perfektion gearbeitet. 1978 konnte H. Heimel ein ausgezeichneter Physiker, der auch den Kontakt zur Praxis nie verlor, für unser Entwicklungsteam gewonnen werden. Er befasste – und befasst sich noch – mit der Theorie des Biegeschwingers und zeigte gravierende Mängel in der Genauigkeit unserer Messgeräte auf.

Basierend auf den theoretischen Erkenntnissen und deren praktischen Bestätigung wurden Maßnahmen entwickelt, die es uns letztlich ermöglichen die Genauigkeit bis zur Nachweisgrenze zu steigern. Über die Typen DMA 48, DMA 80 gelangten wir schrittweise zur DMA 5000/4500, welche vom Messergebnis keine Wünsche mehr offen lässt.

Neben der Dichtemessung wurden auch Kombinationen mit der Messung anderer Flüssigkeitseigenschaften entwickelt. Die Kombination mit der Schallgeschwindigkeitsmessung, DSA 48 und DSA 5000, erlaubt die Konzentrationsbestimmung an Dreistoffgemischen, die Miteinbeziehung des Refraktionsindex konnte an die bekannten Messroutinen in der Getränkeindustrie anschließen und in einem neu entwickelten Rotationsviskosimeter ist die Dichtemessung zur Berechnung der kinematischen Viskosität ebenfalls integriert.

Wenn man die 40 Jahre zurückblickt scheint die Entwicklung der Biegeschwingermethode reibungslos vonstatten gegangen zu sein. Nicht erwähnt sind die vielen Irrwege die begangen und Fehlentwicklungen, die aus Unkenntnis des Neuen verfolgt wurden. Wir haben uns nie nach dem Bedarf orientieren können, da es für Unbekanntes keinen Bedarf gibt. Wir haben vielmehr versucht, gerade noch Machbares zu erforschen und weiter zu verfolgen.