Stabinger Messtechnik

Erster Dichteschwinger 1966

Der erste 1966 gebaute Dichte-Messschwinger trug am vorderen Ende eine Hohlkugel zur Aufnahme des Hauptteiles der Probe und wurde mit Hilfe eines Magnet-Spulen-Systems zu Eigenschwingungen angeregt.

Mitte der 1960er Jahre wurde DI Hans Stabinger als Studienassistent am Institut für physikalische Chemie der Karl-Franzens-Universität in Graz mit der Aufgabe betraut, die Dichte von Flüssigkeiten mit der Pyknometer-Methode mit höchstmöglicher Genauigkeit zu bestimmen. Diese Arbeit ist mühsam, zeitraubend und erfordert zudem große Probenmengen. Stabinger suchte daher nach Alternativen und begann mit sogenannten Biegeschwingern zu experimentieren, bei denen im Wesentlichen ein U-förmig gebogenes und an den Enden eingespanntes Rohr, meist aus Glas, das mit der Probe befüllt wird, zu Schwingungen in seiner Eigenfrequenz angezeigt wírd. Aus der Schwingungsdauer dieses Gebildes lässt sich die Dichte der Probe errechnen, wenn vorher durch Messungen an zwei Proben bekannter Dichte die Parameter dieses Schwinggebildes bestimmt wurden.

DMA 02C

Bereits 1967 wurde das erste Digitale Dichtemessgerät, die DMA 02C auf der Achema in Frankfurt vorgestellt.

Merkmale: Elektromagnetisch erregter Glasbiegeschwinger, damals wie heute mit 2 mm Innendurchmesser in einem Kupfergehäuse, das mittels eines externen Flüssigkeits-Thermostaten temperiert wurde. Ein 100 kHz-Schwingquarz diente als Zeitbasis und ein 7-stelliger Zähler zur Ausgabe der Schwingungsdauer. Daraus musste extern die Probendichte errechnet werden. Jede Dekade des Zählers beanspruchte eine Platine im Europakartenformat, sodass fast der gesamte Innenraum des Gehäuses von der Zählelektronik eingenommen wurde. Die Ansteuerung der nach dem Glimmlampenprinzip arbeitenden Nixie-Röhren erfolgte mittels diskreter Hochspannungstransistoren. Der Bau und Vertrieb wurde von der Anton Paar GmbH, in der BRD von Dr. Virus, zum stolzen Preis von 100.000,-- Österreichischen Schilling durchgeführt. Damals glaubten wir eine Messunsicherheit von 0,000001 g/ccm erreichen zu können, womit wir die Wahrheit um den Faktor 1000 verfehlten. Immerhin erzielten wir eine bis dahin unerreichte Präzision von 0,000001 g/ccm.

Glasbläserarbeit in höchster Perfektion

Als Mann der ersten Stunde hat August Höfler (genannt der „Bürstl“) von der Fa. Bartelt in Graz, seit den Anfängen 1965 bis zu seinem Eintritt in den Ruhestand die Glasbläserarbeiten für unsere Geräte mit hohem persönlichem Einsatz und phänomenalem Können durchgeführt. Er hat damit wesentlich zum Gelingen vieler Projekte beigetragen.

DMA 10

Ein einfaches Dichtemessgerät der frühen 70er-Jahre mit eingeschränkter Genauigkeit.

Merkmal: Elektromagnetisch erregter Glasschwinger in Messinggehäuse mit externer Thermostatisierung. Die Verwendung integrierter Bauteile für die Dekadenzähler und die Hochspannungssteuerung der Glimmentladungsröhren erlaubte einen Aufbau der kompletten Elektronik auf nur einer Platine. Die Messwertausgabe erfolgte als Periodendauer, woraus extern die Dichte errechnet werden musste.

DMA 60/602

Erste Hälfte der 70er Jahre: Trennung von Elektronik (DMA 60) und Messzelle (DMA 602).

Erstmalige Verwendung eines Frequenzvervielfachers, um eine zweite Messzelle als Zeitbasis für die erste verwenden zu können, wodurch sehr genaue Messungen von Dichtedifferenzen möglich wurden. Als Messwert wurde die Periodendauer des Messschwingers auf einer 7-Segment-LED-Ziffernanzeige ausgegeben, daraus musste extern erst die Dichte errechnet werden. Der Biegeschwinger ist von einem innen wasserstoffgefüllten gläsernen Mantelrohr umgeben, das von der Thermostatflüssigkeit eines externen Thermostaten durchströmt wird. Die Wasserstofffüllung des Schwingergehäuses bewirkte einen ca. 8-fach schnelleren Temperaturangleich der Probe an die Solltemperatur.

DMA 55

Erstes Dichtemessgerät mit eingebautem digitalen Rechner.

Dichtemessgerät mit digitaler Ausgabe der Dichte. Eingabe der extern berechneten Apparatekonstanten mittels Ziffernschaltern. Messzelle ähnlich wie beim Dichtemessgerät DMA 602. Thermostatisierung mittels externem Flüssigkeitsthermostats.

Prozess Dichte- und Schallgeschwindigkeits-messgeräte

Dichtemessung in der Prozesstechnik

Die meisten unserer Messgeräte für das Labor haben eine Entsprechung in der Prozessmesstechnik. Im Bild eine DPRn 427 Messzelle die seit den frühen 1990er Jahren gebaut wird.

Externe Messzelle

Für spezielle Anwendungen wurden Messzellen entwickelt, welche in Verbindung mit einem Standard- Laborgerät betrieben wurden. Beispielsweise ist hier eine externe Dichtemesszelle DMA 401W mit vorgeschaltetem Wärmetauscher gezeigt.

DMA 35

Anfang der 80er Jahre: Batteriebetriebenes, direkt anzeigendes Hand-Dichtemessgerät.

Die Berechnung der Dichte aus der Schwingerfrequenz erfolgte mittels einer raffinierten analogen Schaltung ohne digitalen Rechner, der zu dieser Zeit noch nicht verfügbar war. Als Messschwinger wurde ein Faltschwinger verwendet. Das Gerät wurde in großer Stückzahl hergestellt und konnte sich gegen Nachbauten aus Fernost bestens behaupten. Stete Weiterentwicklung - vor allem bei der Elektronik und der Kundenfreundlichkeit waren dafür der Grund. Für dieses Gerät, das zur Gänze in unserem Arbeitskreis bis zur Serienreife entwickelt wurde, erhielt Anton Paar den Innovationspreis.

DMA 48

Digitales Dichtemessgerät für den Einsatz im Labor.

Gerät in neuem Erscheinungsbild mit Druckgussrahmen. Ein verbesserter Rechner erleichtert die Justierung des Gerätes, das nun ein echtes Stand-alone-Gerät mit Peltier-Thermostat ist. Als Messzelle dient eine wasserstoffgefüllte Ganzglaskonstruktion, die noch mit einem magnetdynamischen Abnahme- und Erregersystem ausgestattet ist. Erstmalig ist eine Kompensation des viskositätsbedingten Dichtefehlers durch Verschieben des Phasenwinkels zwischen Erreger- und Abnahmesignal verwirklicht. Vorläufer war das Gerät DM 46, bereits mit eingebautem Peltier-Thermostat und interner Dichteberechnung. Der Nachfolger DMA 58, im Bild zu sehen, ist äußerlich unverändert, aber bereits mit einem Referenzschwinger ausgestattet.

Eigenes Firmengebäude

Im Sommer 1987 wird das neue Firmengebäude bezogen.

Dr. Stabinger löst sich zwei Jahre später, 1989 von der Forschungsgesellschaft Joanneum und gründet ein eigenes Unternehmen.

DMA 38

Einstiegsgerät für die Dichtemessung mit preisgekröntem Design.

Neuauflage des Gerätes DMA 10 mit neuer Elektronik. Das von uns entworfene eigenwillige Design wurde vom damaligen Handelsminister Staribacher ausgezeichnet. Das Gerät wurde über 20 Jahre ohne Änderung produziert.

AUSTROMIR-91

Unser Experiment im Weltall.

An uns wurde das Problem der Messung des Hämatokrites im Blut eines Astronauten in der Schwerelosigkeit herangetragen. Wir konnten eine Apparatur auf der Basis der Schallgeschwindigkeitsmessung entwickeln. Sie wurde bei der Mission von DI F. Vieböck in der Raumstation Mir erfolgreich verwendet.

Blutvolumenmonitor

Neue Methode zur online-Messung des Hämatokritgehalts im Blut.

Auf der Suche nach neuen Anwendungen der Schallgeschwindigkeitsmessungen sind wir auf das Problem der Messung des Hämatokrites, des Volumenanteiles der roten Blutkörperchen im Blut, direkt am Dialyseschlauch gestoßen. Wir konnten die apparative Entwicklung soweit vorantreiben, dass bei Vorversuchen u. a. in Grazer Dialyseambulanzen und in Zürich die Möglichkeit einwandfreier Messungen gezeigt werden konnte. D. Schneditz verifizierte in einer klinischen Studie in Graz und New York die neue Methode. Die Ausarbeitung zu einem am Patienten einsetzbaren Gerät übernahm Fresenius Medical Care in Bad Homburg, Deutschland. Dieses Gerät hat sich tausendfach am Markt bewährt.

Biermonitor

Im Biermonitor sind eine Dichte- und eine Schallgeschwindigkeitsmesszelle im DPRn-Gehäuse so angeordnet, dass sie vom selben Probestrom durchflossen werden.

Aus der Dichte, der Schallgeschwindigkeit und der Temperatur der Probe kann z.B. bei Bier online der Alkohol- und der Extraktgehalt bestimmt werden. Das Gerät wird aber auch zur Analyse anderer Dreistoffsysteme verwendet.

DMA 4500 / 5000

Anfang der 1990er Jahre: Neue Generation des Dichtemessgeräts mit Referenzschwinger und Peltierthermostat.

Eine neue Generation von Dichtemessgeräten, mit Referenzschwinger und Peltier-Thermostat. Völlig neue Auswerteelektronik, graphisches Display, alle zu dieser Zeit möglichen Softwareoptionen. Die Dichtemesszelle baut auf der DMA 602-Messzelle auf, jedoch nun mit einem Referenzschwinger als Zeitbasis für den Messschwinger, mit eingebautem Präzisionsthermometer Pt 100, Schwingungserregung mittels Piezoelementen am Fußpunkt des Messschwingers, optische Abnahme der Schwingerauslenkung, Schwingungserregung in der Grund- und in der 1. Oberschwingung, Dämpfungsmessung für die Viskositätskorrektur. Die Thermostatisierung erfolgt mittels eines eingebauten Peltierthermostaten.

DMA 35N

Handgerät zur Dichtemessung auch in explosionsgeschützter Ausführung.

Das von Hans Stabinger entworfene legendäre "Hundeleinendesign" hat sich in der Praxis weltweit tausendfach bewährt und die DMA 35N zu einem großen Erfolg werden lassen. Neben der hohen Genauigkeit und der praktischen Handhabung ist vor allem auch die Ex-Ausführung für den Einsatz in explosionsgefährlicher Umgebung ein herausragendes Merkmal des Messgeräts. Geschätzt wird es auch von Weinbauern und Schnapsbrennern welche die Qualität ihrer Produkte damit einfach überwachen können. Eine weitere wichtige Anwendung ist die Messung der Säuredichte von Bleibatterien - dank Ex-Ausführung sogar in getauchten U-Booten möglich.

SVM Prototyp Nr. 1

1997 begannen wir mit der Erforschung eines neuen Rotations-Viskosimeter-Prinzips.

Dabei wird ein im Inneren eines rotierenden Rohres frei in der Probe schwimmender Rotor durch das Druckgefälle in der zwischen Rohr und Rotor befindlichen Probe in der Rohrmitte gehalten. Der Rotor wird mittels eines Wirbelstromelementes gebremst. Der Drehzahlunterschied von Rohr und Rotor hängt von der Probenviskosität ab. Mit kleinen Probenmengen sind in kurzer Zeit in einem ansonst unerreicht großen Viskositätsbereich präzise Messungen möglich.

SVM Prototyp Nr. 2

Erste Serie des Stabinger Viskosimeters.

Der erste Aufbau eines nach dem neuen Viskosimeter-Prinzip arbeitenden Gerätes: Diese Ausführung wurde bereits in Kleinserie gebaut. Prinzipielle Mängel erforderten jedoch grundlegende Verbesserungen.

DSA 5000

Kombinierte Messung von Dichte und Schallgeschwindigkeit mit höchster Präzision.

In den 80-iger Jahren haben wir mit einer neuen Methode zur Messung der Schallgeschwindigkeit ein neues Gebiet der Bestimmung von Flüssigkeitseigenschaften aufgetan. Diese Entwicklung fand im Dichte-Schallgeschwindigkeits-Messgerät DSA 5000 ihren Niederschlag, in welchem eine DMA 5000 Dichtemesszelle und eine Schallgeschwindigkeitsmesszelle einbaut sind. Reine Schallgeschwindigkeits-Messzellen und kombinierte Dichte-Schallgeschwindigkeitsmesszellen für die Prozesssteuerung, vor allem in der Getränkeindustrie, insbesondere in Brauereien, folgten. Die Abbildung zeigt bereits eine neue Ausführung im Design der Generation M von Anton Paar.

SVM 3000

Ein neues, revolutionäres Viskosimeter.

Mit diesem nach einem neuen Viskosimeter-Prinzip arbeitenden Gerät wurde der Grundstein für unsere gesamte weitere Viskosimeter-Entwicklung gelegt. Ein großer Erfolg war die Aufnahme unseres Verfahrens in die US-Norm ASTM unter D7042.

DMA 35 V3

Das tausendfach bewährte Handdichtemessgerät DMA35N wird überarbeitet.

Handdichtemessgerät mit gegenüber dem bewährten Gerät DMA 35N völlig überarbeiteter Elektronik und Software.

DMA 5000M

High End Labor Dichtmessgerät der Generation M.

Bild: Wikipedia (Author: Antonpaar) unter Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported License.

Neuauflage des Dichtemessgerätes DMA 5000 nach den Designwünschen der Anton Paar GmbH. Füllfehlererkennung und Kamera ergänzen die bereits in der DMA 5000 Classic bewährte Messtechnik. Die gezeigte Abbildung ist sogar auf Wikipedia zu finden und unterliegt der "Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported License".

DMA 500

Portables Dichtemessgerät mit Peltierthermostat.

Neue Methoden der Schwingungserregung haben uns ermutigt, Schwingsysteme, die wir bisher nur im Prozessbereich einsetzten, auch für Labormessgeräte zu adaptieren. Unser ursprüngliches Ziel, ein kleines portables Dichtemessgerät mit einer Messunsicherheit kleiner als 0,0001 g/ccm zu entwickeln, erreichten wir zunächst nicht. Da alle Arbeiten an der Elektronik und am Gehäuse bis zur Serienreife gediehen waren, entschlossen wir uns, aus der Not eine Tugend zu machen und das schon in die Jahre gekommene 3-Stellen-Gerät DMA 38 durch das Gerät DMA 500 zu ersetzen, was ursprünglich nicht geplant war.

DMA 36

Handgerät zur Dichtemessung mit Metallschwinger.

Zur schnellen und genauen Dichtemessung wird die sehr kleine Dichtemesszelle , nur 14 mm Durchmesser, in die Probe eingetaucht und damit befüllt. Infolge der damit gut definierten Temperatur konnte die Messunsicherheit gegenüber dem Gerätetyp DMA 35 um einen Faktor 5 bis 10 verringert werden, ebenso die Messzeit. Wird von Anton Paar unter dem Handelsnamen Snap 50 verkauft.

Neuorientierung

Eine jahrzehntelange Kooperation geht zu Ende. Neue Freunde werden gefunden.

eine neue Ära beginnt

Das Team vom Stabinger Messtechnik freut sich gemeinsam mit ihrem neuen Arbeitgeber Mettler Toledo GmbH auf die kommenden Herausforderungen und Aufgaben. Der Standort in Graz-Waltendorf bleibt erhalten.

Hans Stabinger GmbH

Nachdem die Firma keine aktive Messtechnik-Forschung mehr betreibt, wird der Namen geändert.

Dr. Hans Stabinger und seine Töchter Susanne, Elisabeth und Johanna führen die Firma als Liegenschafts- und Vermögensverwaltung weiter. Das Laborgebäude in Graz-Waltendorf bleibt weiterhin im Eigentum der Hans Stabinger GmbH.

Hans Stabinger 80

In der seltsamen Zeit der Pandemie feiert Hans Stabinger am 17.04.2020 seinen achtzigsten Geburtstag bei bester Gesundheit im engsten Familienkeis.

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