Kapitel 1.2: Länge, Fläche, Volumen, Winkel - PTB

1.2.3 Volumen 35
Gegenskale den Endbereich des Gesamtvolumens, z. B. bei 150 ml Nennvolumen den Bereich von
1 ml bis 50 ml bzw. von 100 ml bis 150 ml. Fehlergrenzen: 0,1 ml bis 0,2 ml.
Verschiebung eines Flüssigkeitsfilms (Levy (1964); Münzner u. Unger (1964)) durch
das abzumessende Gas, wobei der Film als bewegliche Meßraumbegrenzung oder
Strömungsmarkierung in einem thermostatierten Meßrohr quer zur Rohrachse aufgespannt
wird (Seifenblase), ist eine verbreitete Meßmethode zur Messung kleiner
Volumenströme (0,011/h bis 501/h). Aber auch einmalige Dosierungen kleiner Volumina
(1 ml bis zu einigen Litern) sind damit möglich. Der Flüssigkeitsfilm besteht aus einer
wäßrigen Tensidlösung (Seifenlösung). Zur Vermeidung einer Flüssigkeitsverdunstung
aus dem Film mit einer nachfolgenden Zerstörung desselben muß das Gas vor dem
Durchgang durch die Meßstrecke angefeuchtet werden. Erreichbare relative Meßunsicherheiten:
0,1% bis 0,5%.
Füllung von Hohlkörpern bekannten Volumens (DIN ISO 6144) wird vorwiegend zur
Herstellung von Gasgemischen mit bestimmten Volumenkonzentrationsverhältnis
durch nachfolgende Verbindung derartiger Behälter eingesetzt. Hierzu dienen Glasgefäße
(VDI 3490/14) und vor allem nicht dehnbare metallkaschierte Kunststoffbeutel (VDI
3490/11), deren Volumen vorher gravimetrisch bestimmt wurde. Die Abmessung des
Gasvolumens erfolgt bei weitgehender Druckgleichheit zum Atmosphärendruck nach
Einfüllung unter geringem Überdruck. Zur Gasentnahme können die Kunststoffbeutel
äußerem Druck ausgesetzt werden; Glasgefäße werden mittels Druckgefälle entleert.
Das Verfahren erlaubt die Dosierung von Gasvolumina bis zu etwa 11 mit relativen
Unsicherheiten von 2% bis 10%.
Periodische volumetrische Dosierer dienen der Erzeugung von kleinen Volumenströmen
für die Herstellung von Prüfgasgemischen. Die erreichbaren Genauigkeiten sind
abhängig vom Volumenstrombereich, von den Gaseigenschaften (Viskosität, Dichte)
und von den Betriebsbedingungen.
Kolbendosierpumpen (DIN 3490/6) werden vorzugsweise für Volumenströme von 0,11/h bis
1001/h eingesetzt. Sie arbeiten mit einfach wirkenden thermostatierten Kolben bei Atmosphärendruck
mit einer bestimmten Hubfrequenz.Das geförderte Volumen kann über die Kolbenhubfrequenz
(auswechselbare Getrieberäder) eingestellt werden. Es werden relative Dosierungsunsicherheiten
von 0,5% erreicht.
Dosierküken und -schleifen (VDI 3490/7) sind ebenfalls in ihrer Dosierfrequenz gut steuerbar. Sie
dienen der periodischen Beimischung einer Gaskomponente zu einem Trägergasstrom. Die
Dosierküken sind Hohlkörper mit sehr kleinem, bekanntem Innenvolumen (0,01 ml bis 1 ml), die
durch Lageveränderung, z. B. Küken in Vierwege-Glasschliffhähnen durch Drehbewegung, als Teil
derselben in verschiedene Gaswege eingebracht werden. Die Küken oder die Schleifen, die als
Zusatzvolumen zu den Küken deren Volumina bis etwa 20 ml vergrößern können, werden in einer
ersten Betriebsstellung mit der Gaskomponente gefüllt und in der zweiten Stellung zur Ausspülung
in den Trägergasstrom gebracht. Eine Zeitsteuerung erlaubt die Erzeugung von mittleren
Volumenstromanteilen der Beimengung im weiten Bereich von 10 M/h bis 101/h mit relativen
Unsicherheiten von 1% bis 10%.
Nichtvolumetrische statische Methoden der Volumenbestimmung werden für die Bereitstellung
größerer Prüfgasvolumina im Nichtspurenbereich angewendet.
Wägung im Vakuum (VDI 3490/4, DIN ISO 6142) ist dafür die genaueste Methode, wobei ein
thermostatierter Druckgasbehälter nacheinander mit den Gaskomponenten gefüllt und die
jeweilige Massenzunahme bestimmt wird. Die Umrechnung auf die Volumenanteile erfolgt über die