Der vollständige Leitfaden zur Viskositätsprüfung: Methoden und Normen

Die richtige Viskosität ist der Schlüssel zu Produkten, die Ihre Kunden lieben werden. Wenn Sie die Fließfähigkeit Ihrer Materialien genau im Griff haben, gelingt jede Charge garantiert – und wir helfen Ihnen dabei, dieses Ziel zu erreichen.

Wichtige Erkenntnisse

• Konstanz ist alles: Die genaue Einhaltung der Durchflussraten ist der beste Weg, um sicherzustellen, dass jede einzelne Produktcharge für Ihre Kunden einwandfrei funktioniert.
• Temperaturregelung ist nicht verhandelbar: Die Viskosität von Flüssigkeiten reagiert extrem empfindlich auf Hitze. Schon eine geringfügige Temperaturänderung von nur einem Grad kann die Messwerte völlig verfälschen, weshalb eine angemessene Klimatisierung absolut unerlässlich ist.
• Kenne die Persönlichkeit deiner Flüssigkeit: Vorhersehbare Flüssigkeiten wie Motoröl erfordern völlig andere Testmethoden als druckempfindliche Materialien wie Baufarbe oder dickflüssige Kosmetikcremes.
• Spiele nach den offiziellen Regeln: Die strikte Einhaltung der etablierten ASTM-, ISO- und AASHTO-Richtlinien ist der einzige sichere Weg, um nachzuweisen, dass Ihre Materialien den strengen industriellen Anforderungen entsprechen.
• Die perfekte Ausrüstung auswählen: Die Abstimmung der Testaufbauten auf die jeweiligen Materialien gewährleistet einen reibungslosen Laborbetrieb. Das bedeutet beispielsweise die Wahl eines Rotationsviskosimeters für dickflüssige Schiffsbeschichtungen oder eines Rohrviskosimeters für Flüssigkeiten aus der Luft- und Raumfahrt.
   

Definition der Viskosität für industrielle Anwendungen

Aus unserer professionellen Sicht lässt sich die Viskosität am einfachsten verstehen, indem man sie als die „innere Reibung“ einer Flüssigkeit betrachtet. 

Es beschreibt im Grunde, wie stark sich ein Stoff gegen Bewegungen wehrt. Wir verwenden dafür gern den klassischen Vergleich zwischen Wasser und Honig. Wasser gleitet mühelos dahin, Honig hingegen zögert, weil seine innere Reibung, die sogenannte Viskosität, viel höher ist.

Die zugrundeliegende Mathematik ist absolut solide. Es geht einfach um die Differenz zwischen der aufgewendeten Muskelkraft (Spannung) und der tatsächlichen Bewegungsgeschwindigkeit (Geschwindigkeit). Das berechnet man mit dieser einfachen Rechenaufgabe:

Viskosität = Schubkraft / Bewegungsgeschwindigkeit

Die Endzahl wird üblicherweise in Centipoise (cP) oder Pascal-Sekunden (Pa·s) angegeben. Wir unterteilen diese üblicherweise in zwei Hauptkategorien:

• Dynamische Viskosität: Wie viel Kraft man braucht, um eine Flüssigkeit zum Gleiten zu bringen, wenn man sie aktiv schiebt.
• Kinematische Viskosität: Ein Maß dafür, wie schnell sich das Material bewegt, wenn nur die Schwerkraft die Zugkraft ausübt.
   

Das Verhalten von Flüssigkeiten verstehen

Wir haben beobachtet, dass viele Profis an ihre Grenzen stoßen, weil sie glauben, alle Flüssigkeiten würden denselben Regeln folgen. Unserer Erfahrung nach ist das Wissen um den Unterschied zwischen diesen beiden Arten von „Eigenschaften“ der Schlüssel zu verlässlichen Ergebnissen. Jede einzelne Ihrer Daten muss absolut zuverlässig sein.

Vorhersagbare Fluide (Newtonsche Fluide)

Das sind die unkomplizierten. Sie fließen immer gleich, egal wie stark man drückt. Denken Sie an normales Benzin oder handelsübliches Speiseöl. Sie bieten denselben Ausgießwiderstand, egal ob Sie die Flasche langsam kippen oder kräftig schütteln.

Unvorhersehbare Fluide (Nicht-Newtonsche Fluide)

Diese Produkte finden wir viel interessanter (und kniffliger!). Ihre Konsistenz ändert sich sofort, sobald man Druck ausübt. Denken Sie an alltägliche Produkte wie dickflüssigen Ketchup, Ihre Zahnpasta oder deckende Make-up-Grundierungen. Genau wie Fassadenfarbe müssen diese Materialien dünn genug sein, um sich mühelos auftragen zu lassen, aber dick genug, um nicht sofort zu einer tropfenden Masse zu werden, sobald man aufhört, sie zu bewegen.
 

Die massiven Kopfschmerzen durch die Temperatur

Eines möchten wir unbedingt betonen: Die Strömung reagiert extrem empfindlich auf Wärme. Wir haben schon oft erlebt, dass sich die Ergebnisse um 10 % verändern, wenn der Raum nur 1 °C wärmer wird. 

Deshalb raten wir unseren Partnern stets zu strengen Umweltschutzmaßnahmen, wie beispielsweise unseren Saybolt-Viskosimeterbad oder Hochleistungs-Wärmekammern, damit Ihre Tests nicht zu einem reinen Ratespiel werden.

Die wirtschaftliche Bedeutung der Viskositätsmessung

Aus unserer Sicht ist die Überprüfung Ihres Produktionsablaufs der beste Weg, um sicherzustellen, dass jede Charge eine exakte Kopie der vorherigen ist. Branchenweit sind wir der festen Überzeugung, dass „größtenteils richtig“ im Grunde falsch ist.

Stellen Sie sich vor, was passiert, wenn eine große Menge Industrieklebstoff mit der falschen Fließgeschwindigkeit gemischt wird. Er trocknet auf dem Fließband nicht richtig und verursacht Kosten in Höhe von Tausenden durch unbrauchbares, klebriges Material. Oder denken Sie an einen Hustensaft, der so dickflüssig wird, dass kranke Patienten ihn nicht einmal aus der Flasche gießen können. Die richtigen Mengenverhältnisse verhindern solche kostspieligen Probleme, bevor sie überhaupt entstehen.

Gerade in der Lackierbranche entscheidet die richtige Fließfähigkeit darüber, ob ein Auftrag professionell aussieht oder ein komplettes Desaster. Eine zu dickflüssige Beschichtung hinterlässt eine unebene, raue Oberfläche, während eine zu dünne Beschichtung gar nicht deckt. Neben dem Endergebnis sehen wir darin auch einen großen Vorteil für Ihren Gewinn. Wenn Sie wissen, wie Ihre Beschichtung fließt, können Sie die Pumpendrehzahl optimal einstellen und verhindern, dass Ihre Leitungen verstopfen.

Wichtige Industriestandards (ASTM, ISO & AASHTO)

Um in der ersten Liga mitzuspielen, ist es unserer Meinung nach unerlässlich, die gleiche Sprache wie die Kunden zu sprechen. Das bedeutet, sich an die offiziellen Regeln zu halten. Bei der Auswahl von Ausrüstung achten wir darauf, dass sie mit diesen großen Marken kompatibel ist:

• ASTM D445: Der Goldstandard für die Transportgeschwindigkeit von Öl und Gas.
• ASTM D562: Die "unbedingt erforderliche" Regel für Hausfarben, gemessen in den berühmten Krebs-Einheiten (KU).
• ASTM D4287: Alles, was Sie benötigen, um Lacke zu prüfen, wenn sie mit hoher Geschwindigkeit herumgeschleudert werden.
• ASTM D2196: Der ultimative Leitfaden für unberechenbare, nicht-Newtonsche Materialien.
• ISO 2884-1: Die internationale Norm für die Verwendung von Schleuderwerkzeugen auf Lacken.
• AASHTO T 316: Eine Regel, die unserer Meinung nach für jeden, der Heißasphaltbindemittel testet, unerlässlich ist.
   

7 primäre Methoden zur Viskositätsprüfung

Bild

Die Methoden zur Viskositätsmessung variieren stark je nach Flüssigkeitsart, Probengröße und spezifischen Anwendungsanforderungen. Gängige traditionelle Verfahren sind Kapillar-, Oszillations-, Rotations- und Abtropfgefäßverfahren, die jeweils unter bestimmten Temperaturbedingungen optimale Ergebnisse liefern. Wir haben die sieben wichtigsten Methoden herausgefiltert, um die präzisen Messwerte zu erhalten, die moderne Fabriken benötigen:

1. Rotationsviskosimeter

Diese Geräte sind die wichtigsten Helfer in jedem modernen Labor. Sie messen den Widerstand eines rotierenden Teils und liefern so ein extrem präzises Bild der inneren Reibung. Sie eignen sich besonders für Labore, die problemlos zwischen dünnflüssigen Reinigungsmitteln und dickflüssiger Erdnussbutter wechseln müssen. 

Unsere ViscoQT-Familie digitaler Rotationsviskosimeter ist genau die Art von System, die Ihnen maximale Flexibilität bietet. Entdecken Sie unser Sortiment an Rotationsviskosimetern. um zu sehen, was wir meinen.

2. Röhrenviskosimeter

Diese Anordnung nutzt die Schwerkraft, um Flüssigkeiten durch ein winziges Glasröhrchen zu befördern. Unserer Ansicht nach ist dies nach wie vor die raffinierteste und präziseste Methode, um die Fließgeschwindigkeit von Flüssigkeiten mit vorhersagbarem Verhalten wie Kerosin oder Standard-Motoröl der Viskositätsklasse 10W-30 zu messen. Sie ist der Goldstandard, wenn jede Sekunde zählt.

3. Fallkugelviskosimeter

Man misst im Prinzip, wie schnell eine schwere Kugel durch ein durchsichtiges Röhrchen mit der Probe sinkt. Wir empfehlen diese Methode, weil sie einfach und zuverlässig ist, besonders bei klaren, vorhersehbaren Flüssigkeiten wie dickflüssigem Zuckersirup oder dünnflüssigen Mineralölen, wenn man die Ergebnisse selbst sehen möchte. Es ist eine absolut sichere und unkomplizierte Wahl.

4. Schüttelviskosimeter

Diese Geräte nutzen einen Vibrationssensor, der die Gegenkraft der Flüssigkeit gegenüber Erschütterungen misst. Wir empfehlen sie für Hochgeschwindigkeitsfabriken, die den Durchfluss direkt in den Produktionsleitungen permanent überwachen müssen, beispielsweise zur Kontrolle riesiger, brodelnder Behälter mit Industrieshampoo. Sie sind für den Dauereinsatz konzipiert und unempfindlich gegenüber den rauen Bedingungen im Industriebetrieb.

5. Flow Cups

Man füllt einfach einen speziellen Messbecher und misst die Zeit, die die Flüssigkeit benötigt, um durch ein Loch im Boden auszulaufen. Für kritische Forschungsarbeiten sind diese Geräte nicht geeignet, aber sie sind die beste Methode, um schnell und unkompliziert in der Produktion eine positive Rückmeldung zu erhalten. Sie eignen sich perfekt, um während einer hektischen Schicht, wenn es auf Schnelligkeit ankommt, eine Charge Holzbeize zu prüfen.

6. Krebs Stormer Tools

Wenn Sie im Farbengeschäft tätig sind, sehen wir ein Krebs Stormer Viskosimeter, insbesondere unser KS-Serie, als absolut unverhandelbar. Diese Geräte verwenden ein ganz spezielles, paddelartiges Teil, das sich mit einer festgelegten Geschwindigkeit dreht, um genau die „Krebs-Einheiten“ zu finden, die von den offiziellen Normen für alltägliche Architekturfarben und Grundierungen für Decken gefordert werden.

7. Kegel- und Plattengetriebe

Dieses Gerät presst einen winzigen Tropfen Flüssigkeit zwischen einer flachen Platte und einem flachen Kegel zusammen, um zu sehen, wie er sich unter starkem Druck verhält. 

Wenn man mit kostspieligen Materialien arbeitet, wie beispielsweise hochwertigen Anti-Aging-Gesichtscremes oder hochentwickelten Schutzharzen, haben wir eine Lösung wie unsere gefunden. QualiCAP™-Serie ist unübertroffen. Man erhält extrem scharfe Ergebnisse und verschwendet kaum etwas von der teuren Probe.

Spezialmethoden für knifflige Situationen

Während die sieben oben genannten Arbeitsabläufe den Großteil der industriellen Arbeiten abdecken, erfordern bestimmte Aufgaben sehr spezielle Werkzeuge. 

Für Arbeitsgruppen, die mit nahezu unsichtbaren Probenmengen arbeiten, ermöglichen clevere neue Tricks wie das Auftragen dünner Schichten mit einer Rakel und mikrofluidische Chip-Viskosimeter eine schnelle und punktgenaue Messung, ohne dass ein riesiger Materialbehälter benötigt wird. 

Andere hochentwickelte Kleinvolumen-Instrumente mit flexiblen Gelenken und Auslegern erreichen mühelos messbare Werte von bis zu 750 mPa·s. Manchmal ist nicht einmal ein direkter Kontakt mit der Flüssigkeit möglich. In solchen Fällen bieten vollautomatische Messsysteme mit Gasstrahlen oder optischer Kohärenztomographie schnelle Messungen aus sicherer Entfernung – ein unschätzbarer Vorteil für sensible medizinische Anwendungen.

Andererseits beweisen einfache empirische Hilfsmittel wie das Bostwick-Konsistometer weiterhin ihren Wert und ergänzen sich perfekt mit komplexen Laborgeräten bei der Überprüfung eingedickter klinischer Flüssigkeiten für die Patientenversorgung. 

Letztendlich hängt die Wahl der Methode von der verwendeten Flüssigkeit, der verfügbaren Probenmenge und der Notwendigkeit, die Hände absolut sauber zu halten, ab.

Die richtige Ausrüstung für Ihre spezifischen Materialien

Wir haben festgestellt, dass Labore die meiste Arbeit ohne großen Aufwand erledigen können, indem sie das richtige Werkzeug für die jeweilige Aufgabe auswählen.

Prüfung von Farben, Beizen und schweren Schiffsanstrichen

Wir sind hier große Fans der Rotationsmethode. Warum? Weil sie genauso funktioniert wie ein Pinsel oder eine Sprühpistole und Ihnen einen realistischen Eindruck davon vermittelt, wie sich witterungsbeständige Außenfarben oder hochbelastbare Bootsbeschichtungen verhalten, wenn Ihr Kunde sie tatsächlich einsetzt.

Prüfung von Motorenölen und Spezialflüssigkeiten für die Luft- und Raumfahrt

Wir setzen in dieser Kategorie auf Rohrtests. Von alltäglichen 10W-40-Motorenölen bis hin zu hochspezialisierten Schmierstoffen für die Luft- und Raumfahrt – nur so lässt sich zuverlässig sicherstellen, dass Motoren auch bei extremen Temperaturen unter der Motorhaube geschmeidig und geschützt bleiben.

Prüfung von Straßenasphalt und dicken Dachpappen

Wir haben festgestellt, dass Hochtemperatur-Rotationsversuche die einzige zuverlässige Methode sind, um das Verhalten schwerer Straßenbaustoffe zu ermitteln. Spezialisierte Verfahren wie Rotationsplattenversuche verbessern die Genauigkeit bei komplexen Materialien wie modifiziertem Asphalt erheblich, indem sie die schwer zu kontrollierenden Scherverdünnungseffekte vollständig unter Kontrolle halten.

Bei der Verarbeitung von Bindemitteln für den Straßenbau oder dickflüssigen Dachpappen ist dies die beste Methode, um zu verhindern, dass die Bauarbeiter beim Gießen in eine klebrige Katastrophe geraten. Genau deshalb setzen wir uns für speziell dafür entwickelte Ausrüstung wie diese ein. der QualiRVDV™ Digitales Asphaltviskosimeter, um diesen extremen Bedingungen gerecht zu werden.

Die Bedeutung der Gerätekalibrierung und -wartung

Wir erinnern unsere Kunden stets daran, dass ein Werkzeug nur so gut ist wie bei der letzten Überprüfung. Um Ihre Investition zu schützen, empfehlen wir regelmäßige Kontrollen mit offiziellen Kalibrierölen. 

Unsere Erfahrung zeigt, dass eine kurze Wartung deutlich günstiger ist, als die gesamte Produktion stillzulegen, weil die Anlagen falsche Daten liefern. Hier sind keinerlei fehlerhafte Daten erlaubt!

Die richtige Ausrüstung auswählen Qualitest

Wir wissen, dass die Wahl des richtigen Setups eine Herausforderung sein kann. Wir sind jedoch überzeugt, dass Sie durch die Verwendung derselben Ausrüstung und derselben Heizeinstellungen für alle den „menschlichen Faktor“ ausschließen und so verhindern können, dass Ihre Ergebnisse verfälscht werden.

In der folgenden Tabelle sehen Sie, welche Ausrüstung wir für Ihr spezifisches Setup auswählen würden:

Sind Sie bereit, Ihr Labor deutlich zu verbessern? Entdecken Sie unser gesamtes Sortiment an erstklassigen Viskosimetern. or Sprechen Sie mit unserer Crew um genau das richtige Werkzeug für Ihre Bedürfnisse zu finden.

Referenzen: (Die Referenzliste bleibt in der wissenschaftlichen Zitierweise erhalten)

• Bhattad, A. (2023). Übersicht zur Viskositätsmessung: Geräte, Methoden und ModelleJournal of Thermal Analysis and Calorimetry, 1-17.
• Luo, H., Huang, X., Rongyan, T., Ding, H., Huang, J., Wang, D., Yuhao, L. & Zhengqiang, H. (2021). Fortschrittliches Verfahren zur Messung der Asphaltviskosität: Rotationsplattenviskositätsmethode und ihre Anwendung zur Vorhersage der Asphaltbautemperatur. Bauwesen und Baustoffe, 301, 124129.
• Marín-Sánchez, J., Gimeno-Ruiz, S., Berzosa, A., Raso, J. & Sánchez-Gimeno, C. (2025). Messung von Viskosität und Konsistenz in eingedickten Flüssigkeiten bei Dysphagie: Gibt es eine Korrelation zwischen verschiedenen Methoden?Lebensmittel, 14.
• Mir, M., & Tirumkudulu, M. (2024). Eine Viskositätsmesstechnik für extrem geringe ProbenvoluminaWeiche Materie.
• Savenkov, A. & Sychev, V. (2023). Modell zur Viskositätsmessung mittels berührungsloser aerohydrodynamischer Methode. Measurement Techniques, 65, 848-857.
• Sieben, M., Hanke, R. & Büchs, J. (2019). Berührungslose Viskositätsbestimmung an mehreren parallelen ProbenScientific Reports, 9.
• Vilimi, Z., Pápay, Z., Basa, B., Orekhova, X., Kállai-Szabó, N. & Antal, I. (2024). Mikrofluidische Rheologie: Eine innovative Methode zur Viskositätsmessung von Gelen und verschiedenen Pharmazeutika. Gele, 10.
• Zhang, Y., Zhang, F., Wang, C. & Zhu, J. (2024). Schnelle, berührungslose Viskositätsmessung auf Basis optischer KohärenztomographieApplied Physics Letters.
• Zheng, Y., Zhang, H., Zhao, M., Xin, H., Tee, C., & Song, L. (2020). Eine Mehrpositionsmethode zur Viskositätsmessung für Proben mit kleinem Volumen und hoher ViskositätIEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 69, 4995-5001.