<Desc/Clms Page number 1>
Elektrischer Feuchtigkeitsmesser.
Es ist bekannt, die relative Feuchtigkeit Q aus der Anzeige t'eines feuchten Thermometers und der Anzeige t eines trockenen Thermometers in der Weise zu bestimmen, dass der Unterschied der beiden
Temperaturen, die sogenannte psychrometrisehe Differenz At, und die Temperatur eines trockenen Thermo- meters in Beziehung zueinander gesetzt werden. Bei den bisher bekannten Einrichtungen für diesen Zweck war es jedoch nicht oder nur unter erschwerten Umständen möglich, eine grosse Genauigkeit und Temperaturunabhängigkeit bei Messungen über grössere Temperaturbereiche zu erzielen. Insbesondere war es schwierig, eine elektrische Fernmessung der relativen Feuchtigkeit vorzunehmen.
Gemäss der
Erfindung wird die Temperaturunabhängigkeit für die Anzeige der relativen Feuchtigkeit dadurch erreicht, dass der in der einen Spule eines Kreuzspulmessgerätes fliessende Strom verhältnisgleieh der psychrometrischen Differenz ist und der in der zweiten Spule fliessende Strom sich mit der Temperatur des die Messung beeinflussenden trockenen Thermometers derart ändert, dass das Verhältnis beider Ströme ein Mass für die relative Feuchtigkeit ist. Das Gegendrehmoment bei dem Kreuzspulgerät wird also durch einen ausschliesslich vom trockenen Thermometer abhängigen Strom hervorgerufen. Zweckmässig ist es, in der letztgenannten Spule eine Stromänderung von etwa 2-4% für 1 C herbeizuführen, was bei
Verwendung z.
B. einer Brückenschaltung durch einen genügend grossen Anfangsstrom entsprechend einer bestimmten unsymmetrischen Anordnung der Brüekenwiderstände erreicht wird, da bekanntlich der Brückenstrom in weitgehendem Masse von der Unsymmetrie der Brücke abhängig ist. Der Zusammen- hang zwischen der durch das trockene Thermometer gemessenen Temperatur t, der relativen Feuchtigkeit Q und der psychrometrischen Differenz A lässt sich durch die Gleichung
EMI1.1
EMI1.2
tafeln herleiten und zeigt die schwache quadratische Abhängigkeit der relativen Feuchtigkeit von der Temperatur, deren Anwachsen das Dampfaufnahmevermögen entsprechend der Dampfdruckkurve erhöht.
Man macht daher die Brücke, die mindestens einen temperaturabhängigen Widerstand aufweist, so unsymmetrisch, dass der Strom im Diagonalzweig der Brücke, der gleichzeitig durch die zugehörige Spule des Messgerätes fliesst, der Funktion A + t-entspricht. Der in der andern Spule fliessende Strom, der durch den Temperaturunterschied zwischen dem feuchten und einem zweiten trockenen Thermometer bestimmt wird, lässt sieh zweckmässig aus einer mit diesen beiden Thermometern gebildeten Differenzbrückenschaltung entnehmen ; doch ist es auch möglich, die psychrometrische Differenz durch an die eine Spule geschaltete Thermoelemente festzustellen.
Die Zeichnung dient zur Erläuterung zweier Ausführungsbeispiele eines Feuchtigkeitsmessers gemäss der Erfindung. Fig. 1 zeigt die erforderliche Änderung des das Gegendrehmoment des Kreuzspulmessgerätes liefernden Stromes in Abhängigkeit von der Temperatur des trockenen Thermometers, Fig. 2 zeigt eine Schaltung unter Verwendung zweier Wheatstonescher Brücken, Fig. 3 eine Schaltung mit einer Wheatstoneschen Brücke und einer Thermosäule.
<Desc/Clms Page number 2>
-' Um praktisch verwertbare Bedingungen für die das trockene Thermometer enthaltende Brüche zu finden, ist es erforderlich, die Konstanten der eingangs angeführten Gleichung aus Grenzbedingungen für die Grösse des sich mit der Temperatur t ändernden Brückenstromes zu bestimmen. Wie in Fig. 1 dargestellt, ändert sich der durch die Diagonale der Brücke fliessende Strom J, . mit der Temperatur t nach der gezeichneten Kurve, wie sie sich aus Jelineks Psychrometertafeln ergibt. Der Strom J, . hat hier für eine bestimmte Anfangstemperatur einen bestimmten Wert, der der Konstanten A. entspricht und der sieh mit zunehmender Temperatur so ändert, dass einer Temperaturänderung von 10 C eine Strom- änderung von zunächst 4% bis herab auf 2% entspricht.
Die gezeichnete Kurve lässt sich demnach durch eine quadratische Gleichung wiedergeben. Das Verhältnis der Brückenwiderstände kann nun so gewählt werden, dass der Brückenstrom J,. bei 00 C gleich der Konstanten ist. Die Konstante B des quadratischen Gliedes des Stromverlaufes ist dann in gewissen Grenzen beliebig wählbar. Die
EMI2.1
temperatur mehr oder weniger unsymmetrisch macht. Wie aus der Kurve ersichtlich, ist die Temperatur- abhängigkeit des veränderlichen Stromes J, . bei tiefen Temperaturen grösser als bei höheren.
Um nun eine richtige Kompensation der Psyehrometeranzeige durch Beeinflussung der Temperatur t des trockenen
Thermometers zu erhalten, werden die Widerstände der Brücke so gewählt, dass der Diagonalstrom sich nur um etwa 3% im Mittel bei einer Änderung der Temperatur des trockenen Thermometers um 10 C ändert. Aus den psychrometrisehen Messungen von Jelinek folgt, dass zwischen 10 und 20 C z. B. der
Temperaturkoeffizient des Diagonalstromes im Mittel 4'1% sein muss. Zwischen 20 und 30 C ergibt sich dieser Koeffizient aus den Psychrometertabellen zu 3'1%, während er zwischen 30 und 400 C nur noch 2-7% betragen darf.
Diese Koeffizienten erhält man bei Zugrundelegung einer Wheatstoneschen
Brücke, deren veränderlicher Widerstand beispielsweise bei 0 C 100 Ohm beträgt, während der Vergleichswiderstand, um wie oben angegeben bei 0 C einen gewissen Richtstrom zu erhalten, 95-97 Ohm beträgt und unabhängig von der Temperatur sein muss. Die beiden übrigen, in Reihe zu schaltenden und ebenfalls temperaturunabhängigen Widerstände sind in diesem Falle zweckmässig mit einer Grösse von 10 Ohm zu wählen. Bei Wahl dieser Grössenverhältnisse erhält man die von der Temperatur abhängige Richtstromkurve, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist.
Fig. 2 zeigt eine beispielsweise Schaltung, bei der ein Kreuzspulmessgerät A' ; von den Diagonal- strömen zweier Wheatstoneschen Brücken M und R beeinflusst wird. Die BrÜcke. 11 enthält in zwei benachbarten Zweigen, die z. B. hintereinander an die Spannung E gelegt sind, je ein als temperaturempfindlicher Widerstand ausgebildetes trockenes und feuchtes Thermometer lFf'und H. In den gegenüberliegenden Brückenzweiges sind zwei temperaturunabhängige Widerstände 4 und-5 eingeschaltet.
Entsprechende, gegenüberliegende Punkte sind mit der einen Spule g des Kreuzspulgerätes K ; verbunden.
Die andere Spule r des Gerätes ist mit diagonal gegenüberliegenden Punkten der Brücke. ss verbunden. die den temperaturempfindlichen Widerstand W, eines trockenen Thermometers und drei temperaturunabhängige Widerstände 1, ; Z, 3 enthält. Die Brücke Il ist ebenfalls an die Spannung E gelegt. so dass beide Brücken parallel geschaltet sind. Um eine absolute Unabhängigkeit von etwa auftretenden Strom- änderungen zu erhalten, kann die Stromquelle auch in einer der Verbindungsleitungen zwischen den beiden Brücken liegen, so dass die Brücken hintereinander geschaltet sind.
Nach Fig. 3 ist die eine Spule g des Gerätes Ki an die Enden einer aus Thermoelementen e bestehenden Thermosäule gelegt. Die Lötstellen t werden hiebei von der trockenen Temperatur beeinflusst, die Lötstellen t sind mit einem ständig feucht zu haltenden Docht oder Strumpf d überzogen, so dass an ihnen der Einfluss der entsprechenden feuchten Temperatur wirksam wird. Die Spannungsquelle E liegt hiebei ausschliesslich an der mit der andern Spule r verbundenen Brücke R.
Der Vorteil dieser
EMI2.2
An Stelle der Wheatstoneschen Brücke R kann auch beispielsweise der Widerstand IV, in Reihe mit einem andern Widerstand und parallel zu dieser Reihenschaltung noch ein weiterer Widerstand geschaltet werden und dabei durch passende Wahl des Vor-und des Parallelwiderstandes erreicht werden, dass der Strom in der Spule a, die über diese Widerstandsschaltung an die Stromquelle angeschlossen ist, innerhalb des für die Messung benutzten Feuchtigkeitsbereiches die gewünschte Temperaturabhängigkeit aufweist. Gegebenenfalls können dabei auch zur Erreichung einer besonders zweckmässigen Form der Stromtemperaturkurve Verstärkerröhren in die Widerstandsschaltung eingeschaltet sein.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrischer Feuchtigkeitsmesser, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturunabhängigkeit für die Anzeige der relativen Feuchtigkeit dadurch erreicht wird, dass der in der einen Spule eines Kreuzspulmessgerätes fliessende Strom verhältnisgleich der psychrometrischen Differenz ist und der in der zweiten Spule fliessende Strom sich mit der Temperatur des die Messung beeinflussenden trockenen Thermometers derart ändert, dass das Verhältnis beider Ströme ein Mass für die relative Feuchtigkeit ist.