Verfahren zum Messen und Regeln von Luftfeuchtigkeit und Feuchtigkeitsfühlwiderstand zur Durchführung dieses Verfahrens.
(Gegenüber bisher bekannten Verfahren zum Messen und Regeln von Luftfeuchtig- keit ist nach der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass als Feuehtigkeitsfühler ein feuchtigkeitsabhängiger elektrischer Wider- stand verwendet wird. Ein Fühlwiderstand zur Durchführung dieses Verfahrens ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeiehnet, da¯ in einer hygroskopisehen Substanz, deren spezifiseher Widerstand vom Feuchtigkeits- gehalt abhängt, zwei Stromleiter eingebettet sind.
Dadurch, dass die zu messende Feueh tigkeit in Form eines stetig veränderlichen Widerstandes gemessen wird, ist es möglieh, die. bekannten Vorteile soleher veränder- lichen Widerstände auszunützen. Insbesondere ist es möglich, einen solehen veränderlichen Fühlwiderstand in eine elektrische Messbrücke einzusehalten und sowohl Mess- als aueh Regelsysteme ohne Verwendung von mechanisch bewegten Teilen zu entwerfen, was hauptsächlich hinsichtlich der Erreichung eines praktisch trägheitslosen Systemes von Vorteil ist.
An Hand der beiliegenden Zeichnung wird ein Ausf hrungsbeispiel des erfindungs- gemässen Fühlwiderstandes und des Messund Regelverfahrens beschrieben.
Fig. 1 zeigt den Fühlwiderstand in Draufsicht, während
Fig. 2 einen Querschnitt dureh denselben darstellt.
Fig. 3 stellt eine MessbrückezurAuswer- tung von Luftfeuehtigkeitsmessungen mit Hilfe eines in Fig. 1 clargestellten Fühl- widerstandes dar.
Fig. 4 zeigt, einen Ausschnitt aus einer Klimaanlage zur Regelung der Luftfeuchtig- keit in Abhängigkeit von dem Zustand der in Fig. 3 dargestellten Schaltung.
Nach den Fig. 1 und 2 besteht der Mess- widerstand aus einer Isolierplatte 4, auf wel.ehe eine hygroskopische Salzsphicht 5, z. B.
Lithium-Chlorid, aufgelegt ist. In dieser Salzsehieht ist ein System von zwei Leitern 6 und 7 in der in Fig. 1 gezeichneten Anordnung eingebettet. Die Salzsehieht 5 ist bedeekt durch eine hygroskopisehe Schutz sehicht 8, z. B. durch einen Sehonlaek auf der Basis von Vinylacetat. Je nach dem Feuchtigkeitsgehalt der Salzschicht weehselt der wirksame Widerstand zwischen den Leitern 6 und 7, so dass ein soleher, in den Fig. 1 und 2 dargestellter Widerstand einen in Ab hängigkeit von der Luftfeuchtigkeit der Umgebung veränderliehen Fühlwiderstand darstellt.
In der Sehaltungsanordnung nach Fig. 3 besteht eine Weatstonsehe Messbrüeke aus den FestwiderstÏnden A, B und C, den Potentiometern Pl. und P2 und dem veränder- lichen Luftfeuchtigkeitsfühlwiderstand H.
Die Brücke wird von der Sekundärwicklung EW'2 eines Eingangs bertragers EUe gespie sen, dessen Primärwicklung EW1 an das Netz angesehlossen ist. Parallel zur Sekundärwick- lung EW2 ist ein Potentiometer P3 gesehal- tet, dessen Abgriffsklemme über einem Kondensator Co an Erde angeschlossen ist. Der Fühlwiderstand H habe z. B. für einen be stimmten Sollwert der zu messenden Feueh tigkeit einen Mittelwert Ho, der beim Sinken dieses Feuehtigkeitsgrades grösser und beim Ansteigen dieses Feuchtigkeitsgrades über den Sollwert hinaus kleiner wird.
Die dargestellte Brüekenanordnung kann nun mit Hilfe der Potentiometer Pl und P2 so ab gestimmt werden, dass die Spannung lTBr Null wird, wenn der Momentanwert des Widerstandes H dem Sollwert H@ entspricht, wobei auch die phasenmässige Abstimmung der Brüeke durch Verstellen des Potentio meters P3 erzielt werden kann. Diese Spannung FjBr wird nun dem Eingangskreis eines Wechselstromverstärkers V zugeführt.
Im Ausgangskreis dieses WechselstromverstÏrkers V liegen zwei Trioden TR1 und T'R2, deren Anoden je über eine Relaisspule RS1 und RS2 an die Endklemmen der Sekundärwieklung SW eines Symmetrie iibertragers Sue angeschlossen sind. Die Primärwicklung PW dieses ¯bertragers SUe ist an dieselbe Netzquelle wie die Wieklung EW1 des Brückenspeiseübertragers EUe angeschlossen. Der Mittelabgriff der Sekundär- wicklnng SW ist geerdet, so dass zwangläufig die Anoden der beiden Trioden Tu1 un TR2 im Gegentakt gespiesen werden.
De beiden Relaisspulen RS1 und RS2 ist je ein Entladekondensator RC1 und RC2 parallel geschaltet. Durch nichtgezeichnete zusätzliche Sehaltmittel werden die Steuergitter der beiden Trioden so vorgespannt, dass diese Trioden nur dann leitend werden, wenn eine solehe Triode gleichzeitig am Steuergitter und an der Anode einen positiven Spannungsimpuls erhält. Sofern also beispielsweise in der gezeichneten Anordnung der Momentanwert des Widerstandes H unter den Sollwert lio fällt, was ein Ansteigen der gemessenen Luftfeuchtigkeit anzeigt, wird den beiden Trioden TR1 und TR2 vom VerstÏrker V aus je eine Steuerspannung von vorbestimmter Phasenlage gegen ber dem Netz zugef hrt.
Nur für eine der Trioden wird die Phasenlage der Steuerspannung der Phasenlage der Anodenspannung entsprechen, während für die andere Triode die Steuerspannung und die Anodenspannung gegenphasig sein werden. Dementsprechend wird während dieser Zeit beispielsweise die Relaisspule RS1 unter Strom gesetzt, weil die Triode TR1 leitend wird, wobei der Entladekondensator RC1 bewirkt, dass auch in den Gegenphasen ein Strom durch die Relaisspule RS1 fliesst.
Diese Relaisspule RS1 wirkt nun auf einen Wontakt/1 der in Fig. 4 gezeichneten Regel anordnung und schliesst dadurch einen Speisestromkreis für den Motor J7 über dessen Feldspule S1. Dadurch wird der Motor M in derjenigen Richtung angetrieben, dass ein Ventil v10 mehr geschlossen wird.
Dieses Ventil V10 wirkt auf eine Frischwasserzuleitung 10 auf einen mit Ausspritzdüsen 11 versehenen Luft- befeuchter 12, der in einem Windkanal 13 angeordnet ist, in welchem Windkanal 13 auch der Fühlwiderstand lI angeordnet ist, d. h. also in diesem Fall wird der durch den Kanal 13 strömenden Luft weniger Feuchtigkeit zugesetzt.
Wenn nun naeh einer bestimmten Zeit der Fühlwiderstand H seinen Sollwert erreicht, für welehen die Brüekenspannung UBr gleich Null ist, wird keiner der Trioden eine merkliehe Steuerspannung zugeführt, und dementsprechend wird auch keine der Relaisspulen RS1 und RS9 erregt, so dass die durch diese Relaisspulen gesteuerten Schaltkontakte z1 und f2 offen bleiben und der Motor Jf stillsteht. Damit bleibt aueh die Stellung des Ventils V10 unverändert, und der Luft befeuchter 12 arbeitet in unveränderter Weise weiter.
Wenn nun der konstant zu haltende Feuchtigkeitsgrad unter den vorbestimmten Wert fällt, was ein Ansteigen des Fühlwider- standes II über den vorbestimmten Wert Ho bewirkt, so entsteht am Ausgang des Verstärkers V eine Steuerspannung, die gegen über der erstgenannten Steuerspannung gegenphasig ist und welche dementsprechend an
Stelle der Triode TR1 die Triode TR2 leitend macht, so dass die Relaisspule RS2 erregt wird, welche den Kontakt r2 der in Fig. 4 gezeiehneten Regelanordnung schliesst, so dal3 der Motor lI ge ;
enüber vorher in umgekehrtem Drehsinn angetrieben wird und also das Ventil V10 im Sinne einer Öffnung verstellt, so dass dem Luftbefeuehter 12 mehr Feuchtigkeit zugeführt wird. Auf diese Weise wirkt die aus dem Verstärker V den beiden Trioden TR1 und TR2 und den beiden Relaisspulen RS1 und RS2 bestehende Sehaltungs- anordnung als Diskriminatorverstärker, der eine Befeuehtungsvorriehtung je nach der Art der Verstimmung der Brücke so steuert, dass der eingestellte Sollwert selbsttätig dauernd beibehalten wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren und ein erfindungsgemässer feuchtigkeitsabhängiger Fühlwiderstand können natürlieh auch zu andern als den beschriebenen Zwecken verwendet werden, indem es z. B. möglich ist, mit Hilfe einer Mehrzahl derartiger Feuch tigkeitsfühlwiderstände, deren jeder auf einen besonderen Messbereieh abgestimmt ist, eine allgemeine Feuchtigkeitsmesseintichtung aufzubauen.
Method of measuring and controlling humidity and moisture sensing resistance for performing this method.
(Compared to previously known methods for measuring and regulating air humidity, the present invention provides that a humidity-dependent electrical resistor is used as the fire sensor. According to the invention, a sensing resistor for carrying out this method is characterized in that, in a hygroscopic substance, whose specific resistance depends on the moisture content, two current conductors are embedded.
Because the fire to be measured is measured in the form of a continuously variable resistance, it is possible that. to use the known advantages of such variable resistances. In particular, it is possible to incorporate such a variable sensing resistance in an electrical measuring bridge and to design both measuring and control systems without the use of mechanically moving parts, which is mainly advantageous in terms of achieving a practically inertia-free system.
An exemplary embodiment of the sensing resistor according to the invention and the measuring and control method are described with the aid of the accompanying drawing.
Fig. 1 shows the sensing resistor in plan view, while
Fig. 2 shows a cross section through the same.
FIG. 3 shows a measuring bridge for evaluating air humidity measurements with the aid of a sensor resistance shown in FIG.
FIG. 4 shows a section from an air conditioning system for regulating the air humidity as a function of the state of the circuit shown in FIG.
According to FIGS. 1 and 2, the measuring resistor consists of an insulating plate 4 on which a hygroscopic salt layer 5, e.g. B.
Lithium chloride. A system of two conductors 6 and 7 in the arrangement shown in FIG. 1 is embedded in this salt layer. The salt view 5 is covered by a hygroscopic protective layer 8, z. B. by a Sehonlaek based on vinyl acetate. Depending on the moisture content of the salt layer, the effective resistance between the conductors 6 and 7 varies, so that a resistance shown in FIGS. 1 and 2 represents a sensing resistance that changes depending on the humidity of the environment.
In the configuration according to FIG. 3, a Weatstone measuring bridge consists of the fixed resistors A, B and C, the potentiometers Pl. And P2 and the variable humidity sensor resistor H.
The bridge is fed by the secondary winding EW'2 of an input transformer EUe, whose primary winding EW1 is connected to the network. A potentiometer P3 is held parallel to the secondary winding EW2, the tapping terminal of which is connected to earth via a capacitor Co. The sensing resistance H has z. B. for a certain setpoint value of the moisture content to be measured, a mean value Ho, which becomes greater when this level of moisture content drops and becomes smaller when this level of moisture rises above the setpoint value.
The bridge arrangement shown can now be tuned with the help of the potentiometers Pl and P2 so that the voltage lTBr becomes zero when the instantaneous value of the resistor H corresponds to the setpoint H @, with the bridge also being phased by adjusting the potentiometer P3 can be. This voltage FjBr is now fed to the input circuit of an AC amplifier V.
In the output circuit of this AC amplifier V there are two triodes TR1 and T'R2, the anodes of which are each connected via a relay coil RS1 and RS2 to the end terminals of the secondary signal SW of a symmetry transformer Sue. The primary winding PW of this transformer SUe is connected to the same network source as the weighing EW1 of the bridge feed transformer EUe. The center tap of the secondary winding SW is earthed, so that the anodes of the two triodes Tu1 and TR2 are inevitably fed in push-pull.
The two relay coils RS1 and RS2 each have a discharge capacitor RC1 and RC2 connected in parallel. The control grids of the two triodes are biased by additional holding means (not shown) so that these triodes only become conductive when such a triode receives a positive voltage pulse at the same time on the control grid and on the anode. If, for example, in the arrangement shown, the instantaneous value of the resistor H falls below the setpoint value lio, which indicates an increase in the measured humidity, the amplifier V supplies each of the two triodes TR1 and TR2 with a control voltage with a predetermined phase position relative to the network.
The phase position of the control voltage will correspond to the phase position of the anode voltage for only one of the triodes, while the control voltage and the anode voltage will be in phase opposition for the other triode. Accordingly, during this time, for example, the relay coil RS1 is energized because the triode TR1 becomes conductive, the discharge capacitor RC1 causing a current to flow through the relay coil RS1 even in the opposite phases.
This relay coil RS1 now acts on a Wontakt / 1 of the rule arrangement shown in FIG. 4 and thereby closes a supply circuit for the motor J7 via its field coil S1. As a result, the motor M is driven in the direction that a valve v10 is closed more.
This valve V10 acts on a fresh water supply line 10 to an air humidifier 12 which is provided with spray nozzles 11 and which is arranged in a wind tunnel 13, in which wind tunnel 13 the sensing resistor 11 is also located; H. so in this case less moisture is added to the air flowing through the channel 13.
If, after a certain time, the sensing resistor H reaches its setpoint value, for which the bridge voltage UBr is equal to zero, none of the triodes is supplied with a noticeable control voltage, and accordingly none of the relay coils RS1 and RS9 is excited, so that the relay coils controlled by these relay coils Switching contacts z1 and f2 remain open and the motor Jf stops. The position of the valve V10 thus also remains unchanged, and the humidifier 12 continues to operate in an unchanged manner.
If the humidity level to be kept constant falls below the predetermined value, which causes the sensing resistance II to rise above the predetermined value Ho, a control voltage arises at the output of the amplifier V which is in phase opposition to the first-mentioned control voltage and which is applied accordingly
Place the triode TR1 makes the triode TR2 conductive, so that the relay coil RS2 is excited, which closes the contact r2 of the control arrangement shown in FIG. 4, so that the motor lI ge;
en über is previously driven in the opposite direction of rotation and thus adjusted the valve V10 in the sense of an opening, so that the air humidifier 12 is supplied with more moisture. In this way, the arrangement consisting of the amplifier V, the two triodes TR1 and TR2 and the two relay coils RS1 and RS2 acts as a discriminator amplifier, which controls a lighting device depending on the type of detuning of the bridge so that the setpoint value is automatically maintained becomes.
The method according to the invention and a moisture-dependent sensing resistor according to the invention can of course also be used for purposes other than those described. B. is possible with the help of a plurality of such Feuch moisture sensing resistors, each of which is matched to a particular measurement range to build a general moisture measurement device.