Apparat zur Messung der relativen Feuchtigkeit von Gasen.
Bekannte Hygrometer zur Messung der relativen Feuchtigkeit von Gasen, das heisst des Verhältnisses der im Gas vorhandenen Feuchtigkeit zu deren Sättigungswert bei der herrsehenden Temperatur, besitzen den Nachteil, dass das angezeigte Messresultat entweder umzurechnen und jeweils auf Grund von Versuchen abzuleiten ist oder aber, dass mit einem einzelnen Apparat nur die absolute Feuchtigkeit des zu untersuchenden Gases direkt abgelesen werden kann. Die relative Feuchtigkeit ist dann mittels einer ge eichten, nomographischen Tabelle, die ausschliesslich für das betreffende Instrument verwendet werden kann, zu bestimmen.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, diese Naehteile zu beheben. Sie betrifft einen Apparat zur Messung der relativen Feuehtigkeit von Gasen, bestehend aus einem Gefäss, welches einen durch eine poröse Platte gebildeten Wandteil aufweist, durch den das Gas dif fundieren kann, einem Manometer zur Mes- sung des sich zwischen dem Innen-und Aussen- raum des Gefässes einstellenden Druckunter- schiedes, der ein Mass darstellt für den Feuchtigkeitsunterschied zwischen Innen-und Aussenraum sowie einem die Gastemperatur anzeigenden Thermometer.
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass auf einem in Funktion der Temperatur mit dem Thermometer drehverbun- denen Organ Kurven gleicher relativer Feuchtigkeit aufgetragen sind, in deren Bereich der Anzeigeplmkt des Manometers sich bewegt derart, dass die relative Feuchtigkeit direkt am Anzeigepunkt des Manometers ablesbar ist.
In der Zeichnung sind beispielsweise zwei bevorzugte Ausfiihrwgsformen des Erfin dungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen :
Fig. 1 eine Vorderansicht des einen Ausführungsbeispiels mit Scheibe,
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch den Apparat in Richtung A-A der Fig. 1,
Fig. 3 eine Vorderansicht des zweiten Beispiels mit Zylinder und
Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch den Apparat in Richtnng B-B der F'ig. 3.
Gemäss der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform weist der auf einer vertikal, an einem Haken 1 aufzuhängenden Grundplatte 2 montierte Apparat im wesentlichen ein kreisrundes, aus einem Bleehstüek herausgearbeitetes Gehäuse 3 auf, dessen Flanche 4 an der Grundplatte 2 anliegen und damit verbunden sind. Die Vorderplatte 3,4 des Apparates weist zwei Ablesefenster 5,6 auf, von denen das im obern Teil ange ordnete, 5, einen fest angeordneten Zeiger7 zwecks Ablesens der Gastemperatur aufweist, während das im untern'Teil befindliche, annähernd rechteckige, in senkrechter Richtung verlaufende Fenster 6 zum Ablesen der relativen Feuchtigkeit dient.
Hinter der Vorderplatte 3 des Apparates und parallel zu demselben lagert auf der Achse 8 eines Drehthermometers 9 eine kreis ruade Scheibe 10, die mit dem Thermometer drehverbunden ist. Die Seheibe 10 weist eine dem obern Ablesefenster 5 entsprechend angeordnete Temperaturskala 11 auf,-während im untern Teil, im Bereiche des rechteckigen Ablesefensters 6, eine Schar S :
urven 12 beispielsweise für 0,10,20,30,40,50, 60,70, 80,90 und 100 /o relativer Luftfeuchtigkeit in Funktion des durch die Temperatur be einflussten Scheibenausschlages aufgezeichnet ist (Fig. 1). Das Drehthermometer 9 besteht aus einem bimetallischen Metallthermometer, welches die Scheibe 10 zum Ausschlagen bringt.
An Stelle einer die Kurven 12 und die Skala 11 aufweisenden Seheibe 10 kann aber aueh, wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, insbesondere für Laboratoriumszwecke, ein unter dem Einfluss eines mit ihm verbundenen Drehthermometers 13 angeordneter Zylinder 14 vorgesehen sein, dessen Mantelfläche die bereits oben beschriebene Kurvenschar 12, jedoch hier, im Gegensatz zur Scheibe 10, in rechtwinkligen Koordinaten, aufweist. Dieser Zylinder 14 dreht sich, entsprechend den Temperaturschwankungen, mit seiner vertikal angeordneten Achse 15a, welch letztere mit dem bimetallischen Thermometer 1, 3 drehver- bunden ist.
Auf dem obern Teil des mit der Grundplatte 2 verbundenen Gehäuseflansches 4 (Fig. 1 und 2) ist seitlich ein Glasgefäss 16 (auch in Fig. 3 und 4) mit einem Inhalt von et. wa U cm3 destilliertem Wasser durch einen Bügel 17 fest angeordnet ; das Gefäss ist nach oben mit einem Deckel, der aus der Zeich- nung nicht ersichtlich ist, bestehend aus poröser Tonerde, verschlossen.
Das Gefäss ist mit einem vorerst annähernd horizontal und dann anschliessend hinter der Skalenscheibe des Instrumentes vertikal verlaufenden Rohr 18 mit einem U-formigen, zwei Schenkel 19, 20 aufweisenden 3Ianometer 19, 20,21 in Verbin- dung, welches einen Flüssigkeitsfaden 21 enthält.
Der eine'Schenkel 20 enthält den Anzeigeteil des Fades 211 und verläuft annä- hernd in der Symmetrieebene lotrecht nach oben, und zwar über das untere rechteekige Ablesefenster 6, unter welchem die Kurven- schar 12 auf der darunter befindlichen Skalenscheibe 10 sichtbar ist. Um nach Möglich- keit Ablesefehler infolge Parallaxe zu vermeiden, ist dieser Manometerschenkel 20 mög- lichst nahe an der Skalenscheibe 10 angeordnet.
Der Sehenkel 20 weist. an seinem nahe der Mitte des Apparates mittels Bride 21 befestigten Ende eine Öffnung 22 auf, so dass das Gas, dessen relative Feuchtigkeit zu bestimmen ist, freien Zutritt zum Flüssigkeits- faden 21 erhält und auf denselben einwirken kann. Um eine grössere Ablesegenauigkeit für spezielle Zweeke zu erreichen, kann der unter dem Einfluss des zu bestimmenden Gases be findliche Schenkel 20 auch geneigt zur Symmetrieachse des Instrumentes angeordnet sein.
Aus demselben Grunde kann dieser Mano meterschenkel 20 auch schief angeordnet sein, falls, statt einer Scheibe 10, ein Skalenzylinder 14 angeordnet ist.
Das Prinzip des Diffusionshygrometers beruht bekanntlich auf dem physikalischen Effekt der unterschiedlichen Diffusionsgeschwindigkeit von Gasen, beispielsweise von Luft und'Wasserdampf durch einen porösen Körper (vergleiche Helvetica Physica. Acta, Vol. XVII, S. 437). Dieser Unterschied bewirkt dabei, in Funktion der ausserhalb des porösen Körpers vorhandenen Feuchtigkeit, eine Druckdifferenz zwischen dem Gefässinnern und der Aussenluft, welche an dem mit dem Gefäss verbundenen Manometer 19,20, 21, wie bereits beschrieben, abgelesen werden kann.
Da die Kurvenscharen 12, 15 aus einzelnen Kurven gleicher relativer Feuchtigkeit, beispielsweise der Luft, bestehen, und diese Kurven in Funktion der Temperatur auf Grund einer Eichung aufgenommen worden sind, so ergibt sich der abzulesende Messwert der relativen Feuchtigkeit des Gases im ideellen Durchstosspunkt des Endes 2S des Anzeigefadens'21 mit der betreffenden Kurve 12 (Anzeigepunkt).
An Stelle eines Flüssigkeitsmanometers kann auch ein Zeigermanometer vorgesehen sein, wobei dann die sSpitze des Zeigers den Anzeigepunkt an der betreffenden Kurve 12 bildet.
Der erfindungsgemässe Apparat zeigt in direkter Ablesung die relative Feuchtigkeit eines zu bestimmenden Gases mit grosser Präzision an, ohne dass im Laufe der Zeit die Genauigkeit des Instrumentes nachlassen würde. Somit sind mit diesem Apparat Versuche, Berechnungen und Tabellen zur Be stimmung der relativen Feuchtigkeit eines Ga- ses überflüssig.
Apparatus for measuring the relative humidity of gases.
Known hygrometers for measuring the relative humidity of gases, i.e. the ratio of the humidity present in the gas to its saturation value at the prevailing temperature, have the disadvantage that the displayed measurement result must either be converted and in each case derived on the basis of experiments, or that with Only the absolute humidity of the gas to be examined can be read directly from a single apparatus. The relative humidity must then be determined using a calibrated nomographic table that can only be used for the instrument in question.
The present invention aims to remedy these sewing parts. It relates to an apparatus for measuring the relative humidity of gases, consisting of a vessel which has a wall part formed by a porous plate through which the gas can diffuse, a manometer for measuring the temperature between the inside and outside The pressure difference that adjusts the space of the vessel and represents a measure of the moisture difference between the interior and exterior space and a thermometer indicating the gas temperature.
The invention consists essentially in that curves of the same relative humidity are plotted on an organ that is rotationally connected to the thermometer as a function of temperature, in the area of which the display area of the manometer moves in such a way that the relative humidity can be read directly at the display point of the manometer .
In the drawing, for example, two preferred embodiments of the subject of the invention are shown. Show it :
Fig. 1 is a front view of one embodiment with a disc,
Fig. 2 is a vertical section through the apparatus in direction A-A of Fig. 1,
3 is a front view of the second example with cylinder and
4 shows a vertical section through the apparatus in direction B-B of FIG. 3.
According to the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the apparatus mounted on a vertically suspended base plate 2 on a hook 1 has essentially a circular housing 3 made from a sheet metal, the flanges 4 of which bear against the base plate 2 and are connected to it are. The front plate 3, 4 of the apparatus has two reading windows 5, 6, of which the one in the upper part, 5, has a fixed pointer 7 for reading the gas temperature, while the one in the lower part, approximately rectangular, in the vertical direction running window 6 is used to read the relative humidity.
Behind the front plate 3 of the apparatus and parallel to the same superimposed on the axis 8 of a rotary thermometer 9, a circular ruade disc 10 which is rotatably connected to the thermometer. The window 10 has a temperature scale 11 corresponding to the upper reading window 5, while in the lower part, in the area of the rectangular reading window 6, a group S:
urven 12 is recorded, for example, for 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 and 100 / o relative humidity as a function of the window deflection influenced by the temperature (FIG. 1). The rotary thermometer 9 consists of a bimetallic metal thermometer which causes the disc 10 to knock out.
Instead of a sight disc 10 having the curves 12 and the scale 11, however, as can be seen from FIGS. 3 and 4, in particular for laboratory purposes, a cylinder 14 arranged under the influence of a rotary thermometer 13 connected to it can be provided, its outer surface the family of curves 12 already described above, but here, in contrast to disk 10, in right-angled coordinates. This cylinder 14 rotates according to the temperature fluctuations with its vertically arranged axis 15a, the latter being rotatably connected to the bimetallic thermometer 1, 3.
On the upper part of the housing flange 4 connected to the base plate 2 (FIGS. 1 and 2), a glass vessel 16 (also in FIGS. 3 and 4) with a content of et. wa U cm3 of distilled water firmly arranged by a bracket 17; the vessel is closed at the top with a lid, which cannot be seen in the drawing, made of porous clay.
The vessel is connected to a tube 18, initially approximately horizontally and then vertically behind the dial of the instrument, with a U-shaped 3Ianometer 19, 20, 21 which has two legs 19, 20 and which contains a liquid thread 21.
One leg 20 contains the display part of the fade 211 and runs approximately vertically upwards in the plane of symmetry, specifically over the lower right-angled reading window 6, under which the curve set 12 is visible on the graduated disk 10 below. In order to avoid reading errors due to parallax as far as possible, this manometer leg 20 is arranged as close as possible to the graduated disk 10.
The handle 20 has. at its end fastened near the center of the apparatus by means of a clamp 21, an opening 22 so that the gas, the relative humidity of which is to be determined, has free access to the liquid thread 21 and can act on the same. In order to achieve greater reading accuracy for special purposes, the leg 20 which is sensitive to the influence of the gas to be determined can also be arranged inclined to the axis of symmetry of the instrument.
For the same reason, this manometer leg 20 can also be arranged obliquely if, instead of a disk 10, a scale cylinder 14 is arranged.
The principle of the diffusion hygrometer is known to be based on the physical effect of the different diffusion speeds of gases, for example of air and water vapor, through a porous body (compare Helvetica Physica. Acta, Vol. XVII, p. 437). As a function of the moisture present outside the porous body, this difference causes a pressure difference between the inside of the vessel and the outside air, which can be read on the pressure gauge 19, 20, 21 connected to the vessel, as already described.
Since the families of curves 12, 15 consist of individual curves of the same relative humidity, for example air, and these curves have been recorded as a function of temperature on the basis of a calibration, the measured value of the relative humidity of the gas to be read results at the ideal point of penetration of the end 2S of the display thread'21 with the relevant curve 12 (display point).
Instead of a liquid manometer, a pointer manometer can also be provided, the tip of the pointer then forming the display point on the relevant curve 12.
The apparatus according to the invention shows the relative humidity of a gas to be determined with great precision by means of a direct reading, without the accuracy of the instrument deteriorating over time. With this apparatus, experiments, calculations and tables to determine the relative humidity of a gas are therefore superfluous.