Verfahren zur Bestimmung der Dampffeuchtigkeit durch Messen der Verdampfungswärme
Im Patentanspruch I des Hauptpatentes wurde ein Verfahren zur Bestimmung der Dampffeuchtigkeit durch Messen der Verdampfungswärme beschrieben, dessen Kennzeichen darin besteht, dass die flüssige Phase des Nassdampfes durch die Heizleistung eines elektrisch beheizten Messfühlers in die gasförmige Phase überführt wird, wobei zwischen dem Messfühler und dem Nassdampf eine bestimmte, konstante Temperaturdifferenz aufrechterhalten wird, während die Heizleistung des Messfühlers, die das Mass für die Verdampfungswärme der flüssigen Phase ist, das Mass für den Feuchtigkeitsgrad des Dampfes bildet.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine vorteilhafte Weiterentwicklung des beschriebenen Verfahrens und besteht darin, dass durch einen oder mehrere temperaturabnehmende Elemente hinter dem Heizkörper die Temperatur des durchfliessenden Sattdampfes gemessen wird, welche Temperatur identisch ist mit der Temperatur des Nassdampfes, die durch einen oder mehrere temperaturabnehmende Elemente vor dem Heizkörper gemessen wird, wobei die Heizleistung des Heizkörpers das Mass des Feuchtigkeits- grades des gemessenen Dampfes bildet.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird anhand der Zeichnung, welche schematisch einen Längsschnitt eines Messfühlers darstellt, der beispielsweise zur Ausführung dieses Verfahrens verwendet werden kann, erläutert. Der in der Zeichnung dargestellte Messfüh ler besteht aus einem walzenförmigen Hohlkörper 1, welcher von dem zu messenden Dampf durchflossen wird und in welchem sich hinter dem Eintritt eine oder mehrere Messstellen 2a für die Messung des statischen Druckes des Nassdampfes befinden, weiters ein oder mehrere temperaturabuehmende Elemente
6a, in der Regel thermoelektrische Elemente für die Messung der Temperatur des Nassdampfes, ein Widerstandsheizkörper 8, ein oder mehrere Messstellen 2b für die Messung des statischen Druckes des Sattdampfes,
ein oder mehrere temperaturahnehmende Ele menge 6b für die Messung der Temperatur des Sattdampfes und schliesslich die Messstelle 9 für die Messung des Gesamtdruckes des Sattdampfes durch ein parallel zur Strömung eingesetztes Rohr.
Der Messfühler kann mit Messstellen 4 für die Messung des statischen Druckes des Nassdampfes ausserhalb des Messfühlers versehen sein. Dabei können sowohl die Messstellen 4 als auch die Messstellen 2a bereits in der Atbnahmesonde vorgesehen sein, die vor dem eigentlichen Messfühler angeordnet ist.
Die Messung des statischen Druckes des Nassdampfes innerhalb und ausserhalb des Messfühlers kann in Anbetracht dessen, dass die Isobaren und Isothermen des Nassdampfes identisch sind, durch Messung der Temperatur des Nassdampfes innerhalb und ausserhalb des Messfühlers, gegebenenfalls innerhalb und ausserhalb der Abnahmesonde ersetzt werden.
Wird der Messfühler von einer bestimmten Menge Dampf durchflossen und ist durch das Potentiometer 14 die Heizleistung des Heizkörpers 8 bis auf den Grenzwert des Gleichgewichtszustands eingestellt, bei welchem die Temperatur des Sattdampfes noch iden- tisch bleibt mit der Temperatur des Nass dampfes, so gibt die augenblickliche Heizleistung, die durch das Wattmeter 13 angezeigt wird, den Wert der Verdampfungswärme der flüssigen Phase des gemessenen Dampfes an. Sobald sich jedoch die Strömungsverhältnisse bzw. der Feuchtigkeitsgrad des Dampfes ändern, d. h. sobald die Temperatur des Sattdampfes von der Temperatur des Nassdampfes abweicht, ist der Gleichgewichtszustand gestört. Durch Einstellung des Potentiometers 14 wird der Heizkörper 8 wieder ausgewogen.
In der Zeichnung sind weiters Zuleitungen 3a und 3b zu den Mikromanometern für die Messung der Drücke innerhalb des Messfühlers dargestellt, ferner die Zuleitung 5 zum Mikromanometer für die Messung des Druckes ausserhalb des Messfühlers, die Rohre 7a und 7b, die die Zuleitungen zu den thermoelektrischen Elementen enthalten, und das Austrittsrohr 10 des Messfühlers, ferner die Millivoltmeter 1 1a und 1 ib zur Messung der thermoelektrischen Ströme und der Bezugspunkt 12 für die Messung der Temperatur der thermoelektrischen Elemente.
In Anbetracht dessen, dass der Messfühler mit einer Abnahme des statischen Druckes des Sattdampfes versehen ist, kann die Messung der Geschwindigkeit des Dampfstromes direkt durchgeführt werden, und zwar durch blosse Abnahme des Gesamtdruckes, was eine bedeutende Vereinfachung bei der Durchführung des Verfahrens zur Messung der Dampffeuchtigkeit bedeutet.
Die Bestimmung der Dampffeuchtigkeit kann automatisch durchgeführt werden, wobei die Bestimmung des mengenmässigen Durchflusses des Dampfes durch den Messfühler fliessend erfolgt und genügend genau ist.
Das beschriebene Verfahren kann vorteilhaft für die vollständige Automatisierung verwendet werden, insbesondere bei Anwendung eines Servokompensators der Heizleistung und eines Analoges für die Berechnung des Feuchtigkeitsgrades. Ausser einer Anzeige des augenblichklichen Wertes des Feuchtigkeitsgrades des Dampfes kann der verwendete Messfühler mit einer automatischen Registrierungs, bzw. Reguliereinrichtung ausgestattet werden.
Method for determining vapor moisture by measuring the heat of vaporization
In claim I of the main patent, a method for determining the steam moisture by measuring the heat of evaporation was described, the characteristic of which is that the liquid phase of the wet steam is converted into the gaseous phase by the heating power of an electrically heated sensor, with between the sensor and the wet steam a certain, constant temperature difference is maintained, while the heating power of the sensor, which is the measure for the heat of vaporization of the liquid phase, forms the measure for the degree of moisture of the vapor.
The present invention is an advantageous further development of the method described and consists in that the temperature of the saturated steam flowing through is measured by one or more temperature-decreasing elements behind the radiator, which temperature is identical to the temperature of the wet steam, which is measured by one or more temperature-decreasing elements is measured in front of the radiator, the heating power of the radiator being the measure of the moisture level of the measured steam.
The method according to the invention is explained with reference to the drawing, which schematically shows a longitudinal section of a measuring sensor that can be used, for example, to carry out this method. The measuring sensor shown in the drawing consists of a cylindrical hollow body 1 through which the steam to be measured flows and in which one or more measuring points 2a for measuring the static pressure of the wet steam are located behind the inlet, as well as one or more temperature-absorbing elements
6a, usually thermoelectric elements for measuring the temperature of the wet steam, a resistance heater 8, one or more measuring points 2b for measuring the static pressure of the saturated steam,
one or more temperature-increasing elements 6b for measuring the temperature of the saturated steam and finally the measuring point 9 for measuring the total pressure of the saturated steam through a pipe inserted parallel to the flow.
The measuring sensor can be provided with measuring points 4 for measuring the static pressure of the wet steam outside the measuring sensor. Both the measuring points 4 and the measuring points 2a can already be provided in the absorption probe, which is arranged in front of the actual measuring sensor.
In view of the fact that the isobars and isotherms of the wet steam are identical, the measurement of the static pressure of the wet steam inside and outside the measuring sensor can be replaced by measuring the temperature of the wet steam inside and outside the measuring sensor, if necessary inside and outside the acceptance probe.
If a certain amount of steam flows through the measuring sensor and the potentiometer 14 is used to set the heating power of the heater 8 up to the limit value of the equilibrium state, at which the temperature of the saturated steam remains identical to the temperature of the wet steam, the instantaneous Heating power, which is indicated by the wattmeter 13, the value of the heat of vaporization of the liquid phase of the measured vapor. However, as soon as the flow conditions or the degree of humidity of the steam change, i. H. as soon as the temperature of the saturated steam deviates from the temperature of the wet steam, the equilibrium state is disturbed. By adjusting the potentiometer 14, the heating element 8 is balanced again.
The drawing also shows feed lines 3a and 3b to the micromanometers for measuring the pressures inside the sensor, furthermore feed line 5 to the micromanometer for measuring the pressure outside the sensor, tubes 7a and 7b, which are the feed lines to the thermoelectric elements included, and the outlet pipe 10 of the sensor, furthermore the millivoltmeter 1 1a and 1 ib for measuring the thermoelectric currents and the reference point 12 for measuring the temperature of the thermoelectric elements.
In view of the fact that the sensor is provided with a decrease in the static pressure of the saturated steam, the measurement of the speed of the steam flow can be carried out directly, namely by simply decreasing the total pressure, which is a significant simplification in the implementation of the method for measuring the steam humidity means.
The determination of the steam moisture can be carried out automatically, the determination of the quantitative flow of the steam through the measuring sensor being carried out smoothly and with sufficient accuracy.
The method described can advantageously be used for complete automation, in particular when using a servo compensator for the heating power and an analog one for calculating the degree of humidity. In addition to a display of the current value of the moisture level of the steam, the measuring sensor used can be equipped with an automatic registration or regulating device.