DD155115A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der feuchtigkeit von feststoffgemischen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Bestimmung der Feuchtigkeit in Feststoffgemischen, vorzugsweise Schuettguetern, durch Messung des Wasserdampfpartialdruckes ueber diesen Schuettguetern bei gleichzeitiger Messung der Temperatur der Schuettgueter, ohne dass die Einstellung des Wasserdampfgleichgewichtes abgewartet werden muss. Die Ausgangssignale des Feuchtefuehlers und des Temperaturfuehlers werden in bekannten Rechengliedern so miteinander verknuepft, dass ein Gesamtausgangssignal erhalten wird, das den Wassergehalt des untersuchten Feststoffgemisches eindeutig widerspiegelt.

Description

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a Titel

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Feuchtigkeit von Feststoffgemischen

b Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wasserbestimmung in Schüttgütern unter Ausnutzung des Wasserdampfpartialdruckes, der sich über diesen Schüttgütern einstellt, lach diesem Verfahren arbeitende Meßeinrichtungen ermöglichen es, Trocknungsoder Befeuchtungsanlagen von Hand oder automatisch zu regeln.

c Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Zahlreiche der bekannten Verfahren zur Feuchtebestimmung in Schüttgütern sind entweder an eine konstante Zusammensetzung oder gleichbleibende Korngrößenverteilung in der Probe gebunden. Dies gilt beispielsweise für die DK-Metrie, die Messung der Leitfähigkeit, die Messung der Mikrowellenabeorption und die Heutronenfeuchtmessung· Refraktometrie und IR-Absorption erfordern die Durchlässigkeit des untersuchten Stoffes für die benutzte Strahlung. Die genannten Abhängigkeiten haben außerdem zur Folge, daß es in der Regel nicht möglich ist, eine kontinuierliche Messung in einem Schüttgutstrom vorzunehmen. Ein weiteres bekanntes Verfahren ist die Messung der sich über dem feuchten Schüttgut einstellenden relativen Luftfeuchtigkeit im Gleichgewichtszustand. Zur Auswertung solcher Messungen muß die betreffende Sorptionsisotherme des Materials herangezogen werden. Wegen der teilweise sehr langen Einstellzeiten dieses Gleichgewichtes ist auch hier keine kontinuierliche Messung möglich. Bei Stoffgemischen wechselnder Zusammensetzung sind außerdem die Sorptionsisothermen in der Regel nicht bekannt. Beispiele für nach diesem Verfahren arbeitende Meßeinrichtungen sind der in der Er-

findungsbeSchreibung DE 2 752 508 vorgestellte Bodenfeuchtigkeitsmesser und die Feuchtemeßeinrichtung nach DE 2 334 851·

Pur die Regelung von Trocknungsanlagen sind Verfahren bekannt, nach denen die Feuchte der Abluft aus diesen Anlagen gemessen und mit oder ohne Berücksichtigung der Ablufttemperatur nach dieser Meßgröße die Heizstoffzufuhr beeinflußt wird. Diese Verfahren liefern.jedoch keine Aussage über den Wassergehalt des Trockengutes und sind außerdem an die konkrete Konstruktion des Trockners gebunden. Beispiele hierfür sind die Verfahren nach den Patentbeschreibungen DE 1 604 806 und DE 2 423 563.

Es ist schließlich noch ein Meßverfahren bekannt, bei dem zur Messung der Feuchte eines Salzbades Gas durch dieses geleitet und dessen Feuchte danach mit einem Taupunktfühler gemessen wird. Druck, Temperatur und Zusammensetzung des Salzbades müssen während der Messung konstant gehalten werden, bei dem Salzbad muß es sich um ein hocherhitztes System handeln. Dieses Verfahren ist in der Erfindungsbeschreibung DE 2 639 075 näher ausgeführt.

d Ziel der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung soll sein, die Feuchte von Schüttgütern kontinuierlich und ohne lange Verweilzeiten zu messen, wobei eine direkte Anzeige des Wassergehaltes und/oder die Ableitung eines für Regelungen geeigneten Signals möglich ist, ohne daß die Art der zu beeinflussenden Trocknungs- oder Befeuchtungseinrichtungen einen Einfluß auf das Meßergebnis hat. Die Messung soll bei beliebigen Temperaturen möglich sein, ohne daß eine Beeinflussung der Meßguttemperatur zum Zwecke der Messung erforderlich ist, insbesondere ohne Notwendigkeit zur Konstanthaltung dieser Temperatur,

e Darlegung des Wesens der Erfindung

Nach vorliegender ürfindung v/ird die sich im Gasraum über einem feuchten Feststoff einstellende Feuchtigkeit gemessen. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß ein Abwarten der Gleichgewichtseinstellung für den Wassergehalt zwischen Gas und Feststoff nicht erforderlich ist, v/eil bereits nach wenigen Minuten der Wassergehalt des Gases in den durch die Meßgenauigkeit von Feuchtesensoren vorgegebenen Grenzen den

Wassergehalt des Peststoffes widerspiegelt. Es ist jedoch erforderlich, gleichzeitig die Temperatur des Peststoffes zu messen, da sie einen sehr großen Einfluß auf den sich einstellenden Wassergehalt der Gasphase hat. Die Ausgangsignale beider Sensoren v/erden so miteinander verknüpft, daß der mit der Temperatur steigende Wasserdampfpartialdruck und die höhere Verdampfungsgeschwindigkeit keinen Einfluß auf das Ausgangssignal der Meßeinrichtung haben.

Die für die Ausführung des Verfahrens geeignete Meßeinrichtung besteht aus einem Temperatursensor mit vorzugsweise elektrischem Ausgangssignal, einem Taupunktfühler mit elektrischem Ausgangssignal und einer Einrichtung zur Wandlung und Verknüpfung der Signale, die ein Ausgangssignal zur Anzeige und/oder Regelung abgibt. Die Wandlung der Signale erfolgt mit Meßverstärkern bekannter Konstruktion, die ein normiertes analoges oder digitales Ausgangssignal abgeben. Die Verknüpfung dieser Signale erfolgt im Palle analoger Ausgangssignale der verwendeten Meßverstärker durch Analogrechenglieder, bei Vorliegen digitaler Signale mit einem geeigneten Digitalrechner. Die Bewertung der Eingangssignale der verwendeten Verknüpfungsglieder erfolgt mit unterschiedlichem Vorzeichen und mit Paktoren bzw. Rechenvorschriften, die in Abhängigkeit vom untersuchten Schüttgut empiri zu ermitteln sind. Das von der Rechenschaltung abgegebene Signal kommt in bekannter Weise zur Anzeige.

f Ausführungsbeispiele Ausführungsbeispiel 1:

Ein besonders einfaches Beispiel für die Ausführung vorliegender Erfindung ist die Messung des Wassergehaltes von getrockneter Futterhefe. Meßfühler für die Temperatur des Gutes ist ein Platinwiderstandsthermometer, das in den Strom der getrockneten Futterhefe ragt, die von einer Trogschnecke weiterbefördert wird. Der Lithiumchloridtaupunktfühler befindet sich im Luftraum über der geförderten Hefe. Mittels ?/iderstandsmeßumformer werden die Ausgangssignale der beiden Fühler jeweils in Einheitsstromsig-,näle umgewandelt, die über ein Widerstandsnetzwerk miteinander verknüpft werden. Dabei ist einer der Widerstände einstellbar, so daß die Bewertung entsprechend der experimentell ermittelten Taupunkt-Temperatur-Kurve vorgenommen werden kann. Ausgangssignal des Netzwerkes ist ein Gleichstrom, der auf einem entsprechen-

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den Meßgerät zur Anzeige gebracht wird.

Ausführungsbeispiel 2:

Y/ird das ^eßgerät als Bestandteil einer digitalen Datenerfassungsanlage eingesetzt oder zum Zwecke höchster Meßgenauigkeit eine vollständige Berücksichtigung der Temperaturabhängigkeit des Wasserdampfpartialsdruckes gewünscht, so wird das Ausgangssignal jedes der beiden Meßumformer mit einem Analog-Digital-Wandler in ein Digitalsignal umgewandelt und diese beiden Digitalsignale werden einem Mikrorechner zugeführt. Am Ausgang des entsprechend programmierten Mikrorechners steht dann das codierte Signal des Wassergehaltes zur Anzeige oder weiteren Nutzung zur Verfügung.

Claims (5)

Erfindungsanspruch

1. Verfahren zur Bestimmung der Feuchtigkeit von Peststoffgemischen, vorzugsweise Schüttgütern durch Messung der Feuchtigkeit im Gasraum über diesen Schüttgütern, gekennzeichnet dadurch, daß die Einstellung des Verdunstungsgleichgewichtes nicht vollständig erfolgt.

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß gleichzeitig die Temperatur des Schüttgutes gemessen wird.

3· Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Ausgangssignale der zur Kessung dienenden Fühler so miteinander verknüpft werden, daß ein neues Ausgangssignal entsteht, dessen Größe eine eindeutige Funktion des Wassergehaltes im untersuchten Schüttgut darstellt.

4« Verfahren nach Pkt. 1, 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß die. Bewertung der Signale in der Rechenschaltung nach Pkt. 5 mit Faktoren oder Rechenvorschriften erfolgt, die die Natur des jeweiligen Schüttgutes berücksichtigen.

5. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Punkt 1, 2 und 3» gekennzeichnet dadurch, daß die Ausgangssignale der Meßfühler in digitale oder analoge Einheitssignale umgewandelt werden und diese Einheitssignale in digitalen oder analogen Rechenschaltungen zu Anzeige- oder Regelsignalen verknüpft werden.