-
Vorrichtung zur Messung der Feuchtigkeit von schüttbarem Gut Die
Erfindung betrifft eline Vorrichtung zur Messung des Feuchtegehalts von schüttbarem
Gut durch Messung des elektrischen Widerstandes in einem das Gut fest zusammenpressenden
Meßbecher.
-
Das Zusammenpressen des Gutes in einem Meßbecher hat zwar den Vorteil,
daß zu hohe Übergangswiderstände zwischen den Teilchen beseitigt werden und nur
der Feochtegehalt für die Messung bestfiammend ist. Temperaturveränderungen, die
von einer vorhergehenden Erwärmung des Gutes oder vom Zusammenpressen im Becher
herrühren, haben aber auf die Genauigkeit der Messung einen erheblichen Einfluß,
da das Anzeigeinstrument nur ftir Feuchtegehalte bei einer bestimmten Temperatur
geeicht sein kann.
-
Es sind Meßvorrichtungen solcher Art bekannt, bei denen d je Temperaturkompensation
durch eine Vergleichsmessung an einem Thermometer oder in einer 13rückenschaltun,g
erfolgt, wobei dann eine Nachstel-- luiig der Anzeige oder des Regelvorgangs von
Hand notwendig ist.
-
Bei einer Vorrichtung zur Überwachung der Feuchtiglieit von ablaufenden
Bahnen, beispielsweise für die Textil- oder Papierherstellung, ist es bekannt, außcr
den Rollenelektroden eine weitere Rolle mit negativem Xemperaturkoeffizienten anzuordnen,
deren elektrischer Widerstand in Reihe mit der Meßstrecke an der Verstärkerröhre
des Anzeigeinstrumentes liegt. Diese Anordnung setzt voraus, daß das Temperaturverbalten
des zu prüfenden Stoffes und der Korrekturwalze weitgehend entgegengesetzt symmetrischen
Verlauf zei,gen, da beide Größen gleichmäßig verstärkt in den Anzeigestromkreis
übergehen. Diese Voraussetzung kann bei Textil- und Papiermessungen mit fest an.geordneten
Elektroden erfüllt sein, doch werden Becherelektroden für sehr verschiedenartige
Stoffe verwen-<tet, so daß eine Temperaturkompensation durch getiau entgegengesetzte
Beeinflussung des Meßstromes vom Kompensationswiderstand her nicht in jedem Fall
erwartet werden kann.
-
Die Erfindung besteht demgegenüber darin, daß hei einer Vorrichtung
zur Messung des Feuchtegehaltes von schüttbarem Gut mit Hilfe eines Meßbechers der
Widerstand m i t negativem Temperaturkoeffizienten (NTC) im Anzeigestromkreis einer
Widerstandsmeßanordnung liegt, die eine Verstärkerröhre enthält, in deren Gitterkreis
in an sich bekannter Weise der Meßbecher angeordnet ist, und claß ferner der NTC-Widerstand,
der in Wärmekontakt mit dem Meßgut steht, zwischen einem Potentialpunkt der Meßstrecke
und dem Ansdilußpunkt des Anzeigeinstrumentes am Ausgaiigspotential der Röhre liegt.
Hierdurch wird erreicht, daß die Verstärkerröhre einen Anzeigestrom liefert, der
den Widerstandsbereich des Meßgutes voll erfaßt.
-
Besteht der Meßbecher aus einem gut wärmeleitenden, die Temperatur
des Meßgutes schnell annehmenden Metall, vorzugsweise aus Reinaluminium, so kann
der Widerstand in einer Ausnehmung der Behälterwandung befestigt sein, wodurch er
zugleich das Meßpotent,i,al der Wandung erhält.
-
Durch Anordnung des NTC-Widerstandes im Anzeigestromkreis wird erreicht,
daß die Eichung der Meßanordnuiig unter Ausnutzung der Anodenstromkennlinie ohne
den NTC-Widerstand erfolgen kann und daß der mit dem Meßbecher in den Anzeigestromkreis
gelangende NTC-Widerstand seinen Einfluß nur bei Temperaturänderungen am Anzeigeinstrument
ausübt, ohne die Feuchte-Widerstands-Beziehung zu beeinflussen.
-
Der NTC-Wi.derstand kann jedoch auch zur Beein.-flussung der Gittervorspannung
der Röhre benutzt werden und ist dann mit der Kathode der Röhre verbunden. Hierbei
kann er auch mit der Richtspule eines Richtspulinstrumentes und diese dann andererseits
mit der Röhrenkathode verbunden sein, wodurch der Anzeigestromkreis und der den
NTC-Widerstand enthaltende Meßstromkrei 5 galvani sch voneinander getrennt sind.
-
Im allgemeinen geneigt es, den NTC-Widerstand nur im Anzeigestromkreis
anzuordnen und ihn in besonders vorteilhafter Weise miit dem Schirmgitter einer
Schirmgitterröhre zu verbinden, an das auch das Anzei,geinstrulment angeschlossen
ist, oder ihn mit einem parallel zur Meßspule liegenden Widerstand zu verbinden,
der ebenfalls eine Anpassung der Anodenstromkennlinie an die temperaturabhängige
Feuchte-Widerstands-Beziehung des Meßgutes erlaubt.
-
Die Zeichnung veranschauliit die. Erfindung an einem Ausführungsbeispiel,
-das die Möglichkeiten der Verbindung des Temperatur-Kompensationswiderstandes mit
dem Meßbecher- einerseits und mit dem Anzeigestromkreis andererseits zeigt.
-
Ein schematisch im Schnitt dargestellter Meßbecher besteht aus einem
starkwandigen Metallzyliiiader 1 und einem in diesen isoliert eingesetzten oder
selbst aus Isolierstoff hergestellten Boden2. In den isolierstoffboden ist ein in
das-Ianere des ZyLinders ragender Metalflcegel 3 eingefügt, der eine nach allen
Richtungen weitgehend - gleichmäßi,ge Stromverteilung durch das eingefüllte Meßt,ut
- hiadurch zur Zylinderwand gestattet. Im Zyhndermantel 1 ist eine Steckbuchse4
und am Metallkegel 3 eine weitere Steckbuchse 5 zum Anschließen der Meßleitunlgen-
eines Meßgerätes angebracht. Mit Hilfe des Meß'gerätes wird der im eingefüllten
Gut vorhandene Feuchtegehalt, d. h. der ihm entsprechende elektrische Widerstand
gemessen.
-
Verschlossen wird der Becher durch einen mittels Gewinde aufschraubbaren
Deckel 6, an dem eine Druckplatte7 mit kalottenartiger Unterseite frei und leicht
drehbar gelagert ist. Beim Festschrauben des Deckels wird das Gut im eBzyl,inder
so fest zusammengedrückt, daß kein höherer tSbergangswi,derstand zwischen den einzelnen
Teilchen vorhanden ist, als er einem geringstmöglichen Widerstand des feuchten Gutes
entsprechen würde. Das ist ohne weiteres zu erreichen, da -die Innenfeuchbigkeit
des Gutes sich zumindest unter Druck auchlder Oberfläche seiner Teilchen mitteilt.
Die frei drehbare Platte 7 hat den Vorteil, daß tatsächlich nur eine Zusammendrückung
ohne eine unerwünschte Mitnahme des Gutes -unter dem Einfluß der Druckberührung
stattfindet, wodurch eine Zermahlung und unnötige Erwärmung vermieden wird. Die
Druckplatte kann auch an einer im Deckel mittels eines besonderen Handgriffs verschraubbaren
Spindel angebracht sein; der Deckel wird' hierbei zweckmäßig durch einen einfachen
Steckdrehverschluß geschlossen.
-
Trotz der besonderen Ausbildung der Druckplatte 7 kann im Meßbecher
infolge des Druckes und auch eventuell bei längeren oder wiederholten Messungen
eine zusätzliche Erwärmung auftreten. Ferner kann bereits das eingebrachte Gut eine
wesentlich höhere Temperatur haben, als sie der Eichung der Meßvorrichtung bei einer
Normaltemperatur entspricht, was beispielsweise bei einem Darrprozeß entnommenen
Proben häufig der Fall sein wird.
-
Die nur bei einer bestimmten Temperatur richtig anzeigende Meßvorrichtung
würde bei höheren Temperaturen zu hohe Werte für den Feuchtigkeitsgehalt angeben.
Um diese Fehlanzeige zu verhindern, ist im Zylindermantel 1 ein Widerstand 8 mit
negativem Temperaturkoeffizienten angeordnet. Damit dieser auch geringen Temperaturänderungen
schnell folgt, ist er in einer Vertiefung des Metalirandes nahe dem Boden untergebracht
und steckt mit einem Ende un mittelbar in einer dort befindlichen Bohrung 9, so
daß ein Wärmeübergang vom Gut her sofort auf diesen NTC-Widerstand stattfindet.
Das andere Ende dieses Widerstandes ist in einer am Isolierbcyden befestigten Klemme
festgelegt, die zugleich einen weiteren Anschluß 10 zur elektrischen Meßanordnungbildet.
Diese Anschlußklemme 10 läßt sich in verschiedener Weise mit der Meßanordnung verbinden.
-
Die Meßanordnung umfaßt ein Anzeigeinstrument, insbesondere ein Drehspulmeßgerät
11, dessen Meßspule einerseits mit der Plus-Leitung, andererseits mit dem Anodenschirmgitter
einer Verstärkerröhre 12 ver-
bunden ist. An die Anode ist ein Bellastungswiderstand
13 zur Plus-Leitung gelegt, während die Kathode an der Minus-Leitung liegt. Das
Steuergitter nimmt das negative Potential des Kegels 3 an, das sich entsprechend
dem Spannungs abfall im Meßbecher ändern kann, so daß auch der negative Leitwert
des Schirmgitters veränderlich ist und damit der das Instrument 11 dúrchfließende
Strom ein Maß für den Feuchtigkeitsgehalt darstellt. Zur Einstellung eines günstigen
Arbeitspunktes am Instrument 11 kann parallel zu diesem ein Ahgleichwiderstand 14
angeordnet sein, dessen Einstelischieber sich mit dem Anschluß 10 des NTC-Widerstandes
verbinden läßt.
-
Hierdurch erhält das Instrument die für eine richtige Anzeige erforderliche
Temperaturkompensation.
-
Eine weitere Möglichkeit, die Temperaturkompensatin im Meßkreis wirksam
werden zu lassen, besteht noch darin, die Änderung des Spannungsabfalles im temperaturabhängigen
Widerstand der negativen Röhrenvorspannung an der Kathode mitzuteilen, wodurch der
Arbeitsbereich der Röhre entsprechend verändert wird; der Anschluß 10 ist dabei
direkt mit der Kathode verbunden.
-
Benutzt man als Anzeigeinstrument ein KreuzspuI-gerät, so wird dessen
Richträhmchen einerseits mit dem Anschluß 10, andererseits mit einem der zuvor genannten
Punkte .im Meßkreis verbunden.
-
PATENTANSPRVCHE: 1. Vorrichtung zur Messung der Feuchtigkeit von
schüttbarem Gut durch Messung des elektrischen Widerstandes in einem das Gut fest
zusammenpressenden Meßbecher und mit Kompensation des Einflusses der Meßguttemperatur
durch einen Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten, dadurch gekennzeiAnet,
daß der NTC-Widerstand im Anzeigestromkreis einer Widerstandsmeßanordnung liegt,
die eine Verstärkerröhre enthält, in deren Gitterkreis in an sich bekannter Weise
der Meßbecher angeordnet ist, und daß ferner der NTC-Widerstand, der in Wärmekontakt
mit dem Meßgut steht, zwischen einem Potentialpunkt der Meßstrecke und dem Anschlußpunkt
des Anzeigeinstrumentes am Ausgangspotential der Röhre liegt.