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Beschreibung zu der Patentanmeldung betreffend Verfahren und Vorrichtung
zum Messen des Taupunktes eines Dampf/Gas-Gemisches.
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Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Vorrichtung zum Messen
des Taupunktes eines Dampf/Gas-Gemisches, bei dem es sich gewöhnlich um ein Gemisch
aus Wasserdampf und Luft handelt, und sie betrifft insbesondere eineHygrometervorrichtung,
bei der es nicht erforderlich ist, eine Eichung vorzunehmen oder Tabellen zu benutzen,
um die Jeweilige Taupunkttemperatur zu ermitteln.
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Bei den bis Jetzt bekannten Hygrometern oder Daupunktmeßgeräten ist
es erforderlich, eine Eichung durchzuführen, und bei diesen Geräten können durch
Verunreinigungen Störungen hervorgerufen werden. Außerdem sind diese bekannten Geräte
von komplizierter Konstruktion, so daß ihre Herstellung ziemlich kostspielig ist.
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Gemäß der Erfindung werden die erwähnten Nachteile der bekannten
Geräte dadurch vermieden, daß die Erfindung eine
Hygrometervorrichtuhg
vorsieht, die von einfacher Konstruktion ist, sich aus einer kleinen Zahl von Bauteilen
zusammensetzt und keiner Eichung bedarf. Ferner sind die Geräte nach der Erfindung
so ausgebildet, daß ihr Betrieb durch Verunreinigungen praktisch nicht gestört werden
kann.
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Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, sei bemerkt, daß
die Temperatur von Lut oder anderen Gasen infolge ihrer niedrigen Dichte und ihrer
geringen spezifischen Wärme leicht dadurch gesenkt werden kann, daß nur eine kleine
Wärmemenge abgeführt wird. Wenn im Vergleich hierzu Wasser aus dem dampfförmigen
Zustand kondensiert und in den flüssigen Zustand gebracht wird, ist es erforderlich,
große Wärmemengen abzuführen, und während des Kondensationsvorgangs verringert sich
die Temperatur nicht. Aus einem Kilogramm Wasserdampf muß man mehr als 555 kcal/kg
abführen, um den Dampf wieder in eine Plüssigkeit zu verwandeln, und während dieser
Ahführung von Wärme tritt kein Temperaturabfall ain. Wenn man im Vergleich hierzu
etwa 2200 kcal/kg aus einem Kilogramm Luft entfernen würde, würde die Temperatur
um über 22000 C zurückgehen.
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Die Erfindung sieht nunmehr einen thermoelektrischen Kühler und eine
Energiequelle für den Kühler vor, und das erfindungsgemäße Gerät umfaßt ein Thermoelement,
das am kalten Ende des Kühlers befestigt ist, sowie ein Meßgerät zum Ablesen der
mit Hilfe des Thermoelements gefühlten Temperatur. Beim Eineoflalten des Kühlers
läßt sich ein schneller Abfall der Temperatur beobachten. Nach Ablauf einer kurzen
Zeitspanne gleicht sich die Temperatur aus, wodurch angezeigt wird, daß Feuchtigkeit
auf
dem kalten Ende des Kühlers kondensieXt, und diese Ausgleichstemperatur
repräsentiert die Taupunkttemperatur der Gasprobe.
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Somit sieht die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung vor,
die es ermöglichen, die Taupunkttemperatur eines Dampf/Gas-Gemisches zu ermitteln.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines verbesserten
Verfahrens und einer verbesserten Vorrichtung zum Bestimmen der Taupunkttemperatur
eines Dampf/Gas-Gemisches.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer
Kygrometervorrichtung, die nicht geeicht zu werden braucht, und deren Empfindlichkeit
für Verunreinigungen vernachlässigbar gering ist.
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Ferner sieht die Erfindung eine Hygrometervorrichtung zum Bestimmen
der Taupunkttemperatur eines DampfjGas-Gemisches vor, bei der die Temperatur direkt
abgelesen werden kann, d.h. bei der man keine Tabellen oder dergleichen benötigt.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand einer schematischen Zeichnung
an einem Ausführungsbeispiel näher erläuterte Die Zeichnung veranschaulicht in einer
schematischen Darstellung eine erfindungsgemäße Hygrometervorrichtung.
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Gemäß der Zeichnung umfaßt die erfindungsgemäße Hygrometervorrichtung
einen thermoelektrischen Kühler 10 mit einem kalten Ende 71 und einem heißen Ende
12. Zwar ist dieser Kühler in der Zeichnung als dreistufiger Kühler dargestellt,
doch sei bemerkt, daß man entsprechend den Jeweiligen Erfordernissen auch'eine
beliebige
andere Zahl von Stufen vorsehen kann0 In Jedem Fall ist es torzuziehens daß die
letzte Stufe des Kühlers eine relativ kleine Masse aufweist, denn in diesem Prall
wird ein optimales Arbeiten der Hygrometervorrichtung nach der Erfindung erzielt.
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Die Stromquelle 13 ist durch Leitungen 14 und 15 mit dem heißen Ende
12 des Kühlers verbunden. In der Leitung 15 liegt ein Schalter 16, mittels dessen
die Stromquelle nach Bedarf ein-und ausgeschaltet werden kann0 Man kann Jede beliebige
geeignete Stromquelle verwenden, um den Kühler in der richtigen Weise arbeiten zu
lassen, so daß aus dem kalten Ende des Kühlers Wärme mit hoher. Geschwindigkeit
abgeführt wird0 Ein Thermoelement 17 beliebiger geeigneter Art ist an der Außenfläche
des kalten Endes 11 des Kühlers befestigt und durch zwei Leitungen 18 mit einem
beliebigen geeigneten Temperaturanzeigegerät 19 verbunden. Zwar hat das Thermoelement
17 die Aufgabe, die Temperatur des kalten Endes des Kühlers zu fühlen, doch sei
bemerkt, daß man auch ein Temperaturmeßinstrument einer beliebigen anderen geeigneten
Bauart verwenden könnte, denn es ist nur erforderlich, die Temperatur des kalten
Endes des Kühlers schnell und genau zu ermitteln.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird betätigt, indem man den Schalter
16 schließt, um die Stromquelle 13 mit dem heißen Ende 12 des Kühlers zu verbinden
und so den Kühler in Betrieb zu setzen, damit dem kalten Ende 11 des Kühlers Wärme
entzogen wird; Vor dem Einschalten des Kühlers zeigt das Temperaturanzeigegerät
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die Trockenthermometertemperatur der Gasprobe an, die in Berührung mit dem kalten
Ende des Kühlers steht, Es sei bemerkt, daß man beliebige geeignete Vorrichtungen
vorsehen kann, um dem kalten Ende des Kühlers eine Probe des Dampf/Gaa-Gemisches
zuzuführen Beispielsweise könnte man das kalte Ende in einer Kammer anordnen, der
eine Probe des Dampf/Gas-Gemisches zugeführt werden kann.
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Nach dem Einschalten des Kühlers geht die Temperatur des kalten Endes
des Kühlers rasch zurück, und diese Temperatur wird durch das Gerät 19 angezeigt.
Nach Ablauf einer kurzen Zeit bleibt die Temperatur au9 der gleichen Höhe, wodurch
angezeigt wird, daß Feuchtigkeit auf dem kalten Ende des Kühlers kondensiert. Während
des Kondensationsvorgangs geht die Temperatur nicht weiter zurück, während die Wärme
abgeführt wird. Diese auf der gleichen Höhe bleibende Temperatur repräsentiert die
aupunkttemperatur der Probe bzw. des Dampf/Gas-Gemisches. Die Vorrichtung wird mit
der Hand betätigt, Jedoch ist es zu ihrer Benutzung nur erforderlich, die Stromquelle
13 einzuschalten und das Temperaturanzeigegerät 19 abzulesen, wenn die Temperatur
nicht weiter absinkt. Es ist somit nicht erforderlich, die Vorrichtung zu eichen
oder sie in Verbindung mit Tabellen zu benutzen Vielmehr kann die Taupunkttemperatur
direkt von dem Temperaturanzeigegerät 19 abgelesen werden.
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Es sei bemerkt, daß man anstelle des einpoligen Schalters 16 auch
einen Umschalter vorsehen könnte, der es ermöglicht, die Stromquelle gegenüber dem
Kühler umzupolen, so daß bei einer Stellung die normale Kühlung an dem kalten Ende
11 stattfindet,
und daß bei der anderen Stellung das kalte Ende
11 geheizt wird.
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Hierdurch wäre es möglich, die kondensierte Beuchtigkeit von dem kalten
Ende 11 zu entfernen, so daß es wieder trocken wird und zur nächsten Messung einer
Taupunkttemperatur benutzt werden kann.
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Es sei bemerkt, daß man bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel
die verschiedensten Abänderungen und Abwandlungen vorsehen kann, ohne den Bereich
der Erfindung zu verlassen.
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Patentansprüche: