DE2235212B2

DE2235212B2 - Flue gas dew point measurement - with continuous simultaneous regulation of heating and cooling of condensation surface

Info

Publication number: DE2235212B2
Application number: DE19722235212
Authority: DE
Priority date: 1972-07-18
Filing date: 1972-07-18
Publication date: 1976-04-15
Also published as: DE2235212A1

Abstract

In the continuous measurement of the dew point temperature of flue gases, signals from a flue gas condensate film sensor are applied simultaneously to heating and cooling regulators to regulate the temperature of the condensation surface. The method is used primarily in heating and power plants and installations running on high sulphur fuels. Wider range of application and greater accuracy than prior art methods.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Taupunktmesser mit einer Kondensationsoberfläche und einem Kondensationsdetektor, der auf die Ausbildung eines Kondensatfilms auf der Kondensationsoberfläche anspricht und einerseits eine Heizeinrichtung und eine Kühleinrichtung für die Kondensationsoberfläche steuert und andererseits eine Registriereinrichtung zum Aufzeichnen der durch einen Temperaturfühler abgetasteten Temperatur an der Kondensationsoberfläche bei Auftreten des Kondensatfilms betreibt.The invention relates to a dew point meter with a condensation surface and a condensation detector, which responds to the formation of a condensate film on the condensation surface and on the one hand controls and controls a heating device and a cooling device for the condensation surface on the other hand, a recording device for recording the scanned by a temperature sensor Temperature at the condensation surface operates when the condensate film occurs.

Ein Taupunktmesser dieser Art ist in der US-PS 30 77 763 beschrieben. Bei diesem bekannten Taupunktmesser sind auf der Rückseite einer als optisch beobachtbarer Spiegel ausgebildeten Kondensationsoberfläche ein Thermoelement als Temperaturmessung und ein Umschalter angeordnet, der je nach dem ihm über eine Brückenchaltung zugeführten elektrischen Signal entweder eine Kühleinrichtung oder eine Heizeinrichtung für eine Beeinflusssung der Temperatur der Kondensationsoberfläche wirksam werden läßt. Die Steuerung dieses Schalters über die Brückenschaltung erfolgt dabei in Abhängigkeit von der Ausbildung eines Kondensatfilms auf der vom dem zu überprüfenden Gas umströmten Kondensationsoberfläche, wobei das Umschaltsignal von der Brückenschaltung für die Umschaltung von einem Betrieb der Kühleinrichtung zu einem Betrieb der Heizeinrichtung außerdem einer Registriereinrichtung zugeführt wird, die gesteuert durch dieses Umschaltsignal, die ihr von dem Thermoelement zugeführte momentane Temperatur an der Kondensationsoberfläche 7ur Aufzeichnung bringt.A dew point meter of this type is described in US Pat. No. 3,077,763. With this well-known dew point meter are on the back of a condensation surface designed as an optically observable mirror a thermocouple as a temperature measurement and a changeover switch arranged depending on him Via a bridge circuit supplied electrical signal either a cooling device or a heating device for influencing the temperature of the condensation surface can be effective. the This switch is controlled via the bridge circuit depending on the formation of a Condensate film on the condensation surface around which the gas to be checked flows, whereby the Switching signal from the bridge circuit for switching from operation to the cooling device an operation of the heating device is also fed to a registration device which is controlled by this switching signal, the current temperature on the condensation surface supplied to it by the thermocouple 7 for recording.

Mit einer solchen wahlweisen Steuerung für die Heizeinrichtung einerseits und die Kühleinrichtung andererseits läßt sich zwar der Arbeitspunkt für den Taupunktmesser anders als bei den bekannten Taupunktmessern mit kontinuierlich arbeitender Kühlung für die Kondensationsoberfläche innerhalb weiterer Grenzen variieren, die erzielbare Meßgenauigkeit für die Bestimmung der Taupunkttemperatur läßt jedoch noch erhebliche Wünsche offen, so daß auch dieser Taupunktmesser für eine kontinuierliche Überwachung der fts Taupunkttemperatur von strömenden Gasen in der Praxis nicht voll zu befriedigen vermag.With such an optional control for the heating device on the one hand and the cooling device on the other Although the working point for the dew point meter can be different from that of the known dew point meter with continuously working cooling for the condensation surface within wider limits vary, but the accuracy that can be achieved for determining the dew point temperature can still be achieved considerable wishes are left unanswered, so that this dew point meter can also be used for continuous monitoring of the fts The dew point temperature of flowing gases is not able to fully satisfy in practice.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde.The invention is therefore based on the object.

einen Taupunktmesser der eingangs erwähnten Art in der Weise auszubilden, daß er sich bei einem Einsatz innerhalb ausgedehnter Temperaturbereiche durch eine gegenüber den bisher bekannten Taupunktmessern gesteigerte Meßgenauigkeit auszeichnet.to train a dew point meter of the type mentioned in such a way that it is in use Compared to the dew point meters known up to now, within an extended temperature range characterized by increased measurement accuracy.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kondensationsdetektor mit zwei getrennten Reglern gekoppelt ist, von denen der eine Regler die Heizeinrichtung und der andere Regler die Kühleinrichtung für die Kondensationsoberfläche steuert.The object is achieved according to the invention in that the condensation detector with two separate controllers is coupled, of which one controller is the heating device and the other controller the Controls cooling device for the condensation surface.

Ein sehr wesentliches Merkmal des erfindungsgemäß ausgebildeten Taupunktmessers liegt also in seiner kontinuierlichen Arbeitsweise, die durch den gleichzeitigen Betrieb sowohl der Heizeinrichtung als auch der Kühleinrichtung für die Beeinflussung der Temperatur der Kondensationsoberfläche ermöglicht wird und die Erzielung einer erheblich höheren Genauigkeit für die Taupunktmessung gestattet, als sie mit den bisher bekannten Einrichtungen gleicher Art erzielbar ist. Beim Einsatz des erfindungsgemäß ausgebildeten Taupunktmessers erfolgt eine fortlaufende Regelung sowohl für den Betrieb der Heizeinrichtung als auch für den der Kühleinrichtung in der Weise, daG die Kondensationsoberfläche ständig bei einer Temperatur gehalten wird, bei der sich auf der Kondensationsoberfläche des Taupunktmessers unter der Einwirkung des in seinem Taupunkt zu bestimmenden Gases die Grenzbedingungen für die Ausbildung eines Kondensatfilms einstellen, was gleichbedeutend ist mit einer fortlaufenden Beibehaltung der Taupunkttemperatur für das zu überwachende Gas an der Kondensationsoberfläche.A very essential feature of the dew point meter designed according to the invention lies in its continuous operation, which is achieved by the simultaneous operation of both the heating device and the Cooling device for influencing the temperature of the condensation surface is made possible and the Achievement of a significantly higher accuracy for the dew point measurement allowed than with the previously known Facilities of the same type can be achieved. When using the dew point meter designed according to the invention there is a continuous regulation for the operation of the heating device as well as for that of the Cooling device in such a way that the condensation surface is constantly kept at one temperature, in which on the condensation surface of the dew point meter under the action of in its dew point to be determined gas set the boundary conditions for the formation of a condensate film, what is synonymous with a continuous maintenance of the dew point temperature for the monitored Gas on the condensation surface.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigtIn the drawing, the invention is illustrated in a preferred embodiment. It shows

F i g. 1 ein Prinzipschaltbild für einen Taupunktmesser zur kontinuierlichen Kontrolle der Taupunkttemperatur von Rauchgasen,F i g. 1 is a block diagram for a dew point meter for continuous control of the dew point temperature of flue gases,

F i g. 2 einen Auschnitt aus der Schaltung von F i g. 1 undF i g. 2 shows an excerpt from the circuit of FIG. 1 and

F i g. 3 eine detaillierte Darstellung des Schaliungsteils von F i g. 2 ohne den eingangsseitigen Spannungsverstärker. F i g. 3 a detailed representation of the formwork part from F i g. 2 without the voltage amplifier on the input side.

Der in F i g. 1 dargestellte Taupunktmesser für die kontinuierliche Kontrolle der Taupunkttemperatur von Rauchgasen enthält eine Kondensationsoberfläche 1 für Rauchgasdämpfe, die durch die äußere Fläche einer Halbkugel aus wärmebeständigem Elektroisoliermaterial gebildet wird. Auf der Kondensationsoberfläche 1 ist ein Kondensationsdetektor angeordnet, der aus zwei Metallelektroden 2 und einem Thermopaar 3 besteht, das zusammen mit einer der Elektroden 2 als eine Einheit ausgeführt ist.The in F i g. 1 shown dew point meter for the Continuous control of the dew point temperature of flue gases contains a condensation surface 1 for smoke gas vapors passing through the outer surface of a hemisphere made of heat-resistant electrical insulation material is formed. On the condensation surface 1, a condensation detector is arranged, which consists of two Metal electrodes 2 and a thermocouple 3, which together with one of the electrodes 2 as a unit is executed.

Auf der Innenfläche der Halbkugel ist unmittelbar unter dem Kondensationsdetektor eine Heizeinrichtung 4 angeordnet, die als wendeiförmiger elektrischer Heizkörper ausgeführt ist.A heater is located on the inner surface of the hemisphere immediately below the condensation detector 4 arranged, which is designed as a helical electric heater.

Zur Abkühlung der Kondensationsoberfläche Il dient ein Kühlmittel, das der Kondensationsoberfläche 1 über einen mit einem Zerstäuber versehenen Zufuhrkanal 5 zugeführt und über ein Rohr 6 abgeleitet wird.A coolant that cools the condensation surface 1 is used to cool the condensation surface II via a supply channel provided with an atomizer 5 is supplied and discharged via a pipe 6.

Die Zuleitungen zu den Elektroden 2, zum Thermopaar 3 und zur elektrischen Heizeinrichtung 4, die innerhalb der Halbkugel angeordnet sind, sind gegen das Kühlmittel mit Hilfe von Rohren aus elektrischem Isoliermaterial isoliert.The leads to the electrodes 2, to the thermocouple 3 and to the electrical heating device 4, the inside the hemisphere are arranged against the coolant with the help of pipes made of electrical insulating material isolated.

Ein derartiger Aufbau gestattet es, ein Kühlmittel beliebigen Typs (Flüssigkeit. Gas) zu verwenden, das in Übereinstimmung mit den Betriebsanforderungen aus-Such a structure makes it possible to use any type of coolant (liquid, gas) that is contained in Compliance with the operational requirements

£^e*^a x_nderung der Kühlmittelzufuhr erfolgt durch ein£ ^e * ^a x _n alteration of the coolant supply is effected by a

lbares Ventil 7 mit einem Elektroantrieb 8. "Tür Einstellung der Temperatur dei Kondensationsj, rfläche 1 ist eine Temperaturregelungseinheit 9 5Operable valve 7 with an electric drive 8. "Door adjustment of the temperature of the condensation, surface 1 is a temperature control unit 9 5

«sehen deren Eingang mit den Elektroden 2 verbunden ist und deren Einzelheiten aos F i g, 2 ersicht-«See their input connected to electrodes 2 and the details of which can be seen in FIG. 2

in F i g· 2 dargestellte Temperalurregeiungseinenthält einen Spannungsverstärker 10, dessen 10 mit einem der Eingänge eines Komparatorstemperature control shown in Fig. 2 a voltage amplifier 10, its 10 with one of the inputs of a comparator

L₈ mitL ₈ with

η verbunden ist, dessen zweiter Eingang mit einem oertgeber 12 i Vbidng steht Der Ausgang U ist mit dem Eingang eines Leiη is connected, the second input of which with a oertgeber 12 i Vbidng stands The output U is with the entrance of a lei

c llwerteeber 12 in Verbindung steht. Der Ausgangc llwerteeber 12 is connected. The exit

verbunden ist.connected is.

Die Kollektoren der Transistoren 33 und 34 sind an den Pluspol der gemeinsamen Speisequelle und ihre Emitter sind an deren Minuspol jeweils über Widerstände 35 und 36 angeschlossen. Der Emitter des Transistors 33 steht dabei mit der Basis des Transistors 34 in Verbindung. ,.The collectors of the transistors 33 and 34 are connected to the positive pole of the common supply source and their Emitters are connected to their negative pole via resistors 35 and 36, respectively. The emitter of the transistor 33 is connected to the base of transistor 34. ,.

Den Ausgang des Leistungsverstärkers 13 stellt die Emitterlast, ein Widerstand 36, dar, wobei das von die^ ser ankommende Signal an die Eingänge des Reglers 14 für die Heizeinrichtung 4 und des Reglers 15 fur die Kühlungsregelung gelangt. .The output of the power amplifier 13 is the Emitter load, a resistor 36, where that of the ^ This incoming signal to the inputs of the controller 14 for the heating device 4 and the controller 15 for the Cooling control reached. .

Der Ausgang des Leistungsverstärkers 13 ist uoer einen Widerstand 37 und einen Kondensator 38, dieThe output of the power amplifier 13 is lower a resistor 37 and a capacitor 38, the

ul'p ehe gieicn^ciuB u·«- /-""&—-t, ul'p ehe gieicn ^ ciuB u · «- / -" "& - t,

Γη sind jeweils mit der Heizeinrichtung 4 bzw. mit dem Elektroantrieb 8 für das regelbare Ventil 7 verbun-Γη are in each case with the heating device 4 and with the electric drive 8 for the controllable valve 7 connected

^den' ist auch eine Registriereinrichtung 16 ^den 'is also a registration device 16

_{ejn Kurzze}itimpu!sformer vornimmt, der aus mit Transistoren 41 und 42 bestückten Stufen besteht. _{Ejn Kurzze} itimpu! sformer makes, which consists of with transistors 41 and 42 equipped stages.

Die Basis des Transistors 41 ist über einen Widerstand 43 mit dem Pluspol einer unabhängigen Speise-The base of the transistor 41 is connected via a resistor 43 to the positive pole of an independent supply

SSSSSSSSSSSSSS

Till uercil ι^ΐ"5"& σ.Till uercil ι ^ ΐ "5" & σ.

«seben wird, das die Temperatur der r«Will see that the temperature of the r

oberfläche 1 mißt, die bei einem Einsatz des Taupunktmessers im oben angegebenen Sinne die Taufunkuemneratur des zu analysierenden Rauchgases darstellt.surface 1 measures that when using the dew point meter in the sense given above represents the Taufunkuemneratur of the flue gas to be analyzed.

Das von den Elektroden 2, die auf der Kondensatoroberfläche 1 angeordnet sind, ankommende Signal Sangt, nachdem es im Verstärker 10 (F. g. 2) verftärkt worden ist, an den Eingang des Komparators ti. der mit drei Transistoren 17. 18 und 19 (F ig. 3) be-That of the electrodes 2, which are on the capacitor surface 1, incoming signal sings after it is amplified in amplifier 10 (F. g. 2) has been to the input of the comparator ti. which is loaded with three transistors 17, 18 and 19 (Fig. 3)

uen ersten Eingang des Komparators 11 stellt die Basis des Transistors 17 dar. an die ein Widerstand 20 angeschlossen ist. An,die* Basis ^^erdem^geschlossen eineThe first input of the comparator 11 represents the base of the transistor 17. A resistor 20 is connected to it connected. To, the * base ^^ erdem ^ closed one

HH UIlU ClIlCl uiuui. tj mih »> — r — .HH UIlU ClIlCl uiuui. tj mih »> - r -.

men Speisequelle verbunden, wobei die Diode 45 mn ihrer Kathode an die Basis angeschlossen ist. Der κο\_ Men supply source connected, the diode 45 mn is connected to its cathode to the base. The κο \ _

lektor des Transistors 41 ist über einen Widerstand 4b an den Pluspol und über seinen Emitter an den Minuspol der gemeinsamen Speisequelle angeschlossen.Lektor of the transistor 41 is through a resistor 4b connected to the positive pole and via its emitter to the negative pole of the common supply source.

Der Kollektor des Transistors 41 ist über einen Kondensator 47 an die Basis des Transistors « aflgeschlo*-The collector of transistor 41 is through a capacitor 47 to the base of the transistor «aflgeschlo * -

sen, die ihrerseits über einen Widerstand 48 mit dem Minuspol der gemeinsamen Speisequelle in Verb ndung steht. Der Kollektor des Transistors 42 ist mit dem Pluspol der gemeinsamen Spe.sequelle und sein Emu ter mit der Basis des Transistors 40 und über einensen, in turn via a resistor 48 with the Negative pole of the common supply source in connection stands. The collector of transistor 42 is connected to the Positive pole of the common Spe.quelle and his emu ter to the base of transistor 40 and via a

Widerstandes l\ am ivunu^ui u... _{& r} Resistance l \ am ivunu ^ ui u ... _{& r}

sequelle des Verstärkers 10 (F i g. 2) liegt. Der Emitter des Transistors 17 (F i g. 3) ist mit der Basis des Transistors 18 und mit einem Widerstand 23 verbunden. Der Kollektor des Transistors 17 ist an den Pluspol der gemeinsamen Speisequelle angeschlossen. Die Transistoren 18 und 19 bilden eine Abgleichstufe, deren Kollektorlast Widerstände 24 und 25 darstellen, deren Verbindungspunkt an den Pluspol der gemeinsamen Speisequelle angeschossen ist, und deren E:nitterlast Widerstände 26 und 27 darstellen, deren Verbindungspunkt über einen Widerstand 28 an den Widerstand 23 angeschlossen ist.Sequelle of the amplifier 10 (Fig. 2) is located. The emitter of transistor 17 (Fig. 3) is connected to the base of the transistor 18 and connected to a resistor 23. The collector of transistor 17 is connected to the positive pole of the common Supply source connected. The transistors 18 and 19 form a balancing stage, the collector load of which Resistors 24 and 25 represent their connection point to the positive pole of the common supply source is connected, and their E: nitterlast resistors 26 and 27 represent their connection point is connected to the resistor 23 via a resistor 28.

Die Basis des Transistors 19 stellt den zweiten Eingang des Komparators 11 dar, an den der Ausgang des Sollwertgebers 12 angeschlossen ist. Der Sollwertgeber 12 besteht aus vier in Reihe geschalteten Widerständen 29, 30, 3t und 32, wobei der Widerstand 30 ein Potentiometer ist. Der Widerstand 29 ist mit dem Minuspol einer unabhängigen Speisequelle verbunden, die ebenfalls an den Verbindungspunki der Widerstände 28 und 23 angeschlosen ist, und der Widerstand 32 ist an den Pluspol der gemeinsamen Speisequelle angeschlossen.The base of the transistor 19 is the second input of the comparator 11, to which the output of the Setpoint generator 12 is connected. The setpoint generator 12 consists of four resistors connected in series 29, 30, 3t and 32, where the resistor 30 is a potentiometer is. The resistor 29 is connected to the negative pole of an independent supply source, which is also is connected to the connection point of the resistors 28 and 23, and the resistor 32 is connected to the Positive pole of the common supply source connected.

Der Ausgang des Komparators 11 ist mit dem Eingang des Leistungsverstärkers 13 verbunden, der mit Transistoren 33 und 34 bestückt ist, wobei die Basis des Transistors 33 mit dem Kollektor des Transistors verbunden.The output of the comparator 11 is connected to the input of the power amplifier 13, which is connected to Transistors 33 and 34 is fitted, the base of the transistor 33 with the collector of the transistor tied together.

Der Emitter des Transistors 39 ist mit der Basis eines Transistors 50 verbunden, die ihrerseits über einen Widerstand 51 an den Minuspol der gemeinsamen Speisequelle angeschlossen ist. Der Kollektor des Transistors 39 ist an den Pluspol derselben Speisequelle angeschlossen. The emitter of transistor 39 is connected to the base of a transistor 50, which in turn has a Resistor 51 is connected to the negative pole of the common supply source. The collector of the transistor 39 is connected to the positive pole of the same power source.

Der Kollektor des Transistors 50 ist über einen Widerstand 52 an den Pluspol der gemeinsamen Speisequelle angeschlossen, während sein Emitter mit dem Emitter eines Transistors 53 in Verbindung steht und ihr Verbindungspunkt über einen Widerstand 54 an den Minuspol derselben Speisequelle angeschlossen ist. Der Kollektor des Transistors 53 ist über einen Widerstanc 55 an den Pluspol der gemeinsamen Speisequelle angeThe collector of transistor 50 is connected to the positive pole of the common supply source via a resistor 52 connected, while its emitter is connected to the emitter of a transistor 53 and its connection point is connected via a resistor 54 to the negative pole of the same supply source. Of the The collector of the transistor 53 is connected to the positive pole of the common supply source via a resistor 55

schlossen.closed.

Die Basis des Transistors 53 ist über einen Wider stand 56 an den Pluspol der gemeinsamen Speisequell· und über eine Diode 57 an den Verbindungspunkt de Emitter des Transistors 50 und 53 angeschlossen, wobc die Diode 57 so geschaltet ist, daß ihre Kathode de Basis zugekehrt ist.The base of the transistor 53 is via a resistor 56 to the positive pole of the common supply source and connected via a diode 57 to the connection point of the emitter of the transistors 50 and 53, wobc the diode 57 is connected so that its cathode is facing the base.

Die Basis des Transistors 53 ist über einen Konder sator 58 ebenfalls mit dem Kollektor des Transistors 5 verbunden. Der Kollektor des Transistors 53 ist mit d< Basis eines Transistors 59 verbunden. Der KollekuThe base of the transistor 53 is also connected to the collector of the transistor 5 via a capacitor 58 tied together. The collector of the transistor 53 is connected to d <base of a transistor 59. The Kolleku

des Transistors 59 ist an den Pluspol der gemeinsamen Speisequelle und sein Emitter über einen Widersland 60 an den Minuspol derselben Speiscquelle angeschlossen. of transistor 59 is connected to the positive pole of the common supply source and its emitter via a contradiction 60 connected to the negative pole of the same power source.

Der Emitter des Transistors 59 ist über einen Widerstand 61 mit der Steuerelektrode eines Thyristors 62 verbunden, der mil seiner Kathode an den Minuspol einer unabhängigen Speisequelle 63, die als Brüekengleichrichterschaltung ausgeführt ist, und mit seiner Anode über einen Widerstand 64 an den Pluspol derselben Speisequelle 63 angeschlossen ist.The emitter of the transistor 59 is connected to the control electrode of a thyristor 62 via a resistor 61 connected, the mil its cathode to the negative pole of an independent supply source 63, which acts as a bridge rectifier circuit is executed, and with its anode via a resistor 64 to the positive pole of the same Supply source 63 is connected.

Das Ausgangssignal des Reglers 14 wird am Widerstand 64 abgenommen.The output signal of the controller 14 is taken from the resistor 64.

Der Ausgang des Leistungsverstärkers 13 ist ebenfalls mit dem Ausgang des Reglers 15 verbunden, der als eine mit Transistoren 65 und 66 bestückte Stufe ausgeführt ist. Den unmittelbaren Eingang des Reglers 15 stellt die Basis des Transistors 65 dar, dessen Kollektor mit dem Pluspol und dessen Emitter über einen Widerstand 67 mit deren Minuspol der gemeinsamen Speisequelle verbunden sind.The output of the power amplifier 13 is also connected to the output of the controller 15, the is designed as a stage equipped with transistors 65 and 66. The immediate input of the controller 15 represents the base of the transistor 65, its collector to the positive pole and its emitter via a resistor 67 are connected to the negative pole of the common supply source.

Der Emitter des Transisto/s 65 ist ebenfalls über einen Widerstand 68 mit dem Emitter des Iransistors 66 verbunden, dessen Kollektor an den Pluspol der gemeinsamen Speisequelle angeschlossen ist. Die Basis des Transistors 66 ist an den Verbindungspunkt des Spannungsteilers angeschlossen, der aus Widerständen 69 und 70 besteht, die jeweils an den Plus- bzw. Minuspol der gemeinsamen Speisequelle angeschlossen sind.The emitter of the transistor 65 is also connected to the emitter of the transistor via a resistor 68 66 connected, the collector of which is connected to the positive pole of the common supply source. The base of transistor 66 is connected to the connection point of the voltage divider, which consists of resistors 69 and 70, which are each connected to the plus and minus pole of the common supply source.

Das Ausgangssignal des Reglers 15 wird am Widerstand 68 abgenommen.The output signal of the controller 15 is picked up at the resistor 68.

Der dargestellte Taupunktmesser für eine kontinuierliche Kontrolle derTaupunkttemperalur von Rauchgasen arbeitet in folgender Weise:The dew point meter shown for continuous control of the dew point temperature of flue gases works in the following way:

Während der Einführung in das zu überprüfende Rauchgas liegt die Temperatur der Kondensationsoberfläche 1 üblicherweise unterhalb der Taupunkttemperatur dieses Gases, wobei infolgedessen sich auf der Kondensationsoberfläche 1 ein Kondensatfilm bildet. An den Elektroden 2 des Kondensationsdetektors entsteht dabei ein elektriches Signal, das über die Bildung des Kondensatfilms informiert.During the introduction into the flue gas to be checked, the temperature of the condensation surface 1 is usually below the dew point temperature of this gas, as a result of which a condensate film forms on the condensation surface 1. An electrical signal is generated at the electrodes 2 of the condensation detector, which signals the formation of of the condensate film.

Das Signal von den Elektroden 2 wird auf den Eingang der Regeleinheit 9 und entsprechend auf den Eingang des Verstärkers 10 (Fig.2) gegeben, der die Spannung des eintreffenden Signals linear verstärkt. Das verstärkte Signal gelangt dann an den Eingang des Komparators 11, auf dessen zweiten Eingang das Signal von dem Sollwertgeber 12 gegeben wird, dessen Größe bei der Abstimmung der Einrichtung je nach konkreten Betriebsbedingungen eingestellt wird. Der Komparator 11 wandelt mittels der Stufen mit den Transistoren 17 (F i g. 3), 18 und 19 die auf seine Eingänge gegebenen Signale in Spannungsgrößen um, die sich leicht vergleichen lassen.The signal from the electrodes 2 is sent to the input of the control unit 9 and correspondingly to the input of the amplifier 10 (Fig.2) given the Voltage of the incoming signal amplified linearly. The amplified signal is then sent to the input of the Comparator 11, on whose second input the signal from the setpoint generator 12 is given, whose Size is set when coordinating the facility depending on the specific operating conditions. Of the Comparator 11 converts the stages with the transistors 17 (FIG. 3), 18 and 19 on its inputs The given signals are converted into voltage values that can be easily compared.

Das Eingangssignal gelangt an die Basis des Transistors 17 der ersten Stufe über den Widerstand 20. Die erste Stufe ist als Kollektorschaltung (Emitterfolger) aufgebaut, was es gestattet, den hohen Eingangswiderstand des Komparators 11 zu erhalten. Der Transistor 17 öffnet sich, und das Signal von dem Emitter des Transistors 17 gelangt an den Eingang der mit den Transistoren 18 und 19 bestückten Abgleichstufe. Das Signal gelangt zunächst auf die Basis des Transistors 18, öffnet diesen und gelangt dann an den Emitter des ⁶S Transistors 19. Gleichzeitig gelangt an die Basis des Transistors 19 das Signal vom Sollwertgeber 12 mit der unabhängigen Speisequelle, das mit Hilfe des Wider-The input signal arrives at the base of the transistor 17 of the first stage via the resistor 20. The first stage is constructed as a collector circuit (emitter follower), which makes it possible to maintain the high input resistance of the comparator 11. The transistor 17 opens, and the signal from the emitter of the transistor 17 reaches the input of the balancing stage equipped with the transistors 18 and 19. The signal first arrives at the base of transistor 18, opens it and then arrives at the emitter of ⁶ S transistor 19. At the same time, the signal from setpoint generator 12 with the independent supply source arrives at the base of transistor 19.

Standes 29, des Potentiometers 30 und der Widerstände 31 und 32 eingestellt wird.Stand 29, the potentiometer 30 and the resistors 31 and 32 is set.

Ist das Signal am Eingang des Komparators 11 größer als das Signal an der Basis des Transistors 19. so wird sich der Transistor 18 mehr als der Transistor 19 öffnen, und am Ausgang des Komparators 11 erscheint ein Verstimmungssignal. Dieses Verstimmungssignal gelangt vom Ausgang des Komparators 11 weiter an den Eingang des mit Transistoren 33 und 34 bestückten Leistungsverstärkers 13.If the signal at the input of the comparator 11 is greater than the signal at the base of transistor 19. so transistor 18 will become more than transistor 19 open, and at the output of the comparator 11 a detuning signal appears. This detuning signal passes from the output of the comparator 11 to the input of the transistor 33 and 34 equipped Power amplifier 13.

Vom Kollektor des Transistors 19 gelangt das Signal an die Basis des Transistors 33. öffnet diesen und die am Widerstand 35 abgenommene Spannung öffnet den Transistor 34.From the collector of transistor 19, the signal reaches the base of transistor 33. This opens and the The voltage picked up at the resistor 35 opens the transistor 34.

Das linear verstärkte Verstimmungssignal, das dem Ausgang des Leistungsverstärkers 13, d. h. dem Widerstand 36, entnommen wird, gelangt an den Eingang des Reglers 14 und zugleich an den Eingang des Reglers 15.The linearly amplified detuning signal that the output of the power amplifier 13, i. H. the resistance 36, is taken, reaches the input of the controller 14 and at the same time to the input of the controller 15.

Das am Eingang des Reglers 14 ankommende Signal gelangt über die Parallelschaltung aus Widerstand 37 und Kondensator 38 an die Basis des Transistors 39, der zusammen mit dem Transistor 30 den Sägezahnspannungsgenerator bildet.The signal arriving at the input of the controller 14 comes from resistor 37 via the parallel circuit and capacitor 38 to the base of transistor 39, which together with transistor 30 forms the sawtooth voltage generator forms.

Zur Triggerung des Sägezahnspannungsgenerators ist in der Schaltung ein mit Transistoren 41 und 42 bestückter Kurzzeitimpulsformer vorgesehen.A sawtooth voltage generator equipped with transistors 41 and 42 is included in the circuit for triggering the sawtooth voltage generator Short-term pulse shaper provided.

Gleichzeitig mit dem Eintreffen des Signals an der Basis des Transistors 39 gelangen an die Basis des Transistors 40 die von dem genannten Kurzzeitimpulsformer gebildeten Impulse.Simultaneously with the arrival of the signal at the base of the transistor 39 get to the base of the Transistor 40, the pulses formed by said short-term pulse shaper.

Auf den Eingang des Kurzzeitimpulsformers, den die Basis des Transistors 41 darstellt, wird über den Widerstand 43, der den Eingangsstrom begrenzt, die gleichgerichtete Wechselspannung von der unabhängiger Speisequelle 63 gegeben, die als Brückengleichrichterschaltung ausgeführt ist. Die zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors 41 geschaltete Diode 45 begrenzt dabei die Rückspannung in dem Basis-Emitter-Stromkreis. The input of the short-term pulse generator, which is the base of the transistor 41, is via the resistor 43, which limits the input current, the rectified AC voltage from the more independent Given supply source 63, which is designed as a bridge rectifier circuit. The one between the base and The diode 45 connected to the emitter of the transistor 41 limits the reverse voltage in the base-emitter circuit.

Die mit dem Transistor 41 bestückte Stufe arbeitel als Schalter. In dem Augenblick, in dem das Signal von der unabhängigen Speisequelle 63 zum öffnen de; Transistors 41 ausreicht, öffnet sich dieser und bilde! mit Hilfe des aus dem Kondensator 47 und dem Widerstand 48 bestehenden Differenzierglieds Kurzzeitimpulse, die ihrerseits an die Basis des Transistors 42 gelangen, der einen Emitterfolger darstellt. Letzterei sorgt dafür, daß der Eingangswiderstand des Transistors 40 den Widerstand *& nicht überbrückt.The stage equipped with the transistor 41 works as a switch. At the moment in which the signal from the independent supply source 63 to open the de; Transistor 41 is sufficient, this opens and forms! with the aid of the differentiating element consisting of the capacitor 47 and the resistor 48, short-term pulses which in turn reach the base of the transistor 42, which is an emitter follower. The latter ensures that the input resistance of the transistor 40 does not bridge the resistance * &.

Die Sägezahnspannung wird am Kollektor des Tran sistors 40 gebildet. Beim Eintreffen eines Impulses vorr Kurzzeitimpulsformer öffnet sich der Transistor 40 Der Kondensator 38 lädt sich dabei auf und öffnet der Transistor 39. Die Ladungsgröße des Kondensators 3i hängt auch von der Größe des Signals ab, das vom Lei stungsverstärker 13 an die Basis des Transistors 39 ge langt. In Abhängigkeit von der Größe dieses Signal; ändert sich auch der Spannungswert, auf den sich dei Kondensator 38 auflädt. Dabei ändert sich auch die Amplitude der Sägezahnspannung, die vom Sägezahn spannungsgenerator erzeugt wird. Das führt zur Ände rung des Zeitpunkts, in dem die Emitterspannung de: Transistors 39 den Ansprechpegei des mit den Transi stören 50 und 53 bestückten monostabilen Multivibra tors erreicht.The sawtooth voltage is applied to the collector of the Tran sistors 40 formed. When a pulse arrives before the short-term pulse shaper, the transistor 40 opens The capacitor 38 charges up and opens the transistor 39. The charge size of the capacitor 3i also depends on the size of the signal sent by the lei power amplifier 13 to the base of transistor 39 reached ge. Depending on the size of this signal; the voltage value to which the capacitor 38 charges also changes. This also changes Amplitude of the sawtooth voltage generated by the sawtooth voltage generator. That leads to the change tion of the point in time at which the emitter voltage de: transistor 39 corresponds to the response level with the transi disturb 50 and 53 equipped monostable multivibrators reached.

Die Ansprechspannung des monostabilen Multivibra tors bestimmen die Widerstände 54 und 55. In dem Mo ment, in dem die Basisspannung des Transistors 50 deiThe response voltage of the monostable multivibrator determine the resistors 54 and 55. In the Mo ment in which the base voltage of transistor 50 is dei

Ansprechpegel erreicht, öffnet sich der Transistor 50. und seine Kollektorspannung verringert sich. Die Spannung an den Elektroden des Kondensators 58 verringert sich dabei ebenfalls, was zur Verringerung der Basisspannung für den Transistor 53 und zu dessen Sper- > rung führt. Die Kollektorspannung des Transistors 53 steigt dabei an. Erreicht sie den zum öffnen des Transistors 59 erforderlichen Wert, so öffnet sich dieser, und das am Widerstand 60 abzunehmende Signal gelangt über den Widerstand 61 an die Steuerelektrode des Thyristors 62. der sich dabei öffnet.When the response level is reached, the transistor 50 opens. and its collector voltage decreases. The voltage across the electrodes of capacitor 58 is reduced This also results in a reduction in the base voltage for the transistor 53 and its blocking> tion leads. The collector voltage of the transistor 53 increases. If she reaches the opening of the transistor 59 required value, it opens and the signal to be picked up at resistor 60 arrives via the resistor 61 to the control electrode of the thyristor 62, which opens in the process.

Beim Öffnen des Transistors 59 beginnt der Kondensator 58. sich über den aus dem Widerstand 56, dem Transistor 50 und dem Widerstand 54 bestehenden Stromkreis zu entladen. Der Transistor 53 wird dabei durch den Strom geöffnet, der durch den Widerstand 56 vorgegeben wird, und der Transistor 50 wird gesperrt. When the transistor 59 opens, the capacitor begins 58. via the resistor 56, the transistor 50 and the resistor 54 existing Discharge circuit. The transistor 53 is opened by the current flowing through the resistor 56 is specified, and the transistor 50 is blocked.

Der monostabile Multivibrator erzeugt also Impulse bestimmter Amplitude und Dauer. Hat sich der Transistör 50 geschlossen, ist der monostabile Multivibrator zum Empfang des nächsten sägezahnförmigen Impulses vorbereitet. Der Thyristor 62 bleibt so lange geöffnet, bis seine Speisespannung auf Null fällt. In diesem Moment wird der Thyristor 62 gesperrt. 2>The monostable multivibrator generates pulses of a certain amplitude and duration. Has the transistor 50 closed, the monostable multivibrator is used to receive the next sawtooth-shaped pulse prepared. The thyristor 62 remains open until its supply voltage drops to zero. In this Momentarily the thyristor 62 is blocked. 2>

Die Eingabe von kurzen Spannungsimpulsen von der unabhängigen Speisequelle 63. in deren Stromkreis der Thyrisior 62 und Widerstand 64 geschaltet sind, auf den Eingang des Kurzzeitimpulsformers gewährleistet die Synchronisation der Impulse, die an die Steuerelektrode des Thyristors 62 gelangen, mit dem durch den Thyristor 62 fließenden Strom.The input of short voltage pulses from the independent supply source 63. in the circuit of the Thyrisior 62 and resistor 64 are connected to the The input of the short-term pulse generator ensures the synchronization of the pulses that are sent to the control electrode of the thyristor 62 arrive with the by the thyristor 62 flowing stream.

Die Änderung der Spannung am Ausgang des Leistungsverstärkers 13 führt also zur Änderung des Öffnungszeitpunktes für der Thyristor 62 und somk zur Änderung des Effektivwertes des Stroms, der durch den Thyristor 62 fließt und das Ausgangssignal des Reglers 14 für die Heizeinrichtung 4 darstellt.The change in the voltage at the output of the power amplifier 13 thus leads to a change in the opening time for the thyristor 62 and somk to change the rms value of the current flowing through the thyristor 62 flows and represents the output signal of the controller 14 for the heating device 4.

Gleichzeitig mit dem Eintreffen des Signals am Eingang des Reglers 14 gelangt das Signal vom Ausgang des Leistungsverstärkers 13 an den Eingang des Reglers 15. Der Transistor 65 öffnet sich dabei, und das Emitterpotential des Transistors 66 beginnt anzusteigen. Da die Spannung an der Basis des Transistors 66 durch den aus Widerständen 69 und 70 bestehenden Spannungsteiler vorgegeben ist. ist sie so gewählt, daß bei maximaler Spannung am Ausgang des Leistungsverstärkers 13 und somit bei maximalem Strom am Ausgang des Reglers 14 für die Heizeinrichtung 4 die Spannung an der Basis des Transistors 66 gleich der Spannung an seinem Emitter ist. Das führt zum Sperren des Transistors 66 und zum Ausbleiben des Signals am Ausgang des Reglers 15.Simultaneously with the arrival of the signal at the input of the controller 14, the signal arrives from the output of the power amplifier 13 to the input of the controller 15. The transistor 65 opens, and that The emitter potential of the transistor 66 begins to rise. Since the voltage at the base of transistor 66 is predetermined by the voltage divider consisting of resistors 69 and 70. is it chosen so that at maximum voltage at the output of power amplifier 13 and thus at maximum current at Output of the controller 14 for the heating device 4, the voltage at the base of the transistor 66 is equal to the Voltage is at its emitter. This leads to the blocking of the transistor 66 and the absence of the signal on Controller output 15.

Bei minimaler Spannung am Ausgang des Leistungsverstärkers 13 und somit bei minimaler Spannung am Eingang des Reglers 14 wird die Spannung am Emitter des Transistors 66 kleiner als die Spannung an seiner Basis. Das führt zu vollständigem Öffnen des Transistors 66 und zu maximalem Signal am Ausgang des Reglers 15.With the minimum voltage at the output of the power amplifier 13 and thus with the minimum voltage at the At the input of the regulator 14, the voltage at the emitter of the transistor 66 is smaller than the voltage at its Base. This leads to the complete opening of the transistor 66 and to a maximum signal at the output of the Controller 15.

Die an den Ausgängen der Regler 14 und 15 abgenommenen Signale sind also ihrem Wert und ihrer Phase nach unterschiedlich.The signals picked up at the outputs of the controllers 14 and 15 are therefore their value and their phase according to different.

Im Ergebnis erzeugt der Regler 14 einen Impuls, der der Stärke des Kondensatfilms proportional ist, der f>5 sich auf der Kondensationsoberfläche 1 (F i g. 1) bildet, und dieser Impuls gelangt als Heizstrom zur Heizeinrichtung 4. Die Stromstärke ist dabei desto größer, jeAs a result, the controller 14 generates a pulse which is proportional to the thickness of the condensate film, which f> 5 forms on the condensation surface 1 (Fig. 1), and this pulse reaches the heating device 4 as a heating current. The strength of the current is greater, the more

stärker der Kondensatfilm ist.the condensate film is stronger.

Der Strom erwärmt beim Durchfließen der Heizeinrichtung 4 die Kondensationsoberfläche 1 so lange, bis der Kondensatfilm völlig verdampft ist. Die Intensität der Erwärmung verringert sich mit abnehmendem Kondensatfilm, und im Moment der Verdampfung des Kondesatfilms wird der Heizstrom in Übereinstimmung mit dem Nullsignal von den Elektroden 2 gleich Null.As it flows through the heating device 4, the current heats the condensation surface 1 until the condensate film has completely evaporated. The intensity of the warming decreases with decreasing Condensate film, and at the moment of evaporation of the condensate film, the heating current becomes in agreement with the zero signal from the electrodes 2 being zero.

Der Regler 15 (F i g. 2) erzeugt einen Impuls, der der Stärke des Kondensatfilms umgekehrt proportional ist und mittels des Elektroantriebs 8 (F i g. 1) den Kühlmittelverbrauch steuert.The controller 15 (F i g. 2) generates a pulse that the Thickness of the condensate film is inversely proportional and by means of the electric drive 8 (F i g. 1) the coolant consumption controls.

Der Verbrauch des Kühlmittels ist dabei desto geringer, je dünner der Kondensatfilm ist, was ebenfalls dessen Verdampfen fördert. Der Verbrauch des Kühlmittels vergrößert sich mit der Abnahme des Kondensatfilms, und im Moment des Verdampfens des Kondensatfilms (das Signal von den Elektroden 2 ist gleich Null) gewährleisten der Elektroantrieb 8 und das regelbare Ventil 7 maximalen Kühlmittelverbrauch.The consumption of the coolant is the lower, the thinner the condensate film, which also promotes its evaporation. The consumption of the coolant increases with the decrease of the condensate film, and at the moment of the evaporation of the condensate film (the signal from the electrodes 2 is equal to zero) ensure the electric drive 8 and the controllable Valve 7 maximum coolant consumption.

Im Ergebnis erfolgt an der Kondensationsoberfläche 1 kontinuierlich der wechselseitige Prozeß der Bildung und des Verdampfens des Kondensatfilms, was für eine Oberfläche charakteristisch ist. deren Temperatur der Taupunkttemperatur des Gases gleich ist.As a result, the mutual process of formation takes place continuously on the condensation surface 1 and the evaporation of the condensate film, which is characteristic of a surface. whose temperature the Dew point temperature of the gas is the same.

Die durch das Thermopaar 3 kontinuierlich zu messende und durch die Registriereinrichtung 16 zu fixierende Temperatur der Kondensationsoberfläche 1 stellt also die Taupunkttemperatur des Gases dar.The temperature to be measured continuously by the thermocouple 3 and to be fixed by the recording device 16 The temperature of the condensation surface 1 therefore represents the dew point temperature of the gas.

Die Ausführung der Einheit 9 (F i g. 2) gestattet es. die Temperatur der Kondensationsoberfläche 1 (Fig. 1) gleichzeitig mit Hilfe der Heizeinrichtung 4 und mit Hilfe der Abkühlung zu steuern, wodurch die Aufrechterhaltung der Temperatur der Kondensationsoberfläche 1 gleich der Taupunkttemperatur des Gases mit einer hohen Genauigkeit in einem weiten Bereich der Taupunkttemperaturänderung gesichert wird.The implementation of the unit 9 (FIG. 2) allows it. the temperature of the condensation surface 1 (Fig. 1) to control simultaneously with the help of the heating device 4 and with the help of the cooling, whereby the Maintaining the temperature of the condensation surface 1 equal to the dew point temperature of the gas is secured with a high accuracy in a wide range of the dew point temperature change.

Möglich sind auch Varianten der Ausführung der Einheit 9 mit einer Steuerung der Temperatur der Kondensationsoberfläche 1 mit Hilfe entweder der Abkühlung oder der Heizeinrichtung 4.Variants of the design of the unit 9 with a control of the temperature of the condensation surface are also possible 1 with the help of either the cooling or the heating device 4.

Wenn beispielsweise die Taupunkttemperatur etwas niedriger als die Temperatur des Gases liegt und sich in einem geringen Bereich ändert und auch immer dann wenn die Taupunkttemperatur höher als die Temperatur des Gases ist. ist es zweckmäßig, unter Zuhilfenahme der Steuerung mittels der Heizeinrichtung 4 be konstantem Kühlmittelverbrauch zu arbeiten.For example, if the dew point temperature is slightly lower than the temperature of the gas and is in a small range changes and also whenever the dew point temperature is higher than the temperature of the gas is. it is expedient, with the aid of the control by means of the heating device 4, be to work with constant coolant consumption.

Wenn die Temperatur des Gases bedeutend höhei als dessen Taupunkttemperatur liegt, kann sich ein Be trieb mit Regelung der Temperatur der Kondensations oberfläche 1 nur durch Abkühlung bei abgeschaltete Heizeinrichtung 4 als zweckmäßig erweisen.If the temperature of the gas is significantly higher than its dew point temperature, a Be drove with regulation of the temperature of the condensation surface 1 only by cooling when switched off Heater 4 prove to be useful.

Die Anwendung eines Abkühlungsreglers und dii Durchführung der Temperaturregelung für die Kon densationsoberfläche gleichzeitig mit Hilfe der Heiz einrichtung und durch Abkühlung machen es möglicr die Messungen mit hoher Genauigkeit und in einer weiten Bereich vorzunehmen.The use of a cooling controller and the implementation of temperature control for the con The surface of the densification with the help of the heating device and by cooling make it possible to take measurements with high accuracy and in a wide range.

In der Einrichtung ist die proportionale Regelung mi Hilfe der Heizvorrichtung realisiert, wodurch Tau punkttemperaturmessungen mit einer hohen Genauig keit möglich werden.In the device, the proportional control is implemented with the help of the heating device, whereby dew point temperature measurements with a high degree of accuracy are possible.

Die Einführung eines Reglers mit kompliziertem Rc gelungsgesetz für die Abkühlung bietet die Möglich keit, den Meßbereich unter Beibehaltung der hohe Meßgenauigkeit noch mehr zu erweitern.The introduction of a controller with a complicated regulation law for cooling offers the possibility ability to expand the measuring range even more while maintaining the high measuring accuracy.

609516/3;609516/3;

Die Anwendung eines beliebigen Typs von Kühlmittel für die Kondensationsoberfläche und die Anordnung der Heizeinrichtung unmittelbar unter dem Kondensationsdetektor erweitern ebenfalls den Meßbereich und erhöhen die Meßgenauigkeit.The use of any type of coolant for the condensation surface and assembly the heating device directly below the condensation detector also extend the measuring range and increase the measurement accuracy.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claim:

Dew point meter with a condensation surface and a condensation detector that points to the Formation of a condensate film on the condensation surface responds and on the one hand a Heating device and a cooling device for the condenser surface controls and on the other hand a recorder for recording the temperature sensed by a temperature sensor operates on the condensation surface when the condensate film occurs, characterized in that that the condensation detector (2, 3) is coupled to two separate controllers (14 and 15), one of which is the controller (14) Heating device (4) and the other controller (15) the cooling device (7.8) for the condensation surface (1) controls.

2020th