DE2553677C2

DE2553677C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Menge eines durch Diffusion von einer Oberfläche abgegebenen Stoffes

Info

Publication number: DE2553677C2
Application number: DE2553677A
Authority: DE
Inventors: Gert Erik Nilsson; Per Aake Linköping Öberg
Original assignee: SERVO MED STOCKHOLM SE AB
Current assignee: SERVO MED STOCKHOLM SE AB
Priority date: 1974-11-28
Filing date: 1975-11-28
Publication date: 1986-02-27
Also published as: FR2292970A1; GB1532419A; DE2553677A1; FR2292970B1; NL7513949A; NL168700B; SE7414916L; US4066068A; SE388045B; NL168700C

Description

i a) zur Schaffung einer stabilen Diffusionszone der abgeschirmte Meßbereich in seinem der zumessenden

|. ι ο Oberfläche gegenüberliegenden Bereich zur Umgebung hin offen gehalten wird;

t| b) die Temperatur und das Verhältnis zwischen absoluten Teildruck und dem Sättigungsdruck bei der

I betreffenden Temperatur für den Stoff im wesentlichen simultan in je mindestens zwei Punkten inner-

Jf halb des Meßbereichs in verschiedenen Abständen von der Oberfläche abgetastet werden;

'·¥ c) der absolute Teildruck des Stoffes in mindestens zwei Punkten des Meßbereichs in verschiedenen

if 15 Abständen von der Oberfläche mit Hilfe der Resultate von genannter Abtastung bestimmt wird; und

j,ä d) der Teildruckgradient des Stoffes in der Diffusionszone mit Hilfe genannten Teildrucks geschätzt wird.

ijl 2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Bestimmung des transepidermalen Wassserverlustes der Haut, dadurch

f! gekennzeichnet, daß die Temperatur in zwei ersten Punkten abgetastet wird, die auf oder in der Nähe einer

ff 20 ersten, zur Haut im wesentlichen orthogonalen Linie liegen, und die relative Feuchtigkeit in zwei zweiten

ψ Punkten abgetastet wird, die auf oder in der Nähe einer zweiten, zur Haut ebenfalls im wesentlichen

ϊ| orthogonalen Linie liegen, und daß der jeweilige Abstand der zwei zweiten Punkte von der Haut im

i|^; wesentlichen mit dem jeweiligen Abstand der zwei ersten Punkte von der Haut übereinstimmt.

H 3. Vorrichtung zur Bestimmung der von einer Oberfläche durch Diffusion abgegebenen Menge eines

p 25 Stoffes nach dem im Anspruch 1 definierten Verfahren, bestehend aus einer zylindrischen Meßkapsel, durch

H weiche wenigstens die nächste Umgebung der ganzen oder eines Teils der Oberfläche zumindest teilweise

f$ vor äußeren passierenden Gasströmen oder anderen Bewegungen im umgebenden Medium geschützt ist

& und in welcher sowohl ein Abtastmittel zum Abtasten der Temperatur als auch ein Abtastmittel zum

1 Abtasten des Verhältnisses zwischen dem absoluten Teildruck und dem Sättigungsdruck bei der betreffen-

Üf 30 den Temperatur für den Stoff vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß

|^: a) die Schutzkapsel (3) an ihrem der zu messenden Oberfläche (4) gegenüberliegenden Ende zur Umge-

[I bung hin offen ist;

[I b) in der Schutzkapsel (3) die Abtastmittel zum Abtasten der Temperatur (6, 7) und des Verhältnisses

ti 35 zwischen dem absoluten Teildruck und dem Sättigungsdruck (8,9) bei der betreffenden Temperatur für

?! den Stoff im wesentlichen simultan in je mindestens zwei Punkten in verschiedenen Abständen von der

r^v Oberfläche (4) in deren geschützter Umgebung angeordnet sind;

j ί c) erste Mittel zur Verarbeitung von Information über abgetastete Größen von den Abtastmitteln und zur

,.; Erzeugung von den absoluten Teildruck des Stoffes in wenigstens zwei der genannten Punkte repräsen-

y 40 tierenden Signalen angeordnet sind; und

■/ d) zweite Mittel angeordnet sind, die aus genannten Signalen eine Größe zu erzeugen, die den Teildruck-

j'i; gradienten des Stoffes innerhalb der geschützten Umgebung repräsentiert.

ig 4. Vorrichtung nach Anspruch 3 zur Bestimmung des transepidermalen Wasserverlustes, dadurch gekenn-

ti 45 zeichnet, daß die Abtastmittel zwei Temperaturgeber (6, 7) zur Abtastung der Temperatur in zwei ersten

5 Punkten auf oder in der Nähe einer ersten, zur Haut (4) im wesentlichen orthogonalen Linie, sowie zwei

t Feuchtigkeitsgehaltgeber (8,9) zur Abtastung der relativen Feuchtigkeit in zwei zweiten Punkten auf oder in

;| der Nähe einer zweiten, zur Haut ebenfalls im wesentlichen orthogonalen Linie einschließen, und daß der

0 jeweilige Abstand der zwei zweiten Punkte von der Haut im wesentlichen mit dem jeweiligen Abstand der

jv, so zwei ersten Punkte von der Haut übereinstimmt.

:ι 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturgeber (6,7) zwei Thermisto-

; ren und die Feuchtigkeitsgehaltsgeber (8,9) zwei kapazitive Geber vom Dünnfilm-Typ einschließen, deren

p: Kapazität zumindest im wesentlichen linear mit der relativen Feuchtigkeit variiert.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Menge eines durch Diffusion von einer Oberfläche abgegebenen Stoffes gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs der Verfahrensansprüche bzw. des Hauptanspruchs der Vorrichtungsansprüche. Die Erfindung bezieht sich insbe-

60 sonderen auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des transepidermalen Wasserverlustes der Haut. Verfahren und Vorrichtungen dieser Art finden ihre Anwendung vor allem für medizinische Zwecke, insbesondere für wissenschaftliche Studien der Anatomie, Physiologie und Biochemie der äußersten Schicht der Haut, der Epidermis, die als eine für Wasser semipermeable Membran dient. Der transepidermale Wasserverlust (nachstehend mit T.E.W.L. bezeichnet) ist ein stationärer passiver Prozeß, dessen Geschwindigkeit u. a. von der

65 Feuchtigkeit und Temperatur der umgebenden Temperatur abhängt. Die Fähigkeit des gesamten Organismus zur Aufrechterhaltung eines konstanten inneren Milieus beruht somit auf der intakten Arbeitsweise dieser Membran. Bei Störungen der Membranfunktion, die z. B. bei Patienten mit Verbrennungsschäden oder dermatologischen Krankheiten auftreten können, ist die Kenntnis von T.E.W.L. von großem prognostischem Wert. Auch

vom Standpunkt der Pädiatrie kann die Kenntnis von T.E.W.L sehr wertvoll sein, um in der Entwicklungsperiode des neugeborenen Kindes während der ersten zehn Tage rasch geeignete Maßnahmen der Flüssigkeitsbehandlung beurteilen und ausführen zu können.

Es sind bereits mehrere Verfahren und Vorrichtungen zur Messung der T.EW.L in vivo bekannt Bei den dabei verwendeten Vorrichtungen handelt es sich um geschlossene, belüftete oder geschlossene, nicht belüftete Meßkapseln, die mit ihrem offenen Ende direkt gegen die Haut angesetzt werden.

In der geschlossenen belüfteten Meßkapsel wird die Verdunstungsgeschwindigkeit gewöhnlich dadurch bestimmt, daß man Luft mit bekanntem Wassergehalt über Kunststoffschläuche für Zu- und Ablauf durch die Meßkapsel leitet Der Wassergehalt des abgehenden Luftstromes wird gemessen, und T.EW.L kann berechnet werden. Da die Geber für relative Feuchtigkeit und Temperatur nicht in unmittelbarer Nähe des Meßbereichs angeordnet werden, können schwer kontrollierbare Fehlerquellen in Form von Temperaturfall in den Zulaufleitungen entstehen. Eine andere Meßmethode basiert auf der Änderung der Wärmeleitfähigkeit des feuchtigkeitstragenden Luftstromes bei Veränderung seines Wassergehalts. Wegen der Komplexität der Wärmeübertragungs- und Wärmeleitvorgänge ist jedoch auch diese Methode nicht frei von Fehlerquellen und liefert demzufolge ebenfalls nur ungenaue Meßergebnisse.

Bei der geschlossenen, nicht belüfteten Meßkapsel wird ein wasserabsorbierender Stoff, z. B. ein hygroskopisches Salz, in die Meßkapsel gelegt, dessen Gewicht vor und nach der Messung bestimmt wird. Dieses Verfahren setzt jedoch verhältnismäßig lange Meßperioden voraus und macht das kontinuierliche Messen von T.E.W.L unmöglich.

Allen vorgenannten Verfahren ist gemeinsam, daß sie sich aufgrund ihrer Komplexität vor allem für Laborzwecke eignen, während sie für den klinischen Gebrauch zur Auswertung dermatologischer Krankheitssymptome und Therapieeffekte zu zeitaufwendig und umständlich sind, da sie zur Ausschaltung von möglichen Fehlerquellen während der Messungen der ständigen Überwachung bedürfen.

Außerdem ist aus der DE-OS 14 66 811, insbesondere Fig. 3 mit dazugehöriger Beschreibung, eine geschlossene, nicht belüftete Meßkapsel bekannt, die zur Bestimmung der Feuchtigkeitsabgabe der Haut ein in unmittelbarer Nähe der Hautoberfläche angeordnetes temperaturkompensiertes Feuchtemeßelement verwendet, dessen ohmscher Widerstand sich in Abhängigkeit von der relativen Luftfeuchtigkeit des in der Meßkapsel eingeschlossenen Luftvolumens ändert. Zum Zwecke der Tempeaturkompensation ist etwas oberhalb des Feuchtemeßelements ein temperaturempfindlicher NTC-Widerstand angeordnet, dessen Widerstandsänderung bei der Anzeige der gemessenen relativen Luftfeuchtigkeit berücksichtigt wird. Eine derartige Meßkapsel liefert aber nur wirklichkeitsfremde und insbesondere bei Dauermessungen sogar erheblich verfälschte Meßergebnisse, denn unter einer geschlossenen Meßkapsel verändern sich die Zustandsbedingungen des eingeschlossenen Luftvolumens und der von diesen Zustandsbedingungen abhängige T.E.W.L ganz entscheidend. So steigt z. B. die Temperatur des in der Meßkapsel eingeschlossenen Luftvolumens durch die starke Wärmeabgabe der Haut sowie durch die Wärmestrahlenreflexion und die Temperatureigenstrahlung der Gehäusewände sowie des oberseitigen Ab-Schlusses der Meßkapsel derart stark an, daß sich dabei auch die für die Bestimmung der relativen Luftfeuchtigkeit maßgeblichen Teildrücke des Dampfes verändern, so daß kein für eine objektive Messung geeigneter stabiler Zustand des über der Haut befindlichen Luftvolumens mehr vorhanden ist. Der eigentlich interessierende T.E.W.L. bei atmosphärischer Umgebung kann damit nicht ermittelt werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, bei einem Verfahren sowie einer Vorrichtung zur Bestimmung der Menge eines durch Diffusion von einer Oberfläche, z. B. der Haut, abgegebenen Stoffes die Verfahrens- und konstruktionsbedingten Meßfehler der vorstehend genannten bekannten Verfahren und Vorrichtungen auszuschalten, insbesondere eine stabile Diffusionszone zu schaffen, so daß nunmehr sowohl bei Kurzzeitmessungen als auch bei Dauermessungen neben kurzen Einstellzeiten und einer einfachen Handhabung auch wirklichkeitsgetreue Meßergebnisse mit hoher Meßgenauigkeit erreicht werden. Außerdem soll mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch die Bestimmung der von der Oberfläche, beispielsweise der Hautoberfläche, abgegebenen Konvektionswärmemenge möglich sein.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des jeweiligen kennzeichnenden Teils des Verfahrens- bzw. Vorrichtungs-Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.

Durch den seitlich abgeschirmten, aber am der zu messenden Oberfläche gegenüberliegenden Ende zur Umgebung hin offengehaltenen Meßbereich wird einerseits eine durch etwaige seitliche Strömungen bewirkte Instabilisierung des Meßbereichs verhindert, andererseits aber die freie Diffusion des verdunsteten Wassers in die umgehende Luft zugelassen und der örtliche Einfluß der umgebenden Luft auf den Meßbereich berücksichtigt. Mit der erfindungsgemäßen oberseitig offenen, gleichzeitig aber die nächste Umgebung der zu untersuchenden Oberfläche vor äußeren passierenden Gasströmenden schützenden zylindrischen Meßkapsel wird also eine freie Diffusion des von der Oberfläche abgegebenen Stoffes zur Umgebung hin möglich und ein Meßbereich mit einer im weentlichen stabilen Diffusionszone innerhalb der Meßkapsel geschaffen. Dies ist von entscheidender Bedeutung für das Zustandekommen unverfälschter Meßergebnisse, da Feuchtigkeit und Temperatur der umgebenden Luft die Geschwindigkeit der T.E.W.L entscheidend mitbestimmen. Die zu untesuchende Oberfläche kann die ganze oder ein Teil der Oberfläche sein, von der die durch Diffusion abgegebene Menge eines Stoffes bestimmt werden soll. Bei Messung von T.E.W.L. ist die Oberfläche natürlich ein Teil der Haut des Patienten, während der diffundierende Stoff Wasser ist.

Durch den Teildruckgradienten des Stoffes (2. B. des Wasserdampfes) aus dieser Oberfläche heraus kann also die pro Flächeneinheit und Zeit verdunstete Stoff- (z. B. Wasser-)Menge nach der allgemeinen Formel

A df ~ ^U dx Ο

berechnet werden, wobei

A = Fläche der wasserabgebenden Oberfläche (cm²)
m — Masse des verdunsteten Wassers (mg)
5D = Konstante (0,887 mg/(cm ■ Stunden · mm Hg) beim atmosphärischen Druck 760 mm Hg und der Lufttempeatur24^cC)

ρ = Teildruck des Wasserdampfes (mm Hg)
χ = Abstand von der Wasserabgebenden Oberfläche (cm)

ίο bedeuten.

Der Teildruckgradient kann, da er in der Diffusionszone vom Abstand von der wasserabgebenden Oberfläche unabhängig ist, nach Bestimmung des Teildrucks des Wasserdampfes in mindestens zwei Punkten mit verschiedenem Abstand von der Oberfläche, vorzugsweise auf einer zu der verdunsteten Oberfläche orthogonalen Linie, berechnet werden. Der Teildruck in den zwei Punkten wird aus den Meßwerten von der Simultanmessung der relativen Feuchtigkeit und der Temperatur berechnet.

Andere Ausführungsformen der Erfindung bauen darauf auf, daß die von einer Oberfläche durch Diffusion abgegebene Menge anderer Stoffe in einer stabilen Diffusionszone ungefähr mit Gleichungen beschrieben werden kann, die analog zur Gleichung I sind. Diesen Ausführungsformen liegt zugrunde, daß man das Verhältnis zwischen dem jeweiligen Teildruck und dem maximalen Teildruck in den Punkten bei der jeweiligen Temperatur mißt. Danach werden Teildruck und Teildruckgradient sowie die abgegebene Menge des Stoffes analog mit den Berechnungen für Wasser berechnet. Außerdem kann mit geringfügigen Veränderungen die in Form von Konvektionswärme abgegebene Wärmemenge berechnet werden.

Eine bevorzugte Ausführugnsform der Erfindung für die Anwendung bei der Bestimmung von T.E.W.L wird nachfolgend in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben; es zeigt F i g. 1 perspektivisch den Meßkörper eines Gerätes zur Bestimmung von T.E.W.L, F i g. 2 einen Schnitt durch die Schutzkapsel des Meßkörpers,

F i g. 3 ein Blockschema über die Signalbehandlung in einer Vorrichtung zur Bestimmung von T.E.W.L, F i g. 4 die Übertragungsfunktion von Block 23A oder 23ßin F i g. 3 und F i g. 5 bis 7 Schaltkreislösungen gemäß den Blöcken in F i g. 3.

F i g. 1 zeigt den Meßkörper 1 eines Gerätes zur Bestimmung von T.E.W.L Der Meßkörper hat einen Griff 2 aus Aluminium, der mit einem Kunststoffschlauch überzogen ist, und eine Schutzkapsel 3 aus Teflon. Die Schutzkapsel ist direkt auf der Haut 4 des Armes eines Patienten angeordnet. Wie aus F i g. 1 und 2 hervorgeht, ist die Schutzkapsel sowohl zur Haut als auch zur Umgebung hin offen und so ausgebildet, daß sie zusammen mit der Haut einen nach oben offenen Raum 5 von im wesentlichen Zylinderform abgrenzt Aufgrund der Ausbildung und Lage der Kapsel ist zumindest der nächst der Haut liegende Teil dieses Raumes wenigstens teilweise gegen Luftströme od. dgl. am Arm des Patienten vorübergehend geschützt Im Raum wird deshalb ein Meßbereich mit einer im wesentlichen stabilen Diffusionszone geschaffen.

F i g. 2 ist ein Schnitt durch die Schutzkapsel des Meßkörpers. Innerhalb der Schutzkapsel befinden sich zwei

Abtastmitte! 6,7 für die Temperatur und zwei Abtastmittel 8,9 für die relative Feuchtigkeit Die Temperaturab-

tastmittel bestehen aus Thermistoren RTA, RTB, und die Mittel zum Abtasten der relativen Feuchtigkeit aus

kapazitiven Gebern CRHA, CRHB vom Dünnfilm-Typ, deren Kapazitanz im wesentlichen gem. der Gleichung II variiert.

C = Gesamtkapazitanz des Gebers

Co = Grundkapazitanz des Gebers

k = Konstante

RH = relative Feuchtigkeit

Wie aus F i g. 1 und 2 ersichtlich ist, sind die Geber für die relative Feuchtigkeit so in der Schutzkapsel

angeordnet, daß Sie die reiäiive Feucniigkeii in je einem Bereich einer Ebene quer zur Haut abtasten. Die

Bereiche liegen in verschiedenen Abständen von der Haut. Die Thermistoren sind so in der Schutzkapsel

angeordnet daß sie die Temperatur auf einer zur Haut orthogonalen Linie in zwei Punkten abtasten, die im wesentlichen in denselben Abständen von der Haut wie die Mittelpunke genannter Bereiche liegen.

Es sind mehrere Variaten des in F i g. 1 —2 gezeigten Meßkörpers im Rahmen der Erfindung denkbar. Weder der Griff noch die Schutzkapsel brauchen wie in Fig. 1—2 ausgebildet zu sein. Die Hauptsache ist daß die Schutzkapsel wenigstens teilweise einen Meßbereich nahe der Haut vor Strömen von Luft oder anderen Gasen schützt, die sonst die Haut und den Meßbereich passieren würden, so daß eine stabile Diffusionszone geschaffen wird, in der die Abtastmittel angeordnet werden können. Ferner kann die Anzahl Thermistoren und kapazitiver Geber natürlich größer als zwei sein, und sh brauchen nicht notwendigerweise längs Ebenen und Linien orientier; zu sein, die orthogonal zur Haut sind

Der in Fi g. 1 gezeigte Meßkörper ist mit einem Kabel 10, das eine Anzahl isolierter Leiter enthält an eine (nicht gezeigte) Einheit für die Verarbeitung von Signalen, die über die Leiter übertragen weden, und für Anzeige von T.E.W.L sowie eventueller anderer Größen, wie Temperatur usw., angeschlossen.

F i g. 3 zeigt ein Blockschema über die Signalbehandlung von den Abtastmitteln zu den Anzeigemitteln. Zwecks Information darüber, wo im Gerät die verschiedenen Teile des Blockschemas angeordnet sind, ist das Blockschema mit gestrichelten Linien in drei Bereiche eingeteilt Der linke Bereich 3 schließt die Teile ein, die in

der Schutzkapsel des Meßkörpers liegen. Der mittlere Bereich 2 schließt die im Griff des Meßkörpers liegenden Teile ein. Der rechte, nicht besonders bezeichnete Bereich umfaßt die in der Einheit für Signalverarbeitung liegenden Teile.

Die Abtastmittel für die Temperatur haben in F i g. 3 die Bezeichnung RTA bzw. RTB erhalten, während die Mittel zum Abtasten der relativen Feuchtigkeit mit CRHA bzw. CRHB bezeichnet sind. CRHA und CRHB sind als pulslängebestimmende Elemente in je einer inonostabilen Wippe MA bzw. MB enthalten. Die Wippe MA wird von Uhrpulsen mit der Frequenz 1 MHz vom Oszillator 11 ausgelöst. Wenn die Wippe MA zu ihrer neutralen Lage zurückkehrt, wird Wippe A/5 über die Verbindung 12 ausgelöst. Auf diese Weise wird gegenseitige Beeinflussung der Pulslängen der beiden Monowippen vermieden. Die Ausgangssignale von den beiden monstabilen Wippen werden in Niedrig-Durchgangsfiltern 13,14,15 und 16 gefiltert und damit zu Gleichspannungen umgewandelt, die im wesentlichen proportional zur Oberfläche der Pulse ist. Die informationstragenden gefilterten Signale von den Q- bzw. ^-Ausgängen der monostabilen Wippen werden danach dem differentialgeschalteten Eingangsverstärker 21/4 bzw. 215 im betreffenden Kanal aufgedrückt. Durch eine (nicht gezeigte) veränderliche Spannungsteilung des gefilterten Signales vom betreffenden ^-Ausgang kann die betreffende E/ngangsstufe so kalibriert werden, daß das Ausgangssignal von dieser Stufe NuI! ist, wenn die relative Feuchtigkeit Null ist. Die Empfindlichkeit in der Verstärkung der Eingangsstufe wird mit einer (nicht gezeigten) Spannungsteilung des Ausgangssignales von dieser Stufe kalibriert. Dieses Ausgangssignal ist also eine zu der relativen Feuchtigkeit proportionale Gleichspannung. Das Signal kann aus dem anschließenden Verstärker 22Λ bzw. 22B entnommen werden. Diese Vestärkerstufen dienen nur als Zeichenwender für die Signale.

Die Signale mit gewendeten Zeichen von den Verstärkerstufen 22A bzw. 225 werden über die Thermistoren den Verstärkerstufen 23/1 bzw. 235 zugeführt, während die Signale mit nicht gewendeten Zeichen von den Verstärkerstufen 21Λ bzw. 215 den Verstärkerstufen 23Λ bzw. 235 direkt zugeführt werden. Durch diese Anordnung erhalten die Verstärkerstufen 23-4 und 235 in Kombination mit den Thermistoren RTA und RTB eine Übertragungsfunktion, die von den abgetasteten Temperaturen gem. der gestrichelten Linie in F i g. 4 abhängt. Diese Übertragungsfunktion soll so eng wie möglich mit dem maximalen Teildruck des Wasserdampfes gem. der durchgezogenen Linie in F i g. 4 übereinstimmen, damit die Ausgangssignale von den Verstärkerstufen 23/4 bzw. 235 so nahe wie möglich proportional zum Teildruck des Wasserdampfes bei CRHA bzw. CRHB werden.

Der Unterschied zwischen den Teildrücken bei CRHA und CRHB wird in der Verstärkerstufe 24 berechnet, der die Ausgangssignale von den Verstärkerstufen 23,4 und 235 zugeführt werden. Diese Teildruckdifferenz ist proportional zum Teildruckgradienten im Meßbereich in der Schutzkapsel. Ein Niedrig-Durchgangsfilter 17 filtert eventuelle schnelle Fluktuationen im Ausgangssignal von der Verstärkerstufe 24 weg, die auf zirkulierenden Luftströmen in der Meßkapsel beruhen. Dies ergibt ein stabileres Signal, das sich besser für Ablesung mit digitaler Anzeige eignet. Die letzte Verstärkerstufe 25 bietet die Möglichkeit rascher Kalibrierung des Instrumentes durch Zuführung einer veränderlichen Offset-Spannung über den Leiter 18. Der Ausgang an der Verstärkerstufe ist an eine Anzeigevorrichtung IS geschaltet, die die Größe des Ausgangssignales der Verstärkerstufe digital anzeigt.

Es ist im Prinzip möglich, mit geringfügigen Veränderungen des Verfahrens und der Vorrichtung gem. der Erfindung abgegebene Konvektionswärme zu messen. Dies ist in der Gleichung HI beschrieben.

1 dO dT

-χ ■ ~st = - <* ■ sr 0»)

A = Fläche der wärmeabgebenden Oberfläche (m²)

Q = abgegebene Wärmemenge (Wattsek.)

λ = Konstante (0,024 Watt/Meter ■ Grad bei T= 0⁰C)

T = Temperatur (⁰C)

χ = Abstand von der wärmeabgebenden Oberfläche (m)

Dies ist möglich, wenn die feuchtigkeitsabhängigen Signale von den Eingangsverstärkern durch feste Spannungen ersetzt werden. Das Instrument wirkt dabei als ein reines Instrument für Temperaturdifferenzmessung, und die abgegebene Konvektionswärmemenge kann nach der Gleichung III berechnet werden. Ein Kreisschema über eine solche Ausführungsform der Erfindung ist in F i g. 5—6 gezeigt, wo die Umschalter 20Λ und 205 zum Umschalten zwischen Messung von Verdunstungsmenge und Konvektionswärmemenge dienen. F i g. 7 zeigt Offset-Kompensation gem. dieser Ausführungsform. Als Richtwerte für in einer Vorrichtung gem. Fig.5—7 anwendbare Komponenten können folgende Komponentendaten genannt werden, wo k Kiloohm bedeutet:

60

R7A = RTB = RSA = RSB = 100 k

100 k 1%

*RiA*	= RlB	= 8,2 k	1%
*RIA*	*= R2B*	*= R3A* =**	Ä35=lk
*RIA*	= RAB	= 47 k
*R5A*	= R5B	= R6A =	*= R6B* =**
*R9A*	*= R9B*	= 100k	1%
*RlQA*	- Ä105	= 47 k
*RWA*	= RUB	= 100 k	1%
*R12A*	= Ä125	= 6,8 k
*R 13*	= RU ■■	= Ä15 =	Ä16 = :
*R 17*	= 68 k
*R 18*	= Ik

&■'

10k 6,8 k 68 k 6,8 k 1000k R27 = /?26 = ! k 1 k 2,2 k 2,2 k 2,2 k 1 k 6,8 k 100k 6,8 k 0,1 k 2k

Ä40 = 4700 k

PiB =

Aa = 200 k 1 k 5k 50 k 1000k

4,7 k 1 k

1%

1800 k

50 k 0,5 k 20 k 50 k

4,7 nF 10 V bipolar CS = 0,1 μΡ CS = 68 pF C7 = 33 pF

CRHA = CRHB = Feuchtigkeitsgeber Typ Vaisala HMP-Il RTA = RTB = Thermistor M81 D1 = D2 = D3 = 4,7 VZenerdioden XX = Kristall 1 MHz

SN 7400 und SN 74121 sind integrierte Kreise der Marke Texas Instruments, und μΑ777 sind integrierte Kreise der Marke Fairchild.

Wenn auch das Verfahren und die Vorrichtung gem. der Erfindung bisher im Anschluß an das Messen von verdunstetem Wasser beschrieben wurden, ist die Erfindung auch für andere Stoffe anwendbar, wo die Gleichung I gilt, und Geber zum Messen des Verhältnisses zwischen jeweiligem Teildruck und maximalem Teildruck bei der jeweiligen Temperatur vorhanden sind. In solchen Fällen kann die Übertragungsfunktion von Block 23Λ oder 23B in F i g. 3 selbstverständlich ein anderes Aussehen als das in F i g. 4 gezeigte haben. Es sind natürlich weitere Varianten und Abwandlungen der beschriebenen Ausführungsformen der Verfahren und Vorrichtungen gem. der Erfindung im Rahmen der Ansprüche möglich.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Bestimmung der Menge eines durch Diffusion von einer Oberfläche abgegebenen Stoffes, wobei durch Schutz wenigstens der nächsten Umgebung der ganzen oder eines Teiles der Oberfläche ein vor

1 5 der Einwirkung von Bewegungen in dem die Oberfläche umgebenden Medium oder vor äußeren Gaströmen

i abgeschirmter Meßbereich geschaffen wird, innerhalb welchem die Temperatur und gleichzeitig die relative

'I Feuchtigkeit abgetastet werden, dadurchgekennzeichnet, daß