DE2713617B2

DE2713617B2 - Einrichtung zur Messung des Wasserdampfanteils in Gasen

Info

Publication number: DE2713617B2
Application number: DE19772713617
Authority: DE
Inventors: Otto Dr. 6729 Wörth Maurer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-03-28
Filing date: 1977-03-28
Publication date: 1981-06-04
Also published as: DE2713617A1; DE2713617C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Messung des Wasserdampfanteils in Gasen, mit einem Lithium-Chlorid-Meßwertaufnehmer, der in einem in den Gasraum ragenden rohrartigen Hohlkörper mit einer mit hohem Strömungswiderstand gasdurchlässiger Wandfläche angeordnet ist.

Derartige Meßeinrichtungen sind bekannt, siehe z. B. geänderter Sonderdruck (Stand August 1958) aus der »Siemens-Zeitschrift«, Mai 1955, Heft 5/6.

Die Temperatur des Gases, dessen Wasserdampfanteil gemessen werden soll, muß aufgrund des Funktionsprinzips des LiCI-Meßwertaufnehmers zwischen der LiCI-Umwandlungstemperatur und der Taupunkttemperatur des Gases liegen.

Bei der industriellen Feuchtemessung von Gasen können Gastemperaturen auftreten, die über einen weiten Bereich schwanken und auch insbesondere über der Umwandlungstemperatur liegen können.

Um den LiCl-Meßwertaufnehmer auch in solchen Fällen verwenden zu können, ist es notwendig, das ihn umgebende Meßgas zu konditionieren, d. h. auf eine Temperatur zu bringen, die zwischen Umwandlungstemperatur und Taupunkttemperatur liegt.

Um den Wasserdampfanteil von Gasen hoher Temperatur messen zu können, ist es bereits bekannt, die Gase aus dem Gasraum zu entnehmen und vor der Messung über einen wassergekühlten Wärmetauscher zu führen (ATM — Archiv für technisches Messen V-1283-12, Oktober 1957, Seite 209/210). Der Aufbau dieser bekannten Einrichtung, die Gasentnahme, Kühleinrichtung, Meßraum mit LiCl-Meßwertaufnehmer und einem Regelkreis für den Gasdurchfluß im Meßraum

ίο umfaßt, ist relativ aufwendig.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die bekannte Einrichtung mit LiCI-Meßwertaufnehmern so zu verbessern, daß der Wasserdampfanteil eines in einem Gasraum befindlichen oder strömenden Gases mit stark schwankender Temperatur direkt und kontinuierlich gemessen werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art der rohrartige Hohlkörper aus gut wärmeleitendem Material wärmeisoliert durch die den Gasraum umgebende Wand geführt ist und daß an einem außerhalb des Gasraums befindlichen äußeren Teil des Hohlkörpers Mittel zur einstellbaren Zu- und/oder Abfuhr von Wärmeenergie angeordnet sind, die bewirken, daß die Gastemperatur um den im Inneren des Hohlkörpers angeordneten LiCl-Meßwertaufnehmer die Umwandlungstemperatur nicht über- und die Taupunkttemperatur nicht unterschreitet.
Die Wärmeenergiezufuhr in den Hohlkörper kann vorzugsweise mit einer um diesen gewickelten Widerstandsheizung bewerkstelligt werden, die in Abhängigkeit vom Heizstrom des LiCl-Meßwerfuifnehmers gesteuert wird.
Die Abfuhr der Wärmeenergie kann passiv, z. B. durch Anbringen von Kühlrippen an dem Hohlkörper, oder aktiv, z. B. durch einen gesteuerten Wärmetauscher oder durch Peltierelemente, geschehen.

Durch diese Gaskonditionierung ist es möglich, den LiCl-Meßwertaufnehmer bei jeder Feuchte und bei jeder Gastemperatur des Meßgases in seinem optimalen Arbeitsbereich zu betreiben, was sich vorteilhalt auch in der Verlängerung der Wartungsintervalle und höheren Meßgenauigkeiten bemerkbar macht.
Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Figur ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt und im folgenden beschrieben.

Eine Wand 1, beispielsweise die Wand einer Rohrleitung, trennt den Gasraum 2, in dom sich das Gas befindet, dessen Wasserdampfanteil gemessen werden

so soll, von der Umgebung 3 ab. In einer Öffnung 5 der Wand 1 ist ein rohrartiger Hohlkörper 4 aus gut wärmeleitendem Material, beispielsweise Aluminium, wärmeisoliert 6 eingesetzt, derart, daß ein Teil 4' in den Gasraum 2 ragt, ein anderer Teil 4" in die Umgebung 3.

Der im Gasraum 2 befindliche Teil 4' des Hohlkörpers 4 weist eine gasdurchlässige Wandfläche 7, hier die Stirnfläche, auf, die siebartig gelocht sein kann oder aus siebartigem Metallgeflecht bzw. porösem Sintermetall besteht. Es soll damit erreicht werden, daß das Innere des Hohlkörpers 4 mit dem Gasraum 2 gasleitend über einen hohen Strömungswiderstand verbunden ist. Im Inneren des im Gasraum 2 befindlichen Teils 4' des Hohlkörpers 4 ist ein LiCl-Meßwertaufnehmer 8 angeordnet, der, wie bekannt, aus einer mit LiCl-Lösung getränkten und mit den Heizelektroden 9 heizbaren Schicht und einem Widerstandsthermometer 10 bestehen kann. Der in die Umgebung 3 ragende Teil 4" des Hohlkörpers 4 ist mit Mitteln 11 zur Zu- und/oder

Abfuhr von Wärmeenergie versehea Die Zufuhr von Wärmeenergie geschieht bei dem gezeigten Beispiel über eine Widerstandsheizung 12, die um den Hohlkörper 4 gewickelt ist und aus einer steuerbaren Stromquelle 14 betrieben wird.

Zur Abfuhr von Wärmeenergie sind die Kühlrippen 1.1 vorgesehen, die mit dem Ende Qts Teils 4" des Hohlkörpers 4 wärmeleitend verbunden sind.

Um den LiCl-Meßwertaufnehmer 8 in seinem optimalen Arbeitsbereich betreiben zu können, muß cas in das Innere des Hohlkörpers 4 aus dem Gasraum 2 eintretende Gas so konditioniert werden, daß seine Temperatur zwischen Umwandlungstemperatur und Taupunkttemperatur liegt

Die Kühlung des Hohlkörpers 4 aus gut wärmeleitendem Material ist so auszulegen oder zu steuern, daß die Gastemperatur um den Meßwertaufnehmer 8 mit Sicherheit unterhalb der Umwandlungstemperatur gehalten wird.

Mit der Heizung 12 wird ein Unterschreiten des Taupunkts verhindert, sie wird vorteilhafterweise so betrieben, daß der durch die Heizelcktroden 9 des Meßwertaufnehmers 8 fließende Strom einen bestimm ten Wert nicht überschreitet der einer Gastemperatur, die knapp unter der Umwandiungstemperatur liegt, entspricht Zur Regelung der Energieabgabe der Heizung 12 kann in den Speisestromleitungen zu den Elektroden 9 ein Längswiderstand 15 angeordnet

ίο werden; die über ihn abfallende und dem Heizstrom für den Meßwertaufnehmer 8 proportionale Spannung wird im Verstärker 16 verstärkt und dient zur Steuerung einer Stromquelle 14 für die Heizung 12 Der das Widerstandsthermometer 10 im Meßwertaufnehmer 8 durchfließende und in der Auswerteschaltung 17 verarbeitete Strom entspricht der Umwandlungstemperatur und mithin dem Taupunkt, der im Anzeigegerät 18 angezeigt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Messung des Wasserdampfanteils in Gasen mit einem Lithium-Chlorid-Meßwertaufnehmer, der in einem in den Gasraum ragenden rohrartigen Hohlkörper mit einer mit hohem Strömungswiderstand gasdurchlässigen Wandfläche angeordnet ist,dadurchgekennzeichnet,
daß der rohrartige Hohlkörper (4) aus gut wärmeleitendem Material wärmeisoliert durch die den Gasraum (2) umgebende Wand (1) geführt ist
und daß an einem außerhalb des Gasraums (2) befindlichen äußeren Teil (4,2') des Hohlkörpers (4) Mittel (11) zur einstellbaren Zu- und/oder Abfuhr von Wärmeenergie angeordnet sind, die bewirken, daß die Gastemperatur um den im Innern des Hohlkörpers (4) angeordneten LiCl-Meßwertaufnehmer (8) die Umwandlungsteinperatur nicht über- und die Taupunkttemperatur nicht unterschreitet

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (11) zur Wärmeenergiezufuhr eine um den äußeren Hohlkörperteil (4") gelegte elektrische Widerstandsheizung (12) ist, deren Energieabgabe proportional zu dem Speisestrom des LiCI-Meßwertaufnehmers (8) sfeuerbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Speisestromleitung für den LiCl-Meßwertaufnehmer (8) ein Längswiderstand (15) angeordnet ist und daß die über ihn abfallende Spannung ein Steuersignal für die Mittel zur Wärmeenergiezufuhr und -abfuhr ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (!1) zur Abfuhr von Wärmeenergie mit dem äußeren Teil (4") des Hohlkörpers (4) verbundene Kühlrippen (13) sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (11) zur Abfuhr von Wärmeenergie aktive Kühlelemente, z. B. ein gesteuerter Wärmetauscher oder Pelticr-Elemente, sind.