DE2900594A1 - Messonde zur feststellung des wassergehaltes in einem gasstrom - Google Patents

Messonde zur feststellung des wassergehaltes in einem gasstrom

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DE2900594A1
DE2900594A1 DE19792900594 DE2900594A DE2900594A1 DE 2900594 A1 DE2900594 A1 DE 2900594A1 DE 19792900594 DE19792900594 DE 19792900594 DE 2900594 A DE2900594 A DE 2900594A DE 2900594 A1 DE2900594 A1 DE 2900594A1
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DE19792900594
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Jacques Laneres
Michel Leblanc
Jean Perrin
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Institut Textile de France
Bpifrance Financement SA
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Agence National de Valorisation de la Recherche ANVAR
Institut Textile de France
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Description

2300594
Anmelder: Stuttgart, d. 8. Jan. 1979
Centre Technique Industriel dit: P 3651 S/Bn INSTITUT TEXTILE DE FRANCE
35 rue des Abondances
F-92 100 Boulogne / Frankreich
Michel Leblanc
2+ rue de Bois Blanc
F-59 223 Roncq / Frankreich
Etablissement Public dit:
AGENCE NATIONALE DE VALORISATION
DE LA RECHERCHE (ANVAR)
13 rue Madeleine Michelis
F-92 522 Neuilly s/Seine / Frankreich
Vertreter:
Kohler-Schwindling-Späth
Patentanwälte
Hohentwielstr. 2+1
7000 Stuttgart - 1
Meßsonde zur Feststellung des Wassergehaltes in einem Gasstrom
Die Erfindung betrifft ein Psychrometer oder eine Meßsonde zur Feststellung des Wassergehaltes in einem Gasstrom, bestehend aus einem Trocken-Temperaturfühler, der unmittelbar in dem Gasstrom angeordnet ist, einem Feucht-Temperaturfühler, der von einer mit Flüssigkeit tränkbaren Hülle, auch Strumpf oder Docht genannt, umgeben und ebenfalls in dem Gasstrom angeordnet ist, und einer Befeuchtungseinrichtung zum Führen einer flüchtigen Flüssigkeit zu der Hülle.
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Bei Meßsonden dieser Art wird die von dem Feucht-Teraperaturfühler gemessene Temperatur durch die Wärmestrahlung verfälscht, die von benachbarten Wandungen ausgeht. Diese Wärmestrahlung nimmt sehr schnell mit der Temperatur dieser Wandungen zu, die gleich der Temperatur des Gasstromes ist, dessen Wassergehalt gemessen werden soll.
Moderne Verfahren machen in zunehmendem Maße feuchte Messungen bei relativ hohen Temperaturen von 100° C und mehr erforderlich. Bei diesen Temperaturen werden industriell bisher Methoden zur Feuchte - Bestimmung angewendet, die auf der Schallgeschwindigkeit in Luft oder Untersuchungen mit einer Lithiumchlorid-Sonte beruhen. Häufig findet auch eine Entnahme und Untersuchung von Proben statt.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Einrichtungen zu vermeiden und eine direkte Messung des Wassergehaltes eines Gasstromes in vorhandenen Kanälen zu erlauben, und zwar mit hoher Genauigkeit in einem ausgedehnten Temperaturbereich, der sich bis zu über TOO C liegenden Temperaturen erstreckt. Insbesondere soll es die Erfindung ermöglichen, eine direkte Angabe des Wassergehaltes in g Wasser pro kg trockener Luft in einem Bereich zu liefern, der sich von einigen Grad bis auf mindestens 250 C erstreckt«
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß beiderseits des von der Hülle umgebenen Feuchfc-Temperaturfühlers Schirme angeordnet sind, die den Feucht-Temperaturfühler gegen einfallende Wärmestrahlung schützen, und die mit einer Befeuchtungseinrichtung zum Zuführen einer flüchtigen Flüssigkeit zu den Schirmen verbunden sind.
Auf diese Weise wird die von benachbarten Wandungen ausgehende
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Wärmestrahlung praktisch illiminiert, weil die vorgesehenen Schirme im wesentlichen auf der gleichen Temperatur sind wie die Hülle. Demgemäß existiert kein Temperaturunterschied zwischen dem Feucht-Temperaturfühler und seinen Wandungen. Um die Schirme auf einer niederen Temperatur zu halten, wird der psychrometrische Effekt ausgenutzt. Aus diesem Grund bestehen die Schirme aus einem Wasser aufnehmenden Material. Bei einer Ausführungsform der Erfindung bestehen die Schirme aus gefrittetem Glas.
Die Schirme können vorteilhaft aus einem mit Flüssigkeit tränkbarem Material bestehen.
Die Befeuchtungseinrichtungen für die Hülle und die Schirme können vorteilhaft eine gemeinsame, unter Druck stehende Flüssigkeitsquelle umfassen.
Die Befeuchtungseinrichtungen für die Hülle können vorteilhaft für wenigstens eine unmittelbare, stoßweise Injektion einer bestimmten Menge der Flüssigkeit in die Hülle ausgebildet sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Befeuchtungseinrichtungen für die Hülle für eine stoßweise Injektion aufeinander folgender bestimmter Mengen in Zeitintervallen ausgebildet, die unter Berücksichtigung der jeweils injizierten Flüssigkeitsmenge kurz genug sind, um ein vollständiges Trocknen der Hülle zu vermeiden, und zugleich ausreichend lang, um das Erreichen der psychrometrischen Grenztemperatur zu gewährleisten.
Bei einer solchen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Meßsonde findet also die Zufuhr von Wasser zur Hülle oder zum Docht stoßweise oder diskontinuierlich statt. Die Befeuchtung wird volumetrisch gesteuert, und es besteht außerhalb der Injektionsphase keinerlei Kontakt zwischen dem Feucht-Tempera-
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turfühler und der Befeuchtungseinrichtung.
Die Befeuchtungseinrichtung für die Hülle kann vorteilhaft zum Ausstoßen wenigstens eines Strahles der Flüssigkeit aus einer öffnung in Richtung auf eine Aufnahme- und Leitfläche ausgebildet sein, die sich in Höhe des oberen Endes der Hülle in einem solchen Abstand von der Öffnung befindet, daß die Vertikale, auf der sich diese öffnung befindet, nicht geschnitten wird.
Die Hülle kann weiterhin vorteilhaft rohrförmig ausgebildet und gegenüber der Horizontalen geneigt angeordnet ain und weiterhin an ihrem oberen Ende eine öffnung aufweisen, welche die von der Befeuchtungseinrichtung gelieferte Flüssigkeit aufnimmt.
Die Achsen der Hülle können gegenüber der Horizontalen vorteilhaft um 20° bis 60° geneigt sein.
Bei einer solchen Ausführungsform der Erfindung kann das Wasser, das sich in den hohen Temperaturen ausgesetzten Leitungen befindet, ohne Nachteil verdampfen. Die verdampfende Menge ist gewöhnlich nur ein Bruchteil eines Kubikzentimeters. Aus diesem Grunde und dank der soeben beschriebenen Anordnung kann der Dampf, der aus der genannten Austrittsöffnung entweicht, kein Mikroklima schaffen, das geeignet wäre, die Temperatur am Feucht-Temperaturfühler zu beeinflussen. Ebenso-wenig kann der Dampf in einen direkten Kontakt mit dem Feucht-Temperaturfühler kommen.
Bei der folgenden Injektion oder Befeuchtung verursacht das Zuführen kalten Wassers von außen ein Absinken der Temperatur der Leitungen. Das Wasser wird in flussiger Form und unter Druck in die Hülle des Feucht-Temppraturfühlers injiziert, welcher die Kühlgrenztemperatur eine gewisse Zeit nach diesem
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Vorgang erreicht.
Die erfindungsgemäße Meßsonde führt zu einer wesentlichen Verbesserung der Technik der psychrometrischen Messung im Vergleich zur Anwendung eines einfachen Trockenthermometers und eines einfachen Feuchtthermometers. Darüberhinaus kann die erfindungsgemäße Meßsonde eine lineare Information liefern, die zum Zwecke der Anzeige, der Aufzeichnung und der Regelung benutzt werden kann.
Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Meßsonde umfaßt ein erstes Trockenthermometer, ein zweites Trockenthermometer und ein Feuchtthermometer. Diese Organe werden vervollständigt durch Einrichtungen zur zyklischen Injektion von Wasser, die das Wasser in das Innere des hygroskopischen Elementes einspritzen, das gewöhnlich Docht oder Strumpf genannt wird, durch Einrichtungen zum Schutz gegen die Dampfphase, die in einer Neigung der Achse der feuchten Hülle um 20° bis 60° gegenüber der Horizontalen und im Einhalten eines bestimmten Abstandes zwischen der Injektionseinrichtung und der Hülle bestehen, durch Einrichtungen zum Schutz des Feuchtthermometers durch Schirme, die eine störende Wärmestrahlung abhalten und durch eine elektronische Auswerte-Haltung, die den Wasergehalt in g Wasser pro kg Luft angibt.
Diese Ausführungsform der Erfindung hat insbesondere die Vorteile, daß sie ein leichtes Auswechseln des Strumpfes sowie der Meßsonde von außen zuläßt, daß sie einen verminderten Wasserverbrauch hat und daß sie ein gutes Temperatürverhalten bis 150° C aufweist.
Die Hülle kann vorteilhaft auf einem Träger befestigt sein, der einen ersten rohrförmigen, durchbrochenen Absdnitt, der die Hülle umgibt und an ihrem oberen Ende hält, und einen den ersten Abschnitt haltenden zweiten Abschnitt umfaßt, der
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seinerseits in solcher Weise an einer Tragstruktur befestigt ist, daß ihr von einer außerhalb eines Kanals, in dem die Meßsonde angeordnet ist, gelegenen Stelle aus dem Kanal herausnehmbar ist. Auf diese Weise ist die auf einem Träger montierte Hülle von außen zugänglich, und es kann ihr Auswechseln in wenigen Sekunden stattfinden.
Die erfindungsgemäße Meßsonde kann vorteilhaft weiterhin mit einem Speicher versehen sein, der Ausgangsdaten aufzunehmen vermag, die anhand der von den Temperaturfühlern gemessenen Werte bestimmt worden sind, und es kann eine Steuereinrichtung, welche die von dem Feucht-Temperaturfühler gemessenen Werte empfängt, die Ableitung der gemessenen Feuchttemperatur nach der Zeit bilden und dem Speicher den Befehl erteilen, die Ausgangsdaten zu speichern, wenn die Ableitung der Feuchttemperatur nach der Zeit einen vorbestimmten Wert unterschreitet.
Weitere Einzelheitun und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigen:
Fig. 1 teilweise in Seitenansicht und teilweise im Schnitt längs der Linie I-I in Fig. d eine Meßsonde nach der Erfindung,
Fig. 2 eine Vorderansicht der Meßsonde nach Fig. 1,
Fig. 3 ein Diagramm der von dem Feucht-Temperaturfühler nach einer einzigen Injektion von Wasser in die Hülle gemessenen Temperatur als Funktion der Zeit,
Fig. 4 ein Diagramm ähnlich Flg. 2J, jedoch für den Fall einer periodischen, stoßweisen ',:,ufunr von Wasser zur Hülle und
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Fig. 5 das schematische Schaltbett der elektronischen Einrichtungen der dargestellten Meßsonde.
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Meßsonde umfaßt eine Tragplatte 1, die senkrecht angeordnet ist und auf der ein vertikaler Kanal befestigt ist, der zum Leiten eines Gasstromes dient, beispielsweise eines Luftstromes, dessen Wassergehalt bestimmt werden soll. Der Kanal umfaßt von unten nach oben einen konvergierenden Abschnitt 2, dem ein Abschnitt 3 mit konstantem Querschnitt folgt. Es sind nicht dargestellte Einrichtungen vorgesehen, die bewirken, daß ein am unteren Ende in den Kanal eintretendes, durch die Pfeile f veranschaulichtes Gas den Kanal 2, 3 in vertikaler Richtung durchströmt.
Im Inneren des Kanales sind zwei Trocken-Temperaturfühler angeordnet. Diese Temperaturfühler, die aus Gründen der Übersichtlichkeit in Fig. 1 nicht dargestellt sind, stehen in direktem Kontakt mit dem Gasstrom, der den Kanal 2, 3 durchfließt, und sind durch entsprechende Kabel ^, 5 mit einem Anschlußkasten 6 verbunden, der auf der Tragplatte 1 befestigt ist. Die Temperaturfühler können beispielsweise aus einem Platinwiderstand bestehen.
In dem Kanal 2, 3, und zwar vorzugsweise am Ausgang des konvergierenden Abschnittes 2, ist ein Feucht-Temperaturfühler 7 angeordnet, der von einer rohrförmigen Hülle 8 oder einem Docht dicht umgeben ist, die aus einem mit Wasser tränkbaren Material besteht, beispielsweise aus einem aus natürlichen oder synthetischen Fasern bestehenden Material. Allgemein handelt es sich um ein anorganisches oder organisches Material, das die Fähigkeit besitzt, Wasser aufzunehmen.
Der Feucht-Temperaturfühler 7, der beispielsweise von einem Platinwiderstand gebildet werden kann, ist an dem freien Ende eines starren Stabes 7a angeordnet, der die Anschlußleiter für
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den Temperaturfühler enthält· Diese Leiter treten aus dem Stab 7a in Form eines Anschlußkabels 90 aus, dessen anderes Ende in den Anschlußkasten 6 geführt ist.
Bei bekannten Meßsonden dieser Art wird der Docht des Feucht-Temperaturfühlers in kontinuierlicher Weise mit WaäBer vasorgt, indem ein Ende des Dochtes in einen Wasaervorrat eintaucht. Aus diesem Grunde werden die bekannten Meßsonden bei 1000C überschreitenden Temperaturen funktionsunfähig, weil bei diesen Temperaturen der Wasservorrat zu sieden beginnt und ein Mikroklima erzeugt, das mit Wasser gesättigt ist. Außerdem entsteht ein übermäßiger Wasserverbrauch. Um diesem Mangel abzuhelfen, wird bei der erfindungsgemäßen Meßsonde die rohrförmige Hülle 8 diskontinuierlich mit Wasser versorgt. Zu diesem Zweck ist die Hülle 8 gegenüber der Horizontalen schräg angeordnet und an ihrem oberen Ende mit dem Stutzen 9a eines Hohlkörpers verbunden, der eine Art Trichter 9 bildet. Dieser Trichter ist über einen Arm 9c an einer Wand 10 befestigt, die von dem Stab 1Ja. durchsetzt wird. Die Wand 10 ist an den Wandungen des Kanalabschnittes 3 befestigt und wird außerdem von einem Rohr 11 durchsetzt, das eine auf den Innenraum 9b des Trichters 9 gerichtete Düse bildet. Das Rohr 11 ist durch eine Leitung 12 mit dem Ausgang einer Dosieroder Einspritzpumpe 13 verbunden. Durch Einschalten der Dosierpumpe 13 wird eine vorbestimmte Wassermenge in Form eines auf den Trichter 9 gerichteten Strahles aus der von dem Rohr 11 gebildeten Düse ausgestoßen und dadurch unmittelbar in das Innere der Hüllte 8 eingespritzt. Die von der Horizontalen abweichende Anordnung der Hülle 8 ermöglicht es, eine gewisse Menge Wasser in dem Raum in Reserve zu halten, der zwischen der Hülle 8 und dem Stab 7a existiert, an dessen Ende sich der Feucht-Temperaturfühler ? befindet.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die gemeinsame Achse der Hülle 8 und des Stabes ?& mit dem Feucht-Temperaturfühler ?
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gegenüber der Vertikalen um 45 geneigt. Diese Neigung erlaubt einerseits das Halten einer gewissen Reservemenge an Wasser in dem Raum, der sich zwischen dem Rohr 8 und dem Stab ?a mit dem Feucht-Temperaturfühler 7 befindet, und gewäh&eistet einen guten Kontakt zwischen der Hülle 8 und dem aufsteigenden Gasstrom.
Wie Fig. 1 weiterhin zeigt, ist die Öffnung 11a am Ende des Rohres 11 von dem Trichter 9 ausreichend weit entfernt, um zu gewährleisten, daß der Trichter nicht die Vertikale 11b schneidet, in der sich die Öffnung 11a befindet. Daher ist es erforderlich, daß das Wasser aus dem Rohr 11 in Form eines ausreichend kräftigen Strahles ausgestoßen wird, damit es in den Trichter 9 und in die Hülle 8 gelangt.
Senkrecht unterhalb der Hülle 8 befindet sich eine Rinne I^ mit V-förmigem Querschnitt, die dazu dient, überschüssiges Wasser aufzufangen, das aus der Hülle 8 heraustropfen könnte. Die Rinne 1if ist in Richtung auf die Eintrittsöffnung einer Abflußleitung 15 nach unten geneigt.
Die Hülle 8 ist auf einem Träger befestigt, der eine Drahtwendel 16 umfaßt, deren Windungen nicht aneinander anliegen, abgesehen vom unteren Ende 16a, an dem die Wendel auf den mit einem Gewinde versehenen, zylindrischen Ansatz 17a eines zylindrischen Körpers 17 aufgeschraubt ist, der unter leichter Reibung in einer Hülse 18 oder ein Rohr eingesetzt ist, die an der Tragplatte 1 befestigt ist. Die Hülle 8 ist an ihrem oberen Ende an der obersten Windung der Drahtwendel 16 befestigt, beispielsweise durch eine Naht. Der zylindrische Körper 17 ragt mit seinem unteren Ende 17b aus dem benachbarten Ende der Hülse 18 heraus, so daß dieses untere Ende 17b zum Herausziehen des Trägers mit der daran befestigten Hülle 8 ergriffen werden kann.
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Es versteht sich, daß der Trichter 9 durch eine erweiterte Verlängerung der Hülle 8 ersetzt werden könnte. In diesem Fall wäre der freie Rand dieser Verlängerung mit der obersten Windung der Wendel 16 verbunden, die ihrerseits an ihrem oberen Ende eine Erweiterung· aufweisen müßte.
Bei den bekannten Einrichtungen ist die von dem Feucht-Temperaturfühler gemessene Feuchttemperatur durch die Wirkung der Wärmestrahlung der Wandungen des Kanals verfälscht, der von dem Gasstrom durchflossen wird.
Um diesem Mangel abzuhelfen, ist :ax beiden Seiten des Feucht-Temperaturfühlers 7 und der Hülle 8 jeweils ein ebener Schirm 19 angeordnet. Bei den Schirmen 19 handelt es sich um zueinander parallele Platten, die aus einer porösen Substanz mit hoher Kapillarität bestehen. Sie werden beide zu gleicher Zeit wie die Hülle 8 mittels zweier Zweigleitungen 20 befeuchtet, die von der Leitung 12 abgehen. Die beiden Schirme 19 sind in dem die Kanalabschnitte 2, 3 durchfließenden Gasstrom angeordnet und vertikal ausgerichtet.
Fig. 3 veranschaulicht den zeitlichen Verlauf der Feuchttemperatur, die von dem Feucht-Temperaturfühler 7 gemessen wird, wenn in die Hülle 8 nur einmal eine Wassermenge injiziert wird. Das Einspritzen des Wassers findet zur Zeit tß statt. Das Einspritzen verursacht einen Abfall der Feuchttemperatur von einem Wert T„ , der gleich der Trockentemperatur ist, die von den beiden anderen Temperaturfühlern geraessen wird, auf eine Temperatur, die im wesentlichen gleich der Temperatur des injizierten Wassers ist. Je nachdem, ob diese Wassertemperatur kleiner oder größer ist als die Kühlgrenztemperatur Th erfolgt der Temperaturabfall gemäß der Kurve A oder der Kurve B. In beiden Fällen erreidt
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jedoch die Feuchttemperatur nach Ablauf einer gewissen Zeit den gleichen Wort T, · Wenn keine weitere Wasserinjektion stattfindet, findet ausgehend von dieser Temperatur wieder ein Temperaturanstieg bis zur Trockentemperatur T statt.
Bei der erfindungsgemäßen Meßsonde wird ein wiederholtes Austrocknen der Hülle 8 vermieden. Wie Fig. 1+ zeigt, wird zu diesem Zweck die Hülle 8 erneut mit Wasser versorgt, bevor die von dem Feucht-Temporaturfühler 7 gemessene Temperatur den ansteigenden Ast C der in Fig. j dargestellten Kurve erreicht.
Der Feucht-Temperaturfühler 7 sowie auch die beiden Trocken-Temperaturfühler 21 und 22 sind Teil einer elektronischen Schaltungsanordnung, die ein Ausgangssignal liefert, das unmittelbar für den Wassergehalt des Gases, gemessen in Gramm Wasser pro Kilogramm des trockenen Gases, charakteristisch ist. Die in Fig. 5 veranschaulichte Schaltungsanordnung umfaßt eine Wheatstonesche-Brücke 25, welche den Feucht-Temperaturfühier 7 enthält und mit einer Bezirks-Gleichspannung V ,. gespeist wird. Das von der Brücke 23 gelieferte Signal wird von einem Verstärker 2^ verstärkt uni dann einer Linearisierungsschaltung zugeführt, die das Ausgangssignal s des Verstärkers 2.i\ in ein Signal f (s) umwandelt, das gleich dem Feuchte-Gehalt des Gases in Gramm Wasser pro Kilogramm des trookenun Gases ist und der von dem Feucht-Temperaturfühler 7 gemessenen Feuchttemperatur und einer als Bezugswert verwendeten Trockentemperatur entspricht. Die Linearisierungsschaltung 25 kann beispielsweise von einem Operationsverstärker gebildet werden, der mit einer nicht linearen Rückkopplung vergehen ist.
Demgemäß ist dau Ausgangesignal f (0) der Linearisierungsschaltung 25 für den wahren Feuchte-Gehalt des Gases charak-
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teristisch, wenn die von dem Trocken-Temperaturfühler 21 oder 22 gemessene Trockentemperatur gleich der Bezugs-Trockentemperatur ist· Ist diese Bedingung nicht erfüllt, wird das Ausgangssignal F1, korrigiert. Zu diesem Zweck ist der eine Trocken-Temperaturfühler 21 in einer Wheatstoneschen-Brücke 26 angeordnet, die bei der genannten Bezugstemperatur im Gleichgewicht ist. Das Ausgangssignal der Brücke 26 wird über einen Verstärker 2? dem Eingang eines Additionskreises 28 zugeführt, der an seinem anderen Eingang das zu korrigierende Signal f (s) empfängt. Um die Wirksamkeit der Korrektur zu erhöhen, umfaßt die Speisespannung der Brücke 26 außer einer Gleichstromkomponente V - eine Komponente, die als Funktion des von der Linearisierungsschaltung 25 gelieferten Signals f (s) moduliert ist. Ein Anpassungskreis 29 empfängt das Signal f (s) und die Bezugsspannung Vref und liefert an seinem Ausgang die genannte modulierte Komponente«
Ein Speicher 30 nimmt die Ausgangsdaten auf, die von dem Additionskreis 28 geliefert werden. Dieser Speicher empfängt von einer geeigneten Steuerschaltung 31 einen Befehl,die vom Additionskreis 28 gelieferten Ausgangsdaten aufzunehmen. Die Steuerschaltung 31 empfängt das Ausgangssignal s des Verstärkers 24 und ist so ausgebildet, daß die Ausgangsdaten vom Speicher 30 nur dann aufgenommen werden, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
Die Feuchttemperatur befindet sich zwischen zwei Grenzwerten Thl und Tn2 (s. Fig. 3 und k)· Diese Grenzwerte können beispielsweise kO und 75°C sein, was im Falle von Luft einer Feuchte entspricht, die bis zu 250 g Wasser pro Kilogramm trockener Luft bei einer Trockentemperatur von 50 bis 2500C reicht.
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Nach dem Einspritzen des Wassers muß eine bestimmte Zeitspanne vergangen sein, für die eine Dauer von einigen zehn Sekunden typisch ist.
Die Ableitung der Feuchttemperatur nach der Zeit muß unter einem bestimmten Grenzwert liegen.
Der zweite Trocken-Temperaturfühler 22 liefert ein Signal für die Trockentemperatur , das zu Steuer- und Aufzeichnungszwecken dienen kann. Dieser zweite Trocken-Temperaturfühler ist wie der Feucht-Temperaturfühler in einer Wheatstoneschen-Brücke 32 angeordnet, die mit einer Bezugs-Gleichspannung V f gespeist wird. Die Ausgangsspannung der Brücke ~$2 wird von einem Verstärker 33 verstärkt.
Die Dosierpumpe 13 wird zu geeigneten Zeitpunkten durch ein Schaltglied 3^ ausgelöst, das von dem Speicher 30 oder der Steuerschaltung 31 gelieferte Informationen empfängt.
Demgemäß gestattet das Verfahren der periodischen Einspritarg von Wasser in die Hülle die Zufuhr einer bestimmten Wassermenge zu einem bestimmten Zeitpunkt, durch welche die Hülle8 und die einen Schutz gegen Wärmestrahlung bietenden Schirme 19 befeuchtet werden·
Demgemäß erfolgt bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung die Befeuchtung des Feucht-Temperaturfühlers im Inneren einer um 45° geneigt angeordneten Hülle 8 und nur dann, wenn das Wasser unter einem ausreichenden Druck zugeführt wird, um einen Abstand von etwa 10 mm zwischen der öffnung am Ende des Rohres 11 und dem oberen Ende der Hülle 8 zu überbrücken. Unter diesen Bedingungen erfolgt eine regelmäßige Befeuchtung der Hülle 8, während einem ungewollte Befeuchtung durch zufällige Tröpfchen, die
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durch Dampf oder eine Ausdehnung der Zuführleitungen hervorgerufen sein können, ausgeschlossen ist. Sobald das Injizieren von Wasser in die Hülle 8 abgeschlossen ist, sind durch Temperaturänderungen in den Leitungen 12 und 20 bedingte Übergangserscheinungen ohne Einfluß auf den Feucht-Temperaturfühler, auch wenn die Temperatur 1000C deutlich überschreitet. Die folgende Injektion einer von außen zugeführten Wassermenge hat einen erneuten Abfall der Temperatur der Leitungen sowie die Befeuchtung der Hülle 8 und der Schirme 19 zur Folge. Außerhalb der Zeiten, während denen die Wasserinjektion stattfindet, ist der Feucht-Temperaturfühler von der Einrichtung zum Zuführen von Wasser völlig isoliert. Daher kann der Feucht-Temperaturfühler die psychrometrische Temperatur erreichen, wenn er sich in einem Luftstrom mit einer Minimal geschwindigkeit von 2 m/s befindet. Die Temperatur, welche der Feucht-Ternperaturfühler am Ende der Befeuchtungsphase annimmt, ist in dem Diagramm nach Fig. 3 dargestellt.
Die Grenztemperatur T, kann durch die Wärmestrahlung der den Kanal 2, 3 bildenden Wandungen beeinflußt werden. Um diesen insbesondere bei Temperaturen über 100° C sehr störenden Effekt zu vermeiden, sind die Strahlenschutzschirme 19 vorgesehen, die von dem gleichen Luftstrom wie der Feucht-Temperaturfühler überstrichen werden und an der Oberfläche die psychrometrische Temperatur annehmen. Auf diese Weise wird die Wärmestrahlung der Wandungen in einem beträchtlichen Raumwinkel eliminiert.
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Claims (1)

  1. Pa t en tan« prUch e
    Meßsonde zur Feststellung den Waosergehaltes in einem Gasstrom, bestehend aus einem Trocken-Temperaturfühler, der unmittelbar in dem Gasstrom angeordnet ist, einem Feucht-Temperaturfühler, der von einer mit Flüssigkeit tränkbaren Hülle umgeben und ebenfalls in dem Gasstrom angeordnet ist, und einer Befeuchtungseinrichtung zum Zuführen einer flüchtigen Flüssigkeit zu der Hülle, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits des von der Hülle (8) umgebenen Feucht-Temperaturfühlera (7) Schirme (19) angeordnet sind, die den Feucht-Ternperaturfühler (7) gegen einfallende Wärmestrahlung schützen, und die Schirme (19) mit einer Befeuchtungseinrichtung zum Zuführen einer flüchtigen Flüssigkeit zu den Schirmen verbunden sind.
    2. Meßsonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schirme (19) aus einem mit Flüssigkeit tränkbaren Material bestehen.
    3· Meßsonde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befeuchtungseinrichtungen für die Hülle (8) und Schirme (19) eine gemeinsame, unter Druck stehende Flüssigkeitsquelle (13) umfassen.
    i+. Meßsonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befeuchtungseinrichtungen für die Hülle (8) und die Schirme (19) für wenigstens eine unmittelbare, stoßweise Injektion einer bestimmten Menge der
    Flüssigkeit in die Hülle (8) und die Schirme (19) ausgebildet sind.
    5. Meßsonde nach einem d«r vorhur/'johunden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die befeuchtungseinrichtungen für die Hülle und die Schirme für .urin stoßweise Injektion aufeinander folgender bestimmter Mengen in Zeitinter-
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    vallen ausgebildet sind, die kurz genug sind, um ein vollständiges Trocknen der Hülle (8) zu vermeiden, und zugleich ausreichend lang, urn daa Erreichen der Kühlgrenztemperatur (Tu) zu gewährleisten.
    6· Meßsonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befeuchtungseinrichtung für die Hülle (8) zum Ausstoßen wenigstens eines Strahles der Flüssigkeit aus einer Öffnung (11a) in Richtung auf eine Aufnahme- und Gleitfläche ausgebildet ist, die sich in Höhe des oberen Endes der Hülle (8) in einem solchen Abstand von der Öffnung (11a) befindet, daß die Vertikale (11b), auf der sich die Öffnung befindet, von der Aufnahme- und Gleitfläche nicht geschnitten wird.
    7· Meßsonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (8) rohrförmig ausgebildet und gegenüber der Horizontalen geneigt angeordnet ist und an ihrem oberen Ende eine Öffnung aufweist, welche die von der Befeuchtungseinrichtung gelieferte Flüssigkeit aufnimmt.
    8. Meßsonde nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Hülle (8) gegenüber der Horizontalen um 20 bis 60 geneigt 1st.
    9. Meßsonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle auf einem Träger (16, 1?) befestigt ist, der einen ersten rohrförmigen, durchbrochenen Abschnitt (16), der die Hülle (8) umgibt und an ihrem oberen Ende hält, um einen den ersten Abschnitt (16) haltenden zweiten Abschnitt (17) umfaßt, der seinerseits in solcher Weisean einer Tragstruktur (1) befestigt ist, daß ihr von einer außerhalb dea Kanals, in dem der
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    Feucht-Temperaturfühler angeordnet ist, gelegenen Stelle aus dem Kanal herausnehmbar ist.
    10. Meßsonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer .elektronischen Schaltungsanordnung gekoppelt ist, die einen Speicher (30) aufweist, der Ausgangsdaten aufzunehmen vermag, die anhand der von den Temperaturfühlern (7» 21) gemessenen Werte bestimmt worden sind, und diß eine Steuereinrichtung (31)» welche die von dem Feucht-Temperaturfühler (7) gemessenen Werte empfängt, die Ableitung der gemessenen Feuchttemperatur nach der Zeit bildet und dem Speicher (30) den Befehl erteilt, die Ausgangsdaten zu speichern, wenn die Ableitung der Feuchttemperatur nach der Zeit einen vorbestimmten Wert unterschreitet.
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DE19792900594 1978-01-16 1979-01-09 Messonde zur feststellung des wassergehaltes in einem gasstrom Withdrawn DE2900594A1 (de)

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