DE3224761C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der spezifischen Feuchtigkeit in einem Wasserdampf-Luft- Gemisch gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 22 59 459 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung arbeitet mit einem Ventilator als Fördergerät, der aus dem Prüfraum ein konstantes Volumen des Gasgemisches pro Zeiteinheit bei konstanter Temperatur ansaugt. Das Mischungsverhältnis des Gasgemisches bzw. die Feuchtigkeit wird bei dieser bekannten Vorrichtung mittels des durch den Ventilator erzeugten Gesamtdruckes oder durch die Leistungsaufnahme des Ventilators bestimmt.

Als nachteilig kann bei der bekannten Vorrichtung angese­ hen werden, daß sie im Hinblick auf das dort verwendete Fördergerät und die zum Abgriff der erforderlichen Para­ meter eingesetzten Sensoren relativ aufwendig und kost­ spielig ausgelegt werden muß.

Unter Berücksichtigung dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit verhältnismäßig geringem Aufwand zu kon­ zipieren, die eine zuverlässige und exakte Bestimmung der spezifischen Feuchtigkeit auch bei relativ hoher Tem­ peratur ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 gelöst.

Der prinzipielle Grundgedanke kann daher bei der Erfindung darin gesehen werden, bei konstanter Temperatur und kon­ stantem Fördervolumen des Gasgemisches pro Zeiteinheit die Meßstelle als Venturirohr auszubilden, wobei nachge­ schaltet über das Verhältnis der Differenzbrücke und der Dichten die spezifische Feuchtigkeit ermittelt wird. Der statische Druck vor oder nach und an der Drosselstelle wird daher bei der Erfindung gemessen und daraus die Druckdifferenz ermittelt. Das Mischungsverhältnis der Gaskomponenten und damit die spezifische Feuchtigkeit kann über die Differenzdrücke, die sich wie die Dichten der Komponenten des Gasgemisches verhalten, die im vor­ liegenden Fall Wasserdampf und Luft sind, rechnerisch er­ mittelt werden.

Zur Konstanthaltung der Temperatur ist der als Venturi­ rohr ausgebildeten Drosselstelle eine Heizeinrichtung vor­ geschaltet, so daß über einen Temperaturfühler und Regler die Temperatur des Gasgemisches konstant gehalten werden kann. Dem Venturirohr nachgeschaltet ist eine Leitung, die das Gasgemisch in den Prüfraum zurückführen kann bzw. das Gasgemisch nach der Messung ins Freie ableiten kann.

Insgesamt gesehen, erreicht man damit bei der Erfindung durch die Verwendung des Venturirohres als Drosselstelle und einer einfachen Pumpe als Fördergerät eine einfache, kompakte Konstruktion, die im Hinblick auf die Genauigkeit und den Meßbereich einen hohen Meßeffekt zuläßt. Ein wei­ terer Vorteil kann darin gesehen werden, daß die Vorrich­ tung selbst die erforderlichen Konstant-Bedingungen er­ füllt, worunter die separate Anordnung einer Heizeinrich­ tung und die Förderung eines konstanten Volumens pro Zeit­ einheit verstanden wird, so daß die Vorrichtung unabhängig von der Auslegung des entsprechenden Prüfraumes zur Mes­ sung des Mischungsverhältnisses der Gaskomponenten heran­ gezogen werden kann.

Die Grundidee der Erfindung eröffnet dem Fachmann, der die physikalischen Zusammenhänge bei Strömungsvorgängen kennt, auch andere Möglichkeiten als über die Differenz­ druck-Relation die spezifische Feuchtigkeit zu bestimmen, so daß auch andere Parameter wie konstante Masse und Strö­ mungsgeschwindigkeit herangezogen werden können.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Vorrichtung in einem geschlossenen System verwendet wer­ den kann, in dem das dem Prüfraum entzogene Gasgemisch in der Rückführleitung wieder in den Prüfraum zurückge­ führt wird. Es geht daher kein zu prüfendes Gasgemisch verloren. Weiterhin kann es zweckmäßig sein, in der Rück­ führleitung einen mit einem Regler verbundenen weiteren Temperaturfühler vorzusehen, so daß über diese Regelung auch in der Rückführleitung eine Heizeinrichtung betrie­ ben werden kann, die das zurückgeführte Gasgemisch auf gleicher Temperatur hält. Hierdurch ist gewährleistet, daß das im Prüfraum befindliche Gasgemisch keine Tem­ peraturveränderung durch das zurückgeführte Gasgemisch erfährt. Zur Verbesserung der Konstanthaltung der Tem­ peratur kann darüber hinaus auch im Prüfraum selbst ein entsprechender Temperaturfühler zur Beeinflussung der Heizleistung in der Rückführleitung vorgesehen sein.

Die Vorrichtung wird geeigneterweise so betrieben, daß die Temperatur des Gasgemisches während der Messung der Druckdifferenz auf einem hinreichend hohen Wert gehalten werden kann, um ein Kondensieren einer Komponente des Gas­ gemisches auszuschließen. Andererseits bietet die Vor­ richtung auch die Möglichkeit, daß die Temperatur des aus dem Prüfraum entnommenen Gasgemisches gemessen wird und das Gasgemisch vor der Rückführung in den Prüfraum wieder auf dieselbe Temperatur gebracht wird, die es bei seiner Entnahme aus dem Prüfraum hatte. Anwendungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich auch in analo­ ger Weise auf andere binäre Gasgemische mit zwei Komponen­ ten, von den prinzipiell die Dichten bekannt sind, durch­ führen. Speziell bei der Ermittlung der spezifischen Feuchtigkeit zeigt die kompakt und einfach aufgebaute Vorrichtung im Vergleich zu Vorrichtungen aus dem Stand der Technik einen verbesserten Meßeffekt.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben.

In dieser zeigt die einzige Figur eine in Form eines Blockschaltbildes schematisch darge­ stellte Meßanordnung.

Gemäß der Darstellung in der Zeichnung wird mit Hilfe einer Pumpe 10 aus einem Prüfraum 11 ein stets gleich­ bleibendes Gasvolumen durch eine beheizte Leitung 12 zu einem ebenfalls beheizten Venturirohr 13 gefördert. Es wird angenommen, daß sich in dem Prüfraum 11 ein Luft- Wasserdampf-Gemisch befindet. Die Temperatur dieses Gas- Gemisches, welches das Meßobjekt darstellt, wird konstant gehalten. Außerdem wird diese Temperatur so hoch gewählt, daß kein Wasser kondensieren oder bei einem anderen Gas­ gemisch kein anderer Stoff ausfallen könnte.

Die Temperatur des Gasgemisches, welches dem Venturirohr 13 über die Leitung 12 zugeführt wird, die auch als Vor­ lauftemperatur zu bezeichnen ist, wird über einen Tempe­ raturfühler 14 erfaßt, der am Ausgang des Venturirohres 13 angeordnet ist. Dieser Temperatur-Meßwert wird einem Regler 15 zugeführt, der über eine Heizeinrichtung 16 die Leitung 12 beheizt und auf diese Weise sicherstellt, daß die Vorlauftemperatur konstant gehalten wird.

In Abhängigkeit von der Dichte, d. h. von dem Wasserdampf­ gehalt des Meßobjektes ändert sich der Differenzdruck im Bereich des Venturirohres 13. Dieser Differenzdruck wird über einen Differenzdruckmesser 17 erfaßt. Das Aus­ gangssignal des Differenzdruckmessers 17 wird einer Aus­ wertstufe 18 zugeführt. An die Auswertestufe 18 ist ent­ weder eine Anzeigeeinrichtung und/oder ein Regler 19 an­ geschlossen, über welchen der Feuchtegehalt im Prüfraum 11 geregelt werden kann.

In Abhängigkeit von den Umständen des Einzel­ falles kann das Meßobjekt, nämlich das aus dem Prüfraum 11 entnommene Gasgemisch, entweder über einen Auslaß 25 in die freie Umgebung abgelassen oder aber über eine Rückführleitung 26 dem Prüfraum 11 wieder zugeführt wer­ den.

Um bei verhältnismäßig kleinen Prüfräumen durch die Rück­ führung des Gasgemisches keine unerwünschten Temperatur­ veränderungen herbeizuführen, wird zweckmäßigerweise die Temperatur des rückzuführenden Gasgemisches über einen Temperaturfühler 20 gemessen und dieser Meßwert einem Regler 21 als Istwert zugeführt. Den Sollwert bildet ent­ weder eine über einen Temperaturfühler 22 ermittelte Prüfraum-Temperatur oder ein frei wählbarer Sollwert SW. Grundsätzlich könnte die Prüfraumtemperatur auch über den Regler 21 geregelt werden.

Der Regler 21 beaufschlagt eine Heizeinrichtung 23, wel­ che die Rückführleitung 26 beheizt.

Durch die oben beschriebene Heizung in Verbindung mit der zugehörigen Regelung kann sichergestellt werden, daß die Temperatur in dem Prüfraum 11, dessen Prüfraum­ wand 24 nur teilweise und rein schematisch dargestellt ist, praktisch konstant bleibt.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Bestimmung der spezifischen Feuchtig­ keit in einem Wasserdampf-Luft-Gemisch, mit einem Fördergerät, das aus einem Prüfraum ein konstantes Volumen des Gas-Gemisches pro Zeiteinheit bei kon­ stanter Temperatur zu einer Meßstelle fördert, in der die Druckwerte des Gas-Gemisches gemessen werden und über das Dichteverhältnis der Komponenten des Gas- Gemisches die spezifische Feuchtigkeit bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Fördergerät als Pumpe (10) ausgelegt ist, die das konstante Volumen des Gas-Gemisches pro Zeiteinheit zu der als Venturirohr (13) ausgebildeten Meßstelle fördert, daß im Bereich des Venturirohres (13) ein Temperaturfühler (14) vorgesehen ist, der mit einem Regler (15) verbunden ist, über den eine im Bereich zwischem dem Prüfraum (11) und dem Venturi­ rohr (13) angeordnete Heizeinrichtung (16) zur Kon­ stanthaltung der Temperatur einstellbar ist, daß ein Differenzdruckmesser (17) zur Ermittlung der im Venturirohr (13) auftretenden Druckdifferenz vorge­ sehen ist, und daß an das Venturirohr (13) eine Rück­ führleitung (26) angeschlossen ist, durch die das Gas-Gemisch wieder in den Prüfraum (11) zurückführ­ bar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rückführleitung (26) ein Temperatur­ fühler (20) angeordnet ist, durch welchen über einen Regler (21) eine im Bereich der Rückführ­ leitung (26) angeordnete Heizeinrichtung (23) einstellbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Prüfraum (11) ein Temperaturfühler (22) angeordnet ist, durch den der Regler (21) für die im Bereich der Rückführleitung (26) angeordnete Heizeinrichtung beaufschlagbar ist.