DE3239576A1

DE3239576A1 - Verfahren und vorrichtung zur feuchtigkeitsmessung

Info

Publication number: DE3239576A1
Application number: DE19823239576
Authority: DE
Inventors: Bruce Wetherby Wallis
Original assignee: Moisture Control & Mesurement
Current assignee: Moisture Control & Mesurement
Priority date: 1982-10-25
Filing date: 1982-10-26
Publication date: 1984-04-26
Anticipated expiration: 2002-10-27
Also published as: DE3239576C2; FR2535083A1; FR2535083B1

Description

M-33-P-1/187O München, 26. Oktober 1982

PRD/4747B Dr.M/sk

Verfahren und Vorrichtung zur Feuchtigkeitsmessung-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung des Feuchtigkeitsgehalts der Umgebung an einem gegebenen Ort.

Die Erfindung betrifft besonders, jedock nicht ausschließlich die steuerung eines industriellen Trocknungsverfahrens, wobei die Parameter mit Bezug auf den gemessenen Feμchtigkeitsgehalt des Abgases gesteuert werden.

Zu einer Zeit, wo Brennstoff und Energie teuer sind, ist es wirtschaftlich sehr erwünscht sicherzustellen, daß die Parameter genau gesteuert werden, so daß das Verfahren mit höchstem Wirkungsgrad durchgeführt werden kann, jedoch ist es eine allgemeine Erfahrung, daß Hygrometer und andere feuchtigkeitsempfindliche Vorrichtungen dazu neigen, in Folge atmosphärischer Verunreinigung im Verlaufe der Zeit in ihrer Leistung nachzulassen, also fehlerhafte Messungen zu liefern.

Man hat bereits Versuche unternommen, die feuchtigkeitsempfindlichen Vorrichtungen so zu verbessern, daß ihr Leistungsabfall ausgeschaltet oder auf ein Mindestmaß verringert wird, jedoch haben diese Bemühungen nicht zu einem vollen Erfolg geführt, und es wurde daher eine Lösung des Problems auf einem anderen Weg gesucht.
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Zur Lösung der Aufgabe dient erfindungsgemäß einerseits ein Verfahren zum Steuern eines Verfahrensablaufs oder einer Maßnahme mittels eines Steursignals gemäß dem Feuchtigkeitsgehalt der Umgebung in der Nähe einer feuchtigkeitsempfindlichen Vorrichtung, welche ein Ausgangssignal entsprechend diesem Feuchtigkeitsgehalt und dem Zustand der Vorrichtung erzeugen kann, wobei bei diesem Verfahren ein Steuersignal in Reaktion

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auf das erwähnte Ausgangssignal entsprechend einer vorbestimmten Beziehung erzeugt und die Beziehung entsprechend dem Zustand der feuchtigkeitsempfindlichen Vorrichtung verändert wird.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe dient erfindungsgemäß weiterhin ein Gerät, welches eine feuchtigkeitsempfindliche Vorrichtung umfaßt, zum Steuern eines Verfahrensablaufs oder einer Maßnahme mittels eines Steuersignals gemäß dem Feuchtigkeitsgehalt der Umgebung in der Nähe dieser feuchtigkeitsempfindlichen Vorrichtung, wobei letztere ein Ausgangssignal entsprechend diesem Feuchtigkeitsgehalt und dem Zustand der Vorrichtung erzeugen kann und das Gerät weiterhin eine Ausgangsvorrichtung aufweist, welche so ausgebildet ist, daß sie ein steuersignal in Reaktion auf das erwähnte Ausgangssignal gemäß einer vorbestimmten Beziehung liefert, und eine Vorrichtung zur Veränderung der Beziehung entsprechend dem Zustand der feuchtigkeitsempfindlichen Vorrichtung, vorgesehen ist.

Vorzugsweise weist das Gerät außerdem eine Aufzeichnungsvorrichtung (Speicher) zur Aufzeichnung der Beziehung auf, und die Vorrichtung zur Veränderung der Beziehung wirkt auf die Beziehung, wie sie gespeichert wurde, ein.

Vorzugsweise wird die Vorrichtung zur Veränderung der gespeicherten Beziehung in vorbestimmten Zeitabständen eingeschaltet und kann eine Eichvorrichtung aufweisen, um das Ausgangssignal der feuchtigkeitsempfindlichen Vorrichtung bei einem oder mehreren vorbestimmten Werten des Feuchtigkeitsgehalts zu speichern oder aufzuzeichnen.

Vorzugsweise sind Vorrichtungen vorgesehen, um ein Warnsignal zu erzeugen, wenn das Ausgangssignal bei irgendeinem der vorbestimmten Werte des Feuchtigkeitsgehalts sich im Verlauf der Zeit um mehr als ein vorbestimmtes Ausmaß verändert oder eine vorbestimmte Höhe nicht erreicht.

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Die Erfindung wird im folgenden erläutert durch die Beschreibung von Ausführungsformen. Die Beschreibung bezieht sich auf die beigefügten Zeichnungen; hierin zeigen Fig. 1 schematisch einen industriellen (technischen) Trocknungsofen;

Fig. 2 ein Schema einer SteuerungsanOrdnung für den Ofen der Fig. 1.

Fig 1 zeigt einen Ofen A/ derein zu trocknendes .Material B enthält.Dem Ofen wird durch eine Einlaßöffnung D Luft mit einer Temperatur von 50 ⁰C und einem Taupunkt von 20°c zugeführt. Die das Material B durchströmende. Luft nimmt von diesem Feuchtigkeit auf und tritt an der Auslaßöffnung E mit geringerer Temperatur aber höherem Taupunkt aus. Ein Teil der Austritts luft wird bei F als Abluft abgelassen, während der Rest durch das Rohr P zurückgeführt wird, so daß er in den Ofen A bei der Einlaßöffnung D wieder eintritt, nachdem er ergänzt worden ist durch heißere trocknere Luft, welche durch die Zuleitung G in das Rohr P eintritt. Um das Trocknungsverfahren in der wirksamsten Weise zu betreiben, muß man gewöhnlich den Anteil der bei F entfernten Abluft und die Menge der bei G eingeführten kompensierenden Luft entsprechend dem Feuchtigkeitsgehalt der bei E austretenden Luft regeln.

In Fig. 2 bedeutet der Block H ein Hygrometer oder eine andere feuchtigkeitsempfindliche Vorrichtung, die in der aus der Auslaßöffnung E der Fig.i austretenden Luft angeordnet ist. Die anfängliche Empfindlichkeit des Hygrometers ist durch die Kurve a wiedergegeben, nach der ein Feuchtigkeitsgehalt χ ein Ausgangssignal y erzeugt.

Der Ausgang des Hygrometers wird einem Mikroprozessor zugeführt, der als eine seiner Funktionen hat, in einem Speicher eine Beziehung zu speichern, die in Fig. 2 durch die Kurve a als Funktion des Ausgangssignals y wiedergegeben ist. Eine

weitere Funktion des Mikroprozessors ist es, ein Steuersignal xx entsprechend der aufgezeichneten Beziehung zu liefern* Das Steuersignal wird der-Steuerungsvorrichtung C zugeführt, wodurch der Anteil der bei F als Abluft entfernten Austrittsluft und möglicherweise andere Parameter gesteuert werden.

Im Verlauf der Zeit und nach der Erfahrung kann die Empfindlichkeit des Hygrometers H sich zu einem Zustand verändern, der durch die Kurve da wiedergegeben ist, gemäß welcher der ursprüngliche Feuchtigkeitsgehalt χ ein verringertes Ausgangssignal dy liefert. Dieses verringerte Signal würde seinerseits durch Anwendung der Beziehungskurve aa ein verringertes Steuersignal dxx liefern, so daß die Steuerungsparameter zu einem Zustand hin verändert wurden, der dem tatsächlichen Feuchtigkeitsgehalt χ nicht entspricht, und der Wirkungsgrad des Systems wäre verringert.

Um die veränderte Empfindlichkeit des Hygrometers zu kompensieren, ist vorgesehen, daß es in vom Mikroprozessor bestimmten Zeitäbständen der Reihe nach mit Luftquellen von verschiedenen bekannten Werten des Feuchtigkeitsgehalts verbunden wird, so daß in der gleichen Reihenfolge revidierte AusgangsSignaIe erzeugt werden, welche diesen bekannten Werten entsprechen und im allgemeinen verschieden sein werden von denen , die vom Hygrometer ursprünglich in einer Umgebung mit diesen Werten des Feuchtigkeitsgehalts geliefert wurden.

Diese revidierten Ausgangssignale werden dem Mikroprozessor zugeführt, um die in seinem Speicher gespeicherte Beziehung derart zu verändern, daß das von einem Hygrometer-Ausgangssignal dy erzeugte Steuersignal vom Wert dxx bis zum Wert xx , oder wenigstens in die Richtung des Wertes xx , verändert wird.

in einigen Ausführungsformen kann es erforderlich sein, nur eine Quelle von Luft mit vorbestimmtem Feuchtigkeitsgehalt

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zu verwenden, um die im Speicher des Mikroprozessors gespeicherte Beziehung zu verändern, während in anderen Anord-nungen, wo die EmpfindIichkeit des Hygrometers so komplex ist und/oder die Anforderungen an die Kontrollvorrichtung so genau sind, Luftquellen von drei oder mehr verschiedenen vorbestimmten Werten des Feuchtigkeitsgehalts verwendet werden.

Die im Speicher des Mikroprozessors gespeicherte Beziehung kann in Form einer Gleichung d = fyn + K vorliegen, worin die Werte von ρ, η und K so sind, daß die Gleichung der Empfindlichkeitskurve des Hygrometers entspricht. In einer anderen Ausführungsform kann die Beziehung sosein, daß sie für eine gegebene Veränderung im Ausgangssignal des Hygrometers einen kleineren oder größeren Bereich von Werten des Steuersignals

liefert. .

Die Anordnung kann so sein, daß das Ausgangssignal des Hygrometers, wenn dieses sich in einer Umgebung bestehend aus Luft von einer der vorbestimmten Quellen befindet, über eine endliehe Zeitdauer überwacht wird, und falls während dieser Zeit das Ausgangssignal sich um mehr als einen vorbestimmten Betrag verändert, ein Warnsignal gegeben wird, um anzuzeigen, daß die Leistung des Hygrometers in einem solchen Ausmaß abgefallen ist, daß es für weitere Verwendung zu instabil ist.

. .

In einer Verfeinerung des Geräts kann eine Vorrichtung vorgesehen sein, um die feuchtigkeitsempfindliche Vorrichtung wenn nötig zu dekontaminieren, beispielsweise wenn der Leistungsabfall so groß geworden ist, daß das Warnsignal gegeben wurde.

Die Dekontaminierungsvorrichtung kann als Dampfverdrängungs-, Flüssigwasch- oder Heizvorrichtung ausgebildet sein, je nach der Art der feuchtigkeitsempfindlichen Vorrichtung und der Art der Verunreinigung.

Es sei bemerkt, daß während des Verfahrens der Veränderung der vom Mikroprozessor gespeicherten Beziehung die Kontrollvorrichtung C möglicherweise vom Mikroprozessor abgeschaltet

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werden muß, und in manchen Fällen kann dieser Verfahrensabschnitt während Perioden im Trockungszyklus durchgeführt werden, während derer der Ausfall der Regelung die geringsten Schwierigkeiten erzeugt. In anderen Ausführungsformen kann es notwendig sein, die Kombination von .Hygrometer, Mikroprozessor und Steuerungsvorrichtung doppelt vorzusehen, und dafür zu sorgen, daß eine dieser Kombinationen in den Betriebsablauf eingeschaltet ist, während die andere dem Verfahren der Veränderung der vom Mikroprozessor gespeicherten Beziehung unterworfen wird.

Der Mikroprozessor kann mit einer grafischen, numerischen oder anderen Anzeigevorrichtung ausgerüstet sein, wodurch das Ausmaß des Leistungsabfalls oder irgend ein anderer

"15 Parameter oder ein Zustand, der vom Gerät bestimmt wird, angegeben werden kann. Außerdem kann der Mikroprozessor so programmiert sein, daß er durch Bezugnahme auf gespeicherte Reaktionsmerkmale den Endgleichgewichtszustand der feuchtigkeitsempfindlichen Vorrichtung oder die Zeit bis zum Erreichen eines solchen Zustands voraussagt.

Das beschriebene Gerät betrifft die Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts von Luft, jedoch kann die Erfindung mit entsprechender Abwandlung in Fällen verwendet werden, wo der Feuchtigkeitsgehalt in anderen Gasen, in Flüssigkeiten oder Feststoffen oder in Mischungen von zwei oder mehr dieser Materialien gemessen wird.

Es sei ferner bemerkt, daß' zwar in der oben beschriebenen Ausführungsform die.Steuersignale zum Steuern eines Verfahrens oder einer Maßnahme benutzt werden, sie jedoch in anderen Fällen gebraucht werden können, um nur eine genaue Anzeige des Feuchtigkeitsgehalts der Umgebung der feuchtigkeitsempfindlichen Vorrichtung zu liefern, und zwar verhältnismäßig unbeeinflußt von deren Zustand, und daß gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ein Gerät vorgeschlagen wird, das eine feuchtigkeitsempfindliche Vorrichtung umfaßt, um ein Signal

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zu erzeugen, das den Feuchtigkeitsgehalt der Umgebung in der Nähe der feuchtigkeitsempfindlichen Vorrichtung anzeigt, wobei die feuchtigkeitsempfindliche Vorrichtung fähig ist, ein Ausgangssignal entsprechend dem Feuchtigkeitsgehalt und ihrem Zustand zu erzeugen und das Gerät weiter eine Ausgangsvorrichtung aufweist, die so angeordnet ist, daß sie ein den Feuchtigkeitsgehalt angebendos Signal in Reaktion auf das Ausgangssignal gemäß einer vorbestimmten Beziehung liefert, wobei ferner eine Vorrichtung

TO zur Veränderung der Beziehung gemäß dem Zustand der feuchtigkeitsempfindlichen Vorrichtung vorgesehen ist, und weiterhin ein Verfahren vorgeschlagen wird, um ein. Signal zu erzeugen, das den Feuchtigkeitsgehalt der '"Umgebung in der Nähe einer feuchtigkeitsempfindlichen Vorrichtung anzeigt, welche ein 5 Ausgangssignal entsprechend dem Feuchtigkeitsgehalt und dem Zustand der Vorrichtung liefern kann, wobei dieses Verfahren die Erzeugung eines den Feuchtigkeitsgrad anzeigenden Signals in Reaktion auf das Ausgangssignal entsprechend einer vorbestimmten Beziehung und das Verändern der Beziehung entsprechend dem Zustand der feuchtigkeitsempfindlichen Vorrichtung umfaßt.

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Claims

TELEQBAMMEr MAYPATENT MÜNCHEN TELEX O24487 PATOP TELEFON CO8O3 22 00 01 M-33-P-1/187O München, 26. Oktober 1982 PRD/4747B Dr.M/sk Moisture Control & Measurement Limited Wetherby, LS 23 7BJ / England Verfahren und Vorrichtung zur Feuchtigkeitsmessung Patentansprüche

1.)Verfahren zum Steuern eines Verfahrensablaufs oder einer Maßnahme mittels eines Steuersignals gemäß dem Feuchtigkeitsgehalt der Umgebung in der Nähe einer feuchtigkeitsempfindlichen Vorrichtung, welche ein Ausgangssignal entsprechend diesem Feuchtigkeitsgehalt und dem Zustand der Vorrichtung erzeugen kann, dadurch gekennzeichnet,daß ein Steuersignal in Reaktion auf das Ausgangssignal gemäß einer vorbestimmten Beziehung erzeugt und die Beziehung gemäß dem Zustand der feuchtigkeitsempfindlichen Vorrichtung verändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Beziehung in vorbestimmten Zeitabständen verändert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge-

T5 kennzeichnet,daß ein Warnsignal gegeben wird, wenn das Ausgangssignal bei irgendeinem vorbestimmten Wert des Feuchtigkeitsgehalts im Verlauf der Zeit um mehr als ein vorbestimmtes Maß abweicht oder eine vorbestimmte Höhe nicht erreicht.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet ,daß außerdem die feuchtigkeitsempfindliche Vorrichtung dekontaminiert wird..

5. Gerät, welches eine feuchtigkeitsempfindliche Vorrichtung umfaßt, zum Steuern eines Verfahrensablaufs oder einer Maßnahme mittels eines Steuersignals gemäß dem Feuchtigkeitsgehalt der Umgebung in der Nähe der feuchtigkeitsempfindlichen

Vorrichtung, wobei letztere ein Ausgangssignal entsprechend dem Feuchtigkeitsgehalt und entsprechend ihrem Zustand erzeugen kann und das Gerät weiter eine Ausgangsvorrichtung aufweist, welche ein Steuersignal in Reaktion auf das Ausgangssignal gemäß einer vorbestimmten Beziehung liefert, und eine Vorrichtung vorgesehen ist, welche die Beziehung gemäß dem Zustand der feuchtigkeitsempfindlichen Vorrichtung verändert.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem eine Speichervorrichtung zur· Speicherung der Beziehung enthält und daß die Vorrichtung zur Veränderung der Beziehung auf die Beziehung, wie sie gespeichert wurde, einwirkt.

7. Gerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Veränderung der Beziehung eine Eichvorrichtung enthält, welche das Ausgangssignal der feuchtigkeitsempfindlichen Vorrichtung bei einem oder mehreren vorbestimmten Werten des Feuchtigkeitsgehalts speichert.

8. Gerät, welches eine feuchtigkeitsempfindliche

Vorrichtung umfaßt, zum Erzeugen eines Signals, das den Feuchtigkeitsgehalt der Umgebung in der Nähe der feuchtigkeitsempfindlichen Vorrichtung anzeigt, dadurch gekennzeichnet, daß die feuchtigkeitsempfindliche Vorrichtung ein Ausgangssignal entsprechend dem Feuchtigkeitsgehalt und dem Zustand der Vorrichtung liefern kann und daß das Gerät außerdem eine Ausgangsvorrichtung aufweist, welche ein den Feuchtigkeitsgehalt anzeigendes Signal in Reaktion auf das Ausgangssignal gemäß einer vorbestimmten Beziehung · liefert.

9. Verfahren zum Erzeugen eines Signals, das den

Feuchtigkeitsgehalt der Umgebung in der Nähe einer feuchtigkeitsempfindlichen Vorrichtung anzeigt, welche ein Ausgangssignal entsprechend diesem Feuchtigkeitsgehalt und dem Zustand der Vorrichtung liefern kann, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Feuchtigkeitsgehalt anzeigendes signal in Reaktion auf das Ausgangssignal gemäß einer vorbestimmten Beziehung erzeugt und die Beziehung entsprechend dem Zustand der feuchtigkeitsempfindlichen Vorrichtung verändert wird.

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