DE3530969A1 - Vorrichtung zur ueberpruefung von feuchtesensoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überprüfung von Feuchtesensoren, die in Feinmeßgeräten zum Einsatz kommen und präzise kalibriert werden müssen.

Derartige Feuchtesensoren oder Feuchtefühler werden beispielsweise bei Effektivtemperatur-Meßgeräten eingesetzt. Dabei ergeben sich erhebliche Probleme bei der präzisen Kalibrierung, weil die Eigenschaften bzw. genauen Werte der entsprechenden Feuchtesensoren nicht bekannt sind. Um nun derartige Feuchtesensoren mit der geforderten Genauigkeit prüfen zu können, sind bisher Einrichtungen nicht bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, mit der Feuchtefühler bzw. Feuchtesensoren genau geprüft werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einem eine gesättigte Salzlösung aufnehmenden Meßtopf ein Deckel aus korrosionsbeständigem Material zugeordnet ist, der einer oberhalb der Salzlösung angeordnete Halterung für den Sensor und für die Zu- und Ableitung einer einen kleingehaltenen Luftstrom erzeugenden Umwälzpumpe aufweist.

Damit ist eine Vorrichtung geschaffen, mit der ein Sensor genau geprüft werden kann, weil entsprechende optimale Bedingungen vorgegeben sind. Auf diese Weise ist es möglich, die charakteristische Meßgröße des Sensors (Impedanz, Kapazität) genau zu erfassen, wobei die entsprechende Meßgröße zweckmäßig einem gesonderten Instrument zugeführt und dort sichtbar gemacht wird. Der Sensor ist aufgrund der speziellen Ausbildung des Meßtopfes jeweils so angeordnet, daß er jeweils in einer optimalen Meßatmosphäre positioniert ist. Über die Umwälzpumpe wird gezielt ein dicht über der Salzlösung vorbeistreichender Luftstrom erzeugt, der den Sensor einhüllt und damit die gewünschte Atmosphäre schafft.

Der Sensor ist sicher vor Schmutz und Spritzern geschützt angeordnet, da nach einer zweckmäßigen Ausbildung die Halterung als den Sensor haltender und eine ihn umgebende Fritte aufweisender Stopfen ausgebildet ist. Durch diese spezielle Ausbildung ist es darüber hinaus möglich, den Sensor leicht auszuwechseln, ohne daß sich innerhalb der eigentlichen Vorrichtung, d. h. des Meßtopfes, wesentliche Änderungen ergeben. So können mehrere Sensoren schnell und zügig hintereinander überprüft und eingemessen werden.

Die Referenzfeuchten im Meßraum werden durch die gesättigte Salzlösung erzielt, an deren Grenzfläche mit der Luft eine von der Temperatur abhängige definiertere relative Feuchte gebildet wird. Dabei wird die intensive Durchmischung der Meßluft und der feuchten Grenzschicht der Salzlösung sicher dadurch erreicht, daß die der Zuleitung zugeordnete Eintrittsöffnung dicht oberhalb der Oberfläche der Salzlösung und einen Schirm aufweisend ausgebildet ist. über den Schirm wird der kleingehaltene Luftstrom gleichmäßig und sicher über die Lösungsoberfläche geführt.

Zur Vermeidung von Aerosolbildung begrenzt eine Kapillare die Strömung auf ein spritzerfreies Anblasen der Lösungsoberfläche, wobei diese Kapillare der Zuleitung zugeordnet ist.

Die relative Feuchte wird eindeutig dadurch bestimmt, daß der Deckel eine Halterung für ein Thermometer aufweist, so daß ein solches Thermometer genau in die Salzlösung hineingeschoben werden kann. Zur Korrektur einer eventuell auftretenden Temperaturdifferenz ist vorgesehen, daß dem Deckel Halterungen für Thermoelemente zugeordnet sind, von denen eines in der Salzlösung und das andere unmittelbar neben dem Sensor angeordnet und mit einer Differenzschaltung oberhalb des Deckels verbunden sind. Damit kann eine Temperaturdifferenz Lösung/Sensor sofort ermittelt und durch geeignete Maßnahmen ausgeschaltet bzw. bei der Messung entsprechend berücksichtigt werden. Die optimale Sättigung wird dadurch erhalten, daß ein in die Salzlösung reichender Rührer vorgesehen und mit seiner Achse im Deckel gelagert ist, so kann auch bei verschiedenen Temperaturen die Sättigung der Lösung sichergestellt werden.

Zur Verdeutlichung bzw. Sichtbarmachung der charakteristischen Meßgröße des Sensors ist dieser mit einem außerhalb des Meßtopfes angeordneten Meßgerät meßtechnisch gekoppelt.

Die Erfindung ist durch einen hohen technischen Fortschritt gekennzeichnet, weil es erstmals möglich ist, die charakteristische Meßgröße eines Feuchtesensors genau zu erfassen und für weitere Maßnahmen damit genaue Messungen möglich zu machen. Die Vorrichtung ist dabei im Aufbau einfach und es ist ohne großen Aufwand möglich, mehrere Sensoren nacheinander genau einzumessen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren weiter erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Meßtopf und

Fig. 2 einen Querschnitt im Bereich der Linie A B.

Der Meßtopf 1 in Fig. 1 ist im Schnitt dargestellt, so daß die Innereien im einzelnen deutlich werden. Auf den Meßtopf oben aufgesetzt ist ein Deckel 2, der gleichzeitig als Halterung für die verschiedenen Meßgeräte dient, die anschließend noch näher erläutert werden.

In den Deckel 2 eingelassen ist eine als Stopfen ausgebildete Halterung 3. Diese Halterung 3 nimmt den Sensor 4 auf, der durch eine netzartige Fritte 5 vor Schmutz und Spritzern geschützt angeordnet ist.

Der Meßtopf 1 enthält eine gesättigte Salzlösung 6, die über dem zur Erzielung einer gewünschten definierten Feuchte spezifischen Salz 6 a besteht. Durch diese gesättigte Salzlösung 6 werden im Meßraum die Referenzfeuchten erzielt, an deren Grenzfläche zusätzlich Luft eine von der Temperaturabhängige, definierte relative Feuchte bildet. Um eindeutige Verhältnisse am Sensor 4 zu schaffen, bläst eine Umwälzpumpe 7 das möglichst kleingehaltene Luftvolumen von ca. 30 cm³ aus der Eintrittöffnung 8 über die Lösungsoberfläche, wobei der Luftstrom dann später über die Ableitung 9 im Bereich des Sensors 4 abgeführt wird. Über die Kapillare 10 wird eine Aerosolbildung vermieden, da so ein spritzerfreies Anblasen der Lösungsoberfläche gesichert ist. Zusätzlich ist der Eintrittsöffnung 8′ ein Schirm 11 zugeordnet, über den der Luftstrom so gelenkt wird, daß eine intensive Durchmischung von Meßluft und feuchter Grenzschicht der Salzlösung 6 stattfindet. Durch das Absaugen der Luft in der Nähe des Sensors 4 wird, zusammen mit der zirkulierenden Strömung weitgehende Homogenität der Feuchte im Meßraum erreicht.

Um die relative Feuchte eindeutig zu bestimmen, wird die Temperatur der Salzlösung mit einem Thermometer 12 gemessen, das im Deckel 2 gehalten ist. Ebenfalls im Deckel 2 gehalten sind Thermoelemente 13, 14, von denen eines in die Salzlösung 6 eintaucht, während das andere 13 im Bereich des Sensors 4 angeordnet ist.

Beide Thermoelemente 13, 14 sind mit einer Differenzschaltung 15 verbunden, wo die Temperaturdifferenz zwischen Salzlösung 6 und Sensor 4 gemessen wird.

Mit Hilfe des Rührers 16 ist bei allen Messungen die Sättigung der Salzlösung auch bei verschiedenen Temperaturen sichergestellt.

Die gewünschte charakteristische Meßgröße wird am Meßgerät 17 ermittelt, das oberhalb des Deckels 2 angeordnet und damit gut sichtbar ist.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Meßtopf 1 im Bereich der Linie A B. Hier wird die Anordnung und Zuordnung der verschiedenen Teile noch einmal verdeutlicht, wobei über den Schirm 11 deutlich der Luftstrom gleichmäßig aus der Austrittsöffnung 8′ herausgeführt und gleichmäßig über die Oberfläche der Salzlösung 6 geführt wird. Sensor 4 und Thermoelemente 13 sind innerhalb der Fritte 5 gesichert untergebracht. Dennoch aber erreichbar durch den über die Lösungsoberfläche geführten Luftstrom.

•  1 Meßtopf
   2 Deckel
   3 Halterung
   4 Sensor
   5 Fritte
   6 Salzlösung
   7 Umwälzpumpe
   8 Zuleitung
   8′ Eintrittsöffnung
   9 Ableitung
  10 Kapillare
  11 Schirm
  12 Thermometer
  13 Thermoelement
  14 Thermoelement
  15 Differenzschaltung
  16 Rührer
  17 Meßgerät

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Überprüfung von Feuchtesensoren, die in Feinmeßgeräten zum Einsatz kommen und präzise kalibriert werden müssen, dadurch gekennzeichnet, daß einem eine gesättigte Salzlösung (6) aufnehmender Meßtopf (1) ein Deckel (2) aus korrosionsbeständigem Material zugeordnet ist, der eine oberhalb der Salzlösung angeordnete Halterung (3) für den Sensor (4) und für die Zu- und Ableitung (8, 9) einer einen kleingehaltenen Luftstrom erzeugenden Umwälzpumpe (7) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (3) als den Sensor (4) haltender und eine ihn umgebende Fritte (5) aufweisender Stopfen ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Zuleitung (8) zugeordnete Eintrittsöffnung (8′) dicht oberhalb der Oberfläche der Salzlösung (6) und einen Schirm (11) zur Strömungslenkung aufweisend ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuleitung (8) eine Kapillare (10) zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (2) eine Halterung für ein Thermometer (12) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Deckel (2) Halterungen für Thermoelemente (13, 14) zugeordnet sind, von denen eines in der Salzlösung (6) und das andere unmittelbar neben dem Sensor (4) angeordnet und mit einer Differenzschaltung (15) oberhalb des Deckels verbunden sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in die Salzlösung (6) reichender Rührer (16) vorgesehen und mit seiner Achse im Deckel (2) gelagert ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (4) mit einem außerhalb des Meßtopfes (1) angeordneten Meßgerät (17) mechanisch gekoppelt ist.