DE4005744C1 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ermittlung
der relativen Feuchte gasförmiger Stoffe, vorzugsweise
zur Bestimmung der relativen Luftfeuchte in Räumen wie
z. B. Gewächshäusern, wobei unter Anwendung der psychrome
trischen Feuchtigkeitsmessung die Temperatur des Meßgas
stromes durch einen Trockentemperaturfühler ermittelt,
der einen befeuchtbaren Feuchttemperaturfühler beaufschla
gende Meßgasstrom adiabatisch bis zur Kühlgrenze (Feucht
kugelpunkt) mit Ermittlung der Feuchtkugelpunkttemperatur
abgekühlt und unter Verwendung der ermittelten Meßgastem
peratur und der Feuchtkugelpunkttemperatur die relative
Feuchte bestimmt wird, wobei zur Befeuchtung des Feucht
temperaturfühlers der Meßgasstrom zumindest auf eine Tau
punkttemperatur abgekühlt wird. Daneben hat die Erfindung
eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur
Ermittlung der relativen Feuchte gasförmiger Stoffe gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruches 4 zum Gegenstand.
Die Messung und Bestimmung der relativen Luftfeuchte ist
für viele verschiedene Anwendungsfälle in zunehmendem Maße
gefordert, beispielsweise für die Steuerung von Heizungs-
und Klimaanlagen in Lagerhäusern für eine optimierte Lager
haltung verderblicher Waren, in medizinischen Einrichtungen
wie z. B. Operationssälen, in Produktionsgebäuden, bei
der Ver- und Bearbeitung hygroskopischer Materialien wie
z. B. Papier, Textilien, Tabak, Getreide, aber insbesondere
in Gebäuden, die zur Aufzucht landwirtschaftlicher und auch
gärtnerischer Produkte genutzt werden. In gärtnerischen
Betrieben, beispielsweise Gewächshäusern herrschen jedoch
Bedingungen vor, die dabei erhebliche Probleme bereiten.
Probleme treten z. B. in Abend- und Nachtstunden durch
Wärmestrahlung bzw. Temperaturabsenkung mit der Konsequenz
auf, daß die Luftfeuchtigkeit im Gewächshaus steigt, was
bei Überschreiten bestimmter pflanzenspezifischer Grenzen
zu unerwünschten Pflanzenreaktionen wie Knospenplatzen,
Wachstumsstörungen usw. führt. Besonders nachteilig kann
sich auch das Unterschreiten des Taupunktes auswirken,
da hierdurch das massive Auftreten von Krankheiten, Schäd
lingen und physiologischen Störungen wie Knospenverfärbung
gefördert wird, was den kostenaufwendigen und nicht be
denkenlos möglichen Einsatz von Fungiziden und Insektiziden
im Einzelfall erforderlich machen kann. Dies erfordert,
daß den klimatischen Bedingungen besondere Bedeutung zuge
billigt wird.
In herkömmlicher Weise wird die Temperatur eines gärtne
rischen Produktionsbetriebes durch ahwechselndes Heizen
und Lüften zum Teil manuell, in zunehmendem Maße jedoch
auch auf automatischem Wege gesteuert. Dies setzt jedoch
voraus, daß für eine geregelte Temperaturführung Feuchte
meßverfahren und Feuchtemeßvorrichtungen zur Verfügung
stehen, die die vorhandene Luftfeuchte exakt messen bzw.
bestimmen können, und zwar auch über längere Zeiträume
und auch im Hochfeuchtbereich von 85 bis 100% relativer
Luftfeuchte.
Es sind verschiedene Verfahren bekannt, mit Hilfe derer
die relative Luftfeuchte zu ermitteln ist. Luftfeuchte
Meßgeräte üblicher Bauart arbeiten heute nach dem sogenann
ten Verdunstungsverfahren unter Anwendung der psychrome
trischen Feuchtigkeitsmessung, die auf dem ständigen Wasser
dampfaustausch zwischen Wasser bzw. Eis und der umgebenden
Atmosphäre beruht. Bei bekannten, nach diesem Prinzip ar
beitenden Vorrichtungen, den sogenannten Psychrometern,
ist ein Feuchttemperaturfühler mit einem Textilstrumpf
versehen, der aus einem Wasserreservoir zu befeuchten ist.
Der Textilstrumpf des in der Meßkammer des Psychrometers
angeordnete Feuchttemperaturfühlers ist mit dem Luftstrom
zu beaufschlagen, wobei sich die vorbeiströmende Luft bis
zu ihrer Sättigung und mithin bis zum sogenannten Feucht
kugelpunkt abkühlt. Diese Feuchtkugeltemperatur ist mit
dem Feuchttemperaturfühler zu ermitteln. Die Abkühlung
bis hin zum Feuchtkugelpunkt soll dabei adiabatisch erfol
gen, so daß die Verdunstungswärme ausschließlich von der
vorbeistreichenden Luft aufgebracht werden muß. Demzufolge
sind geeignete Maßnahmen vorzusehen, damit keine Wärme
durch das Gerät selbst, Strahlung, Wasserreservoir usw.
zugeführt wird.
Die Differenz zwischen Lufttemperatur, die mit dem Trocken
temperaturfühler zu ermitteln ist, und der Feuchtkugeltem
peratur wird als psychrometrische Differenz bezeichnet.
Aus einem Enthalpie-Wassergehalt-Diagramm (h-x-Diagramm)
lassen sich mithilfe der Umgebungstemperatur und der Feucht
kugelpunkttemperatur dann die relative Luftfeuchte ermit
teln. Bei Einsatz moderner Datenverarbeitungseinrichtungen
kann dies auch auf rechnerischem Wege erfolgen.
Nachteilig bei den Psychrometern bekannter Bauart ist zu
nächst, daß diese funktionstauglich nicht für Messungen
über lange Zeiträume einsetzbar sind. Eine erneute Befeuch
tung des Strumpfes ist in Zeitabständen von 10 bis 15 Mi
nuten erforderlich. Zur Befeuchtung ist darüber hinaus
der Einsatz destillierten Wassers erforderlich, da der
Baumwollstrumpf durch Kalkablagerungen seine Saugfähigkeit
verliert und Salzablagerungen eine Dampfdruckerniedrigung
bewirken. Vor dem Meßvorgang müssen sich diese Geräte so
lange in der Meßatmosphäre befunden haben, daß eine Tempe
raturangleichung an die Umgebung stattgefunden hat. Sollen
derartige Geräte für kontinuierliche Meßverfahren eingesetzt
werden, wie dies beispielsweise eine moderne Heiz- und
Kühlungsregelung in gärtnerischen Anlagen erfordern würde,
sind Grenzen gesetzt. Dies wirkt sich insbesondere bei
Messungen im Hochfeuchtebereich sehr nachteilig aus. In
der gärtnerischen Praxis mit der Notwendigkeit von Messungen
im Hochfeuchtebereich scheitert die funktionstaugliche
Regelung der Heiz- und Kühleinrichtung hinsichtlich exakter
Temperaturführung daher vielfach an einer auch über längere
Zeiträume exakten Messung der Luftfeuchte als Regelgröße,
was auf die Unzuverlässigkeit bzw. Ungenauigkeit solcher
bekannten Geräte bzw. deren Bauteile zurückzuführen ist.
Aus der DE-AS 21 12 662 ist ein Feuchtigkeitsmeßgerät für
gasförmige Stoffe bekannt, bei dem die Feuchtigkeitsmessung
ebenfalls nach dem psychrometrischen Verfahren in einer
Meßkammer erfolgt, in der dem zu messenden Gasstrom ein
Trockenthermometer und ein Feuchtthermometer ausgesetzt
sind. Das Feuchtthermometer ist von einem in eine Kühl
flüssigkeit eintauchenden Aspirationsglied zumindest teil
weise umgeben, wobei als Kühlflüssigkeit aus dem Meßgasstrom
gewonnenes Kondensat verwendet wird. Der Meßgasstrom wird
in einer besonderen Kühlkammer gekühlt, woraufhin das ange
fallene Kondensat in herkömmlicher Weise über einen Textil
gewebestrumpf an den Temperaturfühler weitergeleitet wird.
Damit wird der Feuchttemperaturfühler auch wiederum nur
auf indirekte Weise befeuchtet, womit nicht nur die zuvor
beschriebenen Nachteile in baulicher Hinsicht einhergehen,
sondern zudem auch ein hoher Leistungsbedarf anfällt und
die Gefahr von Verschmutzungen des Befüllungssystems vor
handen ist.
Aus der DE-AS 25 38 225 ist ein Tauspiegelhygrometer mit
einem metallischen Taupunktspiegel, einem diesen kühlenden
Pelletierelement sowie einer Temperaturmeßeinrichtung zur
Messung der Tauspiegeltemperatur bekannt. Der Tauspiegel
ist den Wärmestrahlen einer Infrarotstrahlungsquelle auszu
setzen. Sobald Taupunkttemperatur erreicht wird, absorbiert
der so entstandene Kondensatfilm die Wärmestrahlung der
Infrarotstrahlungsquelle, wobei die absorbierte Wärmeenergie
von der Schichtdicke des Kondensatfilms abhängt. Durch
Abstimmung der Wärmestrahlungsenergie in Abhängigkeit der
Intensität der Kühlleistung des Pelletierelementes kann
der Taupunkt ohne das Erfordernis sonstiger Regeleinrich
tungen bestimmt werden. Die Ermittlung der relativen Feuchte
gasförmiger Stoffe ist jedoch mit diesem Gerät nicht mög
lich.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ver
fahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung der relativen
Feuchte gasförmiger Stoffe der eingangs genannten Art unter
Anwendung der psychrometrischen Feuchtigkeitsmessung zu
schaffen, mit dem bzw. mit der auch im Hochfeuchtebereich
die relative Feuchte über längere Zeiträume exakt und funk
tionstauglich zu ermitteln ist bzw. die zur Bestimmung
der relativen Feuchte notwendigen Meßdaten funktionssicher
zu messen sind, um die Voraussetzung für eine moderne funk
tionstaugliche automatische Kühl- und Heizsteuerung ge
schaffen zu haben.
Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich das Verfahren der
eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil
des Anspruchs 1 angegebenen Verfahrensschritte aus. Aus
gestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den Ansprüchen
2 und 3. Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses erfin
dungsgemäßen Verfahrens ergibt sich zunächst aus dem Patent
anspruch 4. Bezüglich Ausgestaltungen dieser Vorrichtung
wird auf die Ansprüche 5 bis 16 verwiesen.
Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird unter Beibehaltung
des psychrometrischen Meßprinzips im Rahmen eines Meßzyklus
exakt die Meßgastemperatur am Trockentemperaturfühler und
die Feuchtkugeltemperatur am Feuchttemperaturfühler gemes
sen, wozu jedoch der zunächst trockene Feuchttemperatur
fühler von dem Meßgasstrom selbst und mithin nicht durch
eine fremde Flüssigkeitsversorgung befeuchtet wird. Dazu
wird zunächst der Temperaturfühler selbst abgekühlt, was
es ermöglicht, die Taupunkttemperatur des Meßgasstromes
zunächst zu ermitteln und festzuhalten, so daß sie für
die Bestimmung bzw. Berechnung von Zustandsdaten des Meß
gasstromes gleichfalls zur Verfügung steht. Der den Feucht
temperaturfühler unmittelbar befeuchtende Kondensatfilm
ist in verfahrenstechnisch und baulich einfacher Weise
hinsichtlich Filmdicke und damit Kondensatmenge über z. B.
eine Infrarotstrahlungseinheit mit integriertem Empfänger
zu übrrwachen, so daß die Kontaktfläche des Temperatur
fühlers gleichfalls als Absorptionsfläche dient. Das Ab
sorptionssignal einer derartigen Infrarotstrahlungseinheit
kann dann zur Steuerung des Kühlvorganges des Feuchttempe
raturfühlers genutzt werden. Dazu ist zweckmäßigerweise
zunächst der Taupunkt zu durchlaufen, um die erforderliche
Schichtdicke der kondensierenden Flüssigkeit aus dem Meßgas
strom vorliegen zu haben und um den Bereich der Luftfeuchte
festzulegen. Im Falle der Hochfeuchte von 85 bis 100%
kann über eine virtuelle thermische Entkopplung eines z. B.
Peltierblocks als Kühlvorrichtung mit Bestimmung der
Temperatur der Heißseite des Peltierblocks der adiabatische
Zustand zwecks genauer Bestimmung der Feuchtkugeltemperatur
exakt angesteuert und beim Eintreten des Beharrungszustandes
(stabiler Gleichgewichtszustand) mit konstantem Temperatur
verlauf exakt gemessen werden. In allen anderen Bereichen
kann auch der Taupunkt als Hilfsgröße zusätzlich zur Be
stimmung der Luftfeuchte herangezogen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße
Vorrichtung mit diskontinuierlicher psychrometrischer Mes
sung der Luftfeuchte ermöglicht mit Einsatz von Prozeß
rechnern die Berechnung der Luftfeuchte sowie sonstiger
wichtiger Zustandsgrößen der Luft mit einer außerordentlich
hohen Genauigkeit auch über lange Zeiträume, so daß die
Voraussetzung geschaffen ist, die relative Luftfeuchte
als zuverlässige Regelgröße für eine prozeßrechnergesteuerte
Klimaregelung z. B. eines Gewächshauses zu nutzen.
Die zur Durchführung des Verfahrens vorgesehene Vorrichtung
ist mit einer nur geringen Anzahl von Bauteilen auszurüsten.
Sollte es am Temperaturfühler zu Verschmutzungen z. B.
in Form von Ablagerungen kommen, ist dies durch einen für
die Signalaufbereitung vorsehbaren Mikroprozessor zu erken
nen, wonach Reinigungsprozesse im Gerät selbst einzuleiten
sind, in dem aus dem Meßgasstrom ein Reinigungskondensat
auf der Kontaktfläche abgelagert wird.
Zur weiteren Erläuterung wird auf die nachfolgende
Beschreibung und die Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung
zeigen
Fig. 1 in einer geschnittenen Seitendarstellung ein
Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der
Erfindung;
Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung gemäß der Schnitt
linie II-II in Fig. 1, und die
Fig. 3a) bis 3c vergrößert in einem Maßstab 2 : 1 Detailaus
schnitt Z der Darstellung der Fig. 2 in einer
Seitenansicht (a), Vorderansicht (b) und Drauf
sicht (c).
Die in der Zeichnung veranschaulichte Vorrichtung nach der
Erfindung umfaßt eine allgemein mit 1 bezifferte, rohrförmige,
vor Wärmestrahlung schützende Meßkammer 1 mit einem Lufteintritt
2 sowie Luftauslässen 3. Oberseitig ist die Meßkammer durch
einen Plattenkörper 4 verschlossen und durch einen Aufhänger
5 z. B. in einem Gewächshaus in gewünschter Höhe aufzuhängen.
Die Lufteinlaßseite ist durch einen gas- und dampfdurch
lässigen Filter 6 abgedeckt, so daß das Meßkammerinnere
weitgehend vor dem Eindringen von Schmutzpartikeln geschützt
ist. Im Inneren der Meßkammer befindet sich zunächst ein
Axialgebläse 7, das einen im einzelnen nicht dargestellten,
über eine zentrale Meß- und Steuereinheit regelbaren elek
trischen Antrieb aufweisen kann. Über eine Schraubverbindung
8 ist an der Meßkammergehäusewand ein Meßkammereinsatz
9 unter Zwischenlage eines Paßfederelementes 10 anzubringen.
Der Meßkammereinsatz ist als Vierkanthohlprofil (Fig. 2)
ausgebildet und mithin durchströmbar mit einem Lufteinlaß
und Luftauslaß. In seinem Inneren ist ein Peltierblock
11 bekannter Bauart angeordnet. Auf der Kaltseite 11.1
des Peltierblockes 11 ist mit einem wärmeleitenden Kleber
ein Platin-Dünnfilmthermometer kontaktiert, das den Feucht
temperaturfühler 12 (Fig. 3) bildet. Die Heißseite 11.2
ist der Paßfeder 10 zugewandt und im übrigen mit einem
Temperaturwiderstand 13 zur Erfassung der Heißseitentempe
ratur des Peltierblockes versehen.
Dem Lufteintritt des Meßkammereinsatzes 9 vorgeordnet ist
der Trockentemperaturfühler 14 zur Messung der Luftein
trittstemperatur. Das den Feuchttemperaturfühler 12 bildende
Dünnfilmthermometer hat eine mit 15 bezifferte Kontaktfläche
(Fig. 3c), die gleichfalls eine Infrarotabsorptionsfläche
bildet. Dem Feuchttemperaturfühler 12 in dem Meßkammerein
satz 9 gegenüber angeordnet ist eine Infrarotmeßeinheit
16 mit einem Infrarotstrahler und einem Infrarotempfänger,
so daß über Infrarotabsorption die auf der Kontaktfläche
angefallene Kondensatmenge ermittelbar ist. Peltierblock
11, Feuchttemperaturfühler 12, Temperaturwiderstand 13,
Trockentemperaturfühler 14 und Infrarotmeßeinheit 16 sind
über einen Anschlußkabelschacht 17 an eine Verbindungsbuchse
18 mit einer nicht dargestellten elektrischen Meß- und
Steuereinheit zu verbinden, und über diese auch anzusteuern,
so daß ermittelte Meßsignale aufbereitet und darüber hinaus
auch zur Steuerung z. B. des Kühlvorganges bzw. zur vir
tuellen thermischen Entkopplung durch Ermittlung der Heiß
seitentemperatur des Peltierblockes 11 zwecks Ansteuerung
eines exakten adiabatischen Zustandes bei Ermittlung der
Feuchtkugeltemperatur genutzt werden können.
Bei einem Meßzyklus mit der in der Zeichnung dargestellten
Vorrichtung wird zunächst bei Eintritt des Meßgasstromes
über das Trockentemperaturthermometer 14 die Temperatur
des eintretenden Luftstromes ermittelt und in der Steuer-
und Meßwertverarbeitungseinheit gespeichert. Über den
Peltierblock 11 wird das mit dem wärmeleitenden Kleber
aufkontaktierte Platin-Dünnfilmthermometer des Feuchttem
peraturfühlers 12, das einen Feuchttemperaturwiderstand
bildet, von Raumtemperatur bis zu einem beliebigen Tempe
raturwert unterhalb des Taupunktes des Luftstromes abge
kühlt. Ist die Taupunkttemperatur erreicht, schlägt sich
Wasser als Kondensat auf der Oberfläche der Kontaktfläche
15 ab, was von der Infrarotabsorptionsmeßeinheit 16 erfaßt
und gleichfalls als Meßsignal an die Steuer- und Meßeinheit
weitergegeben wird. Auf der Kontaktfläche 15 ist nun ein
Kondensatfilm in bestimmbarer Dicke vorzusehen. Durch die
wärmeleitende Verbindung des Peltierblockes 11 mit dem
Meßkammereinsatz 9, der Paßfeder 10 und dem Meßkammergehäuse
1 wird die während des Kühlvorganges auf der Heißseite
11.2 des Peltierblockes 11 anfallende Wärme ständig über
einen ausreichend dimensionierten und zusätzlich durch
das Axialgebläse 7 ventilierten Körper abgeführt, so daß
eine meßwertverfälschende Beeinflussung der Luft in der
Nähe des Feuchttemperaturfühlers 12 im Regelfall nicht
erfolgt. Gegebenenfalls kann aber auch noch eine Abisolie
rung der Heißseite des Peltierblockes 11 von der von der
Luft umspülten Fläche des Feuchttemperaturfühlers 12 er
folgen.
Abhängig von der absoluten Kondensatmenge, die in Abhängig
keit vom absoluten Wassergehalt der Umgebungs- bzw. Prozeß
luft und der beim Abkühlvorgang tatsächlich erreichbaren
Temperatur unterhalb des Taupunktes am Feuchttemperatur
fühler auskondensiert werden kann, verweilt der Peltier
block 11 bei der minimal am Feuchttemperaturfühler 12 er
reichbaren Temperatur, bis sich an dieser genügend Konden
sat in Form von Tau oder Reif niedergeschlagen hat, um
eine adiabatische Kühlkurve bis zum Feuchtkugelpunkt zu
durchfahren. Dies ist fortlaufend von der Meß- und Steuer
einheit zu überprüfen.
Nach Erreichen einer zur Ansteuerung des Feuchtkugelpunktes
genügenden Kondensatmenge wird in einer sich anschließenden
Aufwärmphase kontinuierlich die Temperatur an der Heißseite
11.2 des Peltierblockes 11 und die des Feuchttemperatur
fühlers 12 ermittelt. Aus der Differenztemperatur kann
sich die Meß- und Steuereinheit einen Ansteuerstrom zum
Peltierblock 11 errechnen, so daß der Peltierblock 11 mit
einem Steuerstrom zu regeln ist, der eine exakte Einhaltung
einer nahezu idealen adiabatischen Abkühlung durch die
damit verwirklichte virtuelle thermische Entkopplung von
Heiß- und Kaltseite des Peltierblockes garantiert. Als
Parameter für den Rechenvorgang in der Steuer- und Meßein
heit können dabei z. B. die Wärmeleitfähigkeit des Peltier
blockes mit den Bauteilkonstanten, die Temperatur der Heiß
seite des Peltierblockes 11, die Temperatur an der Kaltseite
des Peltierblockes 11 und die differenzierte Kaltseiten
temperatur dienen.
Während des gesamten Meßzyklusses wird Luft mit einer den
Verhältnissen angepaßten Strömungsgeschwindigkeit, in der
Regel 2,5 bis 3 m/sec., durch das Meßkammerinnere durchge
setzt. Die am befeuchteten Feuchttemperaturfühler 12 vor
beiströmende Luft liefert nun die Wärmemenge, die notwendig
ist, um das auskondensierte Wasser wieder in Abhängigkeit
vom Sättigungsdefizit der Luft verdunsten zu lassen. Die
durch Verdunstung des zuvor ausgetauten Kondensats abge
kühlte vorbeistreichende Luft erreicht, begünstigt durch
den gesteuerten Kühlprozeß (virtuelle thermische Entkopp
lung), einen stabilen Gleichgewichtszustand, der über die
Messung der Feuchtkugeltemperatur eine exakte Berechnung
der relativen Luftfeuchte gewährleistet.
Erkennt z. B. aufgrund der ermittelten Abkühlkurve des
Feuchttemperaturfühlers die Meß- und Steuereinheit, daß
kein Kondenswasser auf der Kontaktfläche 15 mehr ist, so
liegen entweder Umgebungsbedingungen außerhalb der Kühl
leistung des Peltierblockes 11 vor, oder die Kontaktfläche
ist stark verschmutzt. In diesem Fall ist in einfacher
Weise ein selbsttätiger Reinigungsprozeß durch Bildung von
Kondenswasserüberschuß und anschließendem Heizen durchführ
bar. Durch die Anordnung des Feuchttemperaturfühlers 12
ist dabei ungehindertes Abtropfen des die Verunreinigung
enthaltenen Überschußkondensates sichergestellt. Auch das
Ansetzen von Algen ist somit verhindert.
Claims (16)
1. Verfahren zur Ermittlung der relativen Feuchte gasförmiger
Stoffe, vorzugsweise zur Bestimmung der relativen Luftfeuchte
in Räumen wie z. B. Gewächshäusern, wobei unter Anwendung der
psychrometrischen Feuchtigkeitsmessung die Temperatur des Meß
gasstromes durch einen Trockentemperaturfühler (14) ermittelt,
der einen befeuchtbaren Feuchttemperaturfühler (12) beauf
schlagende Meßgassstrom im wesentlichen adiabatisch bis zur
Kühlgrenze (Feuchtkugelpunkt) mit Ermittlung der Feuchtkugel
temperatur abgekühlt und unter Verwendung der ermittelten Meß
gasstromtemperatur und Feuchtkugelpunkttemperatur die relative
Feuchte bestimmt wird, wobei zur Befeuchtung des Feuchttempera
turfühlers (12) der Meßgasstrom auf zumindest seine Taupunkt
temperatur abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur
direkten Befeuchtung des Feuchttemperaturfühlers (12) der
Feuchttemperaturfühler (12) zumindest auf die Taupunkttemperatur
des Meßgasstromes abgekühlt, die Taupunkttemperatur bestimmt
und der Feuchttemperaturfühler (12) mit aus dem Meßgasstrom
austauendem Kondensat in bestimmbarer Menge befeuchtet wird,
wonach der Meßgasstrom unter Verdunstung des am Feuchttempera
turfühlers (12) ausgetauten Kondensats zur Ermittlung der
Feuchtkugeltemperatur adiabatisch abgekühlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Meßgasstrom zum Austauen des Kondensats derart
abgekühlt wird, daß auf dem Feuchttemperaturfühler (12)
ein Kondensatfilm vorbestimmter Dicke anfällt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kondensatfilmdicke durch Infrarotabsorption bestimmt
wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
einem der Ansprüche 1 bis 3 mit in einer Meßkammer (1)
angeordneten, mit einer elektrischen Meß- und Steuereinheit
verbindbaren Trockentemperatur- (14) und Feuchttemperatur
fühler (12) sowie mit einem als Peltierblock oder dgl.
Kühl- bzw. Heizvorrichtung (11), dadurch gekennzeichnet,
daß der Feuchttemperaturfühler (12) mit dem Peltierblock
(11) in wärmeleitender Verbindung steht, durch den Peltier
block (11) abkühlbar ist sowie eine befeuchtbare, von dem
Meßgasstrom unmittelbar beaufschlagbare Kontaktfläche (15)
aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kontaktfläche (15) des Feuchttemperaturfühlers
(12) als Infrarotabsorptionsfläche für eine in der Meßkammer
(1) angeordnete Infrarotmeßeinheit (16; Infrarotstrahler,
Infrarotempfänger) ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Feuchttemperaturfühler (12) als mit dem
Peltierblock (11) kontaktierbares Dünnfilmthermometer aus
gebildet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Dünnfilmthermometer mit einem wärmeleitenden Kleber
auf dem Peltierblock (11) kontaktierbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß der Peltierblock (11) mit dem
Meßkammergehäuse (1) in wärmeleitender Verbindung steht.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß an der Heißseite (11.2) des Peltier
blocks (11) ein Temperaturwiderstand (13) zur Heißseiten
temperaturerfassung angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich
net, daß der Feuchttemperaturfühler (12) in Abhängigkeit
der Heißseitentemperatur zur virtuellen thermischen Ent
kopplung kühlbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da
durch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit eines Meßwert
ergebnisses der Infrarotmeßeinheit (16) die Kontaktfläche
(15) des Feuchttemperaturfühlers (12) mit einer Kondensat
reinigungsmenge beaufschlagbar ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Meßkammer (1) im wesent
lichen rohrförmig mit im Rohrinnenraum gelegenem, den
Feucht- (12) und Trockentemperaturfühlern (14) nachgeord
netem Lüfter (7) ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchttemperaturfühler
(12) innerhalb eines einen Durchströmraum aufweisenden
Meßkammereinsatzes (9) angeordnet und der Trockentempera
turfühler (14) dem Gaseintritt des Meßkammereinsatzes (9)
vorgeordnet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß der Meßkammereinsatz (9) die Infraroteinheit (16)
trägt.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß der Lüfter (7) einen regelbaren
Antrieb umfaßt.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die Meßkammer (1) mit zumindest
einem gas- und dampfdurchlässigen Filter (6) verschließbar
ist.
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8381 | Inventor (new situation) |
Inventor name: ELLMANN, JOSEF,DIPL.-ING., 49084 OSNABRUECK, DE Inventor name: BAUTH, EDGAR, DIPL.-ING., 49163 BOHMTE, DE Inventor name: GUDDEHUS, HANS-CHRISTIAN,PROF.DR.-ING., 49191 BELM |
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