DE625283C

DE625283C - Procedure and measuring arrangement for determining the absolute humidity

Info

Publication number: DE625283C
Application number: DES89844D
Authority: DE
Inventors: Dr Heinz Gruess; Dr-Ing Fritz Lieneweg
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1929-02-07
Filing date: 1929-02-07
Publication date: 1936-02-06

Description

Verfahren und Meßanordnung zur Bestimmung der absoluten Feuchtigkeit Für die Überwachung von Generatoren, Gaswerken, Kokereien und ähnlichen industriellen Werken liegt das Bedürfnis vor, einen Feuchtigkeitsmesser zu besitzen, der zweckmäßig in Dauerschaltung unmittelbar die absolute Feuchtigkeit des verwendeten oder gelieferten Gases angibt, um so die in der Zeiteinheit zugesetZteWasserdampfmenge ständig überwachen zu können; dieses ist für die gleichmäßige Führung des Gasbetriebes, für die gleichartige Gaszusammensetzung und für den Erhalt eines Gases von bestimmtem Heizwert von größter Bedeutung.Method and measuring arrangement for determining the absolute humidity For monitoring generators, gas works, coking plants and similar industrial facilities Works there is a need to have a moisture meter that is functional in permanent operation, the absolute humidity of the used or supplied In order to constantly monitor the amount of water vapor added in the time unit to be able to; this is for the uniform management of the gas operation, for the similar Gas composition and for obtaining a gas of a certain calorific value of the greatest Meaning.

Die absolute Feuchtigkeit eines Gases steht in unmittelbarem Zusammenhang mit seiner Taupunktstemperatur. Bekannte Einrichtungen zur Bestimmung der Taupunktstemperatur arbeiten sehr umständlich und sind zu einer automatischen und ständigen Überwachung des Gases nicht geeignet. Eine solcher Einrichtungen, die nach dem psychometrischen Verfahren mit Hilfe einer Wheatstoneschen Brückenschaltung die Anzeige der Taupunktstemperatur dadurch ermöglicht, daß durch Kühlung des Gases bis zum Taupunkt mittels des als Regelglied ausgebildeten Brückeninstrumentes die psychometrische Differenz auf Null gehalten wird, gibt wegen der zu verwendenden Regeleinrichtungen und sonstigen Hilfsmittel unzuverlässige Werte an und ist außerdem teuer und umständlich.The absolute humidity of a gas is directly related with its dew point temperature. Known devices for determining the dew point temperature work very cumbersome and are subject to automatic and constant monitoring of the gas is not suitable. One such bodies, according to the psychometric Procedure with the help of a Wheatstone bridge circuit, the display of the dew point temperature thereby made possible that by cooling the gas to the dew point by means of the as Control element trained bridge instrument the psychometric difference to zero is held because of the control devices and other aids to be used unreliable values and is also expensive and cumbersome.

Ein anderes Verfahren benutzt drei Meßinstrumente, nämlich ein trockenes und ein feuchtes Thermometer und außerdem ein Haarhygrometer. Von diesen drei Instrumenten aus werden einzeln drei Schreiborgane verstellt, und aus den drei Aufzeichnungen wird dann erst durch Rechnung "die absolute Feuchtigkeit ermittelt.Another method uses three measuring instruments, namely a dry one and a damp thermometer and also a hair hygrometer. Of these three instruments from three writing organs are adjusted individually, and from the three records the absolute humidity is then only determined by calculation.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren vorgeschlagen, durch das der absolute Feuchtigkeitsgehalt des- Gases nach dem psychrometrischen Verfahren unmittelbar bestimmt werden kann. Es ist bekannt, daß die Temperatur des Taupunktes, bei dem die Luft mit dem vorhandenen Wasserdampf gesättigt sein würde, nicht gleich ler Temperatur des feuch-. ten Thermometers eines Psvchrometers ist. Die Taupunktstemperatur (T@) ist durch die Temperatur des feuchten Thermometers (T;) nur dann bestimmt; wenn die Temperatur des trockenen Thermometers (Tt) als Korrektionsglied .hinzugezogen wird.According to the invention, a method is proposed by which the absolute moisture content of the gas according to the psychrometric method immediately can be determined. It is known that the temperature of the dew point at which the air would be saturated with the existing water vapor, not immediately ler Temperature of the humid. th thermometer of a psvchrometer. The dew point temperature (T @) is determined by the temperature of the wet thermometer (T;) only; if the temperature of the dry thermometer (Tt) is used as a correction term will.

Auf empirischem Wege wurde hierfür die Gleichung gefunden - Ts - Tt-k (Tt-Tf); hieraus ergibt sich für das Korrektionsglied Trägt man, wie in Abb. r schaubildlich dargestellt, die Größe k in Abhängigkeit von den absoluten Feuchtigkeitsgehalten auf, so ergibt sich eine Kurve, die über den größten Bereich .ihres Verlaufes, etwa von 15 bis roo Volumpxozent, für einen bestimmten Wert von h bis auf -i- i °/o ünabhä@ngig- von der absoluten Feuchtigkeit genügend konstant .ist, wenn man berücksichtigt, daß -das -Glied: - k (Tt -Tf) nur eine Korrektur ermöglichen soll.The equation was found empirically for this - Ts - Tt-k (Tt-Tf); this results for the correction term If one plots the variable k as a function of the absolute moisture content, as shown graphically in Fig up to i -i- ° / o ünabhä @ ngig- .is sufficiently constant from the absolute humidity when one considers that -the -element: - k (Tt -Tf) to enable only a correction.

Die Messung der absoluten Feuchtigkeit erfolgt gemäß weiterer Erfindung in einer Widerstandsschaltung, in der die Thermometer . des Psychrometers als veränderliche Widerstände angeordnet sind. Besonders geeignet ist hierfür die Wheatstonesche Brücke, wobei das Brückeninstrument zum Anzeigen der Taupunktstemperaturen oder der dadurch gegebenen absoluten Feuchtigkeitsgehalte dient. Dabei.ist durch geeignete Schaltung von Vor- und Nebenwiderständen zu einem oder beiden, der Thermometer und durch entsprechendeBemessung der festenWiderstände in den anderen Brückenzweigen gemäß Gleichung (2) die Brücke so abgeglichen, daß bei einem bestimmten Feuchtigkeitsgehalt unabhängig von dem Grad der Sättigung-bzw. der jeweiligen Temperatur des Gases die gleiche Taupunktstemperatur angezeigt wird.The measurement of the absolute humidity takes place according to a further invention in a resistance circuit in which the thermometer. of the psychrometer as variable Resistors are arranged. The Wheatstone Bridge is particularly suitable for this, wherein the bridge instrument for displaying the dew point temperatures or the thereby given absolute moisture content. This is by means of a suitable circuit of series and shunt resistances to one or both, the thermometer and by appropriate measurement of the fixed resistances in the other bridge branches according to equation (2) the bridge balanced so that at a certain moisture content regardless of the Degree of saturation or the respective temperature of the gas has the same dew point temperature is shown.

Im Abb. 2 ist das Schema einer - Wheatstoneschen Brücke dargestellt, wobei in den einen Zweig der Brücke das Thermometer zum Anzeigen der trockenen Temperatur als ein Widerstand w, in den anderen Zweig das Thermometer zum Anzeigen der feuchten Temperatur als ein Widerstand wf und in die anderen beiden Zweige entsprechende feste Widerstände W1 und W, eingeschaltet sind. Dem Widerstand wt ist ein Widerstand "-parallel und ein Widerstandy vorgeschaltet. Um bei gleichem absolutem Feuchtigkeitsgehalt des Gases unabhängig vom Grade der Sättigung bzw. der: Temperatur des feuchten Thermometers die gleiche Taupunktstemperaturanzeige zu erhalten, muß das Verhältnis derGesamtwiderstände in denbeidenBrückenzweigen für dieThermometermit entsprechenden zugehörigen Widerständen konstant sein; also muß, wenn bei vollkommener Sättigung wt = wf ist und für diesen Fall beide Widerstände mit wo bezeichnet werden, folgende Beziehung erfüllt sein: Hieraus lassen sich für bestimmte Tauptmktstemperaturen die Widerstände x und y bestimmen und für einen erforderlichen Meßbereich die günstigsten Werte von x und y angeben. Dabei zeigte sich der Vorteil, daß infolge der relativ stärkeren Widerstandsänderung der Widerstandsthermometer bei tieferen Temperaturen ein besonders bei geringen absoluten Feuchtigkeiten entstehender Fehler wieder ausgeglichen wird, so daß im Bereich von: 2 bis ioo °1o absoluter Feuchtigkeit der maximale Fehler der Messung nicht über -I- 0,5 °/o beträgt. Aus der Brückengleichung läßt sich dann ebenfalls das Größenverhältnis der festen Widerstände W1 und W2 ermitteln, die innerhalb dieses Verhältnisses beliebig gewählt werden können. Um den Vorteil der Fehlerverminderung durch die relative Temperaturempfindlichkeit der Widerstandsthermometer voll auszunutzen, können die Widerstände v und y für verschiedene Meßbereiche auf Grund der für die Berechnung dieser Widerstände angeführten Gleichung so ausgewählt werden, daß sich für den in Frage kommenden Meßbereich stets der geringste Fehler ergibt und gegebenenfalls der Widerstand x oder y gänzlich -fehlen kann.In Fig. 2 the scheme of a Wheatstone bridge is shown, whereby in one branch of the bridge the thermometer for displaying the dry temperature as a resistance w, in the other branch the thermometer for displaying the wet temperature as a resistance wf and in the fixed resistors W1 and W, corresponding to the other two branches, are switched on. The resistance wt is preceded by a resistance "-parallel" and a resistance y. In order to obtain the same dew point temperature display with the same absolute moisture content of the gas regardless of the degree of saturation or the temperature of the humid thermometer, the ratio of the total resistances in the two bridge branches for the thermometer must have the corresponding associated Resistances are constant; so, if at complete saturation wt = wf and in this case both resistances are denoted by wo , the following relation must be fulfilled: From this, the resistances x and y can be determined for certain main temperatures and the most favorable values of x and y can be given for a required measuring range. This showed the advantage that, due to the relatively greater change in resistance of the resistance thermometer at lower temperatures, an error that occurs especially at low absolute humidity is compensated for, so that in the range of: 2 to 100 ° 1o absolute humidity the maximum error of the measurement does not exceed - I is 0.5%. The size ratio of the fixed resistors W1 and W2 can then also be determined from the bridge equation, which can be selected as desired within this ratio. In order to fully exploit the advantage of reducing errors due to the relative temperature sensitivity of the resistance thermometer, the resistances v and y can be selected for different measuring ranges on the basis of the equation given for the calculation of these resistances so that the smallest error always results for the measuring range in question and optionally the resistance x or y may be completely absent.

Als Anzeigeinstrument kann ein Brückenkreuzspulinstrument oder Drehspulinstrument verwendet werden, dessen Skala in Volumprozent Wasserdampf oder auch in g Wasser/m3 Luft geeicht sein kann.A bridge cross-coil instrument or moving-coil instrument can be used as a display instrument can be used, its scale in percent by volume water vapor or also in g water / m3 Can be air calibrated.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method for measuring the absolute moisture content (dew point) using a moist and a dry thermometer, characterized in that the factor for the direct representation of the absolute moisture content (dew point) is used, in which T ~ is the dew point temperature, Tf the temperature of the wet and Tt that of the dry thermometer.

2. Device for performing the method according to claim z, characterized in that the difference between the value of the wet thermometer and the value of the dry thermometer multiplied by the factor Thermometer in the Wheatstone Bridge comes directly to the display.

3. Device according to claim 2, characterized in that the one containing the moist thermometer Bridge branch has a temperature dependence that is several times greater than the branch of the bridge containing the dry thermometer.