DE704986C - Verfahren zur Bestimmung des Wassergehaltes von festen, pulverigen, koernigen und fluessigen Stoffen sowie Gasen - Google Patents

Verfahren zur Bestimmung des Wassergehaltes von festen, pulverigen, koernigen und fluessigen Stoffen sowie Gasen

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DE704986C
DE704986C DEB179181D DEB0179181D DE704986C DE 704986 C DE704986 C DE 704986C DE B179181 D DEB179181 D DE B179181D DE B0179181 D DEB0179181 D DE B0179181D DE 704986 C DE704986 C DE 704986C
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DE
Germany
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capacitor
powdery
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granular
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DEB179181D
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English (en)
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Dipl-Ing Dr Alfred Koester
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Brabender O H
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Brabender O H
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Publication date
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/22Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
    • G01N27/223Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance for determining moisture content, e.g. humidity

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Description

  • Verfahren zur Bestimmung des Wassergehaltes von festen, pulverigen, körnigen und flüssigen Stoffen sowie Gasen Die Messung des Feuchtigkeitsgehaltes von Stoffen durch Bestimmung der Dielektrizitätskonstanten mit Hilfe von Strömen, deren Frequenz über 50 Perioden liegt, ist in mannigfaltigen Ausführungen bekannt. Diese Methoden sind von den Mängeln behaftet, daß die Erzeugung hoher Frequenzen Schwingungskreise erfordert, in denen die Frequenz und die Stromstärke nur schwer konstant gehalten werden können. Auch gibt es Verfahren, bei denen die Resonanzkurve zweier in Brückenschaltung geschalteter Schwingungskreise als Basis der Feuchtigkeitsmessung Anwendung findet. Bei diesen Verfahren tritt außer den obengenannten noch die Schwierigkeit hinzu, Lage, Form und Steilheit der Resonanzkurve konstant zu halten.
  • Ferner ist les bekannt, auf Grund der Leitfähigkeit Rückschlüsse auf den Feuchtigkeits. gehalt zu ziehen. Außerdem sind Kombinationen von Messungen der Leitfähigkeit und Polarisation unter Anwendung von Gleichstrom oder der Leitfähigkeit und der Kapazität bei Benutzung von Wechselstrom versucht worden, wobei in diesem Zusammenhang bereits die Anwendung eines Elektronenrelais vorgeschlagen worden ist. Alle Methoden, welche die Effekte der Leitfähigkeit und der Polarisation bzw. der Kapazität allein oder in Kombination zur Basis haben, besitzen den Nachteil, daß die Messung weitgehend beeinflußt wird von der Feuchtigkeitsverteilung in dem Material und der veränderlichen Polarisationsmessung.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Wassergehaltes von festen, pulverigen, körnigen und flüssigen Stoffen sowie Gasen, welches darin mit dem zuletzt angeführten bekannten Verfahren übereinstimmt, daß über einen von der Feuchtigkeit des zu untersuchenden Stoffes beeinflußten Kondensator ein Elektronenrelais gesteuert wird.
  • Die Erfindung hat zum Ziel, die Vcrwendung hoher Frequenzen und jeglicher Resonanzen zu vermeiden. Sie geht aus von der bekannten Tatsache. daß jeder Kondensator von einem Wechselstrom passierbar ist. Die Stromstärke. welche einen Kondensator bestimmter Kapazität durchfließt, steigt proportional der angelegten Spannung und Frequenz. Da die in Frage kommenden Kapazitäten sehr klein sind, war man bisher gezwungen, entweder mit sehr hohen Spannungen zu arbeiten oder mit sehr hohen Frequenzena um brauchbare Mehenergien zu bekommen. Es liegt auf der Hand, daß zur Berücksichtigung all dieser Momente komplizierte und teure Anordnungen getroffen werden mußten, welche die Betriebssicherheit und Meßgenauigkeit erschwerten.
  • Ausgehend von der Tatsache, daß ein kleiner Kondensator für einen Wechselstrom niedriger Frequenz zwar einen sehr hohen Widerstand darstellt, aber eine theoretisch vorhandene und praktisch nachweisbare Stromstärke hindurchläßt. ist der Spannungsabfall an diesem Widerstand in Serie mit einem zweiten hohen Widerstand in der Weise zur Basis des vorliegenden neuen Meßverfahrens benutzt worden, daß erfindungsgemäß über den im Gitterstromkreis des Elektronenrelais liegenden Meßkondensator eine niederfrequente Wechselspannung angelegt und der sich dem Anodenstrom, welcher einer Gleichstrom- oder einer Wechselstromquelle entstammen kann, überlagernde Wechselstrom unter Anwendung bekannter Kompensationsschaltungen nach der Nullmethode gemessen wird. Vorteilhaft ist es, außer dem Meßkondensator, vorzugsweise parallel zu diesem, im Gitterstromkreis weitere Kondensatoren anzuordnen, durch welche von Hand oder selbsttätig mittels bekannter Kompensographen eine Beeinflussung der Meßgenauigkeit durch Temperatur, spezifisches Gewicht, relative Luftfeuchtigkeit, Schütt- oder Füllgewicht u. dgl. ausgeglichen wird.
  • Die Erfindung ist in den Abb. 1 und 2 an Ausführungsbeispielen veranschaulicht.
  • In Abb. 1 stellt 1 das Elektronenrelais dar.
  • Die Heizung geschieht auf übliche Art. Zwischen Kathode 2 und Anode 3 wird eine Wechselspannung angelegt die vom Milliamperemeter 4 angezeigte Stromstärke ist abhängig von der Gitterladung. Das Gitter erhält seine Ladung über dem Kondensator 5.
  • Die Röhre wird nur stromdurchlässig während der Halbperiode, in der die Anode 3 positiv wird. Im selben Augenblick wird das Gitter über den Kondensator gleichphasig positiv. Je nach Größenordnung des Konden$ators 5 muß auch die Gitterladung positivtverden, d. h. also, je größer die Kapazität so >.üm so größer ist auch der Anodenstrom, æ lCher von dem Meßinstrument 4 abgelesen werden kann.
  • Zur praktischen Ausführung des Meßverfahrens wird das Meßgut zwischen die Platten des Kondensators 5 gebracht. Je höher der Wassergehalt des Meßgutes ist und je höher dadurch zwangsläufig die Dielektrizitätskonstante wird, um so höher ist die Kapazität und damit der angezeigte Anodenstrom. Man kann somit eine Proportionalität zwischen der Feuchtigkeit des Gutes und dem Anodenstrom herstellen; damit ist ein Maß für die Feuchtigkeit gegeben.
  • Mit bekannten Mitteln wird eine Kompensation des Anodenstromes bewirkt, um so nach. der Nulimethode arbeiten zu können.
  • Die praktische Ausführung gestaltet sich nun wie folgt (Abb. 2): In den Meßkondensator 5 wird das Gut mit dem zu bestimmenden Feuchtigkeitsgehalt eingefüllt. Der auftretende Instrumentenaus schlag wird mittels des Kondensators 7 im Kompensationszweig auf Null gebracht. So bald in Kondensator 5 ein Material mit niedrigerer Feuchtigkeit hineinkommt, entsteht am Instrument 4 wieder ein Ausschlag, weil die Kapazität 5 und damit die Gitterladung geringer geworden ist. Nun wird der parallel zu 5 geschaltete Kondensator 6 in seiner Kapazität vergrößert, bis Instrument 4 wieder auf Null kommt. Die erforderliche Kapazi tätsvergrößerung von 6 ist gleich der Kapazitätsverminderung von 5, welche hervorge rufen worden war durch das trockenere Material. Verwendet man nun als Instrument 4 einen Kompensographen bekannter Einrichtung, so kann die Regulierung des Kondensators 6 vollautomatisch geschehen und die bierbei vorgenommene Drehung des Drehkondensators 6 registriert werden. Mit dieser Einrichtung kann weiterhin mit bekannten Mitteln eine sich selbsttätig steuernde Regelvorrichtung zur Betätigung von Wasser-, Dampf-oder Luftventilen verbunden werden, welche letztere je. nach den Erfordernissen für eine Feuchtigkeitskonstanthaltung des zu messenden Gutes in Kraft treten können.
  • Da bei allen Vorrichtungen, welche mit Elektronenrelais arbeiten, die bisher unvermeid]iche Alterung der Röhren mit gleichzeitiger Änderung der Röhrencharakteristik eine störende Verschiebung des Meßbereichs oder der Meßempfindlichkeit oder des Nullpunktes mit sich bringt, ist vorgesehen, daß entweder von Hand oder durch einen Zeitschalter z. B. alle 24 Stunden eine Umschaltung auf einen Eichkondensator an Stelle von Kondensator 5 lerfolgt. Die Nachregulierung wird am Kondensator 7 entweder von Hand vorgenommen oder mittels des lerwähnten Kompensographen. Die Steuerorgane des Kompensographen wirken nach der Umschaltung anstatt auf Kondensator 6 auf Kondensator 7. Durch die Nachregulierung des Kondensators 7 wird das Instrument in regelmäßigen Abständen auf den Nullpunkt einreguliert, falls infolge einer Röhren änderung eine Verschiebung stattgefunden hat.
  • Nun ist es weiterhin bekannt, daß die Dielektrizitätskonstante von der Temperatur abhängig ist. Um diesen Fehler zu kompiensieren, ist die veränderlichje Kapazität 7 z. B. parallel zu den übrigen Kapazitäten 6 und 5 oder an anderer geeigneter Stelle des Meßsystems vorgesehen. Die Achse dieses Drehkondensators 7 kann an ein spiralförmiges Bimetallthermometer befestigt werden, dessen Drehmoment die Kapazität des Kondensators 7 in dem Maße verändert, wie es für die Korrektur entsprechender Tiemperatur notwendig ist. Weiterhin ist es bekannt, daß alle elektrischen Feuchtigkeitsmesser an dem Nachteil kranken, daß das Schütt- oder Füllgewicht des zur Untersuchung gelangenden Materials unberücksichtigt bleibt.
  • Zur Behebung dieses Mangels ist die veränderliche Kapazität 8 vorgesehen, welche z. B. parallel zu den Kondensatoren 5, 6 und 7 geschaltet wird oder an eine andere geeignete Stelle. Diese Kapazität 8 kann entweder von Hand eingestellt werden, wenn - das Schüttgewicht bekannt ist, oder aber automatisch mittels der Neigung einer automatischen Schüttgewichtswaage bekannter Art gesteuert werden, wie es zur Korrektur -erforderlich ist.
  • Die Anordnung insgesamt kann ausgeführt werden als Gerät zur Messung einzelner Muster oder zur kontinuierlichen Messung an einem laufenden Strom.
  • PATENTANYSPRL CI1E: I. Verfahren zur Bestimmung des Wassergehaltes von festen, pulverigen, körnigen und flüssigen Stoffen sowie Gasen, bei dem über einen von der Feuchtigkeit des zu untersuchenden Stoffes beeinflußten Kondensator ein Elektronenrelais gesteuert wird. dadurch gekennzeichnet, daß über den im Gitterstromkreis des Elektronenrelais liegenden Meßkondensator eine niederfrequente Wechselspannung angelegt und der sich dem Anodenstrom, welcher einer Gleichstrom-oder einer Wechsel stromquelle entstammen kann, überlagernde Wechselstrom unter Anwendung bekannter Kompensationsschaltungen nach der Nulimethode gemessen wird.

Claims (1)

  1. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem MJeßkondensator, vorzugsweise parallel zu diesem, im Gitterstromkreis weitere Kondensatoren angeordnet sind, durch welche von Hand oder selbsttätig mittels bekannter Kompensographen eine Beeinflussung der Meßgenauigkeit durch Temperatur, spezifisches Gewicht, relative Luftfeuchtigkeit, Schütt-oder Füllgewicht u. dgl. ausgeglichen wird.
DEB179181D 1937-07-13 1937-07-13 Verfahren zur Bestimmung des Wassergehaltes von festen, pulverigen, koernigen und fluessigen Stoffen sowie Gasen Expired DE704986C (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1077459B (de) * 1952-07-08 1960-03-10 Henri Eicken Genannt Estienne Vorrichtung zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts von Materialien bzw. zur Steuerung von Trockenmaschinen, Trockeneinrichtungen u. dgl.
DE1191141B (de) * 1958-12-02 1965-04-15 Waldhof Zellstoff Fab Anordnung zur Beeinflussung der Nullpunktslage oder der Empfindlichkeit eines kontinuierlich die Feuchtigkeit einer laufenden Materialbahn angebenden Anzeigegeraets einer Feuchtemessanlage
DE1191603B (de) * 1959-05-29 1965-04-22 Reich Robert W Elektrisches Thermometer

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1077459B (de) * 1952-07-08 1960-03-10 Henri Eicken Genannt Estienne Vorrichtung zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts von Materialien bzw. zur Steuerung von Trockenmaschinen, Trockeneinrichtungen u. dgl.
DE1191141B (de) * 1958-12-02 1965-04-15 Waldhof Zellstoff Fab Anordnung zur Beeinflussung der Nullpunktslage oder der Empfindlichkeit eines kontinuierlich die Feuchtigkeit einer laufenden Materialbahn angebenden Anzeigegeraets einer Feuchtemessanlage
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