DE967472C

DE967472C - Process for the production of moisture-sensitive measuring elements made of plastic

Info

Publication number: DE967472C
Application number: DEV2657D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Pfeifer
Original assignee: IRENE PFEIFER GEB SCHLEIFFER
Current assignee: IRENE PFEIFER GEB SCHLEIFFER
Priority date: 1940-11-03
Filing date: 1940-11-03
Publication date: 1957-11-14

Description

Verfahren zur Herstellung von feuchtigkeitsempfindlichen Meßelementen aus Kunststoff Alle bisher bekannten Methoden zur Feuchtigkeitsmessung lassen sich einteilen in unmittelbare und mittelbare Verfahren. Zur ersten Gruppe zählen Absörptionsmethoden und Taupunktverfahren, zur zweiten psychrometrische und hygrometrische Verfahren sowie jene, die auch andere vom Feuchtigkeitsgehalt der Luft abhängige Erscheinungen zur Messung heranziehen. Process for the production of moisture-sensitive measuring elements made of plastic All previously known methods for measuring moisture can be used divide into direct and indirect proceedings. The first group includes absorption methods and dew point methods, secondly psychrometric and hygrometric methods as well as those which also have other phenomena dependent on the moisture content of the air use for measurement.

Hierzu sind im wesentlichen die elektrischen Feuchte-Meßverfahren zu nennen, bei denen elektrische Vorgänge an feuchtigkeitsempfindlichen Stoffen in Betracht kommen. Vorwiegend handelt es sich dabei um hygroskopische Widerstände mit zum Teil auf Isoliermaterial aufgebrachten elektrischen Leitern, bei denen je nach der Menge des von ihnen absorbierten Wasserdampfes der Oberflächen- oder Durchgangswiderstand als Meßgröße eingeht. Einzelne Ausführungen solcher Hygrometer verwenden Glas, unglasierte Tonkörper, Preßspan und ähnliche Stoffe als Träger. Derartige Körper beladen sich aber nur allmählich mit Wasserdampf, so daß diesen Widerständen eine große Trägheit anhaftet. For this purpose, the electrical humidity measurement methods are essentially used to be mentioned, in which electrical processes on moisture-sensitive substances be considered. It is mainly a question of hygroscopic resistances with electrical conductors partially applied to insulating material, each of which according to the amount of water vapor absorbed by them, the surface or volume resistance is received as a measured variable. Some versions of such hygrometers use unglazed glass Clay bodies, pressboard and similar materials as carriers. Such bodies are loaded but only gradually with water vapor, so that these resistances a great inertia adheres.

Bessere Ergebnisse wurden unter Zuhilfenahme von Elektrolyten erzielt, wobei besondere Tragkörper, z. B. Baumwollfäden, Asbestfäden u. mit hygroskopischen Stoffen imprägniert wurden oder ein hygroskopisches Salz direkt als Meßfühler verwendet wurde. Bei einer anderen Ausführungsform ist eine Aluminiumröhre als Träger mit einer Polystyrolschicht bedeckt. Darauf kommt ein feuchteabhängiger Überzug aus teilweise hydrolisiertem Polyvinylacetat, dem Lithiumchlorid beigefügt ist und in den Elektrodendrähte eingebettet sind. Better results were achieved with the help of electrolytes, with special support bodies, e.g. B. cotton threads, asbestos threads and. with hygroscopic substances or a hygroscopic salt directly was used as a probe. In another embodiment is an aluminum tube covered as a support with a polystyrene layer. Then comes a moisture-dependent one Coating of partially hydrolyzed polyvinyl acetate, added to the lithium chloride and in which electrode wires are embedded.

Diese Meßelemente weisen jedoch alle den Nachteil auf, daß, so lange der Indikator auf einem fremden Träger aufgebracht ist, dieser infolge seiner Masse, die noch durch Form und Anordnung der Elektroden vergrößert wird, eine Verfälschung der wirklichen Meßwerte hervorruft; denn ein Feuchtemeßelement muß auch auf die Temperatur der umgebenden Luft schnell ansprechen, um die wahre relative Feuchtigkeit anzuzeigen. However, these measuring elements all have the disadvantage that so long the indicator is applied to a foreign carrier, this due to its mass, which is increased by the shape and arrangement of the electrodes, a falsification which produces real measured values; because a moisture measuring element must also be on the Ambient air temperature quickly respond to the true relative humidity to display.

Die Aufgabe verlangt demnach ein zur Bestimmung des Wasserdampfgehaltes der Luft dienendes Meßorgan, welches auf einer Messung des elektrischen Widerstandes und der Anwendung des bekannten Zusammenhanges zwischen elektrischer Leitfähigkeit und dem Feuchtigkeitsgehalt eines Indikators beruht. Die Intensität des Wasserdampfaustausches wird dabei weitgehend von Art und Größe der am Austausch beteiligten Oberflächen beeinflußt. The task therefore requires a determination of the water vapor content the air serving measuring organ, which is based on a measurement of the electrical resistance and the application of the well-known relationship between electrical conductivity and the moisture content of an indicator. The intensity of the water vapor exchange depends largely on the type and size of the surfaces involved in the exchange influenced.

Diese, den bisherigen feuchteempfindlichen Meßelementen anhaftenden Nachteile, werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß ein Verfahren entwickelt ist, nach dem aus der Lösung eines Kunstharzes mit einem hygroskopischen Lösungsmittel Fäden gezogen werden, die zur an sich bekannten elektrischen Leitfähigkeitsmessung zwischen den als Träger dienenden Anschlußelektroden frei tragend gezogen werden. This adhering to the previous moisture-sensitive measuring elements Disadvantages are avoided according to the invention in that a method is developed after dissolving a synthetic resin with a hygroscopic solvent Threads are drawn for the known electrical conductivity measurement be drawn in a self-supporting manner between the connection electrodes serving as a carrier.

Zweckmäßig werden die als Fühler dienenden Fäden aus einer Lösung von Acrylharz, z. B. Polymethacrylsäureester, das unter dem Handelsnamen »Plexiglas« bekannt ist, und Schwefelsäure hergestellt. Das Lösen des festen Stoffes in der Schwefelsäure bringt dabei den Vorteil, daß aus der entstehenden homogenen viskosen Lösung der feuchtigkeitsempfindliche Faden in beliebiger Stärke und Länge ziehbar ist, wobei der Faden vollständig von Schwefelsäure durchdrungen ist. The threads serving as sensors are expediently made from a solution of acrylic resin, e.g. B. Polymethacrylic acid ester, which is sold under the trade name »Plexiglas« known and produced sulfuric acid. Dissolving the solid matter in the Sulfuric acid has the advantage that the resulting homogeneous viscous Solution of the moisture-sensitive thread of any thickness and length can be pulled is, the thread is completely penetrated by sulfuric acid.

Während jedoch die Anwendung der Säure als Schicht auf einem an sich bekannten flächenhaften Träger weder in der Empfindlichkeit noch in der Zuverlässigkeit voll befriedigt, wird bei einem System, bei dem das feuchteempfindliche Meßelement in Gestalt eines Fadens nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt ist, höchste Präzision der Feuchtigkeitsmessung bei guter Wiederholbarkeit erreicht. However, while applying the acid as a layer on top of one in itself known planar carrier neither in sensitivity nor in reliability fully satisfied is in a system in which the moisture-sensitive measuring element is made in the form of a thread by the method according to the invention, highest precision of moisture measurement achieved with good repeatability.

Die Anordnung der Fäden zur Messung des elektrischen Widerstandes kann auf verschiedene Weise erfolgen. The arrangement of the threads for measuring the electrical resistance can be done in several ways.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt. An exemplary embodiment is shown in the drawing.

Der feuchteempfindliche Faden I ist um zwei Drähte 2, 3, z. B. aus Platin, gewickelt. Beide Drähte sind durch zwei Isolatoren 4, 5 auseinandergehalten und gegeneinander isoliert. Die Länge des Fadens und die Art der Wicklung ist beliebig. Die beiden Drähte 2, 3 sind mit einer geeigneten Stromquelle und den zur Widerstandsmessung erforderlichen Geräten verbunden. Ändert sich nun die Feuchtigkeit des umgebenden Gases und damit der Widerstand des Fadens, so kann dieser an entsprechend geeichten Instrumenten direkt als Feuchtigkeitsgehalt abgelesen werden. The moisture-sensitive thread I is around two wires 2, 3, z. B. off Platinum, wrapped. Both wires are held apart by two insulators 4, 5 and isolated from each other. The length of the thread and the type of winding is arbitrary. The two wires 2, 3 are connected to a suitable power source and the one for resistance measurement required devices. Now changes the humidity of the surrounding Gas and thus the resistance of the thread, it can be calibrated accordingly Instruments can be read directly as moisture content.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung kann sehr klein ausgeführt werden und eignet sich daher zur Feuchtigkeitsmessung in kleinsten Räumen und in einer Apparatur geringen Gewichtes. Ein hervorragendes Anwendungsgebiet der Erfindung ist das Messen der Luftfeuchtigkeit in verschiedenen Höhen mittels Radiosonde durch Aufstieg eines Ballons. Da hierbei der Ballon ständig steigt, ist ein sofortiges Ansprechen des Meßelementes unbedingt erforderlich, um genaue Ergebnisse zu erhalten. The device shown in the drawing can be made very small and is therefore suitable for measuring moisture in the smallest of rooms and in an apparatus of light weight. An excellent field of application of the invention is the measurement of air humidity at different heights using a radiosonde Ascent of a balloon. Since the balloon rises constantly, it is immediate Responding to the measuring element is essential in order to obtain accurate results.

Ferner ist ein Feuchtemeßgerät mit einem nach der Erfindung hergestellten Meßelement besonders gut geeignet zum Messen der Feuchtigkeit in sehr großen Höhen, d. h. bei niedrigen Temperaturen und geringem Wasserdampfgehalt der Luft. Furthermore, a moisture meter is made with one according to the invention Measuring element particularly suitable for measuring humidity at very high altitudes, d. H. at low temperatures and low water vapor content in the air.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Process for the production of moisture-sensitive Measuring elements made of plastic, characterized in that made from a solution of a synthetic resin with a hygroscopic solvent threads are pulled, which are known per se electrical conductivity measurement between the connection electrodes serving as a carrier can be drawn in a self-supporting manner.

2. The method according to claim I, characterized in that the as Sensor threads made from a solution of acrylic resin, e.g. B.

Polymethacrylic acid esters and sulfuric acid are made.

Publications considered: German Patent Specifications No. 504 359, 578 337, 284 867, 504 422; U.S. Patent No. 2,064,651; Journ. Res. Bur. of Stand. 20 (1938), pp. 723 to 744; 23 (1939), pp.7oi to 714.