DE969136C

DE969136C - Verfahren zum Messen der relativen Feuchtigkeit

Info

Publication number: DE969136C
Application number: DEF9657A
Authority: DE
Inventors: Dr Otto Petersen
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1952-08-08
Filing date: 1952-08-08
Publication date: 1958-06-19

Description

Verfahren zum Messen der relativen Feuchtigkeit Die relative Feuchtigkeit f eines Gases, z. B. Luft, ist definiert als Quotient der absoluten Feuchtigkeitf und der SättigungfO bei der Meßtemperatur t, oder in Annäherung als Quotient des Wasserdampfpartialdruckes pd und dem zur Meßtemperatur gehörenden Wasserdampfsättigungsdruck pO. Da für jede Temperatur der Wasserdampfdruck pO bekannt ist, kann man also f gemäß der Formel erredmen, wenn man die absolute Feuchtigkeit f bzw. den Wasserdampfpartialdruck p, und die Gastemperatur kennt.
Es sind aber auch schon Verfahren bekannt, um die relative Feuchtigkeit direkt zu messen. Die verbreitetste Methode ist die Anwendung des Haarhygrometers. Dessen Anzeige beruht auf der Abhängigkeit der Länge eines animalischen Haares oder einer sonst auf Feuchtigkeit ansprechenden Faser von der relativen Fcuchtigkeit eines Gases. Diese Methode liefert jedoch nur sehr ungenaue und unzuverlässige Werte.
Es ist fernerhin bekannt, die relative Feuchtigkeit mit Hilfe der Psychrometermethode zu ermitteln.
Diese Methode mißt die Temperaturdifferenz zwischen einem trockenen (t) und einem befeuchteten (t') Thermometer. Unter der stark vereinfachenden Voraussetzung, daß die Temperaturdifferenz t - t' proportional pd ist und daß zwischen dem Sättigungsdruck pO bei der Temperatur t und dieser Temperatur t Proportionalität besteht, zeigt das Psychrometer, kombiniert mit einer Temperaturmessung für t und einem elektrischen Schaltsystem, die relative Feuchtigkeit t-t' A = A t an, wobei A ein Proportionalitätsfaktor ist. In Wahrheit liefert dieses Verfahren streng aber nur bei einer bestimmten Temperatur t, bei der die Anordnung geeicht wurde, richtige Werte für die relative Feuchtigkeit. Außerdem verlangt dieses Verfahren einen Hilfsgleichstrom für die Speisung des elektrischen Systems, eine Hilfseinrichtung zum Betreiben eines Luftventilators für die erforderliche Luftströmungsgeschwindigkeit (ungefähr 2 m/Sek) und schließlich eine Hilfseinrichtung zum Befeuchten des einen der beiden Thermometer, wodurch ein erheblicher Wartungsaufwand erforderlich ist.
Schließlich ist es auch bekannt, die relative Feuchtigkeit ç von Gasen zu bestimmen mit Hilfe eines Lithiumchloridfühlers, dessen Umwandlungstemperatur X proportional dem Logarithmus des Wasser-1 dampfpartialdruckes2fid ist, eines zweiten Thermometers, das die Gastemperatur t mißt, und einer mechanischen oder elektrischen Einrichtung zur Bildung der Differenz von r - t. Diese Meßmethode liefert jedoch nur innerhalb eines engen Temperaturbereiches zutreffende Werte.
Es wurde nun ein Verfahren gefunden, das ohne besondere Wartung bei jeder beliebigen, praktisch vorkommenden klimatischen Temperatur eine exakte, direkte Messung der relativen Feuchtigkeit gestattet.
Dieses Verfahren benutzt ebenfalls einen Lithiumchloridfühler, der einen dem Logarithmus des Wasser-@ dampfpartialdruckes@ @d@ proportionalen Temperaturwert t liefert, ferner ein zweites Thermometer, das die Gastemperatur t mißt, verwendet nun aber eine Zusatzanordnung, die die Gastemperatur t in eine dem Logarithmus des Sättigungsdrucke2Zg0 proportionale Größe ro transformiert und zugleich T0 von T subtrahiert. Das erfindungsgemäße Verfahren beruht also auf der Gesetzmäßigkeit: lg ç = lg = A z,) .
Po Für die Messung von t bzw. von t können an sich bekannte, temperaturempfindliche Meßglieder verwendet werden, welche z. B. mechanische Kräfte erzeugen, deren Differenz unter Berücksichtigung der (t -> t0)-Transformation auf einen Zeiger übertragen wird, welcher über einer logarithmischen Skala die relative Feuchtigkeit # anzeigt oder registriert. Das eine Meßglied kann vorteilhaft aber auch einen Regelwiderstand (R#) proportional #, das andere, die Temperatur t messende Glied jedoch einen Regelwiderstand (Rt) betätigen, der seinerseits mit einem konstanten Vorwiderstand und einem konstanten Parallelwiderstand kombiniert ist, so daß die Charakteristik dieser Widerstandskombination eine vorgegebene Krümmung, nämlich die der Transformation t erhält, die - entsprechend dem Verhältnis Anfangssteilheit: Endsteilheit -, z. B. in dem praktisch in der Regel vorkommenden Temperaturbereich von - 10° bis + 500 C, I,9 beträgt. Die Differenzbildung # - #0 kann dann mit Hilfe einer Brückenschaltung vorgenommen werden, welche die Widerstände Rr und Rt in benachbarten Zweigen enthält (s. Abb. I).
In einer anderen Ausführungsform des Verfahrens kann die Messung von z durch ein Widerstandsthermometer am L-Fühler geschehen (s. Abb. 2). Das zweite Thermometer zur Messung von t besteht dann wiederum in einem an sich bekannten temperaturempfindlichen Meßglied, welches mechanische Kräfte erzeugt, mit deren Hilfe eine Widerstandskombination geregelt wird, welche die erforderliche Krümmung der Charakteristik, entsprechend dem Verhältnis Anfangssteilheit: Endsteilheit = I,9, aufweist und wobei abermals in einer Brückenschaltung in einem Zweig das Widerstandsthermometer, im benachbarten Zweig die Widerstandskombination geschaltet ist, so daß die Differenz z-z, - ro als Brückendiagonalstrom gemessen und q7 durch ein logarithmisch geeichtes Meßinstrument angezeigt bzw. registriert wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zum Messen der relativen Feuchtigkeit (p) von Gasen mit Hilfe eines Lithiumchloridfühlers, dessen Umwandlungstemperatur (T) prof portional demsLogarithmus des Wasserdampfpartialdruckes (>d) ist, eines zweiten Thermometers, das die Gastemperatur (t) mißt, und einer mechanischen oder elektrischen Einrichtung zur Darstellung der beiden Thermometermeßwerte in Werten der relativen Feuchte, dadurch gekennzeichnet, daß die Gastemperatur (t) in eine dem r Logarithmus des Sättigungsdruckett0) proportionalen Größe (To) transformiert und zugleich (ro) von (z) subtrahiert wird.
2. Verfahren zum Messen der relativen Feuchtigkeit (g) nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung sowohl der dem Logarithmus des Partialdruckes proportionalen Temperatur (z) als auch der Gastemperatur (t) an sich bekannte temperaturempfindliche Meßglieder verwendet werden, welche mechanische Kräfte erzeugen, deren Differenz unter Berücksichtigung der (t + r0)-Transformation auf einen über einer logarithmischen Skala spielenden Zeiger übertragen wird.
3. Verfahren zum Messen der relativen Feuchtigkeit (?) nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Meßglied einen regelbaren Widerstand proportional (z) steuert, das andere, die Temperatur (t) messende Glied jedoch einen regelbaren Widerstand betätigt, der mit einem konstanten Vorwiderstand und einem konstanten Parallelwiderstand derart kombiniert ist, daß die Charakteristik dieser Widerstandskombination eine Krümmung, nämlich die der Transformation (t > #0,) erhält, und die Differenzbildung (z -durch eine elektrische Schaltung, z. B. eine Brücke, vorgenommen wird, welche den einen der obengenannten Widerstände in einem Zweig, die genannte Widerstandskombination in einem benachbarten Zweig enthält.
4. Verfahren zum Messen der relativen Feuchtigkeit (ç) nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung einerseits von (z) ein Widerstandsthermometer, andererseits von (t) ein an sich bekanntes, temperaturempfindliches Meß- glied verwendet wird, das mechanische Kräfte erzeugt, die eine die erforderliche Krümmung der Charakteristik - entsprechend der (t + t0)-Transformation - aufweisende Widerstandskombination steuern, und daß in einer Brückenschaltung in einem Zweig das Widerstandsthermometer und im benachbarten Zweig die Widerstandskombination geschaltet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: »Wissenschaftl. Veröffentl. Siemenswerke«, Bd. I4, Heft 2 (1935), S. 20 bis 3I und Bd. I5, Heft 3 (I936), 5. 91 bis 108; xRefrigerating Engineering«, Oct. 1947, 5. 35 bis 354; »Archiv für techn. Messen«, V I283-2; USA.-Patentschriften Nr. 2359278, 2102003.