WO2007025672A1 - Vorrichtung zur kalibrierung eines feuchtesensors sowie sensoranordnung mit einem kalibrierbaren feuchtesensor - Google Patents

Vorrichtung zur kalibrierung eines feuchtesensors sowie sensoranordnung mit einem kalibrierbaren feuchtesensor Download PDF

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WO2007025672A1
WO2007025672A1 PCT/EP2006/008295 EP2006008295W WO2007025672A1 WO 2007025672 A1 WO2007025672 A1 WO 2007025672A1 EP 2006008295 W EP2006008295 W EP 2006008295W WO 2007025672 A1 WO2007025672 A1 WO 2007025672A1
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gas
humidity
gas connection
flow resistance
channel
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Martin Rombach
Markus Langenbacher
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Testo Ag
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0006—Calibrating gas analysers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N2001/2893—Preparing calibration standards

Definitions

  • the present invention relates to a device for calibrating a humidity sensor having a measuring chamber, which has a first gas connection for connection to a pressure-actuatable system and a second gas connection for connection to a further gas chamber.
  • the relative humidity is measured in open or closed gas volumes, that is to say the amount of moisture dissolved in the respective gas relative to the maximum amount of moisture soluble in the gas at the given temperature.
  • Such measurements are for example the average consumer as measurements of relative humidity for determining the climatic conditions familiar, but they are also common in industrial environments, for example, in the determination of the relative humidity in compressed gas tanks.
  • Moisture sensors are often heavily loaded by physical and chemical influences and can therefore significantly change their response characteristics compared to an initial calibration. Therefore, a recalibration is necessary at certain intervals.
  • the present invention is the object of the invention to provide a device for calibrating a humidity sensor and a sensor assembly with a calibratable wet sensor of the type mentioned, in which the calibration process is simplified and the smallest possible resources are needed to carry it out.
  • the first gas connection and / or the second gas connection has a flow resistance which is adjustable to two different fixed values.
  • a calibration method is known in which at a first pressure Pl and at a second, different from the first pressure P2 and under otherwise identical conditions in each case a humidity value Ul, U2 is detected, wherein at least the ratio of the first pressure value P1 and the second pressure value P2 is known and that the correction value for the humidity sensor is determined from the ratio of the pressure values and the measured moisture values.
  • the various pressure values are measured and assigned to the likewise measured humidity values.
  • pressure sensors are necessary and a calibration process requires the acquisition of the corresponding measured values and further processing.
  • this effort is reduced by the fact that the ratio of the pressures in the measuring chamber of the two measurements is already fixed by the selection in the setting of the flow resistances. stands and is known and stored. Only the humidity values are measured and incorporated as a variable in the calculation of the correction value.
  • the relative humidity value between the two measurements will change. From the ratio of the two pressure values can be concluded that the ratio of the two actually present humidity values of the relative gas humidity. If the ratios of the pressures and the measured relative humidities do not agree, then the deviation can be used to determine the correction value to be used for the respective moisture measurement. This correction value must then be subtracted from or added to the measured value of the relative humidity.
  • the device for calibrating a humidity sensor accordingly provides a measuring chamber with gas connections according to the invention, by means of which two different gas pressure values can be set by setting two different flow resistances in the first or second gas connection through the respective pressure gradient in the measuring chamber, whose ratio is known and reproducible is.
  • an input device is provided, via which the calibration device can be supplied with the measured moisture values of the humidity sensor.
  • a computing device of the calibration device determines the correction value from the measured data and outputs it.
  • the calibration procedure is carried out in such a way that the correction factor k to be subtracted from a measured moisture value is determined according to the equation:
  • the moisture sensor can thus be calibrated using a pressure sensor, without the moisture actually present being determined directly. It is only necessary to set a defined known pressure ratio of two pressure values, whereby a moisture measurement is carried out at each of the pressure values.
  • the method of calibrating a humidity sensor in a pressurizable gas-filled plant is advantageously carried out by venting or supplying gas by means of a valve provided on the system, and by registering pressure values and moisture values before and after the discharge / supply of gas, in each case before the moisture measurement, a temperature compensation is awaited.
  • valves for filling with gas or for draining provided by gas anyway.
  • gas can be discharged or supplied, wherein discharged gas can be stored in an external pressure tank.
  • a temperature compensation must be awaited after the discharge or supply of gas, since both moisture measurements must take place at the same temperature and there by the relaxation of the gas or by the pressure increase a temperature decrease or increase is to be expected.
  • this can be operated in a measuring chamber connected to the system, so that the different pressure values do not require a pressure change in the entire system, but only the gas pressure must be set in the partial volume in which the humidity sensor is arranged.
  • calibration can be performed easily, reliably and quickly without major changes or installations to the pressurisable gas-filled plant by service personnel.
  • the invention also relates to a sensor arrangement with a calibratable humidity sensor and having a correction device with a memory in which a correction value to be subtracted from the measured humidity value can be stored, the correction device subtracting the correction value from the detected measured value of the humidity and In particular, the result of a display device zuong.
  • the sensor arrangement thus has a correction device, by means of which the humidity value detected by the humidity sensor is corrected by means of the correction value so that the actually existing humidity value is available as corrected measured value for reading or further processing, for example in a control room.
  • the flow resistance of the first and / or second gas connection can be changed by having a first channel with a first flow resistance and a second channel which runs parallel to the first channel and can be closed with a blocking device. In the opened state of the blocking device, the second channel bridges the first channel, so that the entire flow resistance of the respective gas connection is substantially reduced. In this way, very different flow resistances of the first and / or second gas connection can be realized by closing and opening the blocking device.
  • the flow resistance that occurs at the second gas connection is greater than the flow resistance that is provided in the second channel of the first gas connection.
  • an increased pressure can build up in the measuring chamber when opening the second inflow channel, which is between the secondary-side pressure of the second gas connection and the pressure of the pressurizable system.
  • the ratio of the flow resistance at the second gas connection to the flow resistance of the second channel of the first gas connection can be greater than 10 to 1.
  • the flow resistance at the second gas connection is smaller than the flow resistance of the first channel of the first gas connection, but is significantly greater than the flow resistance of the second channel of the first gas connection, then a particularly large pressure ratio of the two can be realized in each case with open or locked second inflow Realize pressure values.
  • the second channel can be realized particularly easily at the first or second gas connection by means of a gas pipe, which bridges the first channel and can be blocked by means of a ball valve.
  • FIG. 1 in a schematic representation of a
  • FIG. 2 schematically shows the function of the computing device for determining the correction value
  • FIG. 3 is a flow chart of the calibration process
  • FIG. 4 shows a measuring chamber with gas connections in a detailed representation.
  • the measuring chamber 2 has a first gas connection 3 and a second gas connection 4, by means of which the measuring chamber with a gas-filled pressurizable system 5 on the one hand and with a further gas chamber, optional can be connected by means of a pressure hose 6 on the other hand.
  • the gas humidity in the pressurizable system 5 and at the same time to calibrate the humidity sensor 1, first the measuring chamber 2 via the first Gas connection 3 connected to the pressurizable system 5, so that gas can flow through a first channel 3 a, which flows through the second gas port 4 again from the measuring chamber.
  • the first pressure value is established by the ratio of the flow resistances, the first moisture value is determined.
  • the flow resistance of the first gas port is changed to a second value, thereby opening a ball valve in a second channel 3b. This sets a second pressure value in the measuring chamber, in which the second moisture value is measured.
  • the correction device 8 is temporarily bridged.
  • the different pressure values can also be adjusted by the fact that the flow resistance of the second gas connection can be changed in a defined way.
  • a correction value can then be determined which is stored in the memory 10.
  • the correction value stored in the memory is then subtracted from the humidity value measured by the humidity sensor 1 in a subtraction unit 11 and a corrected measured value is output by means of a display 17 within the correction device 8.
  • FIG. 2 schematically shows the acquisition and calculation steps in a calibration process.
  • the moisture value U1 is detected in a first step and stored in a first data memory 12.
  • a second humidity value U2 is then measured and stored at the second pressure value and otherwise identical ambient conditions.
  • the ratio P1 / P2 is precalculated and stored in a data memory 14.
  • a computing device 15 is then calculated by means of a microprocessor k according to the formula given above and forwarded to an output device 16, which forwards the correction value, for example, to the correction device 8, where it is stored in the memory 10.
  • the calibration process is shown again in the form of steps.
  • a specific pressure is set in the measuring chamber by means of the first flow resistance.
  • the moisture value Ul is measured.
  • the pressure in the measuring chamber is changed by setting a second flow resistance in the first gas connection to a second value.
  • a second humidity value U2 is measured.
  • the quotient of Ul and U2 is calculated.
  • FIG. 4 shows in detail the calibration device with a measuring chamber 2 which has a first gas connection 3 and a second gas connection 4, wherein the first gas connection 3 is connected to a gas-pressure-actuatable system 5 and has a first inflow channel 3a and a second inflow channel 3b in the form having a gas pipe.
  • the first inflow channel 3a has a constriction 3d, which has an enlarged first flow resistance.
  • the second inflow passage 3b is in the first state by the ball valve 3c, which is symbolically represented by a thick line, closed and opened in a second state, so that it bridges the first inflow passage 3a.
  • the gas from the system 5 can only flow into the measuring chamber through the constriction 3d, so that an intermediate pressure is established in the measuring chamber 2 according to the ratio of the flow resistances of the constrictions 3d, 4a.
  • the two mentioned pressure values can be reproduced well and their ratio is reproducibly fixed and measured.
  • the quotient is stored in the memory 14 of FIG.
  • the relative humidity value would have to drop at high pressure from 1.7% relative humidity to 0.34% relative humidity at the lower pressure value.
  • the described calibration method can be carried out cyclically or periodically during the operation of the humidity sensor and a new correction value can be calculated and stored in each case.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kalibrierung eines Feuchtesensors (1) mit einer Messkammer (2), die einen ersten Gasanschluss (3) zur Verbindung mit einer druckbeauf schlagbaren Anlage (5) und einen zweiten Gasanschluss (4) zur Verbindung mit einem weiteren Gasraum aufweist, wobei der erste und/oder der zweite Gasanschluss einen Strömungswiderstand aufweist, der auf zwei verschiedene feste Werte einstellbar ist.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zur Kalibrierung eines Feuchtesensors sowie Sensoranordnung mit einem kalibrierbaren Feuchtesensor
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Kalibrierung eines Feuchtesensors mit einer Messkammer, die einen ersten Gasanschluss zur Verbindung mit einer druck- beaufschlagbaren Anlage und einen zweiten Gasanschluss zur Verbindung mit einem weiteren Gasraum aufweist .
Mit Hilfe von Feuchtesensoren wird in offenen oder geschlossenen Gasvolumina die relative Feuchte gemessen, das heißt die Menge an Feuchtigkeit, die in dem jeweiligen Gas gelöst ist relativ zu der maximal bei der gegebenen Temperatur in dem Gas lösbaren Feuchtigkeitsmenge.
Solche Messungen sind beispielsweise dem Durchschnitts- Verbraucher als Messungen der relativen Luftfeuchtigkeit zur Bestimmung der klimatischen Bedingungen geläufig, sie sind jedoch auch im industriellen Umfeld beispielsweise bei der Bestimmung der relativen Luftfeuchte in Druckgasbehältern üblich. Feuchtesensoren werden oft durch physikalische und che- mische Einflüsse stark belastet und können dadurch ihre Ansprechcharakteristik gegenüber einer anfänglichen Kalibrierung signifikant verändern. Daher ist in gewissen Abständen eine Nachkalibrierung notwendig.
Aus dem Stand der Technik (DE 3936138 Al7 US 6073480) ist eine Kalibrierung eines Feuchtesensors dadurch bekannt, daß eine erste Feuchtemessung bei einer ersten Temperatur und danach bei einer zweiten Temperatur eine zweite Feuchtemessung durchgeführt wird, wobei der Gasdruck bei beiden Messungen gleichbleibt. Durch die gemessenen Temperatur- und Feuchtigkeitswerte ist eine Berechnung eines Korrekturwertes für die Feuchtemessung möglich, da der mathematische Zusammenhang zwischen Temperatur und tatsächlicher relativer Feuchte bekannt ist.
Es ist jedoch zur Anwendung dieser Technik notwendig, einer- seits Temperatursensoren im Bereich der Feuchtsensoren anzuordnen, und andererseits Heiz- oder Kühlelemente vorzusehen. Außerdem erfordert eine derartige Kalibrierung Zeit zur Einstellung der jeweiligen Meßtemperaturen.
Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Kalibrierung eines Feuchtesensors und eine Sensoranordnung mit einem kalibrierbaren Feuchtsensor der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der der Kalibriervorgang vereinfacht ist und möglichst geringe Hilfsmittel zu seiner Durchführung benötigt werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der erste Gasanschluss und/oder der zweite Gasanschluss einen Strömungswiderstand aufweist, der auf zwei verschiedene feste Werte einstellbar ist. Aus dem Stand der Technik (DE 102 036 37 B4)ist ein Kalibrierverfahren bekannt, bei dem bei einem ersten Druck Pl und bei einem zweiten, vom ersten unterschiedlichen Druck P2 und bei sonst gleichen Bedingungen jeweils ein Feuchtewert Ul, U2 erfaßt wird, wobei zumindest das Verhältnis des ersten Druckwertes Pl und des zweiten Druckwertes P2 bekannt ist und daß der Korrekturwert für den Feuchtesensor aus dem Verhältnis der Druckwerte und den gemessenen Feuchtigkeitswerten bestimmt wird.
Gemäß dem Stand der Technik werden die verschiedenen Druckwerte gemessen und den ebenfalls gemessenen Feuchtewerten zugeordnet. Hierzu sind Drucksensoren notwendig und ein Kalibriervorgang erfordert die Erfassung der entsprechenden Messwerte und die Weiterverarbeitung. Gemäß der Erfindung redu- ziert sich dieser Aufwand dadurch, dass durch die Auswahl bei der Einstellung der Strömungswiderstände das Verhältnis der Drücke in der Messkammer der beiden Messungen bereits fest- steht und bekannt und abgespeichert ist . Lediglich die Feuchtewerte werden gemessen und fließen als Variable in die Berechnung des Korrekturwertes ein.
Wird der Feuchtewert bei zwei unterschiedlichen Drücken gemessen, wobei die Temperatur und andere Umgebungsbedingungen konstant gehalten werden und wobei auch die gleiche Feuchtigkeitsmenge absolut in dem Gas gelöst bleibt, so ändert sich der Wert der relativen Feuchte zwischen den beiden Messungen. Aus dem Verhältnis der beiden Druckwerte kann auf das Verhältnis der beiden real vorliegenden Feuchtigkeitswerte der relativen Gasfeuchtigkeit geschlossen werden. Stimmen die Verhältnisse der Drücke und der gemessenen relativen Gas- feuchten nicht überein, so kann aus der Abweichung der Kor- rekturwert bestimmt werden, der bei der jeweiligen Feuchtemessung anzusetzen ist. Dieser Korrekturwert ist dann von dem gemessenen Wert der relativen Feuchte abzuziehen oder zu diesem zu addieren.
Die Vorrichtung zur Kalibrierung eines Feuchtesensors sieht demgemäß eine Messkammer mit Gasanschlüssen gemäß der Erfindung vor, durch die bei Einstellung zweier verschiedener Strömungswiderstände im ersten oder zweiten Gasanschluss durch das jeweilige Druckgefälle in der Messkammer zwei un- terschiedliche Gasdruckwerte eingestellt werden können, deren Verhältnis bekannt und reproduzierbar ist. Außerdem ist eine Eingabeeinrichtung vorgesehen, über die der Kalibriervorrichtung die gemessenen Feuchtewerte des Feuchtesensors zugeführt werden können. Eine Recheneinrichtung der Kalibrier- Vorrichtung bestimmt dann aus den gemessenen Daten den Korrekturwert und gibt diesen aus .
Vorteilhaft wird das Verfahren zur Kalibrierung derart durchgeführt, daß der von einem gemessenen Feuchtewert zu subtra- hierende Korrekturfaktor k bestimmt wird nach der Gleichung:
k= ((P1/P2)* U2 - U2) / (P1/P2-1) . Idealerweise gilt bei einem Gas gleichbleibender Konsistenz und konstanter Temperatur, daß das Verhältnis der beiden Druckwerte, bei denen gemessen wird, dem Verhältnis der tat- sächlich vorliegenden relativen Luftfeuchten entspricht: P1/P2 = Ul (real)/U2 (real).
Da die gemessenen Feuchtewerte Ul, U2 mit den realen Feuchtewerten vor der Kalibrierung nicht übereinstimmen, berechnet sich der reale Feuchtewert Ul (real) = Ul - k sowie U2 (real) = U2 - k.
Es ergibt sich die Gleichung: P1/P2 = (Ul - k) / (U2 - k) .
Diese Gleichung nach k aufgelöst ergibt: k = ((P1/P2)*U2 - U1)/(P1/P2 - 1).
Dies gilt unter der Annahme, daß k unabhängig vom Wert von U ist. Durch das erfindungsgemäße Kalibrierverfahren läßt sich somit der Feuchtesensor unter Verwendung eines Drucksensors kalibrieren, ohne daß die tatsächlich vorliegende Feuchte direkt bestimmt wird. Es ist lediglich notwendig, ein definiertes bekanntes Druckverhältnis von zwei Druckwerten einzustellen, wobei bei jedem einzelnen der Druckwerte eine Feuchte- messung durchgeführt wird.
Auf praktische Weise wird das Verfahren zur Kalibrierung eines Feuchtesensors in einer druckbeaufschlagbaren gasgefüllten Anlage vorteilhaft derart durchgeführt, daß mittels eines an der Anlage vorgesehenen Ventils Gas abgelassen oder zugeführt wird, und daß Druckwerte und Feuchtewerte vor und nach dem Ablassen / Zuführen von Gas registriert werden, wobei jeweils vor der Feuchtemessung ein Temperaturausgleich abgewartet wird.
An druckbeaufschlagbaren gasgefüllten Anlagen sind typischerweise Ventile zum Befüllen mit Gas oder zum Ablassen von Gas ohnehin vorgesehen. Über ein derartiges Ventil kann entweder Gas abgelassen oder zugeführt werden, wobei abgelassenes Gas in einem externen Drucktank gespeichert werden kann. Vor- und nach dem Ablassen beziehungsweise Zuführen von Gas werden jeweils Feuchtemessungen durchgeführt, wobei nach dem Ablassen oder Zuführen von Gas ein Temperaturausgleich abgewartet werden muß, da beide Feuchtemessungen bei derselben Temperatur stattfinden müssen und da durch die Entspannung des Gases beziehungsweise durch die Druckerhöhung eine Temperaturerniedrigung beziehungsweise -erhöhung zu erwarten ist .
Zur Kalibrierung des Feuchtesensors kann dieser in einer an die Anlage angeschlossenen Messkammer betrieben werden, so daß die unterschiedlichen Druckwerte nicht eine Druckänderung in der gesamten Anlage erfordern, sondern nur der Gasdruck in dem Teilvolumen eingestellt werden muß, in dem der Feuchtesensor angeordnet ist. Somit kann die Kalibrierung ohne größere Änderungen oder Installationen an der druckbeaufschlag- baren gasgefüllten Anlage von Servicepersonal einfach, zuverlässig und schnell durchgeführt werden.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Sensoranordnung mit einem kalibrierbaren Feuchtesensor und mit einer Korrek- tur-einrichtung mit einem Speicher, in dem ein von dem gemessenen Feuchtewert zu subtrahierender Korrekturwert speicherbar ist, wobei die Korrektureinrichtung von dem erfaßten Meßwert der Feuchte den Korrekturwert subtrahiert und insbesondere das Ergebnis einer Anzeigeeinrichtung zuleitet.
Die Sensoranordnung weist somit eine Korrektureinrichtung auf, durch die nach einer Kalibrierung der von dem Feuchtesensor erfaßte Feuchtewert mittels des Korrekturwertes korrigiert wird, so daß der tatsächlich vorliegende Feuchtewert als korrigierter Meßwert zum Ablesen oder zur Weiterverarbeitung, beispielsweise in einer Meßwarte zur Verfügung steht. Gemäß der Erfindung kann der Strömungswiderstand des ersten und/oder zweiten Gasanschlusses dadurch geändert werden, dass er einen ersten Kanal mit einem ersten Strömungswiderstand aufweist sowie einen zweiten Kanal, der parallel zu dem ers- ten Kanal verläuft und mit einer Sperrvorrichtung verschließbar ist. Im geöffneten Zustand der Sperrvorrichtung überbrückt der zweite Kanal den ersten Kanal, so dass der gesamte Strömungswiderstand des jeweiligen Gasanschlusses wesentlich verringert wird. Auf diese Weise lassen sich durch Schließen und Öffnen der Sperrvorrichtung sehr unterschiedliche Strömungswiderstände des ersten und/oder zweiten Gasanschlusses realisieren.
Vorteilhaft ist der Strömungswiderstand, der an dem zweiten Gasanschluss auftritt, größer als der Strömungswiderstand, der in dem zweiten Kanal des ersten Gasanschlusses vorgesehen ist . In diesem Fall kann sich in der Messkammer bei Öffnung des zweiten Einströmkanals ein erhöhter Druck aufbauen, der zwischen dem sekundärseitigen Druck des zweiten Gasanschlus- ses und dem Druck der druckbeaufschlagbaren Anlage liegt.
Dabei kann das Verhältnis des Strömungswiderstandes am zweiten Gasanschluss zu dem Strömungswiderstand des zweiten Kanals des ersten Gasanschlusses größer als 10 zu 1 sein.
Wenn der Strömungswiderstand am zweiten Gasanschluss kleiner ist als der Strömungswiderstand des ersten Kanals des ersten Gasanschlusses, dabei jedoch wesentlich größer als der Strömungswiderstand des zweiten Kanals des ersten Gasanschlusses ist, dann lässt sich ein besonders großes Druckverhältnis der beiden jeweils bei geöffnetem oder gesperrtem zweiten Einströmkanal realisierbaren Druckwerte realisieren.
Ist der Strömungswiderstand des zweiten Gasanschlusses größer als der Strömungswiderstand des ersten Gasanschlusses, dann wird erreicht, dass die Strömungsverhältnisse relativ unabhängig von dem sekundärseitig an dem zweiten Gasanschluss wirkenden Außendruck sind, da sich in jedem Fall ein Überdruck in der Messkammer aufbaut, der wesentlich höher ist als der Außendruck.
Besonders einfach ist an dem ersten oder zweiten Gasanschluss der zweite Kanal durch ein Gasrohr realisierbar, das den ersten Kanal überbrückt und mittels eines Kugelhahns sperrbar ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung beispielhaft gezeigt und nachfolgend erläutert.
Dabei zeigt
Figur 1 in einer schematischen Darstellung einen
Feuchtesensor sowie eine Vorrichtung zu seiner Kalibrierung,
Figur 2 schematisch die Funktion der Recheneinrichtung zur Ermittlung des Korrekturwertes,
Figur 3 ein Ablaufdiagramm des Kalibriervorgangs,
Figur 4 eine Messkammer mit Gasanschlüssen in detaillierter Darstellung.
Figur 1 zeigt zunächst einen Feuchtesensor 1 in einer gasdichten Meßkammer 2. Die Meßkammer 2 weist einen ersten Gasanschluß 3 und einen zweiten Gasanschluß 4 auf, mittels deren die Meßkammer mit einer gasgefüllten druckbeauf- schlagbaren Anlage 5 einerseits und mit einem weiteren Gas- raum, wahlweise mittels eines Druckschlauchs 6 andererseits verbunden werden kann.
Um beispielsweise die Gasfeuchte in der druckbeaufschlagbaren Anlage 5 zu messen und gleichzeitig den Feuchtesensor 1 zu kalibrieren, wird zunächst die Meßkammer 2 über den ersten Gasanschluß 3 mit der druckbeaufschlagbaren Anlage 5 verbunden, so dass Gas durch einen ersten Kanal 3a einströmen kann, welches durch den zweiten Gasanschluss 4 wieder aus der Messkammer ausströmt. Bei dem sich durch das Verhältnis der Strö- mungswiderstände einstellenden ersten Druckwert wird der erste Feuchtewert bestimmt. Danach wird der Strömungswiderstand des ersten Gasanschlusses auf einen zweiten Wert geändert, dadurch dass ein Kugelhahn in einem zweiten Kanal 3b geöffnet wird. Es stellt sich dadurch ein zweiter Druckwert in der Messkammer ein, bei dem der zweite Feuchtewert gemessen wird. Beim Kalibriervorgang wird die Korrektureinrichtung 8 vorübergehend überbrückt .
Die verschiedenen Druckwerte können auch dadurch einstellbar sein, dass der Strömungswiderstand des zweiten Gasanschlusses definiert veränderbar ist.
Aus dem bekannten Verhältnis der Druckwerte sowie den beiden gemessenen und unkorrigierten Feuchtemeßwerten kann dann ein Korrekturwert ermittelt werden, der in dem Speicher 10 abgelegt wird. Bei folgenden Feuchtemessungen wird dann innerhalb der Korrektureinrichtung 8 der im Speicher abgelegte Korrekturwert von dem durch den Feuchtesensor 1 gemessenen Feuchtewert in einer Subtraktionseinheit 11 abgezogen und ein korri- gierter Messwert mittels einer Anzeige 17 ausgegeben.
In der Figur 2 sind schematisch die Erfassungs- und Rechenschritte bei einem Kalibriervorgang dargestellt. Mittels des Feuchtesensors 1 wird in einem ersten Schritt der Feuchtewert Ul erfasst und in einem ersten Datenspeicher 12 hinterlegt.
In einem zweiten Schritt wird dann bei dem zweiten Druckwert und ansonsten gleichen Umgebungsbedingungen ein zweiter Feuchtewert U2 gemessen und gespeichert .
Das Verhältnis P1/P2 ist vorberechnet und in einem Datenspeicher 14 hinterlegt. In einer Rechen-einrichtung 15 wird dann mittels eines Mikroprozessors k nach der oben angegebenen Formel berechnet und an eine Ausgabeeinrichtung 16 weitergegeben, die den Korrekturwert beispielsweise an die Korrektureinrichtung 8 weitergibt, wo dieser im Speicher 10 gespei- chert wird.
In der Figur 3 ist der Kalibriervorgang nochmals in Form von Ablaufschritten dargestellt. In einem ersten Schritt 101 wird in der Messkammer mittels des ersten Strömungswiderstands ein bestimmter Druck eingestellt. Im zweiten Schritt 102 wird der Feuchtewert Ul gemessen.
Im dritten Schritt 103 wird der Druck in der Meßkammer durch Einstellen eines zweiten Strömungswiderstandes im ersten Gas- anschluss auf einen zweiten Wert geändert.
Im vierten Schritt 104 wird ein zweiter Feuchtewert U2 gemessen. Im fünften Schritt 105 wird der Quotient aus Ul und U2 berechnet. Im sechsten Schritt 106 werden die Quotienten aus Pl und P2 sowie Ul und U2 miteinander verglichen. Stimmen die beiden Quotienten überein, so wird im nächsten Schritt (109) der Korrekturwert k = 0 gesetzt und das Kalibrierverfahren beendet. Stimmen die Quotienten nicht überein, so wird im nächsten Schritt 107 k aus der oben angegebenen Formel be- rechnet. Im achten Schritt 108 wird dann k im Speicher 10 zur Korrektur folgender Feuchtemessungen gespeichert.
Figur 4 zeigt im Detail die Kalibriervorrichtung mit einer Messkammer 2, die einen ersten Gasanschluss 3 und einen zwei- ten Gasanschluss 4 aufweist, wobei der erste Gasanschluss 3 mit einer gasdruckbeaufschlagbaren Anlage 5 verbunden ist und einen ersten Einströmkanal 3a sowie einen zweiten Einströmkanal 3b in Form eines Gasrohres aufweist. Der erste Einströmkanal 3a hat eine Engstelle 3d, die einen vergrößerten ersten Strömungswiderstand aufweist. Der zweite Einströmkanal 3b ist im ersten Zustand durch den Kugelhahn 3c, der symbolisch durch eine dicke Linie dargestellt ist, verschlossen und in einem zweiten Zustand geöffnet, so dass er den ersten Einströmkanal 3a überbrückt.
In dem geöffneten Zustand des Kugelhahns 3c herrscht in der Messkammer 2 annähernd derselbe Druck wie in der Anlage 5, da durch den zweiten Gasanschluss 4 das Gas nicht so schnell ausströmen kann, wie es durch den ersten Gasanschluss 3 ein- strömt. Der Gasanschluss 4 führt ins Freie, das heißt, er ist sekundärseitig mit Atmosphärendruck verbunden. Er weist eine Engstelle 4a auf, die einen dritten Strόmungswiderstand hat.
Ist der Kugelhahn 3c geschlossen, so kann das Gas aus der An- läge 5 lediglich durch die Engstelle 3d in die Messkammer einströmen, so dass sich in der Messkammer 2 nach dem Verhältnis der Strömungswiderstände der Engstellen 3d, 4a ein Zwischendruck einstellt. Die beiden genannten Druckwerte lassen sich gut reproduzieren und ihr Verhältnis steht reprodu- zierbar fest und ist gemessen. Der Quotient ist in dem Speicher 14 aus Figur 2 abgelegt.
Bei einer Beispielkalibrierung wurde zunächst ein erster Druckwert Pl = 4,5 bar eingestellt. Bei diesem Druckwert wur- de mittels des Feuchtesensors ein Feuchtewert Ul = 1,7% relative Feuchte gemessen. Bei einem zweiten Gasdruck von 0,9 bar nach Öffnung des Kugelhahns wurde ein Feuchtewert von 0,5% relativer Feuchte gemessen. Der Quotient der Druckwerte betrug 5.
Damit müßte der relative Feuchtewert bei hohem Druck von 1,7% relativer Feuchte auf 0,34% relativer Feuchte bei dem niedrigeren Druckwert absinken. Gemessen wurde aber ein Wert von 0,5% relativer Feuchte bei dem niedrigeren Druckwert. Das heißt, es ist eine Korrektur notwendig, k ergibt sich wie folgt k = (5*0,5% r. F - 1,7% r. F) / (5 - 1) = 0,2% r. F. Die korrigierten Feuchtewerte gemäß der durchgeführten Messung sind dann Ul (real) = 1,7% r. F - 0,2% r. F = 1,5% r. F und U2 (real) = 0,5% r. F - 0,2% r. F = 0,3% r. F.
Das beschriebene Kalibrierverfahren kann während des Betriebs des Feuchtesensors zyklisch beziehungsweise periodisch durchgeführt und jeweils ein neuer Korrekturwert berechnet und ge- speichert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Kalibrierung eines Feuchtesensors (1) mit einer Messkammer (2), die einen ersten Gasanschluss (3) zur
Verbindung mit einer druckbeaufschlagbaren Anlage (5) und einen zweiten Gasanschluss (4) zur Verbindung mit einem weiteren Gasraum aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß der erste und/oder der zweite Gasanschluss einen Strömungswiderstand aufweist, der auf zwei verschiedene feste Werte einstellbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß der erste Gasanschluss und/oder der zweite Gasanschluss einen ersten Kanal (3a) mit einem ersten Strömungswiderstand aufweist sowie einen zweiten Kanal (3b) mit einem zweiten Strδ- mungswiderstand, der parallel zu dem ersten Kanal (3a) ver- läuft, mit einer Sperrvorrichtung (3c) verschließbar ist und im geöffneten Zustand der Sperrvorrichtung den ersten Kanal (3a) überbrückt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß der zweite Gasanschluss (4) einen einzigen Kanal mit einem Strömungswiderstand aufweist, der größer ist als die Strömungswiderstände des ersten und zweiten Kanals (3a, 3b) des ersten Gasanschlusses (3) .
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß das Verhältnis des Strömungswiderstandes des zweiten Gasanschlusses (4) zum Strömungswiderstand des zweiten Kanals (3b) des ersten Gasanschlusses (3) größer als 10 zu 1 ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß der Strömungswiderstand des zweiten Gasanschlusses (4) klei- ner als der Strömungswiderstand des ersten Kanals (3a) des ersten Gasanschlusses (3) .
6. Vorrichtung nach Anspruch 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß der zweite Kanal (3b) des ersten oder zweiten Gasanschlusses durch ein Gasrohr gebildet ist, das mittels eines Kugelhahns (3c) sperrbar ist.
7. Sensoranordnung zur Messung einer Gasfeuchte mit einem Feuchtesensor und einer Vorrichtung zur Kalibrierung des
Feuchtesensors gemäß einem der Ansprüche 1 - 6.
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