DE3737260C1

DE3737260C1 - Psychrometer

Info

Publication number: DE3737260C1
Application number: DE19873737260
Authority: DE
Inventors: Alfred Boehm
Original assignee: Ultrakust Electronic GmbH
Current assignee: Bartec Messtechnik und Sensorik 94239 Gottes GmbH
Priority date: 1987-11-03
Filing date: 1987-11-03
Publication date: 1989-03-16

Abstract

The invention relates to a psychrometer and in particular an impinging beam psychrometer. In known psychrometers, especially with regard to the thermal insulation of the vessel provided in the measuring chamber, the solution proposed therefor was still unsatisfactory. To improve the static and dynamic measurement behaviour of the psychrometer, the invention here takes the path of arranging the vessel on a stand or on a stem above the floor of the measuring chamber.

Description

Die Erfindung betrifft ein Psychrometer, insbesondere ein Prallstrahl-Pschrometer gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a psychrometer, in particular a Impact jet pretrometer according to the preamble of claim 1.

Ein derartiges Psychrometer ist z. B. aus der DD 2 32 762 A1 bekannt. Bei diesem bekannten Psychrometer hatte man sich bereits das Ziel gesetzt, ein früheres Psychrometer, wie es z. B. in der DE 27 47 815 C3 beschrieben ist, zu verbessern. Bei diesem letztgenannten Psychrometer (DE 27 47 815 C3), bei dem ein wärmeisoliertes Gefäß für die Flüssigkeit als Ring aus porösem Material auf dem Boden angebracht ist, sah man es als Nachteil an, daß im Gefäß Rezirkulationen und Mischvorgänge ent stehen, was zu einer Erhöhung der Anzeigeträgheit des Psychro meters führt. Auch im Hinblick auf die Wärmeisolierung des Ge fäßes und der Vortemperierung der zugeleiteten Flüssigkeit, erachtete man die frühere Lösung für nicht ausreichend.Such a psychrometer is e.g. B. from DD 2 32 762 A1 known. With this well-known psychrometer you had yourself already set the goal of an earlier psychrometer like it e.g. B. is described in DE 27 47 815 C3 to improve. In this latter psychrometer (DE 27 47 815 C3), which is a heat-insulated container for the liquid as a ring porous material is attached to the floor, you saw it as Disadvantage that recirculations and mixing processes ent in the vessel stand, leading to an increase in the sluggishness of the psychro meters leads. Also with regard to the thermal insulation of the Ge barrel and the preheating of the supplied liquid, the previous solution was considered insufficient.

Eine im Vergleich zur DE-27 47 815 C3 geringfügige Weiterentwicklung eines weiteren Psychrometers ist aus "Technisches Messen" tm, Heft 11/86 bekannt.A minor development compared to DE-27 47 815 C3 Another psychrometer is from "Technisches Messen" tm, issue 11/86 known.

Die Abwandlung besteht im wesentlichen darin, daß man eine ringmäßige Ableitung für die über den Rand des Gefäßes überströmende Flüssig keit vorsieht und den Trockentemperaturfühler im Einströmkanal für den Gasstrom anordnet. Die Nachteile, wie Rezirkulationen und Misch vorgänge im Gefäß selbst und auch die unzulängliche Wärmeisolation des Gefäßes sind jedoch auch bei dieser Lösung vorhanden.The modification essentially consists in the fact that an annular Drainage for the liquid flowing over the edge of the vessel and the dry temperature sensor in the inflow channel for orders the gas flow. The disadvantages, such as recirculation and mixing processes in the vessel itself and also the inadequate heat insulation of the vessel are also present in this solution.

Die konstruktive Lösung, die gemäß der DD 2 32 762 A1 nunmehr vorgesehen wurde, hoffte man vor allen Dingen mittels eines als Rotationsprallstrahl auf die Oberfläche der Flüssigkeit geleiteten Meßgasstromes zu erreichen. Ergänzend wurde im Hinblick auf das Bestreben eine bessere Wärmeisolation des Gefäßes zu erreichen, dieses Gefäß als "frei" aufgehängte Wanne im Boden der Meßkammer vorgesehen. Um im Hinblick auf eine Vortemperierung der zugeführten Flüssigkeit eine ver meintliche Verbesserung zu erreichen, wurde im radialen Rand bereich des Gefäßes eine durchlässige Trennwand angeordnet und in diesem Bereich die Zuführung der Flüssigkeit über den Boden des Gefäßes in den Innenraum des Gefäßes durchgeführt. Problematisch war in dieser Hinsicht vor allen Dingen das Ab setzen von Verschmutzungspartikeln an der durchlässigen Trenn wand, da dadurch sukzessive der Flüssigkeitsaustausch blockiert wurde.The constructive solution that now according to DD 2 32 762 A1 above all, one hoped by means of a as a rotational impact jet on the surface of the liquid to achieve guided sample gas flow. In addition, in With a view to striving for better thermal insulation of the To reach the vessel, hang this vessel as "free" Pan provided in the bottom of the measuring chamber. To with regard to a pre-tempering of the supplied liquid ver Achieving my improvement was in the radial margin area of the vessel arranged a permeable partition and in this area the supply of the liquid via the Bottom of the vessel carried into the interior of the vessel. Ab was particularly problematic in this regard placing dirt particles on the permeable partition wall, as this gradually blocks fluid exchange has been.

Die Einbettung des relativ flachen Gefäßes in den Boden der Meßkammer brachte vor allen Dingen fertigungstechnische Prob leme bei der Lösung der Abdichtungen der Randbereiche des Ge fäßes, der Zuleitung in das Gefäß und der Durchführung des Feuchttemperatur-Fühlers. Es zeigt sich, daß sowohl das statische, wie auch das dynamische Verhalten des Psychrome ters keine besondere Verbesserung erfuhr.The embedding of the relatively flat vessel in the bottom of the Measuring chamber brought mainly manufacturing technology prob leme in solving the seals of the edge areas of the Ge vessel, the supply line into the vessel and the implementation of the Wet temperature sensor. It turns out that both static as well as dynamic behavior of the psychrome ters did not experience any particular improvement.

Hierbei wird unter statischem Verhalten des Psychrometers im wesentlichen die bei gleichbleibenden Bedingungen erreichte Meßgenauigkeit verstanden. Das dynamische Verhalten zielt hin gegen auf die rasche und genaue Erfassung sich ändernder Be triebsbedingungen ab.Here, under static behavior of the psychrometer in essentially achieved under the same conditions Accuracy understood. The dynamic behavior is aimed against rapid and precise detection of changing loads drive conditions.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt daher der Erfin dung die Aufgabe zugrunde, das statische und dynamische Ver halten des Psychrometers vor allen Dingen durch eine optima lere Konstruktion der Meßkammer zu verbessern.Based on this state of the art, therefore, the inventor based on the task of static and dynamic ver keep the psychrometer above all by optima improve the design of the measuring chamber.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Merkmal des kenn zeichnenden Teils des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved by the feature of the kenn Drawing part of claim 1 solved.

Ein wesentlicher Grundgedanke der Erfindung kann daher darin gesehen werden, das die Flüssigkeit aufnehmende Gefäß nach Möglichkeit so in der Meßkammer anzuordnen, daß mehrere kon struktive Komponenten, die sich für das statische und dynamische Verhalten als wesentlich auswirken, gemeinsam einer Verbes serung zugeführt werden. Dies sind schwerpunktmäßig die gute Wärmeisolation des Gefäßes gegenüber dem Boden der Meßkammer. Hierfür sieht man eine geständerte oder gestielte Halterung des Gefäßes gegenüber dem Boden der Meßkammer vor. Vorzugs weise kann dies mittels eines mittigen Fußes relativ gerin ger Materialstärke realisiert werden, über den sich im wesent lichen breit ausladend der Innenraum des Gefäßes befindet.An essential basic idea of the invention can therefore be found therein be seen after the liquid-absorbing vessel Possibility to arrange in the measuring chamber so that several con structural components that are suitable for the static and dynamic Behavior as essential, together a verb be fed. These are mainly good ones Thermal insulation of the vessel from the bottom of the measuring chamber. For this you can see a stalked or stalked bracket of the vessel in front of the bottom of the measuring chamber. Preferential wise this can be relatively small by means of a central foot ger material thickness can be realized, over which essentially The interior of the vessel is broadly spreading.

Die mittige Anordnung eines relativ schmalen Fußes bietet zu gleich den Vorteil, einen entsprechend Feuchttemperatur- Fühler bei guter Beherrschung der Abdichtungs- und Isolations probleme in der vertikalen Symmetrieachse des Gefäßes anzu ordnen.The central arrangement of a relatively narrow foot offers too the advantage of a corresponding wet temperature Sensor with good control of the sealing and insulation problems in the vertical axis of symmetry of the vessel organize.

Als Fühler kann bei dieser Konstruktion auch ein Normfühler, zweckmäßigerweise ein Miniatur-Widerstandsthermometer oder ein schneller thermolinearer Halbleiterfühler eingesetzt wer den.With this construction, a standard sensor can also be used as a sensor, expediently a miniature resistance thermometer or a fast thermo-linear semiconductor sensor is used the.

Im Hinblick auf die Wärmeisolation des Gefäßes aber auch der gesamten Meßkammer stellt man die Halterung des Gefäßes und gegebenenfalls auch den Boden der Meßkammer aus PTFE, ins besondere einem glasfaserverstärkten PTFE-Material her. Im Hinblick auf die gewünschte Wärmeisolation wird dieses Material unter verarbeitungstechnischen Aspekten und dem Gesichtspunkt einer guten Korrosionsresistenz gewählt. Es sind jedoch auch vergleichbare Materialien, die die letztgenannten Eigenschaf ten aufweisen, einsetzbar.With regard to the thermal insulation of the vessel but also the entire measuring chamber is placed the holder of the vessel and if necessary also the bottom of the measuring chamber made of PTFE, ins special a glass fiber reinforced PTFE material. in the With regard to the desired thermal insulation, this material under processing aspects and the point of view good corrosion resistance. However, there are also comparable materials, the latter property have ten, can be used.

Die Anordnung des Gefäßes sozusagen "über" dem Boden der Meß kammer, schafft zudem eine Verbesserung bei der Vortemperierung der zuzuführenden Flüssigkeit. Die Zuführleitung für die Flüssigkeit wird vom Boden der Meßkammer herkommend über einen Bereich der Meßkammer, der unterhalb des relativ brei ten Bodens des Gefäßes liegt, realisiert. Hierdurch ist es möglich, eine Temperaturanpassung des z. B. aus V2A-Stahl be stehenden Teiles der Zuführleitung mit der Temperatur in der Meßkammer zu erreichen. Selbstverständlich wird hierbei auch eine Temperaturanpassung im Sinne einer Vortemperierung der zugeführten Flüssigkeit erreicht.The arrangement of the vessel so to speak "above" the bottom of the measuring chamber, also creates an improvement in the pre-tempering the liquid to be supplied. The feed line for the Liquid is coming from the bottom of the measuring chamber an area of the measuring chamber which is below the relatively wide th bottom of the vessel is realized. This is it possible to adjust the temperature of the z. B. made of V2A steel standing part of the supply line with the temperature in the To reach the measuring chamber. Of course, here too a temperature adjustment in the sense of a pre-tempering of the supplied liquid reached.

Um eine Beeinflussung des Verdunstungsvorganges an der Ober fläche der Flüssigkeit, die geringfügig über die obere Kante des Gefäßes hinausragt, zu vermeiden, ist die Zuführleitung im Boden der Halterung des Gefäßes so angeordnet, daß zu nächst eine weitgehend abgeschirmte bodenseitige Zirkulation der Flüssigkeit entstehen kann. Temperaturschwankungen im Be reich der Oberfläche der Flüssigkeit werden dadurch vermieden.To influence the evaporation process on the upper area of liquid slightly above the top edge of the vessel protruding, the supply line must be avoided arranged in the bottom of the holder of the vessel so that next a largely shielded circulation on the bottom the liquid can arise. Temperature fluctuations in the load rich surface of the liquid can be avoided.

Gefäß und Halterung sind in bevorzugter Weise in etwa ver gleichbar mit einer "Tulpe" in der Meßkammer angeordnet. Im Hinblick auf eine Erhöhung der Verdunstungsrate aber vor allen Dingen bezüglich eines gleichmäßigen Abfließverhaltens wird der obere Bereich des Gefäßes geeigneterweise von einem porösen Material, z. B. Keramikmaterial, gebildet. Im Boden der Meßkammer ist eine z. B. im Vertikalschnitt etwa dreieck förmige Rinne zur Ableitung der Flüssigkeit und des Meßgases nach unten vorgesehen. Die Zuführleitung für Flüssigkeit wird zweckmäßigerweise durch diese Rinne geführt, so daß auch hierüber eine Temperaturangleichung sich einstellen kann.Vessel and holder are preferably approximately ver arranged similar to a "tulip" in the measuring chamber. in the With regard to an increase in the rate of evaporation all things regarding a uniform drainage behavior the upper region of the vessel is suitably covered by a porous material, e.g. B. ceramic material. In the ground the measuring chamber is a z. B. in vertical section approximately triangle shaped channel for draining the liquid and the sample gas provided downwards. The liquid feed line will expediently guided through this channel, so that too a temperature adjustment can take place here.

Da im Hinblick auf einen relativ großen Meßbereich von z. B. 10° bis 100° Taupunkt-Temperatur der der Meßkammer zugeführte Meßgasstrom konstant gehalten werden muß, damit z. B. bei Taupunkttemperaturen von ca. 40° ein "Leerblasen" des Ge fäßes verhindert wird, ist vorteilhafterweise eine Regelung des Meßgasstromes vorgesehen. Zu diesem Zweck ist im Ober teil der Meßkammer eine Venturidüse zur Differenzdruckmes sung angeordnet. Über die erfaßten Werte und deren Umrech nung kann dann z. B. über ein Motorstellventil der Durchfluß des in die Meßkammer angesaugten Meßgases konstant gehalten werden. Besonders zweckmäßig erscheint es hierbei, die Senso ren für den Differenzdruckabgriff in der Venturidüse in Rich tung der Meßgasströmung geneigt oder leicht schräg vorzusehen, um eventuell sich bildende Kondensationströpfchen abfließen zu lassen.Since with a view to a relatively large measuring range of z. B. 10 ° to 100 ° dew point temperature of the supplied to the measuring chamber Sample gas flow must be kept constant so that z. B. at Dew point temperatures of approx. 40 ° an "empty blow" of the Ge Barrel is prevented, is advantageously a regulation of the sample gas flow provided. For this purpose is in the waiter part of the measuring chamber a Venturi nozzle for differential pressure measurement solution arranged. About the recorded values and their conversion can then z. B. the flow through a motor control valve of the sample gas sucked into the measuring chamber kept constant will. It seems particularly useful here, the Senso for the differential pressure tap in the Venturi nozzle in Rich device inclined or slightly inclined, to drain any condensation droplets that may form to let.

Da der Einsatz eines derartigen Psychrometers gerade in auto matisch ablaufenden Fertigungsverfahren erforderlich ist, bei denen die exakte und rasche Bestimmung der Feuchte der Luft wesentliche Energieeinsparung ergeben kann, wird auch beim Psychrometer ein autonomes Funktionieren gewünscht. In dieser Hinsicht wird geeigneterweise die Zuführung der Flüssigkeit über kommunizierende Gefäße realisiert, wobei die Überwachung des Flüssigkeitsniveaus in der Meßkammer entweder direkt oder vorzugsweise indirekt über das außerhalb der Meßkammer liegen de kommunizierende Gefäß auf opto-elektronischem Weg durchge führt wird. Da die "Psychrometerkonstante" vom tatsächlichen Druck in der Meßkammer abhängt und auch davon beeinflußt wird, wie exakt adiabatisch der psychrometrische Ausgleich verläuft, wird vorteilhafterweise eine Meßleitung, z. B. im Deckel der Meßkammer, in den Innenraum der Meßkammer geführt, um darüber den Absolutdruck präzis messen zu können.Since the use of such a psychrometer just in auto matically running manufacturing process is required at which the exact and rapid determination of the humidity of the air substantial energy savings can also be achieved with Psychrometer desired autonomous functioning. In this The supply of the liquid is suitably considered realized via communicating vessels, the monitoring of the liquid level in the measuring chamber either directly or preferably indirectly over the outside of the measuring chamber de communicating vessel opto-electronically leads. Because the "psychometric constant" is from the actual Pressure in the measuring chamber depends and is also influenced by it, how exactly adiabatic the psychrometric balance is, is advantageously a measuring line, for. B. in the lid of Measuring chamber, led into the interior of the measuring chamber to over it to be able to measure the absolute pressure precisely.

Um Verfälschungen bei der Erfassung der Trockentemperatur zu vermeiden, wird der Trockentemperatur-Fühler vor den Eintritt des Meßgases in die Meßkammer im Meßgasstrom und geeigneter weise nach der Venturidüse angeordnet. Hierdurch werden auch kurzzeitige Kondensationsvorgänge und damit verbundenen psychro metisch bedingte Abkühlungen am Trockentemperatur-Fühler ver hindert, da er nur von "trockenem" Meßgas umströmt wird.To avoid falsifications when recording the dry temperature avoid the dry temperature sensor before entering of the measuring gas in the measuring chamber in the measuring gas stream and more suitable arranged after the Venturi nozzle. This will also short-term condensation processes and related psychro Metical cooling on the dry temperature sensor ver prevents because only "dry" sample gas flows around it.

Die derart konzipierte Meßkammer eignet sich sowohl für einen Rotationsprallstrahl wie auch für die Beaufschlagung mittels eines normalen Prallstrahles. Die gravierenden Vorteile die mit diesem Psychrometer erreicht werden, sind vor allen Din gen das verbesserte dynamische und statische Meßverhalten. Es wurde auch bei extrem hohen Feuchtegehalten (x < 1000 g/kg) ein optimales Strömungsverhalten des Meßgases erreicht. Die Vortemperierung der zugeführten Flüssigkeit, die üblicherweise Wasser ist, führt zu keiner Verfälschung des Meßverhaltens. Zum weiteren können Normfühler wie die Pt-100-Sensoren als Temperaturfühler eingesetzt werden, die auch abdichtungstech nisch gut austauschbar sind. Aufgrund des etwas höheren Ge fäßes können gerade derartige Sensoren und Fühler die etwa eine wärmeaufnahmeaktive Länge von ca. 5 bis 7 mm haben, bei diesem Psychrometer eingesetzt werden. Erste Meßergebnisse haben gezeigt, daß das derart konstruierte Psychrometer vor allen Dingen bei hohen Feuchten mit einem Taupunkt <60° ein bedeutend ruhigeres Verhalten zeigt, als bisher bekannte Psychrometer.The measuring chamber designed in this way is suitable both for a rotating impact jet and for the application of a normal impact jet. The serious advantages that can be achieved with this psychrometer are, above all, the improved dynamic and static measurement behavior. An optimal flow behavior of the sample gas was achieved even with extremely high moisture contents ( x <1000 g / kg). The preheating of the supplied liquid, which is usually water, does not falsify the measurement behavior. Furthermore, standard sensors such as the Pt-100 sensors can be used as temperature sensors, which are also easy to replace in terms of sealing technology. Because of the slightly higher vessel, sensors and sensors of this type, which have a heat-absorbing length of approximately 5 to 7 mm, can be used with this psychrometer. First measurement results have shown that the psychrometer constructed in this way shows a significantly calmer behavior than previously known psychrometers, especially in high humidity with a dew point <60 °.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei spieles noch näher erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated below by means of an embodiment game explained in more detail. It shows

Fig. 1 einen schematischen Aufriß durch ein erfindungs gemäßes Psychrometer unter Berücksichtigung der angeschlossenen Meßapparatur und Fig. 1 is a schematic elevation through a fiction, contemporary psychrometer taking into account the connected measuring equipment and

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch eine Meßkammer gemäß Fig. 1 in etwas vergrößerter Darstellung. Fig. 2 is a vertical section through a measuring chamber according to FIG. 1 in a somewhat enlarged representation.

In Fig. 1 ist der schematische Aufbau eines erfindungsgemäßen Psychrometers im Schnitt einschließlich der entsprechenden Meß- und Auswertapparatur dargestellt. Dieses Psychrometer 1 ist besonders für den industriellen Einsatz unter extremen Be dingungen, wie für hohe Temperatur, hohe Feuchte und relativ hohe Verschmutzung geeignet.In Fig. 1 the schematic structure of a psychrometer according to the invention is shown in section including the corresponding measuring and evaluation apparatus. This psychrometer 1 is particularly suitable for industrial use under extreme conditions, such as for high temperature, high humidity and relatively high pollution.

Das Psychrometer 1 weist im wesentlichen ein ihn umschließen des Gehäuse 14, z. B. aus Edelstahl auf. An die obere Gehäuse wand angrenzend ist ein Oberteil 16 der Meßkammer vorgesehen, das ebenso wie andere wesentliche Teile der Meßkammer vorzugs weise aus glasfaserverstärktem PTFE besteht. In diesem Ober teil 16 ist im Beispiel ein etwa vertikal verlaufender Kanal als Meßgasleitung 3 vorgesehen. Am oberen Ende steht diese Meßgasleitung 3 mit einem Heizschlauch 11 in Verbindung, der über ein Anschlußstück 13 mit außenliegender Isolierung am Gehäuse 14 festgelegt ist. Über diesen Heizschlauch wird das im Hinblick auf seine Feuchte zu untersuchende Meßgas ange saugt.The psychrometer 1 essentially has an enclosing the housing 14 , for. B. made of stainless steel. At the upper housing wall adjacent an upper part 16 of the measuring chamber is provided, which, like other essential parts of the measuring chamber, preferably consists of glass fiber reinforced PTFE. In this upper part 16 an approximately vertical channel is provided as sample gas line 3 in the example. At the upper end, this sample gas line 3 is connected to a heating hose 11 , which is fixed to the housing 14 via a connector 13 with external insulation. About this heating hose, the sample gas to be examined in terms of its moisture is sucked.

Der flanschartige Unterteil des Oberteils 16 bildet dabei den Deckel der eigentlichen Meßkammer 2. Die im wesentlichen rotationssymmetrisch aufgebaute Meßkammer 2 wird nach unten durch einen Boden 24 begrenzt. In der Mitte dieses Bodens 24 erhebt sich fuß- bzw. stielartig die Halterung 21 für das Ge fäß 20, an dessen Oberfläche im Betrieb des Psychrometers der Verdunstungseffekt der Flüssigkeit, die üblicherweise Wasser ist, eintritt.The flange-like lower part of the upper part 16 forms the cover of the actual measuring chamber 2 . The essentially rotationally symmetrical measuring chamber 2 is delimited at the bottom by a bottom 24 . In the middle of this floor 24 rises like a foot or stem, the holder 21 for the vessel 20 , on the surface of which, during operation of the psychrometer, the evaporation effect of the liquid, which is usually water, occurs.

Die Meßkammer 2 ist radial nach außen gesehen zunächst durch einen transparenten Glasring 31 begrenzt. Zwischen diesem Glasring 31 und einem äußeren transparenten Glasring 32, der die äußere Umfangswand der Meßkammer 2 bildet, ist ein ringartiger Zwischenraum 33 vorgesehen, der auch zur Isolation im Seitenbereich dient.The measuring chamber 2 is initially defined radially outwardly by a transparent glass ring 31 . Between this glass ring 31 and an outer transparent glass ring 32 , which forms the outer peripheral wall of the measuring chamber 2 , an annular space 33 is provided, which also serves for insulation in the side area.

In den Boden 26 des aufgestielten Gefäßes 20 ragt einerseits in der Darstellung im rechten Bereich ein Rohrstück 75 der Zuführleitung für die Flüssigkeit. Andererseits ist mittig durch den Fuß 25 des Gefäßes ein Widerstandsthermometer z. B. vom Typ Pt-100 geführt. Des weiteren ist auf der Innenseite des Bodens 24, der ebenso wie die Halterung 21 des Gefäßes vorzugsweise aus glasfaserverstärktem PTFE, gegebenenfalls sogar einstückig, besteht, eine den Fuß umgebende Rinne 74 vor gesehen, an deren Tiefpunkt die Ableitung für das Meßgas und die Flüssigkeit angeordnet ist.A tube piece 75 of the feed line for the liquid protrudes into the bottom 26 of the upright vessel 20 in the illustration on the right in the area. On the other hand, centrally through the foot 25 of the vessel, for a resistance thermometer. B. of the type Pt-100. Furthermore, on the inside of the bottom 24 , which, like the holder 21 of the vessel, is preferably made of glass-fiber reinforced PTFE, possibly even in one piece, a channel 74 surrounding the base is seen, at the bottom of which the discharge line for the measurement gas and the liquid is arranged is.

Wie in Fig. 1 gezeigt, sind üblicherweise zwei Ableitungen 18 vorhanden, so daß ein weitgehend symmetrischer Ableitungs effekt mittels eines nachgeschalteten Ejektors 34 erreicht wird.As shown in Fig. 1, two derivatives 18 are usually present, so that a largely symmetrical derivative effect is achieved by means of a downstream ejector 34 .

Meßtechnisch gesehen ist in der Meßgasleitung 3 eine Venturi düse 4 vorgesehen, deren Meßstellen 56 und 57 über die Meß leitungen 51 und 52 auf einen Wandler 35 zur Erfassung des Differenzdruckes und zur Abgabe eines elektrischen Signals über eine Leitung 61 auf einen Microprozessor 39 vorhanden ist. Die Meßstellen 56 und 57 selbst sind in Richtung der Meßgasströmung leicht geneigt, damit eventuell sich bilden des Kondensat in die vertikal verlaufende Meßgasleitung 3 abgeleitet wird.Technically speaking, a Venturi nozzle 4 is provided in the measuring gas line 3 , the measuring points 56 and 57 via the measuring lines 51 and 52 to a transducer 35 for detecting the differential pressure and for delivering an electrical signal via a line 61 to a microprocessor 39 . The measuring points 56 and 57 themselves are slightly inclined in the direction of the measuring gas flow, so that any condensate that may form is drained off into the vertical measuring gas line 3 .

Die Meßgasleitung 3 geht im Anschluß an die Venturidüse 4 über einen Erweiterungsbereich, in den ein Trockentempera tur-Fühler 5 hineinragt, in eine sich zur Meßkammer 2 leicht verjüngende Düse 6 über. Der Trockentemperatur-Fühler 5 kann ebenfalls wie der weitere Fühler 7 ein Widerstands-Thermo meter vom Typ Pt-100 sein. Dieser Trockentemperatur-Fühler steht über die Meßleitung 53 mit dem Microprozessor 39 in Verbindung.The sample gas line 3 is connected to the Venturi nozzle 4 over an extension area into which a dry temperature sensor 5 protrudes into a nozzle 6 which tapers slightly towards the measuring chamber 2 . The dry temperature sensor 5 can also be like the other sensor 7, a resistance thermometer of the Pt-100 type. This dry temperature sensor is connected to the microprocessor 39 via the measuring line 53 .

Das Oberteil 16 des Psychrometers 1, das zweckmäßigerweise aus einem wärmeisolierenden Material, z. B. PTFE, besteht, ist nochmals mit einem äußeren Isolationsmantel 15 umgeben.The upper part 16 of the psychrometer 1 , which is expediently made of a heat-insulating material, for. B. PTFE, is again surrounded by an outer insulation jacket 15 .

Zur Absolut-Druckmessung des in der Meßkammer 2 herrschenden Absolutdruckes, ist im Deckel 23 der Meßkammer 2 eine bis in den Bereich des Gefäßes reichende Meßleitung 17 vorhanden. Diese Meßleitung 17 steht einerseits mit einem Wandler 36 zur Ab gabe eines elektrischen Signals über die Leitung 62 auf den Microprozessor 39 in Verbindung. Andererseits ist die Meß leitung 17 an einen Flüssigkeitswächter 37 angeschlossen. Dieser Flüssigkeitswächter 37 dient zur Überwachung des Flüs sigkeitsniveaus auf der Linie 47 und steht im Sinne eines kommunizierenden Gefäßes mit dem Gefäß 20 in der Meßkammer 2 über die Zuführleitung 19 in Verbindung. Die Auswertung des Niveaus erfolgt über die Sensoren S und E, deren Signale über eine Leitung 63 dem Microprozessor 39 zugeführt sind. Der Flüssigkeitswächter 37 steht des weiteren unter Zwischen schaltung einer Pumpe 43, z. B. einer Schlauchpumpe, mit einer Vorratsflasche 44 für die in der Meßkammer verdunstende Flüs sigkeit in Verbindung. Die Pumpe 43 erfährt eine Steuerung seitens des Microprozessors über die Leitung 65.For absolute pressure measurement of the pressure prevailing in the measuring chamber 2 absolute pressure, in the lid 23 of the measuring chamber is a 2 into the region of the vessel reaching measuring line 17 is present. This measuring line 17 is on the one hand with a converter 36 for the delivery of an electrical signal via line 62 to the microprocessor 39 in connection. On the other hand, the measuring line 17 is connected to a liquid monitor 37 . This liquid monitor 37 is used to monitor the liquid level on the line 47 and is in the sense of a communicating vessel with the vessel 20 in the measuring chamber 2 via the feed line 19 in connection. The level is evaluated via the sensors S and E , the signals of which are fed to the microprocessor 39 via a line 63 . The liquid monitor 37 is further with the interposition of a pump 43 , for. B. a peristaltic pump, with a storage bottle 44 for the liquid evaporating in the measuring chamber in connection. The pump 43 is controlled by the microprocessor via the line 65 .

Zur Regelung der Ansauggeschwindigkeit des Meßgases wird der Ejektor 34 über ein Regelstellglied 38 und eine Steuerleitung 55 beaufschlagt. Das Regelstellglied 38 selbst wird über die Leitung 64 vom Microprozessor 39 geführt. To regulate the suction speed of the measuring gas, the ejector 34 is acted upon by a control actuator 38 and a control line 55 . The control actuator 38 itself is guided by the microprocessor 39 via line 64 .

Der am Feuchttemperatur-Fühler 7 festgestellte Wert wird über eine Meßleitung 54 ebenfalls auf den Microprozessor 39 gegeben.The value determined on the wet-temperature sensor 7 is also passed to the microprocessor 39 via a measuring line 54 .

Der konstruktive Aufbau der Meßkammer 2 unterscheidet sich vor allen Dingen in der Anordnung des Gefäßes 20. Dieses Gefäß 20 ist sozusagen über dem Boden 24 der Meßkammer angeordnet. Die günstige Wärmeisolation aber auch relativ gute fertigungstech nische Herstellung wird dabei mittels eines relativ dünnen Fußes 25 gelöst, der in der Mittelachse der Meßkammer 2 empor ragt. Dieser Fuß 25 geht nach oben hin in einen radial relativ breiten Boden 26 über. Der Innenraum 49 des Gefäßes 20 wird da bei von einem zweistufigen Ringraum gebildet, der im oberen Be reich einen kleineren Durchmesser als im unteren Bereich auf weist. Der untere Bereich erstreckt sich dabei über eine re lativ geringe Höhe. Von oben her aufgesetzt ist auf die Halte rung 21 ein poröser Materialring 22, z. B. aus Keramik. Dieser Materialring 22 wird von oben durch eine Art Mutterring 27 gegen den Gefäßboden 26 verschraubt festgelegt. Der Innen umfang des Materialringes 22 liegt dabei an der äußeren Um fangswand des nach innen zunächst gekröpften und dann verti kal verlaufenden Halterungsbereiches an. Der Keramikring 22 überragt die Halterung 21 auch geringfügig nach oben und bil det somit im Betrieb eine prädestinierte Abflußkante 72 für die Flüssigkeit zur Verbesserung der Verdunstungs- und Ab fließeigenschaften. Der Keramikring 22 kann auch auf den brei teren Bereich der Halterung aufgeklebt sein.The construction of the measuring chamber 2 differs primarily in the arrangement of the vessel 20 . This vessel 20 is, so to speak, arranged above the bottom 24 of the measuring chamber. The cheap thermal insulation but also relatively good manufacturing tech nical manufacturing is solved by means of a relatively thin foot 25 which rises up in the central axis of the measuring chamber 2 . This foot 25 merges upwards into a radially relatively wide base 26 . The interior 49 of the vessel 20 is formed by a two-stage annular space which has a smaller diameter in the upper region than in the lower region. The lower area extends over a relatively low height. Fitted from above is tion to the support 21 a porous material ring 22, z. B. made of ceramic. This material ring 22 is fixed from above by a kind of nut ring 27 screwed against the vessel bottom 26 . The inner circumference of the material ring 22 lies on the outer circumferential wall of the initially cranked and then vertically extending bracket area. The ceramic ring 22 protrudes slightly above the bracket 21 and bil det thus a predestined drainage edge 72 for the liquid to improve the evaporation and flow properties. The ceramic ring 22 can also be glued to the broader area of the holder.

Der Gesamtaufbau des Gefäßes 20 ist etwa vergleichbar mit einer "Tulpe". Im Boden 24 der Meßkammer ist eine umlaufende Rinne 74 zur Ableitung des Meßgases und der Flüssigkeit vorge sehen. Diese Rinne 74 hat etwa dreieckförmigen Vertikalschnitt, wobei an ihrem Tiefpunkt die Gasaustrittsleitungen 18 ange schlossen sind. The overall structure of the vessel 20 is approximately comparable to a "tulip". In the bottom 24 of the measuring chamber, a circumferential channel 74 for deriving the measuring gas and the liquid is seen easily. This channel 74 has approximately triangular vertical section, the gas outlet lines 18 being closed at its lowest point.

Die Zuführleitung 19 für die Flüssigkeit ist über ein Rohr stück 75, das vorzugsweise aus korrosionsbeständigem Material besteht, durch den Boden 24 der Meßkammer 2 und den Boden 26 des Gefäßes 20 gehend mit dessen Innenraum 49 verbunden. Das Rohrstück 75 ist dabei von der Bodenunterseite her über eine Befestigungsmutter 77 im Boden festgelegt. Zumindest im Bereich des Bodens des Gefäßes 20 ist eine Ringdichtung 76 angebracht. Der Rohrstutzen 75 kann auch aus PTFE (Polytetrafluoräthylen) bestehen oder damit ummantelt sein.The feed line 19 for the liquid is connected via a pipe piece 75 , which preferably consists of corrosion-resistant material, through the bottom 24 of the measuring chamber 2 and the bottom 26 of the vessel 20 going to the interior 49 thereof. The pipe section 75 is fixed from the bottom underside via a fastening nut 77 in the floor. An annular seal 76 is attached at least in the area of the bottom of the vessel 20 . The pipe socket 75 can also consist of PTFE (polytetrafluoroethylene) or be coated with it.

Die Mündung des Rohrstutzens 75 und damit der Zuführleitung 19 für Flüssigkeit ist so vorgesehen, daß keine direkte Flüssig keitszirkulation zur Oberfläche bzw. zum oberen Rand des Ge fäßes 22 besteht, sondern daß der Flüssigkeitsaustausch zu nächst in den radial breiteren, vertikal aber schmalen Bereich 28 des Bodens sich vollzieht.The mouth of the pipe socket 75 and thus the feed line 19 for liquid is provided so that there is no direct liquid circulation to the surface or to the upper edge of the vessel 22 , but that the liquid exchange is next in the radially wider, vertical but narrow area 28th of the soil takes place.

Der Feuchttemperatur-Fühler 7 ist durch den Fuß 25 in einer mittigen Bohrung von unten in das Gefäß abdichtend eingeführt. Seine Spitze schließt etwa mit dem Rand 70 der Halterung 21 ab, so daß der Keramikring 22 geringfügig darüber noch empor ragt.The wet temperature sensor 7 is inserted through the foot 25 in a central bore from below into the vessel in a sealing manner. Its tip closes approximately with the edge 70 of the holder 21 , so that the ceramic ring 22 still protrudes slightly above it.

Die Düse 6, die im Deckel 23 der Meßkammer 2 in der Symmetrie achse vorgesehen ist, ist durch einen Schraubeinsatz gebildet. Die Austrittsöffnung der Düse 6 ist auf das Zentrum der Ober fläche der Flüssigkeit bzw. in Richtung des Feuchttemperatur- Fühlers 7 ausgerichtet.The nozzle 6 , which is provided in the cover 23 of the measuring chamber 2 in the axis of symmetry, is formed by a screw insert. The outlet opening of the nozzle 6 is aligned with the center of the upper surface of the liquid or in the direction of the wet-temperature sensor 7 .

Die Verbesserung des statischen Verhaltens insbesondere im Hin blick auf die Wärmeisolation wird durch die gestielte Anordnung des Gefäßes 20 in Verbindung mit der Vorwärmung der zufließenden Flüssigkeit sowie des größeren Oberflächenbereiches und der Ab fließkante am Keramikring 22 im wesentlichen erzielt. Ebenfalls tragen hierzu die Materialeigenschaften wesentlich bei.The improvement of the static behavior, particularly with regard to the thermal insulation, is achieved by the stalked arrangement of the vessel 20 in conjunction with the preheating of the inflowing liquid and the larger surface area and the flow edge from the ceramic ring 22 essentially. The material properties also make a significant contribution to this.

Aufbauend auf dem Funktionsprinzip bekannter Psychrometer arbeitet das erfindungsgemäße Psychrometer folgendermaßen. Das zu messende feuchte Meßgas wird aus dem zu kontrollie renden Objekt, z. B. einem Ofen, Befeuchter oder Trockner über in Filter und den Heizschlauch 11 angesaugt. Das Meß gas, z. B. Luft, wird durch die Venturidüse 4 geführt und ge langt nach dem Vorbeiströmen an dem Trockentemperatur-Fühler 5 über die Düse 6 in die Meßkammer 2. Im Heizschlauch wird das angesaugte Meßgas auf einer Temperatur gehalten, die über der Taupunkttemperatur liegt, um somit ein Auskondensieren von Wasser zu vermeiden. In der Venturidüse 4 wird z. B. mit Hilfe eines piezo-resistiven Differenzdruckaufnehmers die Durchsatz menge des Meßgases ermittelt. Über den Microprozessor 39 und das Regelstellglied 38 wird der Durchfluß auf einem konstan ten Wert gehalten.Based on the functional principle of known psychrometers, the psychrometer according to the invention works as follows. The measuring gas to be measured is from the object to be controlled, z. B. an oven, humidifier or dryer sucked in filter and the heating hose 11 . The measuring gas, e.g. B. air is passed through the Venturi nozzle 4 and reaches ge after flowing past the dry temperature sensor 5 via the nozzle 6 in the measuring chamber 2nd In the heating hose, the aspirated sample gas is kept at a temperature that is above the dew point temperature in order to prevent water from condensing out. In the Venturi nozzle 4 z. B. with the aid of a piezo-resistive differential pressure sensor, the throughput quantity of the sample gas is determined. Via the microprocessor 39 and the control actuator 38 , the flow is kept at a constant value.

In der Meßkammer 2 selbst prallt der Strom des Meß gases auf die Oberfläche der Flüssigkeit, die im Normalfall Wasser ist und bewirkt dabei eine adiabatische Temperatur anpassung der Flüssigkeit, abhängig vom Feuchtegehalt des Meßgases. Diese Temperaturanpassung des Wassers, die die Feuchttemperatur darstellt, wird über den in der Symmetrie achse bis nahe an die Oberfläche reichenden Feuchttemperatur- Fühler 7 gemessen. Der aus der Verdunstung resultierende Flüssigkeitsverlust in dem Gefäß 20 wird über die Schlauch pumpe 43 z. B. mittels destilliertem Wasser ersetzt. Die Menge der nachgeführten Flüssigkeit wird so eingestellt, daß ein Teil der Flüssigkeit über den Rand 72 des Keramikringes 22 übertritt und mit dem Meßgasstrom ausgespült wird. In the measuring chamber 2 itself, the flow of the measuring gas impinges on the surface of the liquid, which is normally water and causes an adiabatic temperature adjustment of the liquid, depending on the moisture content of the measuring gas. This temperature adaptation of the water, which represents the wet temperature, is measured via the wet temperature sensor 7 , which extends in the axis of symmetry close to the surface. The loss of liquid resulting from evaporation in the vessel 20 is pumped over the hose 43 z. B. replaced by distilled water. The amount of the liquid to be fed is adjusted so that part of the liquid passes over the edge 72 of the ceramic ring 22 and is flushed out with the sample gas stream.

Hierdurch wird ein wirksamer Selbstreinigungseffekt erzielt, der eine lange wartungsfreie Standzeit des Psychrometers er möglicht.This creates an effective self-cleaning effect, the long maintenance-free life of the psychrometer possible.

Durch den Aufprall des Meßgases aus der Düse 6 entsteht auf der Oberfläche im Zentrum eine muldenförmige Vertiefung 48, die zum Rand 72 hin Wölbungsform 46 annimmt.As a result of the impact of the measurement gas from the nozzle 6 , a trough-shaped depression 48 is formed on the surface in the center, which takes on a curved shape 46 towards the edge 72 .

Um ein automatisches Meßverfahren sicherzustellen, wird der maximale Niveaustand der Flüssigkeit im Gefäß 20 über den als kommunizierendes Gefäß ausgebildeten Flüssigkeitswächter z. B. opto-elektronisch überwacht. Durch die bodenseitig vorhandenen beiden Ableitungen 18 strömt das gemessene Meßgas zusammen mit der überfließenden Flüssigkeit und eventuellen Verunreinigungen aus der Meßkammer 2 ab. Die Saugwirkung für das Meßgas, das z. B. ein Luft-Wasserdampf-Gemisch sein kann, wird über den nachge schalteten Ejektor 34 erreicht. Die Auswertung der einzelnen Meßdaten erfolgt im Beispiel zentral über einen Microprozessor 39, der eine Anzeige 42 und eine Eingabemöglichkeit über eine Tastatur 41 aufweist.In order to ensure an automatic measuring method, the maximum level of the liquid in the vessel 20 is determined via the liquid monitor designed as a communicating vessel. B. opto-electronically monitored. The measured gas flows out of the measuring chamber 2 together with the overflowing liquid and any impurities through the two discharge lines 18 on the bottom. The suction for the sample gas, the z. B. can be an air-water vapor mixture is achieved via the downstream ejector 34 . In the example, the individual measurement data are evaluated centrally via a microprocessor 39 , which has a display 42 and an input option via a keyboard 41 .

In dieser Ausführungsform des vorausgehend beschriebenen Psychro meters werden hervorragende thermodynamische und statische Ver hältnisse erreicht. So wurde es z. B. damit möglich, den erfaß baren Bereich der Feuchte von zuverlässig 600 g/kg auf 1500 g/kg zu erweitern. Durch die Glas-Doppel-Isolation zu den Seiten ist zusätzlich zu einer optischen automatischen Kontrolle des Flüssigkeitsniveaus auch die visuelle Kontrolle der Meßkammer 2 gegeben. Die Meßleitung 17 und die Auswertung des Absolut druckes ermöglicht es auch die Psychrometerkonstante oder Sprungsche-Konstante an die jeweiligen Verhältnisse der Meß kammer präzis anzupassen. In this embodiment of the psychometer described above, excellent thermodynamic and static conditions are achieved. So it became z. B. possible to expand the detectable range of moisture from reliably 600 g / kg to 1500 g / kg. Due to the double glass insulation on the sides, in addition to an optical automatic control of the liquid level, there is also a visual control of the measuring chamber 2 . The measuring line 17 and the evaluation of the absolute pressure also makes it possible to precisely adapt the psychrometer constant or Sprungsche constant to the respective conditions of the measuring chamber.

Die vorzugsweise eingesetzten Pt-100-Fühler zur Temperatur erfassung erfüllen Meßgenauigkeiten von ¹/₁₀°C oder genauer. Die Temperatur wird dabei über die aktive Fläche der Fühler sozusagen ermittelt. Die gerade vertikale Kanalführung der Meßgasleitung erlaubt auch eine gute Wartung im Hinblick auf die Beseitigung von Verunreinigungen.The preferred Pt 100 temperature sensors detection meet measurement accuracies of ¹ / ₁₀ ° C or more precisely. The temperature is determined by the active area of the sensor so to speak determined. The straight vertical ducting of the Sample gas line also allows good maintenance with regard to the removal of impurities.

Insgesamt gesehen wird hiermit ein Psychrometer geschaffen, das eine hohe statische und dynamische Meßgenauigkeit auf weist und auch für aggressive Meßgase geeignet ist.Overall, this creates a psychrometer which has a high static and dynamic measuring accuracy points and is also suitable for aggressive measuring gases.

Claims

1. psychrometer,
in particular impact beam or rotary beam psycho meter, with a dry temperature sensor arranged in the sample gas stream,
with a wet temperature sensor for detecting the tem perature of a liquid which is located in a largely thermally insulated vessel in a measuring chamber, the sample gas stream being directed through a nozzle in the upper part of the measuring chamber onto the surface of the liquid, and the measuring chamber essentially is insulated on all sides,
with a supply line opening into the vessel for the liquid flowing over the edge of the vessel and with a device in the bottom of the measuring chamber for the discharge of measuring gas and liquid,
characterized in that the vessel ( 20 ) is arranged upright above the bottom ( 24 ) of the measuring chamber ( 2 ).

2. Psychrometer according to claim 1, characterized in that the vessel is connected via a central, heat-insulated foot ( 25 ) to the bottom ( 24 ) of the measuring chamber ( 2 ).

3. Psychrometer according to claim 1 or 2, characterized in that the wet temperature sensor ( 7 ), which in particular a standard sensor, for. B. is a miniature resistance thermometer, over the foot ( 25 ) in the interior ( 49 ) of the vessel ( 20 ) protrudes.

4. Psychrometer according to one of claims 1 to 3, characterized in that the feed line ( 19, 75 ) for liquid via a measuring chamber area in the bottom ( 26 ) of the vessel ( 20 ) is connected to its interior ( 49 ).

5. Psychrometer according to one of claims 1 to 4, characterized in that the bottom ( 24 ) and the upper part ( 16 ) of the measuring chamber ( 2 ) and the peduncle holder ( 21 ) of the vessel ( 20 ) essentially made of a PTFE material consist.

6. Psychrometer according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the upper part ( 16 ) of the measuring chamber ( 2 ) the measuring gas through a Venturi nozzle ( 4 ) for keeping the flow of the measuring gas to the measuring chamber ( 20 ) is supplied.

7. Psychrometer according to one of claims 1 to 6, characterized in that the dry temperature sensor ( 5 ), which is in particular a standard sensor, is provided in the measuring gas stream before the measuring chamber ( 2 ) and in particular after the Venturi nozzle ( 4 ).

8. Psychrometer according to one of claims 1 to 7, characterized in that the liquid level in the vessel ( 20 ) via "communicating vessels" ( 49, 37 ) is regulated.

9. Psychrometer according to claim 8, characterized in that a, in particular opto-electronically operating device ( 37, 63, 39 ) for monitoring (at 47 ) the liquid level in the vessel ( 20 ) is provided.

10. Psychrometer according to one of claims 1 to 9, characterized in that a measuring line ( 17 ) for absolute pressure measurement with the interior of the measuring chamber ( 2 ) is in communication.

11. Psychrometer according to one of claims 6 to 10, characterized in that the existing in the Venturi nozzle ( 4 ) sensors (at 56, 57 ) are provided slightly inclined in the direction of the measuring gas flow.

12. Psychrometer according to one of claims 1 to 11, characterized in that the vessel ( 20 ) with a pedicle ( 25 ) is arranged above the bottom ( 24 ) of the measuring chamber ( 2 ).