DE1774318U

DE1774318U - DEVICE FOR MONITORING, e.g. MEASURING, THE ABSOLUTE MOISTURE CONTENT OF AIR AND OTHER GASES.

Info

Publication number: DE1774318U
Application number: DE1956S0022360
Authority: DE
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1956-12-13
Filing date: 1956-12-13
Publication date: 1958-09-18

Description

"Einrichtung zum Überwachen, z. B. Messen, des absoluten Feuchtigkeitsgehaltes von Luft und anderen Gasen" Gegenstand der Neuerung ist eine Einrichtung zum Überwachen, z. B."Device for monitoring, e.g. measuring, the absolute moisture content of air and other gases "The object of the innovation is a device for monitoring, z. B.

Hessen, des absoluten Feuchtigkeitsgehaltes von Luft und anderen Gasen. Die Neuerung zeichnet sich durch eine mit einfachen Mitteln erreichbare hohe Genauigkeit aus.Hessen, the absolute moisture content of air and other gases. The innovation is characterized by a high level of accuracy that can be achieved with simple means the end.

Die Neuerung macht von der Tatsache Gebrauch, daß Wasserdampf, der in der Luft enthalten ist, durch die Strahlung einer Quecksilberdampflampe, z. B. einer Quecksilberdampf-Niederdrucklampe oder einer Quecksilberdampf-Hochdrucklampe, ionisiert werden kann. Wirksam dabei ist ausschließlich die kurzwellige Ultraviolettstrahlung der Wellenlänge 1849 R. Stickstoff, Sauerstoff, Wasserstoff, Kohlensäure und sonstige Gase, aus denen sich die. Luft zusammensetzt, werden durch diese Strahlung nicht ionisiert. Die Ionenbildung in der Luft bei Bestrahlung mit beispielsweise einer Quecksilberdampf-Niederdrucklampe ist also ausschließlich auf die Ionisierung des Wasserdampfes zurückzuführen. . L if ULI-Ir en. The innovation makes use of the fact that water vapor contained in the air is caused by the radiation of a mercury vapor lamp, e.g. B. a mercury vapor low pressure lamp or a mercury vapor high pressure lamp can be ionized. Only short-wave ultraviolet radiation with a wavelength of 1849 R. Nitrogen, oxygen, hydrogen, carbonic acid and other gases that make up the. Composed of air, are not ionized by this radiation. The formation of ions in the air during irradiation with, for example, a mercury vapor low pressure lamp is therefore exclusively due to the ionization of the water vapor traced back. . L if ULI-Ir en.

Auf diesem Sachverhalt beruhend ist die neue Einrichtung zum Überwachen, z. B. Messen, des absoluten Feuchtigkeitsgehaltes von Luft und anderen Gasen nach der Neuerung gekennzeichnet durch einen zur Aufnahme des zu untersuchenden Gases dienenden metallischen, elektrisch geerdeten Gasbehälter, einen in diesem angeordneten Ultraviolettstrahler zur Strahlungserzeugung von einer Wellenlänge von 1849 R und eine metallische, von einer Hochspannungsquelle elektrisch aufladbare Elektrode, an die ein Spannungsmesser angeschlossen ist.Based on this fact, the new device for monitoring, z. B. Measure the absolute moisture content of air and other gases the innovation characterized by one for taking up the gas to be examined serving metallic, electrically grounded gas container, one arranged in this Ultraviolet emitters for generating radiation of a wavelength of 1849 R and a metallic, electrical from a high voltage source rechargeable Electrode to which a voltmeter is connected.

Die Einrichtung nach der Neuerung wird im folgenden anhand zweier in der Zeichnung dargestellter vorteilhafter Einrichtungen näher beschieben, wobei in der Beschreibung auf weitere Merkmale der Neuerung hingewiesen ist.The establishment according to the innovation is based on two in the following Describe in more detail shown in the drawing advantageous facilities, wherein further features of the innovation are indicated in the description.

In der Figur 1 ist zunächst ein metallisches Rohr 1 dargestellt. In seinem Inneren ist koaxial ein Quarzrohr 2 angeordnet. Dieses ist mit einem Gitter 3 überzogen. Sowohl das Quarzrohr 2 als auch die Gitterelektrode 3 ist gegenüber der Umgebung sorgfältig, z. B. mit Bernstein, isoliert, ebenso die Leitung 4, die die Elektrode 3 mit der einen Elektrode eines elektrostatischen Spannungsmessers 5 verbindet. Diese Leitung steht über einen Schalter 6 mit einer Hochspannungsquelle 7 in Verbindung, deren zweiter Pol geerdet ist. Die andere Elektrode des Spannungsmessers 5 ist ebenfalls geerdet. Eine Ultraviolett-Lampe 8, die die Strahlung der Wellenlänge 1849 î liefert, befindet sich im Inneren des Quarzrohres 2.In the figure 1, a metallic tube 1 is shown first. In a quartz tube 2 is arranged coaxially in its interior. This one is with a lattice 3 coated. Both the quartz tube 2 and the grid electrode 3 are opposite the environment carefully, e.g. B. with amber, insulated, as well as the line 4, the the electrode 3 with one electrode of an electrostatic voltmeter 5 connects. This line is connected to a high voltage source via a switch 6 7 in connection, the second pole of which is grounded. The other electrode of the voltmeter 5 is also grounded. An ultraviolet lamp 8, the radiation of the wavelength 1849 î is located inside the quartz tube 2.

Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist folgende : Die Luft, deren absolute Feuchtigkeit gemessen werden soll, befindet sich in dem Raum zwischen der Innenwand des Rohres 1 und der Außenwand des Quarzrohres 2. Die Luft kann diesen Raum auch durchströmen.The mode of operation of this device is as follows: The air, whose absolute humidity to be measured is located in the space between the Inner wall of the tube 1 and the outer wall of the quartz tube 2. The air can this Also flow through the room.

Durch ein kurzzeitiges Schließen des Schalters 6 werden die Gitterelektrode3 und die isolierte Elektrode des elektrostatischen Spannungsmessers 5 aufgeladen. Es ist zu empfehlen, eine möglichst hohe Spannung zu wählen, damit alle erzeugten Ionen, ohne zu rekombinieren, zu den Elektroden gelangen. Am Spannungsmesser ist, wenn sich im Rohr 1 feuchte Luft befindet, ein Rückgang der Spannung festzustellen, der um so rascher erfolgt, je größer die Luftfeuchte ist. Das zeitliche Spannungsgefälle bei einer bestimmten Spannung kann als Maß für die absolute Feuchtigkeit dienen. Das Eichen der Meßeinrichtung kann durch Hindurchleiten von Luft bekannter absoluter Feuchte geschehen. Bei strömender Luft ist die zulässige maximale Luftgeschwindigkeit von der Länge der Ionisationskammer abhängig.By briefly closing the switch 6, the grid electrode 3 and the insulated electrode of the electrostatic voltmeter 5 are charged. It is advisable to choose a voltage as high as possible so that all ions generated reach the electrodes without recombining. On the voltmeter, if there is moist air in the tube 1, a decrease in the voltage can be determined, which occurs faster the greater the humidity. The temporal Voltage gradient at a certain voltage can be used as a measure of serve the absolute humidity. The calibration of the measuring device can be done by passing air of known absolute humidity. With flowing air, the maximum permissible air speed depends on the length of the ionization chamber.

Die Einrichtung nach der Neuerung kann in mannigfache Weise abgewandelt und vervollkommnet werden. Insbesondere ist es möglich, mit Hilfe einer selbsttätig arbeitenden Einrichtugn die Luftfeuchte laufend zu registrieren. Ein Beispiel für den Aufbau einer derartigen Einrichtung ist in der Figur 2 gezeigt.The arrangement according to the innovation can be modified in many ways and be perfected. In particular, it is possible with the help of an automatically continuously registering the air humidity. An example for the structure of such a device is shown in FIG.

In der Figur 2 haben die Bezugszeichen 1 bis 8 die gleiche Bedeutung wie in der Figur 1. Als Spannungsmesser 5 ist ein Lichtmarkeninstrument gewählt, dessen Skala 9 drei Fotozellen 10,11 und 12 trägt-Jeder Fotozelle ist ein Verstärker 13,14 und 15 zugeordnet. Die Fotozelle 11 kann durch den Schalter 16 ein-oder ausgeschaltet werden ; dieser wird durch die Fotozellen 10 und 12 betätigt. Für die übrigen Fotozellen ist kein besonderer Schalter vorgesehen. Ferner ist ein zweiter elektrostatischer Spannungsmesser 17, vorteilhaft in Form eines Fallbügelschreibers, vorgesehen, dessen Anschlußklemmen parallel zu einem Kondensator 18 und zu einem Schalter 19 liegen. Über einen Widerstand 20 kann sich der Kondensator 18 bei geöffnetem Schalter 19 aufladen. Die Kapazität des Kondensators 18 und die Größe des widerstandes 20 sind beispielsweise so gewählt, daß der Spannungsanstieg während etwa 2 Minuten linear erfolgt. Der Verstärker der Fotozelle 10 betätigt, wie in der Skizze durch die gestrichelten Linien---angegeben ist, die Kontakte 6 und 16. Die Fotozelle 11 steuert über die mit-.-.-. gestrichelten Linien den Schalter 19.In FIG. 2, the reference numerals 1 to 8 have the same meaning as in Figure 1. A light mark instrument is selected as the voltmeter 5, whose scale 9 has three photocells 10, 11 and 12 - Each photocell is an amplifier 13, 14 and 15 assigned. The photocell 11 can be switched on or off by the switch 16 will ; this is activated by the photocells 10 and 12. For the remaining photocells no special switch is provided. Furthermore, a second is electrostatic Tension meter 17, advantageously in the form of a hanger recorder, provided, its Terminals are parallel to a capacitor 18 and a switch 19. When the switch 19 is open, the capacitor 18 can be connected via a resistor 20 charge. The capacitance of the capacitor 18 and the size of the resistor 20 are for example chosen so that the voltage rise is linear for about 2 minutes he follows. The amplifier of the photocell 10 is actuated, as shown in the sketch by the dashed lines Lines --- indicated are contacts 6 and 16. The photocell 11 controls about the with -.-.-. dashed lines switch 19.

Die Schalter 6,16,'19 und die Fallbügelauslösung des statischen Spannungsmessers 17 stehen über die mit--..--.. gestrichelten Linien über den Verstärker 15 mit der Fotozelle 12 in Verbindung.The switches 6,16, '19 and the drop arm release of the static voltmeter 17 stand above the --..-- .. dashed lines above the amplifier 15 with the Photocell 12 in connection.

Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist folgende : Für die Inbetriebnahme der Einrichtung wird der Kontakt 6 betätigt. Das Meßsystem und der Spannungsmesser 5 stehen unter Spannung. Die Lichtmarke des Spannun ; messers 5 fällt auf die Fotozelle 10. Sie öffnet über die Verbindungen-.-.-. den Schalter 6 und schließt den Schalter 16. Wenn feuchte Luft durch das Rohr 1 strömt, nimmt die Spannung der Elektrode 3 ab. Der Lichtstrahl trifft nach kurzer Zeit auf die Fotozelle 11. Sie öffnet über die Verbindungen den Schalter 19. Der Kondensator 18 lädt sich langsam über den Widerstand 20 auf. Die Spannung der Elektrode 3 nimmt mit zunehmender Zeit weiter ab, bis der Lichtstrahl schließlich auf die Fotozelle 12 trifft. Diese Zelle setzt über die Verbindungen--..--.. zunächst den Fallbügel in Tätigkeit, öffnet den Schalter 16 und schließt die Schalter 6 und 19. Die Spannung der Elektrode 3 nimmt den ursprünglichen Wert an, der Lichtzeiger trifft wieder auf die Zelle 10. Der Meßvorgang wiederholt sich dann in gleicher Weise. Die absolute Luftfeuchte ist in guter Annäherung der Zeit, die zwischen dem Ansprechen der Fotozelle 11 und 12 verstreicht, und damit auch dem vom Fallbügelschreiber registrierten Ausschlag umgekehrt proportional.This device works as follows: For commissioning the device, the contact 6 is operated. The measuring system and the voltmeter 5 are under tension. The light mark of the Spannun; knife 5 falls on the photocell 10. It opens via the connections -.-.-. the switch 6 and closes the switch 16. When moist air flows through the tube 1, the voltage of the electrode decreases 3 from. After a short time, the light beam hits the photocell 11. It opens over the connections the switch 19. The capacitor 18 charges slowly over the Resistance 20 on. The voltage of the electrode 3 continues to increase with increasing time until the light beam finally hits the photocell 12. This cell continues via the connections --..-- .. first the drop bracket in action, opens the switch 16 and closes the switches 6 and 19. The voltage of the electrode 3 takes the original Value on, the light pointer hits cell 10 again. The measuring process is repeated then in the same way. The absolute humidity is a good approximation of the Time that elapses between the response of the photocell 11 and 12, and thus also inversely proportional to the deflection recorded by the drop-iron recorder.

Die Strahlungstärke der Quecksilberdampf-Niederdrucklampe ist temperaturabhängig. Das Quarzrohr 2, in das die Lampe eingeschoben ist, bietet jedoch einen Wärmeschutz, so daß nur bei großen Temperaturschwankungen der zu überwachenden Luft diese sich auf das Meßergebnis auswirken. Als Strahlungsquelle kann insbesondere ein Ultraviolettnormal verwendet werden, z. B. eine Quecksilberdampf-Hochdrucklampe, die sich durch eine hohe Konstanz der Strahlungsstärke auszeichnet.The radiation intensity of the mercury vapor low pressure lamp depends on the temperature. The quartz tube 2 into which the lamp is inserted, however, offers thermal protection, so that only in the case of large temperature fluctuations in the air to be monitored, these on the measurement result impact. As a radiation source, in particular an ultraviolet standard can be used, e.g. B. a high pressure mercury vapor lamp, which is characterized by a high degree of constancy of the radiation intensity.

Es ist ferner möglich, die Strahlungsstärke der Ultraviolett-Lampe bei der Wellenlänge 1849 R durch die Regelung des Lampenstromes konstatt zu halten.It is also possible to adjust the radiation intensity of the ultraviolet lamp at the wavelength 1849 R by regulating the lamp current.

Die Neuerung beschränkt sich nicht auf das Messen oder Registrieren des absoluten Feuchtigkeitsgehaltes, sondern die Meßwerte können auch zu beliebigen Steuer-oder Regelzwecken nutzbar gemacht werden.The innovation is not limited to measuring or recording the absolute moisture content, but the measured values can also be arbitrary Control or regulating purposes can be made usable.

Claims

Protection claims 1) Device for monitoring, z. B. Measure, the absolute Moisture content of air and other gases, characterized by a for Recording of the gas to be examined, metallic, electrically grounded Gas container, an ultraviolet radiator arranged in this for generating radiation of a wavelength of 1849 î and a metallic one, from a high voltage source Electrically chargeable electrode to which a voltmeter is connected.

2) Device according to claim 1, characterized in that in the, preferably cylindrical gas containers designed for continuous gas flow the radiator arranged coaxially and by an openwork, z. B. sieve-shaped, Electrode is surrounded.

3) Device according to claim 1 or 2, characterized in that the heater is surrounded by a protective tube made of quartz.

4) Device according to claim 1 with an additional, registering voltmeter, in particular a periodically registering drop bracket recorder, characterized in that a capacitor (18) is connected to the high voltage source (7) used to charge the electrode (3) via a resistor (20) , to which the hanger recorder (17) is connected in parallel, that also the one to the chargeable Electrode (3) connected voltmeter (5) as a light beam device D ZD

with three photocells (10,11,12) arranged distributed on its scale, whose light mark is when the electrode is fully charged on the first photocell (10) and when the charge drops, it reaches the other two photocells one after the other, and that the 1 Photocells via amplifiers assigned to them (13, 14, 15) control

initiate processes by the first photocell (10) interrupting the charging of the electrode (3), the second photocell (11) causing the capacitor (18) assigned to the halyard recorder to be charged and the third photocell activates the halyard recorder and at the same time activates the capacitor (18) short-circuits and initiates renewed charging of the electrode.