DE2506595C3 - Vorrichtung zur Bestimmung der Feuchtigkeit von Materialien verschiedener Art durch Messung der Leitfähigkeit - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben und aus der DE-AS 11 48 780 bekannt ist.

Bekannte Feuchtigkeitsmesser, die nach dem Leitfähigkeitsprinzip arbeiten, verwenden einen Spannungs- teiler im Eingang, der aus dem variablen, feuchtigkeitsabhängigen Widerstand des Meßgutes und einem sehr hochohmigen Bezugswiderstand gebildet ist. Die Messung der den Feuchtigkeitsgehalt repräsentierenden Teilspannung erfordert einen Röhrenverstärker oder einen FET-Verstärker mit gegen einen Wert unendlich strebenden Eingangswiderstand. Diese Verstärker mit extrem hohen Eingangswiderständen weisen die bekannten technischen Schwierigkeiten auf, nämlich Unstabilität, Auftreten von Brummspannungen, statisehe Aufladungen. Auch weist diese Schaltungsart bei sehr großen und sehr kleinen Teilungsverhältnissen der Meßspannung erhebliche Ungenauigkeiten auf, die den brauchbaren Meßbereich begrenzen.

Bei der aus der DE-AS 1148 780 bekannten _Μ Vorrichtung wird mit einer Transistor-Verstärkerschaltung gearbeitet, bei der jeweils zwei Transistoren symmetrisch gegeneinander bzw. hintereinander geschaltet sind. Die bekannte Vorrichtung weist eine praktisch lineare Anzeigeskala auf, die sich beispielsweise von etwa 40 kO bis etwa 100 kSl erstreckt, und dies wird dadurch erreicht, daß die Exponentialcharakteristik der Tansistoren der logarithmischen Abhängigkeit des von dem Feuchtigkeitsgehalt des betreffenden Stoffes abhängigen Widerstandes angepaßt werden _M kann- Es erfolgt demgemäß eine Linearisierung des logarithmischen Zusammenhangs zwischen der zu messenden physikalischen Größe und dem diese Größe zunächst repräsentierenden elektrischen Widerstandswert, um auch im oberen Meßbereich eine brauchbare Ablesegenauigkeit zu erhalten. Nachteilig ist dabei vor allem, daß der erfaßbare Meßbereich äußerst klein wird und weniger als eine halbe Zehnerpotenz überdeckt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs I definierten Art so auszugestalten, daß es möglich wird, unter Erzielung einer hohen Meßgenauigkeit einen extrem großen Meßbereich, der sich in der Praxis beispielsweise von 10-'² bis 10-M erstreckt, meßtechnisch zu erfassen und das Ergebnis schnell und einfach abzulesen.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst

Die Vorrichtung nach der Erfindung trägt der besonderen Problematik der Feuchtigkeitsbestimmung von Textilmaterialien aufgrund des ohne Umschaltung ziu· Verfügung stehenden extrem großen Meßbereiches be,anders Rechnung, und zudem ermöglicht der logarithmische Meßwert in der Praxis eine sehr vorteilhafte Gestaltung der Ableseskaia.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes des Hauptanspruchs sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand der Beschreibung und von Figuren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Draufsicht,

F i g. 2 dieselbe Vorrichtung in Seitenansicht, F i g. 3 eine Skalascheibe,

F ig. 4 als Blockschema eine Vorrichtung mit manueller Bedienung,

Fig. 5 als Blockschema eine Vorrichtung mit automatischem Abgleich,

F i g. 6 als Blockschema eine Variante gemäß F i g. 4 oder 5 mit Temperaturkompensation.

In der in F i g. 1 in Draufsicht dargestellten Meßvorrichtung stellen 1, 2 die Elektroden dar, die mit dem Meßgut in enge Verbindung gebracht werden müssen. Für tjxtiles Meßgut beispielsweise können die Elektroden als Nadeln ausgebildet sein, die in entsprechend tiefe Materialstellen eingestochen v/ei-Jen. Bei flächenhaftem Meßgut werden dagegen Platten benötigt, oder sie können als Manschetten, die das Meßgut umschließen, ausgebildet sein.

Die Elektroden 1, 2 sind entweder mit Steckvorrichtungen auf dem eigentlichen Meßgerät 3 befestigt, oder sie können auf bekannte Art über flexible Leitungen an das Meßgerät angeschlossen sein.

Das Meßgerät 3 besteht aus einem Gehäuse 4, dessen Frontseite die zur Bedienung nötigen Elemente enthält: einen Betriebsschalter 5 zum Einschalten, ein Anzeigeelement 6 mit beispielsweise zwei Kontrollampen 7, 8, einen Zeigerindex 9 und eine Skalascheibe 10. Die Skahscheibe 10 weist vorzugsweise einen solchen Durchmesser auf, daß ihr Rand mindestens auf einer Seite über den Gehäuserand ragt, so daß sie mit einem Finger verdreht werden kann. Die Frontseite wird mit Vorteil mittels einer durchsichtigen Abdeckung 11 geschützt. Dies ist aus der F i g. 2 erkennbar. Ebenfalls in Fig.2 ist mit 22 eine abnehmbare Abdeckung bezeichnet, die ein Batteriegehäuse zur Aufnahme einer die Stromversorgung sicherstellenden Batterie verschließt.

Die Skalascheibe 10 gemäß Fig. 3 ist mit einer zentralen Bohrung 101 versehen, die derart gestaltet ist, daß die Scheibe gegenüber dem Drehzapfen 102 nur in einer Richtung aufgesteckt werden kann. Sie wird beispielsweise mittels Schraube 103 oder auf irgend eine andere Art festgehalten.

Beispielsweise kann der das Gehäuse abschließende Deckel 21 derart ausgebildet sein, daß bei abgenommenem Deckel die Skalascheibe ohne Hilfsmittel vom Drehzapfen abgenommen werden kann, daß er aber in geschlossenem Zustand die Skalascheibe auf dem Drehzapfen festhält.

Sofern die Unsymmetrie beziehungsweise die für die Orientierung bestimmte Ausbildung der Bohrung 101 achssymmetrisch gestaltet ist, kann die Skalascheibe 10 beidseitig verwendet werden, wodurch die Lagerhaitung an Skalascheiben mit Eichungen für verschiedene Materialien verkleinert wird.

Fig.4 zeigt als Blockschaltbild eine Vorrichtung für manuellen Abgleich. Die Elektroden f, 2 liegen an einem Eingangskreis 11 mit logarithmischer Strom-Spannungscharakteristik. Dieser ist von einem Verstärker 12 gefolgt Ein Abgleichpotentiometer 13 gestattet, eine solche Einstellung zu treffen, daß die eine der beiden Kontrollampen, beispielsweise Kontrollampe 7, gerade erlöscht und dafür die andere Kontrollampe 8 aufleuchtet; wird das Potentiometer 13 um ein weniges wieder in der Gegenrichtung gedreht, löscht Kontrollampe 8 und Kontrollampe 7 leuchtet wieder auf. Ein neutraler Bereich, in dem beide Kontrollampen 7 und 8 entweder gleichzeitig dunkel oder gleichzeitig hell sind, existiert nicht Es lassen sich aber unit dieser Anzeigemethode genügend genaue Feuchtigkeitswerte ablesen.

Der Betriebsschalter 5 hat neben der »Ein«-Stellung noch eine zusätzliche »Test«-Stellung. In dieser werden an die Anzeige- und Abgleichorgane solche Spannungen gelegt, daß auf der Skalascheibe 10 bestimmte Eichpunkte eingestellt werden müssen, um die Betriebsberejiischaft des Gerätes zu erkennen.

In Fig.5 ist eine Variante des Meßgerätes mit automatischem Abgleich gezeigt Die Überwachung des Abgldchs durch Kontrollampen 7, 8 ist ergänzt durch einen Diskriminator 15, der bei Vorliegen eines nicht abgeglichenen Gerätes den die Kontrollampe 7, 8 speisenden Strom in dem Sinne auswertet, daß das Abgleichpotentiometer in Richtung des zunehmenden Abgleichs verstellt wird. Dies kann beispielsweise mittels eines Motors 16 erfolgen, der mit dem Potentiometer 13 gekuppelt ist; es können jedoch auch rein elektrische Abgleichmittel ohne Zwischenschaltung mechanischer Einstellorgane verwendbar sein. Solche automatische abgleichende Feuchtigkeitsmeßgeräte sind allerdings nicht mehr als Taschengerät verwendbar, vielmehr sind diese als fest montierte Überwachungsgeräte mit entsprechenden Steuer- und Regelfunktionen beispielsweise an Trocknungseinrichtungen eingesetzt

Die Meßschaltung ist in einem bestimmten Maß von der Temperatur abhängig. Deshalb w' ύ das Meßgerät für die Bestimmung der realtiven Feuchtigkeit mit Vorteil mit einer Temperatur-Kompensation versehen. Fig.6 zeigt eine beispielsweise Anordnung. Dabei ist der Verstärker 12 mit einem Rückkopplungszweig 18 beschälte!- in dem sich ein temperaturabhängiges Organ 17 befindet. Entsprechend der Temperatur-Charakteristik dieses Organs 17 wird der Verstärkerausgang von der Temperatur des Einsatzortes abhängig gemacht. Es lassen sich jedoch noch andere, an sich bekannte, Verfahren zur Kompensation der Temperaturabhängigkeit einsetzen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche;

1. Vorrichtung zur Bestimmung der Feuchtigkeit von Materialien verschiedener Art durch Messung der Leitfähigkeit, mit an einer Spannung liegenden Elektroden, die an das Meßgut angelegt werden, einem auf die Elektroden folgenden Verstärker mit niederohmigem Eingangswiderstand und einer Abgleicheinrichtung zur Ermittlung des jeweiligen Feuchtigkeitswertes, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Feuchtigkeitswerte v<jn Textilmaterialien zwischen die den Meßstrom liefernden Elektroden (1,2) und den Verstärker (12) ein Strom-Spannungswandler (11) mit logarithmischer Charakteristik geschaltet ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verstärker (12) ein mit einer Skala (10) in Verbindung'stehendes Potentiometers (13) zur Einstellung des Feuchtigkeitswertes sowie mindestens ein Kontrollorgan (7,8) zur Anzeige von Abweichungen der Einstellung der Skala vom Sollwert nachgeschaltet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung (15,16) zur automati- sehen Einstellung des Potentiometers (13) auf den jeweiligen Abgleichwert vorgesehen ist.