Taupunktspiegelhygrometer

Das Taupunktspiegelhygrometer ist ein messtechnisches Gerät (Hygrometer) zur Bestimmung des Taupunkts von Wasser in Luft oder anderen Prozess-Gasen. Als (H₂O) Taupunkt oder Taupunkttemperatur bezeichnet man die Temperatur, bei der sich auf einem Gegenstand (bei vorhandener Feuchte) ein Gleichgewichtszustand von kondensierendem und verdunstendem Wasser einstellt, in anderen Worten die Kondensatbildung gerade einsetzt. Das Taupunktspiegelhygrometer arbeitet nach dem fundamentalen direkten Messprinzip und verwendet zur Messung des Taupunktes einen temperierbaren Spiegel. Bei der Messung wird die Reflektivität des Spiegels gemessen, die sich verringert, wenn der Taupunkt erreicht wird und der Spiegel beschlägt.

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Messvorgang

Zur Messung wird das Taupunktspiegelhygrometer in den zu überwachenden Prozess eingebracht. Dann muss abgewartet werden, bis sich die Messkammer des Hygrometers akklimatisiert hat, bzw. gut von Prozessgas durchflutet ist. Falls notwendig, wird der Spiegel zunächst solange erwärmt, bis er kondensatfrei und damit nicht mehr beschlagen ist. Anschließend wird der Spiegel langsam so lange wieder abgekühlt, bis die Messoptik Kondensat detektiert. Das Messergebnis ist die gemessene Spiegeltemperatur.

Geringe Feuchtegehalte und damit niedere Taupunkttemperaturen erfordern längere Messzeiten, daher kann im Bereich Spurenfeuchte (z.B. bei -85°C Taupunkttemperatur) eine Messung länger als eine Stunde in Anspruch nehmen. Bei hohen Taupunkttemperaturen hingegen (z.B. bei +20°C Taupunkttemperatur) dauert eine Messung nur wenige Sekunden. Die langen Messzeiten bei Spurenfeuchte liegen nicht etwa daran, dass man lange braucht um tiefe Temperaturen zu erlangen, sondern daran, dass im Bereich Spurenfeuchte sehr wenig Wassermoleküle im Prozessgas enthalten sind. Daher muss man warten und genügend Prozessgas am Spiegel vorbeistreichen lassen, damit sich genügend Moleküle ablagern können um als Kondensat sichtbar zu sein.

Ausnahmen

Kohlenwasserstoff-Taupunkt

In der Praxis ist der Taupunkt von Wasser der wohl am häufigsten gemessene Taupunkt. Allerdings haben auch Kohlenwasserstoffe z.B. Lösemittel einen sogenannten Kohlenwasserstoff-Taupunkt der, je nach Prozess, bedeutsam ist und nachgewiesen werden muss.

Ein unmodifiziertes Taupunktspiegelhygrometer ist allerdings nicht zum Messen von Kohlenwasserstoff-Taupunkten geeignet. Das Kondensat der Kohlenwasserstoffe verändert die Spiegeleigenschaften in zu geringem Maße. Daher misst man bei Kohlenwasserstoff-Taupunkt-Sensoren das sich durch die Kondensatbildung verringernde Streulicht von angerauhten Oberflächen.

Links

Vergleiche Psychrometer

Vergleiche Taupunktspiegelhygrometer von Michell Instruments