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Luftfeuchte ü. Salzlösungen: Problem mit Eigenerwärmung
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black_friday



Hier seit: 08.11.2010
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Verfasst am: 8/11/2010, 10:46  Titel:  Luftfeuchte ü. Salzlösungen: Problem mit Eigenerwärmung Antworten mit ZitatNach untenNach oben
Hallo,
da dies mein 1. Beitrag hier im Forum ist will ich zuerst mal kurz Hallo an alle sagen.
Üblicherweise habe ich mit Chemie direkt wenig zu tun, eher mit Elektrotechnik. Es ergeben sich aber immer wieder Berührungspunkte.
Nun zu meinem Problem:

Mit Hilfe von 2 gesättigten Salzlösungen (Lithiumchlorid und Natriumchlorid) will ich Luftfeuchtesensoren neu abgleichen.
Das funktioniert auch ganz gut. Ich setze die Lösung an und platziere den Sensorkopf in einem abgedichteten Gefäß über der Lösung. Nach ~8h hat sich die gewünschte Luftfeuchte eingestellt.
Das Problem ist, dass sich der Sensorkopf während der Messung etwas erwärmt. Ich bekomme nur sinnvolle Messergebnisse, wenn ich den Sensor nur kurz einschalte (max. 30s). Bei längerem Betrieb sinkt die gemessene Luftfeuchte deutlich (z.B. bei NaCl auf 68%).

Dazu hätte ich zwei Fragen:
1. Wie ist dieser Effekt chemisch/ physikalisch zu erklären?
Eigentlich müssten zwischen 20°C und 40°C die Luftfeuchte über den Salzlösungen nahezu konstant sein und wärmer wird der Sensorkopf nicht.

2. Ließe sich der Effekt verhindern, wenn ich den Sensorkopf thermisch besser an das Gefäß kopple, in dem sich die Salzlösung befindet?
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Wirehead


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Verfasst am: 8/11/2010, 11:30  Titel:   Antworten mit ZitatNach untenNach oben
Hallo,
welchen Sensor verwendest du denn?

Das Luftvolumen das sich in bzw. in unmittelbarer nähe zum Sensor befindet ändert durch die Erwärung seine relative Luftfeuchte. Das wird durch den relativ langsamen Diffusionsprozess warscheinlich nicht ausgeglichen. Dadurch das keine Luftbewegung stattfindet wird der beobachtete Effekt natürlich noch verstärkt.

Feste Thermische Kopplung würde auf jedenfall helfen. Warscheinlich wäre das Umwälzen des Luftvolumens auch sinnvoll z.B. mit nem 25er Lüfter (achtung Wärmeeintrag).
Wenn der Sensor keine Einschwingzeit benötigt um stabile Werte zu liefern würde ich die Einschaltzeit auf das nötigste reduzieren, vieleicht gleichzeitig die thermische Masse und damit die Trägheit des Sensors erhöhen.

Gruß
Torsten
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...enthält 72% des empfohlenen Tagesbedarfs an natürlichem Asbest.

Die Bitterkeit schlechter Qualität hält noch lange an, wenn die Süße des Preises längst verflogen ist...
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Verfasst am: 8/11/2010, 13:49  Titel:   Antworten mit ZitatNach untenNach oben
Wie funktioniert Dein Sensor, oder ist das Betriebsgeheimnis?
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black_friday



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Verfasst am: 8/11/2010, 14:27  Titel:   Antworten mit ZitatNach untenNach oben
Danke schon mal für die Antworten.
Es handelt sich um einen kapazitiven Sensor (Polymerfolie zwischen 2 Elektroden).
Die Sensoren sind selbstgebaut.
Lüfter wollte ich eigentlich vermeiden.
Ich werde mal ein anderes Gefäß verwenden, bei dem der Sensorkopf besseren thermischen Kontakt zum Gehäuse hat.
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Wirehead


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Verfasst am: 8/11/2010, 15:27  Titel:   Antworten mit ZitatNach untenNach oben
Dann basiert deine Eigenerwärmung auf dielektrischem Verlust?
Ist da Schaltungstechnisch nichts zu machen?

Gruß
Torsten
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Verfasst am: 8/11/2010, 17:40  Titel:   Antworten mit ZitatNach untenNach oben
Warum erfindest Du das Rad neu und baust die Sensoren selbst? Privatvergnügen oder kommerzieller Einsatz? Es gibt reichlich viele verschiedene ausgereifte Typen für den industriellen Einsatz.

Dieser Sensor  http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/500000-524999/502354-da-01-de-KAPAZITIVER_FEUCHTESENSOR_KFS140_TO.pdf hat einen Verlustfaktor von <0,01.

Ich verstehe nicht, wie es bei Dir zu merklicher Erwärmung kommen kann. Mit welcher Spannung veraufschlagst Du den Sensor?

Da der Sensor wohl eine gewisse Trägheit besitzt (obiges Beispiel hat <30s), kommt eine Echtzeitmessung wahrscheinlich ohnehin nicht in Betracht. Kann man die Messung intermittierend ausführen (z.B. 10s Messung, 100s Pause)?

Ist der Sensor Teil des Schwingkreises oder einer Brücke?
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Wirehead


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Verfasst am: 8/11/2010, 22:44  Titel:   Antworten mit ZitatNach untenNach oben
Wenns um eine "normale" Anwendung geht würde ich zu nem SHT11 greifen (dort wird im Appnote aber auch die Eigenerwärmung erwähnt).
Das Teil selbst zu bauen ist entweder Selbstgeißelung oder eine ganz spezielle Anwendung Smile

Auswertung zu Fuße und auch diverse Salzlösungen zum Kalibrieren sind hier beschrieben:  http://www.netzmafia.de/buecher/linuxhackz/Datenblaetter/Feuchtesensoren/Valvo_Feuchtesensor.pdf

Honeywell hat auch mal eine Kontruktion mit Haaren oder Fasern gebaut die 2 Kondensatorplatten auseinanderziehen.


Gruß
Torsten
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Verfasst am: 8/11/2010, 23:27  Titel:   Antworten mit ZitatNach untenNach oben
SHT11, OK, da ist ja schon die ganze Auswertelogik dabei und individuell kalibriert ist das Ding auch, kostet bei Conrad schlappe 26€. Zur Temperaturproblematik sagt das Datenblatt:

If the SHT1x shares a PCB with electronic components that produce heat it should be mounted in a way that prevents heat transfer or keeps it as low as possible.

Important: To keep self heating below 0.1°C, SHT1x should not be active for more than 10% of the time – e.g. maximum one measurement per second at 12bit accuracy shall be made.

Also man soll Fremderwärmung vermeiden (na klar) und um die Eigenerwärmung akzeptabel zu halten, soll man einen 10% Zyklus verwenden. Habe ich ja schon oben vorgeschlagen.

Unverständlich ist mir nach wie vor, wie beim Eigenbau eine Erwärmung auf 40°C erfolgt. Beim SHT geht es um 0,1°C.

Das Valvo-Teil gibt es anscheinend noch immer, z.B. 17€ bei der C-Apotheke (wohl inzwischen von Vishay, gehören die nicht auch zu Philips wie Valvo?).
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