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Board-AnsichtMessung eines Feuchteflusses im Festkörper (Elektronik)
verfasst von Hartwig
, 31.03.2023, 10:33 Uhr
Hallo,
»
» Hallo, ich weiß nicht genau wie ich mein Anliegen noch besser erklären
» kann, ohne weiter ins kleinste Detail der Beschichtung zu gehen.
nö, die Aufgabenstellung is deutlich erklärt. Nur ist diese nicht mit allein einer Feuchtigkeitsmessung zu lösen. Da ein Massenstrom gemessen werden soll, müssen eben die Masse und deren Strömungsrichtung über die Zeit gemessen werden. Das ist mit einem punktuellen Sensor allein nicht möglich. Sicher kann man unter Annahme fester Randbedingungen (physikalisch vorgegebene Flußrichtung, konstante Temperatur, Werkstoffeigenschaften, Luftfeuchtigkeit etc.) die Messung vereinfachen - aber das sollte natürlich zuvor überprüft werden.
Ich denke schon, dass es Sensorkonzepte (kapazitiver Feuchtigkeitssensor, thermische Sensoren) gibt, die grundsätzlich geeignet wären. Nur wird eine Fertiglösung, die in einigen Tagen erstellt ist, wohl nicht verfügbar sein.
Als naheliegenden physikalischen Versuchsaufbau würde ich mir zunächst ein Zweikammer-Messsystem vorstellen. Zwei vollkommen "dichte" Messkammern, getrennt durch eine gemeinsame Wand des zu untersuchenden Materials. Auf einer Seite muß jetzt eine konstant hohe Feuchtigkeit herrschen, also entweder Luftfeuchtigkeit oder evtl sogar "stehende Nässe". Die andere Kammer stellt die Messkammer dar, in die die Feuchtigkeit transportiert wird. Die Temperatur für beide Kammern sei konstant. Als unüberprüfte Idee würde ich die Messkammer einschließlich der Probe unmittelbar vor dem Versuch auf minimalen Wassergehalt trocknen (Trockenofen). Die Messkammer sollte dabei z. B. mit einer exakt im Trockenzustand gewogenen Menge Silikagel gefüllt sein. (Natürlich kann man das Silikagel auch "nass" entnehmen, wiegen, dann trocknen und wieder wiegen). Mit Befüllen/Befeuchtung der Nassseite beginnt die Messung, nach einer zuvor zu bestimmenden Zeit ist die Messung abzubrechen, dann wird das Silikagel gewogen. Aus Zeit und Querschnitt der Probe könnte man den Mengenfluß bestimmen. Das bedarf einiger Vorveruche.
Deine Idee mit der Putzplatte auf dem nassen Sand und dem Lüfter darüber wäre eine vereinfachte Umsetzung dieses Zweikammersystems, möglicherweise aber ungenau durch eine zu starke Vereinfachung.
Als etwas kontrollierter würde ich eine "Quellkammer", die mit konstant befeuchtetem Sand befüllt ist, der direkt und gleichmäßig an der Probe anliegt, vorsehen. Die Trockenseite kann frei liegen und wird durch denLüfter angeströmt. Nach einer festzulegenden Zeit kann der Wasserverbrauch der Quellkammer wieder durch Wiegen (oder eine Anzeige?) ermittelt werden. Als kritisch würde ich hier die erforderliche konstante Befeuchtung der Probe in der Quellkammer sehen (Wasserreservoir, Wasserstand in der Quellkammer über Syphon konstant gehalten? also wie ein automatisches Bewässerungssystem?...), ebenso wie die möglichst konstante Temperatur und Luftfeutigkeit auf der Trockenseite. Vorteil dieser einfachen Lösung wäre die Unabhängikeit von den geschlossenen Messkammern, die irgendwann die Messung durch nicht-lineares Verhalten verfälschen würden (keine Sättigung in der Quellkammer, begrenzte Wasseraufnahme des Silikagels). Bei entsprechender Konstruktion wäre die offene Bauweise fortwährend zu betreiben (bis eben die erwünschte Messgenauigkeit gegeben ist (Wasserverbrauch- also z.B. Endpunkt bei x ml Wasserverbrauch der Quellkammer!). Dafür ist die Abhängigkeit von umgebendeer Luftfeutigkeit und Temperatur größer. Mit ständig parallel durchgeführten Bezugsmessungen wäre as in den Griff zu bekommen.
Als "Fertiglösung" stelle ich mir eine Putzplatte definierter Grösse vor, die auf einer Seite aus einem Wasser-Reservoir konstant feucht gehalten wird, mit einer "aktiven" Trocknung per Lüfter auf der Trockenseite. Erfasst werden die Zeit und der Füllstand im Reservoir. der Rest ist Dreisatz 
Sicher ließe sich das elektronisch machen, nur wäre das mit Entwicklungsaufwand verbunden, der nicht zu unterschätzen ist. Zumal die Elektronik die physikalischen Größen oft nur indirekt erfassen kann, käme noch erhöhter Aufwand zur Validierung der Meßergebnisse hinzu.
Viel Erfolg
Hartwig
Gesamter Thread:
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