Feuchtesensor absolute Feuchte g/kg schwankt ohne Befeuchtung

[broby]

Hi Zusammen,

wir haben einen kapazitiven Sensor von Rotronic Hygromer IN-1 zur Messung der Luftstromfeuchte in der Luftaufbereitungsanlage. Ich habe festgestellt, dass die absolute Feuchte (g/kg) der Zuluft sich mit der Temperatur ändert, obwohl die Luft nicht befeuchtet wird. Beispielsweise 8 g/kg bei 30 °C und 6.65 bei 52°C. Der Sensor ist kalibriert und richtig eingestellt.

Wie kann man das sonst erklären, ausser dass der Sensor ungenau ist. Hat jemand schon eine ähnliche Erfahrung gemacht?

Besten Dank und Grüsse
broby

[HaWe]

Hi Zusammen,

wir haben einen kapazitiven Sensor von Rotronic Hygromer IN-1 zur Messung der Luftstromfeuchte in der Luftaufbereitungsanlage. Ich habe festgestellt, dass die absolute Feuchte (g/kg) der Zuluft sich mit der Temperatur ändert, obwohl die Luft nicht befeuchtet wird. Beispielsweise 8 g/kg bei 30 °C und 6.65 bei 52°C. Der Sensor ist kalibriert und richtig eingestellt.

Wie kann man das sonst erklären, ausser dass der Sensor ungenau ist. Hat jemand schon eine ähnliche Erfahrung gemacht?

Besten Dank und Grüsse
broby

hallo,
kurze Antwort: es muss ein Messfehler sein, wenn die Einheit tatsächlich [g H2O / kg Luft] ist.
Lange Antwort:
Da bei 1kg Gesamtluft bei 30° 8g H2O enthalten sind und folglich 992g Restgase, und ja nichts an Fremdluft dazukommt oder verschwindet, ändert sich dies nicht durch Erwärmen auf 52°: 1kg bleibt 1 kg und die 8g H2O da drin bleiben 8g H2O.
Nur wenn man davon ausginge, dass der Sensor g H2O pro m³ Luft misst (edit: das ist die tatsächliche, gebräuchliche Einheit!!) statt pro kg Luft, ändert sich der H20-Gewichtsanteil: Denn da das erwärmte Gas ja eine geringere Dichte hat, verteilen sich die 8g H2O auf ein größeres Volumen (z.B. rund 10% mehr, also 1,1m³), und daher bleiben dann in 1m³ rund 10% weniger H2O, also 7,2g statt 8g.
Das wäre zumindest eine Arbeitshypothese, aber ein Fehler ist und bleibt es natürlich, wenn die Bezugsgröße kg sein soll statt m³, und genau das müsste auch durch eine Kalibrierung ausgeglichen werden können.

Etwas anderes ist es, wenn die Wasserdampfsättigung im einen oder anderen Fall erreicht ist und Wassertröpfchen beginnen zu kondensieren (<Taupunkt). Das ist aber hier sicher nicht der Fall, denn die H2O-Sättigung liegt bei 30°C bei rund 30g/m³ und bei 52° bei rund 90g H2O/m³ .

[broby]

hi, besten Dank.
Du hast recht mit der Dampfdichte, bei uns wird aber sicher der Dampfgehalt g/kg berechnet. Daher mus es etwas anderes sein.
lg

[oberallgeier]

.. kapazitiven Sensor von Rotronic Hygromer IN-1 .. die absolute Feuchte (g/kg) der Zuluft sich mit der Temperatur ändert, obwohl die Luft nicht befeuchtet wird ..

Na ja, Thermodynamik und Sensorik sind beide nicht sooo easy. Wenns nun um Thermodynamik+Sensorik geht - wirds nicht einfacher.

.. The resistance of the sensor strongly depends on the temperature and humidity conditions as well ..

Vielleicht irre ich mich, ich kenn das Ding nicht. Aber - ohne Datenblatt ist der Umgang (nicht nur) mit elektronischen Geräten eins der letzten großen Abenteuer unserer Tage

[shedepe]

Gerade solche Sensoren müssten eine starke Temperaturabhängigkeit aufweisen, wenn ich mich richtig an die entsprechende Vorlesung erinnere. Feuchtesensoren haben anscheinend auch eine starke Alterung im Laufe der Zeit (Abweichungen über 10% sind da leicht möglich)

[HaWe]

Die einzige Möglichkeit, wie ein Sensor Massen von Gasgemisch-Bestandteilen quantitativ bestimmen kann, ist meines Wissens ein Gaschromatograph.
Ist es einer?
Ansonsten kann das, was der Sensor tatsächlich misst, nicht g H2O/Kg Luft sein (wie sollte er die Einzel-Massen (!!) der verschiedenen Luftmoleküle getrennt bestimmen?)

Alles was er ansonsten kann, sind irgendwelche anderen Messwerte von was-auch-immer bestimmen, die dann zu g H2O/kg Luft in Relation gesetzt werden (so wie man einen Widerstandswert am ADC Port in Relation setzen kann zu einer gemessenen Helligkeit in lux oder candela von einem angeschlossenen Helligkeitssensor).

In jedem Fall muss man allerdings die Messwerte kalibrieren.

Wenn der Feuchtesensor also generell zwar Messwerte liefert, aber falsch misst, bleiben nur die Möglichkeiten
- falsch kalibriert
- falsche Firmware
- falsche Software
- intern elektronisch defekt
und hier könnte der Vergleich mit einem anderen Sensor (baugleich oder ggf. auch ganz verschieden) als Vergleich weiterhelfen.

[broby]

Ne, es ist kein Gaschromotograph. Der Sensor ist kalibriert und es ist üblich solche Sensoren zu Feuchtemessung einzusetzen. Mir selbst fällt auch nichts mehr ein, wass auf mit dem Sensor verbundene Probleme hinweist.

Es kann auch sein, dass wir im Prozess eine unbekannte Störgrösse haben. Ist zwar unwahrscheinich aber möglich. Vielleicht ist es das.
Danke

[shedepe]

Wie gesagt, bei solchen Sensoren spielt die Temperatur eine wesentliche Rolle auf den Messwert. Im Datenblatt sollte eigentlich auch noch diesbezüglich eine Kurve angegeben sein wie das kompensieren ist.

[HaWe]

Wie gesagt, bei solchen Sensoren spielt die Temperatur eine wesentliche Rolle auf den Messwert. Im Datenblatt sollte eigentlich auch noch diesbezüglich eine Kurve angegeben sein wie das kompensieren ist.

@shedepe,
Natürlich muss der Sensor bei verschiedenen Temperaturen die jeweils richtigen Werte liefern, und genau dafür ist doch eine Kalibrierung da - nur scheint sie ja nicht richtig zu funktionieren.
Die Frage ist: tritt das nur bei diesem einzelnen Sensor auf oder bei allen baugleichen, und ist im letzteren Fall beim Hersteller dann dieser Fehler bereits bekannt?
Oder tritt Fremdluft ins System ein? Wasserdampf kann ja schließlich beim Erwärmen nicht einfach verschwinden.

[shedepe]

Die Kalibrierung muss bei weitem nicht die Temperaturschwankung kompensieren. Die Kalibrierung kann auch nur eventuelle Offset Fehler kompensieren.