Ein Taupunktmessgerät, das in der chemischen und in der pharmazeutischen Industrie zum Einsatz kommt, muss sehr genau arbeiten. Darüber hinaus spielt die Langzeitstabilität der Messwerte unter chemischen Luftbelastungen wie auch bei unterschiedlichsten Umgebungsbedingungen eine Rolle. Von der FDA werden Gerätekalibrierungen in kurzen Zeitabständen gefordert. Das dazu verwendete Referenzmessgerät muss neben der hohen Genauigkeit auch eine hohe Reproduzierbarkeit der Messwerte aufweisen können.
Jan Grönblad
Das Taupunktmessgerät DM500 von Vaisala arbeitet mit akustischen Oberflächenwellen (SAW-Technologie) und bietet sehr gute Leistungswerte. Das Gerät ist optimal für Referenzmessungen im Kalibierlabor sowie als Transferstandard für mobile Messungen geeignet. Dank der robusten Sensortechnik eignet sich das Gerät auch für den Einsatz in industriellen Anwendungen. Die Vorzüge des Sensors liegen in der präzisen und zuverlässigen Taupunktmessung mit guter Reproduzierbarkeit sowie in der kurzen Ansprechzeit. Außerdem ist die Dewcap-Technologie unempfindlich gegenüber Verunreinigungen und kann Tau und Frost direkt unterscheiden.
Das Taupunktmessgerät DM500 ist ein vollautomatisch arbeitendes Betauungsfeuchtemessgerät zur kontinuierlichen Bestimmung von Taupunkttemperaturen im Bereich von -75 bis +60 °C mit einer auf ±0,2 °C rückverfolgbaren Messgenauigkeit. Für den Bereich niedriger Frostpunkte ist ein Kühlwasseranschluss vorgesehen. Zur Vermeidung von Kondensation bei der Messung hoher Taupunkte ist das Gerät optional mit einem System zur Gasprobenentnahme sowie mit einer Steuerung zur externen Rohrleitungsbeheizung erhältlich.
Tau- / Frost-Ermittlung
Das Taupunktmessgerät erkennt den Unterschied zwischen Taupunkt und Frostpunkt bei Taupunkttemperaturen unter 0°C direkt, ohne zusätzliche Kühlzyklen. Bei traditionellen Kondensationsmessverfahren, z. B. mit Taupunktspiegel, kann der optische Strahl die Unterschiede im Kondensat nicht ermitteln. Das Problem besteht, wenn eine hoch präzise Messung einem zusätzlichen Unsicherheitsfaktor im typischen Bereich von -30…0°C unterliegt. Bei Betauungsbildung auf dem Vaisala Dewcap-Sensor ändert sich das Signal auf reproduzierbare Art und Weise. Die Vereisung des Kondensats verursacht eine völlig andere Signaländerung, so dass der Sensor des Taupunktmessgeräts zwischen Betauung und Vereisung unterscheiden kann.
Das Taupunktmessgerät DM500 funktioniert selbst bei erheblicher Verunreinigung des Sensorelements noch zuverlässig. Das SAW-Signal reagiert empfindlich auf Kondensatbildung durch Tau oder Frost, nicht jedoch auf Verunreinigungen.
Hygroskopische Verschmutzung ist eine häufige Fehlerursache bei den konventionellen Techniken zur Taupunktbestimmung, weil sie den Wasserdampfdruck in der Nähe des Sensors ändern kann. Dank einer intelligenten Selbstdiagnosefunktion kann das Taupunktmessgerät auf der Sensoroberfläche vorhandene Salze oder hygroskopische Verschmutzungen erkennen.
Die Verwendung eines Quarz-Wafers als Sensorsubstrat führt zu herausragender Beständigkeit gegenüber aggressiven Luftschadstoffen, die in Produktionsprozessen teilweise unvermeidbar sind. Benetzte Teile bestehen ausschließlich aus Edelstahl, Silizium, Tantal, Vectra-Polymer und Quarz. Alle Wasser absorbierenden Werkstoffe sind dem Sensor nachgeschaltet.
Dewcap-Sensor und SAW-Technologie
Mit dem Vaisala-Dewcap-Sensor, der die spezifischen Eigenschaften akustische Oberflächenwellen (Surface Acoustic Wave, SAW) ausnutzt, wird eine neue Generation von Betauungs-Feuchtemessgeräten eingeführt. Bei der SAW-Technologie wird die temperaturgesteuerte Quarzoberfläche des Sensors abgekühlt, bis sich auf der Sensoroberfläche Tau oder Frost bildet. Ob Kondensation vorliegt oder nicht, wird durch akustische Oberflächenwellen erkannt und nicht wie bei Taupunktspiegeln über den traditionellen optischen Strahl. Im Messmodus wird die Temperatur der Vaisala-Dewcap-Quarzoberfläche geändert, bis die Kondensation im Gleichgewicht ist. Wenn dies erreicht ist, wird die Temperatur der Sensoroberfläche mit einem präzisen Widerstandsthermometer gemessen. Die so ermittelte Temperatur entspricht der Tau- bzw. Frostpunkttemperatur der vorbeigeführten Gasprobe.
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