Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Kapazitive Feuchtigkeitsmessung in Argon


von Martin (Gast)


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Hallo zusammen,

ich möchte mit einem Datenlogger die Restfeuchte von Argon messen. 
Soweit ich weiß funktionieren diese Sensoren kapazitiv. Da Argon eine 
Dielektrizitätskonstante von 1,5 hat fürchte ich mein Messergebnis zu 
verfälschen. Sehe ich das richtig? Ist es möglich einen Korrekturfaktor 
zu verwenden? Die Dielektrizitätskonstante bei der Kapazitätsbestimmung 
ist ja ein einfacher Faktor soweit ich weiß.

Ich würde mich über Hilfe freuen.

Viele Grüße

Martin

von Lurchi (Gast)


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Die meisten der Sensoren messen nicht die Kapazität direkt im Gas, 
sondern in einer Art Porösen Material, das Feuchtigkeit aufnimmt und 
auch wieder abgeben kann. Es wird also die DK des mehr oder weniger 
hygroskopischen Materials gemessen, dass sich hoffentlich im 
Gleichgewicht mit der Umgebungsfeuchte ist. Im Prinzip sollte dabei der 
Partialdruck die wichtige Größe sein, also weitgehend unabhängig davon 
ob der Rest Argon, Helium oder Stickstoff ist. Je nach Sensor könnte 
ggf. CO2 noch einen kleinen Einfluss haben. Ggf. kommt man sogar ohne 
Abgleich aus - wobei im Argon eher kleine Feuchte werte interessant sein 
sollten, da wäre ein Abgleich ggf. auch in Luft nötig. Sonst gibt es 
dafür eher andere Sensoren, die dann auch ppm H2O in Argon messen.

Direkt mit der DK Messung im Gas dürfte man nicht besonders empfindlich 
sein, schon weil der Luftdruck einen merklichen Einfluss hätte.

von Martin (Gast)


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Vielen Dank für die Info. Die Genauigkeit ist zunächst nicht so wichtig.

Es geht um eine Kammer die evakuiert wird und anschließend mit Argon 
geflutet wird. Der Datenlogger hält die 20 mbar erfreulicherweise aus. 
Nach dem Fluten auf Umgebungsdruck zeigt er jedoch eine relative 
Feuchtigkeit von 15 % an. Das kommt mir sehr hoch vor. Das Argon kommt 
aus einem großen Tank über die Hausleitung, nicht aus der Flasche. Ich 
muss mal rausbekommen wieviel Restfeuchte da normalerweise drin sein 
sollte.

Viele Grüße

Martin

von Harald W. (wilhelms)


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Martin schrieb:

> Das Argon kommt aus einem großen Tank

...und wie kommt das Argon in den Tank rein?
Frag doch mal den Lieferanten.

von дампфтроль (Gast)


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Ich wuerde das Argon mal durch eine Kuehlfalle druchblubbern lassen. zB 
einer CO2 Falle. Argon siedet bei 87K, leider zu hoch fuer Stickstoff, 
aber CO2 passt.

von Sebastian S. (amateur)


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Messen die üblichen Verdächtigen nicht die sogenannte relative 
(Luft-)Feuchtigkeit?
Selbst wenn die absoluten Verhältnisse erfasst würden, so sind diese mit 
großer Sicherheit nicht 1:1 in die Luft zu blasen.

Ich würde mich nicht wundern, wenn die Verhältnisse bei Argon etwas 
anders liegen. Zugegeben, 0% sollten übertragbar sein, aber dann würde 
ich erst mal die verfügbaren Daten ins Auge fassen.

Glauben hilft auch manchmal.

: Bearbeitet durch User
von Lurchi (Gast)


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Normal sollte Argon deutlich trockener sein. 15% Anzeige könnte aber 
ggf. der Offset des Sensors sein. So super genau sind die Sensoren 
nicht, vor allem nicht ohne Abgleich (ein paar cm Leitung mehr geben 
auch mehr Kapazität). Etwas Einfluss kann ggf. der Unterschied Argon - 
Luft auch schon machen.

von Sebastian S. (amateur)


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>Normal sollte Argon deutlich trockener sein.

Sollte!

100% Luftfeuchtigkeit sind, wenn man mal den Luftdruck und die 
Temperatur außen vor lässt, eine absolute Größe, also: Mehr geht einfach 
nicht.
Dieser Wert ist aber bei Argon mit Sicherheit ein anderer. Egal ob in 
Prozent gemessen oder in g/m³, oder wie auch immer man die absoluten 
Werte misst.

von ??? (Gast)


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Argon aus nem Tank ist im allg. sehr trocken. Der Sensor im Datenlogger 
hat aber mit Sicherheit ein Problem bei so geringer Feuchte. Die 
Sensoren welche bis 95...100%rF messen können, sind auch in diesem 
Bereich am genauesten. Zum Testen soll man ja auch einen feuchten Lappen 
nehmen...
Gasfeuchte im Bereich von 10% und darunter kann man mit nem gekühlten 
Spiegel (Psycrometer) messen. Da erhällt man die Taupunkttemperatur und 
muss etwas rechnen...
Aber wenn das Gas nicht durch Wasser durchblubbert hat das nie 15% 
Feuchte!
Außerdem sollte man den Unterschied vor rel. und absoluter Feuchte 
verstehen. Dann sieht man auch das Problem der Temperatur. Der 
Datenlogger wird nur rel. Feuchte messen. Das Gas kühlt beim expandieren 
ab und der Logger macht dann aus etwas Spurenfeuchte 15%...
ne Kühlfalle ist gegen Restfeuchte die beste Lösung.

von Lurchi (Gast)


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Wenn das Gas sehr sauber ist, und die Wände etwas wärmer bzw. sehr 
hydrophob, kann man auch etwas über 100% rel Feuchte kommen. Dann hat 
man eine Nebelkammer.

Die rel. Luftfeuchte gibt den Partialdruck von Wasser relativ zum 
Sättigungsdampfdruck an. Welches Gas den Rest ausmacht ist dabei 
weitgehend egal.

Bei den Sensoren könnten ggf. auch andere Gase einen Einfluss haben, 
allerdings würde ich da von Argon (als Gas, nicht flüssig) eher wenig 
erwarten. Eher schon bei CO2 oder ggf. H2.

Stimmt denn die Anzeige des Sensor in Luft ? Einen Wert von etwa 70% 
rel. Feuchte kann man z.B. mit gesättigter Koch-Salzlösung darstellen. 
Mit anderen Salzen kriegt man auch andere definierte Werte recht gut 
reproduziert.

von дампфтроль (Gast)


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Laus Wikipedia passt Argon sehr gut zu wasser. Ist die Loeslichkeit von 
Argon in Wasser so gut wie Sauerstoff, und beide viel besser wie 
Stickstoff.

von Hp M. (nachtmix)


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Martin schrieb:
> Nach dem Fluten auf Umgebungsdruck zeigt er jedoch eine relative
> Feuchtigkeit von 15 % an

Bei welcher Temperatur?
Fslls die Kammer nicht trotz Evakuierung nass war, kann so etwas 
eigentlich nur passieren, wenn die Argonbombe fast leer und innen 
feucht ist.

Bei einer noch vollen Bombe, sagen  wir 50 Bar oder mehr und einem 
Partialdruck des Wasser von ca 30 mBar bei 25°C, beträgt der Dampfdruck 
des Wassers nach der Entspannung auf Atmosphärendruck nur noch 0,03/50 = 
0,6mBar.
Ebenso ergibt sich daraus eine relative Feuchte von höchstens 100%/50 = 
2%.
Bei einer neuen Bombe mit 200 Bar wären es nur 0,5%

von Hp M. (nachtmix)


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P.S.:

Hp M. schrieb:
> kann so etwas
> eigentlich nur passieren, wenn die Argonbombe fast leer und innen
> feucht ist.

Die in solchen "Bomben"  gelieferten Gase sind oft feucht, weil die 
regelmäßige Druckprüfung dieser Behälter mit Wasser gemacht wird.
18% rH bekommst du aber erst, wenn der Druck auf 5 bar oder darunter 
gefallen ist, die Bombe also nahezu leer ist.

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