BRPI0621619A2 - cámara climática e método de controle da mesma - Google Patents
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Abstract
CáMARA CLIMáTICA E MéTODO DE CONTROLE DA MESMA. A invenção refere-se a uma câmara climática (1) para rapidamente alcançar e manter uma umidade do ar pré-determinada e/ou uma temperatura pré-determinada. De acordo com a invenção, o ar em um espaço de amostra (2) é conduzível por pelo menos um ventilador (6, 14) a partir de uma saída (5) do espaço de amostra (2) pelo menos parcialmente via uma ramificação de atalho (3) e/ou pelo menos parcialmente via uma ramificação de secagem (4) de volta a uma entrada (17) do espaço de amostra (2). O ar é circulado continuamente pelos ventiladores (6, 14) em um circuito essencialmente independente. O ar é guiado por elementos guia (8, 9) através da ramificação de atalho (3) e/ou ramificação de secagem (4). Como um resultado da rápida instalação de troca fornecida de acordo com a invenção pelos elementos guia (8, 9) entre a ramificação de atalho (3) e a ramificação de secagem (4), é possível, em combinação com o dispositivo de regulagem de temperatura (16) e ventiladores (6, 14), para uma umidade do ar pré-determinada por um usuário e/ou uma temperatura pré-determinada a ser rapidamente alcançada no espaço de amostra (2) da câmara climática (1) e, em adição, a ser mantida extremamente precisamente por um período amplo. Além disso, a invenção refere-se a um método para rapidamente alcançar e manter uma umidade do ar pré-determinada e/ou uma temperatura pré-determinada em uma câmara climática.
Description
"CÂMARA CLIMÁTICA E MÉTODO DE CONTROLE DA MESMA"
Campo da Invenção
A invenção refere-se a uma câmara climática para rapidamente alcançar e manter uma umidade do ar pré-determinada e/ou uma temperatura pré-determinada.
A invenção também se refere a um método para rapidamente alcançar e manter uma umidade do ar pré-determinada e/ou uma temperatura pré-determinada em uma câma- ra climática.
Fundamentos da Invenção
Um grande número de câmaras de teste ou câmaras climáticas para investigar a- mostras de material e seus similares é conhecido. Temperaturas definidas e/ou uma umida- de do ar pré-determinada para um clima desejado específico podem, por exemplo, ser pro- duzidas no espaço de amostra com tais câmaras climáticas.
Associado às câmaras climáticas conhecidas, entretanto, é a vantagem, dentre ou- tras coisas, que um clima pré-determinado é estabelecido somente depois de um tempo relativamente longo. Se1 entretanto, amostras de material são submetidas a um clima defini- do por somente um tempo curto, as amostras de material não podem freqüentemente per- manecer por tal longo tempo na câmara climática, porque os resultados da medição seriam, de outra forma, influenciados pelo tempo de permanência excessivamente longo na câmara climática.
De modo a levar as amostras de material no espaço de amostra depois que o clima pré-determinado foi alcançado, um canal tem que ser fornecido na câmara climática, o dito canal aumenta os gastos com projeto consideravelmente.
Em conta dos tempos de resposta geralmente longos até alcançar um clima pré- determinado, além disso, o número de investigações a serem executadas nas câmaras cli- máticas conhecidas anteriormente é freqüentemente limitado.
Sumário da Invenção
Pode haver uma necessidade de fornecer uma câmara climática que evita as des- vantagens das modalidades conhecidas de câmaras climáticas descritas acima.
Essa necessidade pode ser alcançada por uma câmara climática com as caracterís- ticas da reivindicação 1.
Devido ao fato de que o ar no espaço de amostra pode ser conduzido usando pelo menos um ventilador a partir de uma saída do espaço de amostra pelo menos parcialmente via uma ramificação de atalho e/ou pelo menos parcialmente via uma ramificação de seca- gem de volta a uma entrada do espaço de amostra, a umidade do ar e/ou a temperatura no espaço de amostra da câmara climática de acordo com a invenção pode ser levado muito rapidamente e precisamente a valores pré-determinados.
De acordo com outra modalidade exemplificada da câmara climática, o ar é condu- zível por pelo menos um elemento guia pelo menos parcialmente via a ramificação de atalho e/ou pelo menos parcialmente via a ramificação de secagem para rapidamente alcançar e manter um valor de ponto de ajuste pré-determinado para a umidade do ar no espaço de amostra. Uma única divisão parcial do fluxo de ar na ramificação de atalho pode assim ser possível, como um resultado da qual a umidade do ar no espaço de amostra pode ser con- trolada mais precisamente.
De acordo com outra modalidade exemplificada da invenção, a provisão é feita tal que, de modo a rapidamente alcançar e manter um valor de ponto de ajuste pré- determinado para a temperatura no espaço de amostra, a temperatura do ar pode ser varia- da por um dispositivo de regulação de temperatura, em particular, por um dispositivo de a- quecimento e/ou de resfriamento, o dispositivo de regulação de temperatura é arranjado em particular na região da entrada.
O dispositivo de regulação de temperatura compreende um dispositivo de resfria- mento e pode adicionalmente compreender um dispositivo de aquecimento. Como um resul- tado dos zeólitos preferencialmente usados como um dessecante, a temperatura no espaço de amostra eleva à medida que a umidade do ar é absorvida pelos zeólitos. Essa elevação na temperatura do ar no espaço de amostra causado pela reação exotérmica dos zeólitos com a absorção da umidade é compensada pelo dispositivo de resfriamento, tal que a tem- peratura do ar no espaço de amostra permanece essencialmente constante. O dispositivo de resfriamento pode ser constituído, por exemplo, por elementos Peltier ou seus similares, através dos quais o fluxo de ar a ser termicamente regulado passa. Através do dispositivo de aquecimento opcional, a temperatura do ar no espaço de amostra pode, se exigido, ser elevada acima do valor da temperatura do ar ambiente e/ou temperatura ambiente indepen- dentemente do efeito dos zeólitos. O dispositivo de aquecimento é preferencialmente opera- do eletricamente, tal que resulta em fácil regulabilidade. Por exemplo, o dispositivo de aque- cimento pode ser constituído por arames de resistência helicoidalmente arranjados ou seus similares através dos quais o fluxo de ar flui.
Outra modalidade exemplificada faz provisão tal que o elemento guia ou elementos guia podem ser ativados por um controle e dispositivo de regulação dependendo de um va- lor real medido da umidade do ar e/ou dependendo de um valor real medido da temperatura.
O dispositivo de controle e regulação pode habilitar os valores de umidade do ar pré-determinados e/ou os valores de temperatura pré-determinados no espaço de amostra da câmara climática a serem alcançados e mantidos amplamente automaticamente.
De acordo com outra modalidade exemplificada, pelo menos um desumidificador de ar para secar o ar é arranjado na ramificação de secagem.
O desumidificador pode habilitar uma rápida e seletiva retirada de umidade do fluxo de ar e assim uma redução da umidade do ar no espaço de amostra. De acordo com outra modalidade exemplificada da câmara climática, o desumidifi- cadores) de ar contém um dessecante, em particular, zeólitos ou seus similares.
Os zeólitos preferencialmente usados como um dessecante podem habilitar uma rápida redução da umidade do ar e têm uma consistência preferencialmente granular. Os zeólitos podem ser acomodados, por exemplo, em cestos de arame de malha ampla, as áreas transversais preferencialmente correspondem aproximadamente à área transversal da ramificação de secagem. Os cestos de arame são inseridos no desumidificador de ar, tal que o ar preferencialmente flui através dos zeólitos no desumidificador pela área total. Além disso, os cestos de arame nos desumidificadores de ar podem habilitar rápida substituição dos zeólitos. Os zeólitos são capazes de ligar a umidade contida no ar muito firmemente a eles por processos físicos na estrutura cristalina, mas eles podem também ser regeneradas pelo fornecimento de calor depois de saturação completa com umidade.
De acordo com outra modalidade exemplificada da invenção, um umidificador de ar, em particular, um evaporador de ultra-som, é arranjado na ramificação de atalho.
O umidificador de ar pode habilitar, se necessário, um aumento seletivo da umidade de ar no fluxo de ar.
Além disso, a necessidade pode ser alcançada por um método que compreende:
- medir um valor real da umidade do ar em um espaço de amostra da câmara climá- tica, e
- pelo menos conduzir parcialmente o ar via uma ramificação de secagem quando o valor real da umidade do ar excede um valor de ponto de ajuste pré-determinado para a u- midade do ar no espaço de amostra e/ou pelo menos parcialmente conduzir o ar via uma ramificação de atalho quando o valor real da umidade do ar alcança ou cai abaixo do valor de ponto de ajuste pré-determinado para a umidade do ar no espaço de amostra.
Pode-se assim assegurar que uma umidade e/ou temperatura do ar pre- determinada é rapidamente alcançada. Em adição, uma vez que os valores para a umidade do ar e/ou a temperatura no espaço de amostra são alcançados, eles podem ser mantidos extremamente precisamente e por longos períodos.
De acordo com outra modalidade exemplificada do método, o ar é resfriado pelo dispositivo de regulação de temperatura quando o valor real da temperatura no espaço de amostra excede o valor de ponto de ajuste pré-determinado.
Se necessário, o ar pode assim ser resfriado quando a temperatura do ar se eleva, por exemplo, seguindo a absorção de umidade do ar na ramificação de secagem em conta da reação usualmente exotérmica do dessecante na forma de zeólitos.
De acordo com outra modalidade exemplificada do método de acordo com a inven- ção, o ar é aquecido por um dispositivo de regulação de temperatura quando um valor real medido da temperatura no espaço de amostra cai abaixo de um valor de ponto de ajuste pré-determinado.
Pela função de aquecimento opcionalmente fornecida do dispositivo de regulação de temperatura via um dispositivo de aquecimento adiciona, a temperatura do ar no espaço de amostra pode, se exigido, ser elevada acima da temperatura do ar ambiente ou tempera- tura ambiente independentemente do efeito dos zeólitos, de modo, por exemplo, a alcançar um valor de umidade do ar pré-determinado que, com uma temperatura do ar mais baixa, levaria a uma condensação indesejada de umidade do ar.
De acordo com outra modalidade exemplificada do método, o ar é guiado por pelo menos um elemento guia pelo menos parcialmente através da ramificação de secagem e/ou pelo menos parcialmente através da ramificação de atalho.
Esse desenvolvimento pode habilitar uma regulação muito rápida e ainda precisa da umidade do ar no espaço de amostra pela simples ativação dos elementos guia.
Desenvolvimentos vantajosos adicionais da câmara climática e o método são apre- sentados nas reivindicações.
Breve Descrição dos Desenhos
Nos desenhos:
A FIG. 1 mostra uma representação diagramática da câmara climática de acordo com uma modalidade exemplificada da invenção.
Descrição Detalhada da Modalidade Exemplificada
A FIG. 1 mostra uma representação diagramática do modo de funcionamento da câmara climática de acordo com uma modalidade exemplificada da invenção para rapida- mente alcançar e manter a umidade do ar pré-determinada e/ou uma temperatura pre- determinada em um espaço de amostra.
A câmara climática 1 compreende, entre outras coisas, um espaço de amostra 2, uma ramificação de atalho 3, e uma ramificação de secagem 4. Um ventilador 6 é localizado na região de uma saída 5 do espaço de amostra 2. O ventilador 6 conduz o ar do espaço de amostra2 via um cotovelo de saída 7 na direção das setas direcionais representadas com linhas contínuas na ramificação de secagem 4, desde que os elementos guia 8, 9 na posi- ção simbolizada por linhas contínuas essencialmente desligam a ramificação de atalho 3.
Os elementos guia 8, 9 podem, como mostrado na FIG. 1, ser constituídos por a - bas. As abas podem ser ativadas, por exemplo, por servomotores, motores de atuação ou outros atuadores, controlados por um dispositivo de controle e regulação. Ao invés das abas como elementos guia 8, 9, outros elementos de desligamento operados elétrica ou pneuma- ticamente, tal como, por exemplo, válvulas, válvulas de distribuição, válvulas pneumáticas ou seus similares, podem também ser usados como uma alternativa.
Três desumidificadores de ar 10, 11, 12 são arranjados na ramificação de secagem 4. Um dessecante 13 está presente em cada caso em desumidificadores de ar 10, 11, 12. Como dessecante 13, uso é preferencialmente feito de zeólitos com uma consistência gra- nular, que liga a umidade do ar absorvida muito firmemente a eles e pode ser regenerada tão freqüentemente quanto desejado pela fonte de calor. O dessecante 13 na forma de zeó- litos pode assim ser inserido nos desumidificadores de ar 10, 11, 12, por exemplo, em ces- tos de arame prontamente permeáveis a ar de malha ampla. Os cestos de arame preferen- cialmente têm uma área transversal que aproximadamente corresponde à área transversal da ramificação de secagem 4, tal que o ar fui através do dessecante 13 o quanto possível e sem maiores resistências ao fluxo. Os cestos de arame com dessecante 13 localizado nes- tes também habilitam rápida substituição de dessecante 13.
Depois de fluir através dos desumidificadores de ar 10, 11, 12, o ar é conduzido por um ventilador adicional 14 através de um cotovelo de entrada 15, um dispositivo de regula- ção de temperatura 16 e uma entrada 17 de volta no espaço de amostra 2. O ar assim flui através da câmara climática 1 em um circuito essencialmente independente. Uma amostra 18a ser investigada na câmara climática 1 está presente no espaço de amostra 2.
Pelo dispositivo de regulação de temperatura 16, o ar é resfriado, se necessário, na região do cotovelo de entrada 15, tal que a temperatura do ar pode ser abaixada de uma maneira seletiva. Se o dispositivo de regulação de temperatura 16 tem um dispositivo de aquecimento opcional, a temperatura na câmara de amostra 2 pode também ser elevada acima do nível da temperatura de ar ambiente ou temperatura ambiente independentemente do efeito dos zeólitos.
Isso pode ser necessário, por exemplo, quando se pretende estabelecer uma umi- dade do ar na câmara climática 1 que está localizada acima da umidade do ar de saturação na temperatura atual no espaço de amostra 2. Nesse caso, pode ser necessário aumentar a temperatura do ar de uma maneira seletiva pelo dispositivo de aquecimento, de modo a evi- tar condensação de umidade do ar na câmara climática 1 na temperatura e/ou umidade do ar desejada no espaço de amostra 2.
Ademais, quando os zeólitos como dessecante 13 absorvem umidade, eles expul- sam uma parte da energia que foi fornecida a eles por calor durante a regeneração. A fonte de calor durante a regeneração de dessecante 13 produz a expulsão reversível completa da umidade absorvida pelo dessecante 13, em particular, a água ou umidade do ar, da ligação cristalina dos zeólitos. Como um resultado da absorção da umidade do ar, os zeólitos que formam o dessecante 13 nos desumidificadores de ar 10, 11, 12 e também, portanto, o ar fluindo através do dessecante 13 assim aquece, tal que o ar pode ter que ser resfriado no- vamente à temperatura de ponto de ajuste de, por exemplo, 23° C pelo dispositivo de resfri- amento contido no dispositivo de regulação de temperatura 16. A função de resfriamento do dispositivo de regulação de temperatura 16 é geralmente sempre exigida, de modo a com- pensar as flutuações de temperatura do ar devido à absorção de umidade do ar pelos zeóli- tos.
O dispositivo de regulação de temperatura 16 pode, por exemplo, ser constituído por elementos Peltier como um dispositivo de resfriamento, que são igualmente adequados para o aquecimento ou o resfriamento do ar. Alternativamente, o dispositivo de regulação de temperatura 16 pode também compreender um dispositivo de aquecimento e resfriamento separado. Nessa conexão, elementos elétricos de aquecimento em combinação com um dispositivo de resfriamento absorvedor, dispositivo de resfriamento compressor ou seus si- milares, são concebíveis para constituir o dispositivo de regulação de temperatura. Os ele- mentos de aquecimento elétricos podem ser constituídos por arames de resistência helicoi- dalmente arranjados ou seus similares, por exemplo.
Não é absolutamente essencial que o dispositivo de regulação de temperatura 16 tenha a possibilidade de aquecimento adicional do ar fluindo através do espaço de amostra 2 por um dispositivo de aquecimento. No caso onde uma instalação de aquecimento está ausente, o ar no espaço de amostra 2 tem uma temperatura que aproximadamente corres- ponde à temperatura de ar ambiente e/ou temperatura ambiente, tal que a câmara climática 1 essencialmente corresponde em termos de sua função a um desumidificador de ar com uma instalação de ajustamento extremamente precisa para o grau de umidade do ar no es- paço de amostra 2 e não a uma câmara climática.
O dispositivo de regulação de temperatura 16, além disso, é equipado com um re- frigerador 19 e um ventilador adicional 20. O refrigerador 19 serve, em particular, para arras- tar calor de escape a partir do dispositivo de resfriamento do dispositivo de regulação de temperatura 16 na operação de resfriamento. De modo a intensificar o efeito de refrigeração, o ventilador 20 é fornecido pelo qual, se necessário, ar ambiente é direcionado por sucção através do refrigerador 19. Ademais, um dispositivo de controle e regulação 21 é fornecido.
A umidade do ar no espaço de amostra 2 cai rapidamente na posição dos elemen- tos guia 8, 9 descritos acima, porque o ar é conduzido quase exclusivamente via a ramifica- ção de secagem 4.
Se os elementos guia 8, 9 são articulados na posição indicada com linhas traceja- das, o caminho para o ar através da ramificação de secagem 4 é essencialmente cortada. Os elementos guia 8, 9 se movem na direção das pequenas setas curvas fornecidas nos elementos guia 8, 9. Nessa posição dos elementos guia 8, 9, ar é conduzido quase exclusi- vamente via a linha de atalho 3 ao longo das setas direcionais desenhadas em tracejado. Nessa posição dos elementos guia 8, 9, a umidade do ar no espaço de amostra 2 permane- ce essencialmente inalterada ou pelo menos aumenta somente muito lentamente, porque o ar é agora essencialmente conduzido unicamente via a ramificação de atalho 3. Um aumen- to significativo na umidade do ar no espaço de amostra 2 acontece nesta posição dos ele- mentos guia 8, 9 unicamente na presença de uma amostra 18 com um alto conteúdo de u- midade e/ou com ativação de um umidificador de ar opcional (não mostrado) pelo dispositivo de controle e regulação 21.
Além disso, é possível que os elementos guia 8, 9 assumam posições intermediá- rias, tal que somente uma parte do ar é conduzida via a ramificação de secagem 4 ou rami- ficação de atalho 3. Uma redução mais lenta e, portanto, mais precisa da umidade do ar no espaço de amostra 2 pode assim ser alcançada. Em princípio, assume-se que os elementos guia 8, 9 são movidos simultaneamente uns com os outros, de modo a evitar uma contra- pressão indesejada do ar. Alternativamente, os elementos guia 8, 9 podem também ser ati- vados independentemente uns dos outros. Os elementos guia 8, 9 são ativados por atuado- res (não mostrados), por exemplo, servomotores ou seus similares.
A ramificação de atalho 3, ramificação de secagem 4, cotovelo de saída 7 e cotove- lo de entrada 15 são preferencialmente constituídos por tubos ou seus similares e represen- tam juntos- com o espaço de amostra 2 um circuito independente no caso ideal completa- mente separado do ar ambiente, no qual o ar é continuamente circulado por ventiladores 6, 14 durante o período de investigação da amostra. A influência do ambiente na câmara cli- mática 1 é assim minimizada. Em uma modalidade preferencial da câmara climática 1 de acordo com a invenção, os tubos têm um diâmetro de menos de 200 mm. Ao invés dos tu- bos com uma seção transversal essencialmente circular descrita acima, uso pode também ser feito de dutos de ar ou seus similares que, por exemplo, têm uma seção retangular ou quadrada. Diâmetros maiores do que 200 mm são também possíveis para os tubos.
Na seguinte descrição, assume-se que a temperatura no espaço de amostra 2 é em princípio medida em graus Celsius (0C). A umidade do ar no espaço de amostra 2 é deter- minada como umidade relativa do ar em porcentagem (% umid. rei.). A umidade relativa do ar denota a relação em porcentagem entre uma quantidade máxima de água que pode ser absorvida na teoria pelo ar em uma temperatura específica para a quantidade de água real- mente presente no ar na hora da medição.
Pelo menos um sensor de umidade do ar 22 e pelo menos um sensor de tempera- tura 23 são preferencialmente arranjados no espaço de amostra. Os valores medidos cor- respondentes ou valores reais da temperatura e da umidade do ar atualmente prevalecendo no espaço de amostra 2 são confirmados pelo sensor de umidade do ar 22 e pelo sensor de temperatura 23 e restabelecidos via as linhas de medição (não mostradas) o dispositivo de regulação e controle 21. Alternativamente, sensores de umidade do ar adicionais e/ou sen- sores de temperatura adicionais podem ser arranjados dentro ou fora do espaço de amostra 2, de modo a habilitar uma determinação mais precisa dos valores reais para a temperatura e a umidade do ar tal como para melhorar o controle.
Um arranjo do sensor de umidade do ar 22 e do sensor de temperatura 23 divergin- do da representação da FIG. 1 é também possível. O sensor de umidade do ar 23 pode ser arranjado, por exemplo, na região do cotovelo de entrada 15 ou cotovelo de saída 7. Além disso, os sensores de umidade do ar podem ser arranjados na região da ramificação de ata- lho 3 e/ou ramificação de secagem 4. O mesmo também se aplica ao arranjo do sensor de temperatura 23. Um desvio de divergência a partir do arranjo do sensor de umidade do ar 22 e do sensor de temperatura 23 no espaço de amostra 2 mostrado a título de exemplo na FIG. 1 pode ser exigido, por exemplo, de modo a se adaptar às condições de investigação e teste específicas para a amostra 18.
Além disso, a câmara climática 1 de acordo com a invenção compreende dispositi- vos de entrada (não mostrados) com os quais os valores de ponto de ajuste para a tempera- tura e umidade do ar a serem alcançados e mantidos no espaço de amostra podem ser de- terminados por um usuário. Os dispositivos de entrada podem, por exemplo, ser reguladores giratórios, comutadores, chaves ou seus similares. Ademais, a câmara climática 1 pode compreender dispositivos de saída, por exemplo, na forma de telas analógicas, telas digitais, interfaces de comunicação ou seus similares, que exibem, por exemplo, os valores de tem- peratura atuais e valores de umidade do ar no espaço de amostra 2 para um usuário. Ade- mais, a câmara climática 1 de acordo com a invenção pode ser equipada com um dispositivo de comutação de tempo, que, por exemplo, emite um sinal depois de uma interrupção de um período, pré-determinado por um usuário, para o tempo de permanência desejado da amos- tra 18 no espaço de amostra 2.
O dispositivo de controle e regulação 21 controla todas as seqüências na câmara climática 1 de acordo com a invenção. Para esse propósito, os elementos guia 8, 9, o dispo- sitivo de regulação de temperatura 16 e os ventiladores 6, 14, 20, entre outras coisas, são conectados via linhas de controle (não mostradas na FIG. 1) ao dispositivo de controle e regulação 21. Correspondendo a isso, o sensor de umidade do ar 22 e o sensor de tempera- tura 23 são também conectados via as linhas de medição ao dispositivo de controle e regu- lação 21. Ademais, os dispositivos de entrada e os dispositivos de saída para o usuário são conectados ao dispositivo de controle e regulação 21. Este é preferencialmente constituído por uma unidade de computação padrão, em particular, por um computador digital.
O termo "alcançando rapidamente" uma umidade do ar pré-determinada e/ou tem- peratura no espaço de amostra 2 significa que, com uma umidade do ar inicial de, por e- xemplo, 50% no espaço de amostra 2, a umidade do ar alcançar um valor de menos do que 1% em um período de menos de 30 segundos depois de ligar a câmara climática 1. Pela câmara climática 1 de acordo com a invenção, esse valor da umidade do ar de menos de 1% em uma temperatura de, por exemplo, 23° C (temperatura ambiente, temperatura de ar ambiente) no espaço de amostra 2 pode, em particular, ser alcançado rapidamente e, em adição, ser mantido precisamente pela duração do teste, isto é, pode ser mantido essenci- almente constante. De modo geral, um ajustamento e manutenção extremamente rápidos e ao mesmo tempo precisos no tempo de uma umidade do ar no espaço de amostra 2 pré-determinados pelo usuário são em primeiro lugar tornados possíveis pela câmara climática 1 de acordo com a invenção. Para esse propósito, o dispositivo de regulação de temperatura 16 compre- ende em primeiro lugar um dispositivo de resfriamento. Além disso, uma temperatura no espaço de amostra 2 pré-determinada pelo usuário pode ser rápida e precisamente alcan- çada e mantida com um dispositivo de regulação de temperatura 16 com uma instalação para aquecer o ar fluindo através do espaço de amostra 2 por um dispositivo de aquecimen- to, a dita temperatura também é capaz de estar acima do nível da temperatura de ar ambi- ente ou temperatura ambiente independentemente da influência dos zeólitos.
De acordo com o método de acordo com uma modalidade exemplificada da inven- ção, um usuário primeiro pré-determina os valores de ponto de ajuste desejados para a u- midade do ar e/ou a temperatura no espaço de amostra 2 com o dispositivo de entrada. A amostra 18 a ser investigada, é claro, primeiro introduzida no espaço de amostra 2.
Os valores de ponto de ajuste pré-determinados pelo usuário são registrados e ar- mazenados pelo dispositivo de controle e regulação 21. Se, por exemplo, um usuário pré- determina um valor de ponto de ajuste de 23° C para a temperatura e um valor de ponto de ajuste de 10% para a umidade relativa do ar no espaço de amostra 2 pelos dispositivos de entrada, o dispositivo de controle de regulação 21 procura alcançar esses valores o mais rápido possível e então mantê-los constantes, em particular, pela ativação dos elementos guia 8, 9, pelo dispositivo de regulação de temperatura 16 e pelos ventiladores 6, 14. Os valores atualmente prevalecendo no espaço de amostra 2, isto é, os valores reais para a umidade do ar e/ou temperatura, são continuamente determinados pelo sensor de umidade do ar 2 e pelo sensor de temperatura 23 e restabelecidos via as linhas de medição para o dispositivo de controle e regulação 21.
A seqüência precisa do método de acordo com a modalidade exemplificada da in- venção será explicada abaixo em mais detalhes com o auxílio do processo de controle para a umidade do ar e o processo de controle correspondente para a temperatura usando o e- xemplo de uma umidade do ar pré-determinada de 10% e uma temperatura de 23° C, que aproximadamente corresponde à temperatura do ar ambiente ou temperatura ambiente.
Se o valor da umidade relativa do ar atual, isto é, o valor real, no espaço de amos- tra 2 soma, por exemplo, 50% inicialmente, os elementos guia 8, 9 são articulados pelo dis- positivo de controle e regulação 21 na posição representada pelas linhas contínuas, tal que o ar flui quase exclusivamente através da ramificação de secagem 4. A umidade do ar em excesso é agora rapidamente extraída do ar pelos zeólitos contidos como dessecante 13 em desumidificadores de ar 10, 11, 12, tal que a umidade do ar no espaço de amostra 2 começa a cair. A umidade do ar atual no espaço de amostra 2 é constantemente determinada pelo sensor de umidade do ar 22.
Os elementos guia 8, 9 podem assumir "posições intermediárias" arbitrárias e não são limitados à posição completamente aberta ou fechada representada a título de exemplo na ilustração da FIG. 1. O termo "posição intermediária" significa nessa conexão que uma proporção de fluxo de volume entre 0% em 100% do fluxo de ar total pode ser conduzido através da ramificação de atalho 3 e da ramificação de secagem 4 dependendo da posição dos elementos guia 8, 9, onde a soma das proporções de fluxo de volume dos sub-fluxos de ar na ramificação de secagem 4 e na ramificação de atalho 3 sempre é 100%.
O movimento dos elementos guia 8, 9 preferencialmente acontece por então cha- mados "servomotores", que permitem posições arbitrárias e/ou "posições intermediárias" arbitrárias dos elementos guia 8, 9, preferencialmente projetados como abas, sob o controle do dispositivo de controle e regulação 21.
A posição dos elementos guia 8, 9 é variada pelo dispositivo de controle e regula- ção 21 durante o processo de controle real até que tal tempo à medida que o valor real da umidade do ar no espaço de amostra 2, separado de um desvio de controle tolerável, é a- proximadamente igual ao valor de ponto de ajuste pré-determinado de 10% para a umidade do ar. Se a amostra 18 tem um alto conteúdo de umidade, os elementos guia 8, 9 são tam- bém abertos pelo dispositivo de controle e regulação 21, de modo a alcançar mais rapida- mente o valor de ponto de ajuste da umidade do ar conduzindo um grande fluxo de volume de ar através da ramificação de secagem 4. Se1 por outro lado, a amostra 18 tem um conte- údo de umidade mais baixo, as amplitudes dos movimentos dos elementos guia 8, 9 são reduzidas, controladas pelo dispositivo de controle e regulação, de modo a evitar viradas do processo de controle e a alcançar o valor de ponto de ajuste mais rapidamente.
Uma vez que o valor de ponto de ajuste foi alcançado, os elementos guia 8, 9 po- dem ser articulados pelo dispositivo de controle e regulação 21 na posição representada pela linha interrompida, tal que o ar é agora essencialmente conduzido exclusivamente via a ramificação de atalho 3 e a umidade do ar no espaço de amostra 2 permanece constante.
Preferencialmente, entretanto, os elementos guia 8, 9 são localizados em uma "po- sição intermediária" quando o valor de ponto de ajuste da umidade do ar no espaço de a- mostra 2, menos uma tolerância de controle, foi alcançado, de modo, em particular, a habili- tar uma compensação mais rápida com flutuações renovadas da umidade do ar.
Se o valor da umidade do ar prevalecendo no espaço de amostra 2 muda novamen- te de 10% devido a influências externas e/ou devido à influência da amostra 18, a umidade do ar é novamente levada ao valor de ponto de ajuste pré-determinado de 10% por meio da ramificação de secagem 4 e um ajustamento correspondente dos elementos guia 8, 9, con- trolados pelo dispositivo de controle e regulação 21.
Se o valor atual da temperatura do ar no espaço de amostra 2 soma, por exemplo, 18%, esse valor de temperatura é determinado pelo sensor de temperatura 23 e restabele- cido ao dispositivo de controle e regulação 21. O valor real da temperatura no espaço de amostra 2, menos uma tolerância de controle, é assim menor do que o valor de ponto de ajuste de 23° C pré-determinado pelo usuário, tal que o ar é aquecido pelo dispositivo de regulação de temperatura 16 até tal tempo à medida em que o valor real da temperatura novamente corresponda ao valor de ponto de ajuste de 23° C, menos uma tolerância de controle. Um aumento na temperatura do ar no espaço de amostra 2 acima do nível da tem- peratura do ar ambiente ou temperatura ambiente independentemente do efeito dos zeólitos é como uma regra somente possível se o dispositivo de regulação de temperatura 16, como já foi descrito acima, compreende a instalação opcional de aquecimento por um dispositivo de aquecimento, por exemplo, na forma de elementos de aquecimento eletricamente opera- dos ou seus similares.
Se a reação exotérmica dos zeólitos deve ser usada para "aquecimento" indireto do ar no espaço de amostra 2, necessita-se levar em conta que, como um resultado disso, a umidade do ar no espaço de amostra 2 pode possivelmente novamente mudar de uma ma- neira indesejada.
Se, por outro lado, o valor real da temperatura do ar no espaço de amostra 2 é mai- or do que o valor de ponto de ajuste pré-determinado de 23° C, o ar é resfriado pelo disposi- tivo de resfriamento do dispositivo de regulação de temperatura 16 até tal tempo à medida que o valor do ponto de ajuste da temperatura de 23° C, menos uma tolerância de controle, foi alcançada. Nesse modo de funcionamento, o processo de controle para a temperatura do ar corresponde em princípio ao processo de controle para a umidade do ar.
Ambos o processo de controle para a umidade do ar e o processo de controle para a temperatura são controlados em paralelo, ou combinados um com o outro, pelo dispositivo de controle e regulação 21. Além disso, pode também ser necessário controlar, de uma ma- neira adequada pelo dispositivo de controle e regulação 21, ventiladores 6, 14 que circulam o ar dentro da câmara climática 1, de modo, por exemplo, a diminuir ou intensificar o pro- cesso de secagem na ramificação de secagem 4 e/ou o aquecimento ou resfriamento do ar no dispositivo de regulação de temperatura 16. Esse controle dos ventiladores 6, 14 pode acontecer, por exemplo, por um regulador de velocidade e/ou um ajustamento do ângulo de ajuste dos rotores do ventilador. O mesmo se aplica ao ventilador 20.
O processo de controle total é relativamente dispendioso em conta dos processos de controle para a umidade do ar e a temperatura a ser executada em paralelo, tal que a implementação do controle aconteça preferencialmente usando software pelo dispositivo de controle e regulação 21. Alternativamente, o controle pode também acontecer com circuitos analógicos.
Em conta da circulação forçada do ar pelos ventiladores 6, 14 em combinação com a rápida instalação de troca entre a ramificação de atalho 3 e a ramificação de secagem 4, é possível pelo método de acordo com a invenção para a temperatura e/ou a umidade do ar na câmara climática 1 pré-determinada pelo usuário seja mantido rapidamente e em adição muito precisamente pela duração do teste inteiro, isto é, seja mantido constante pela maior parte.
Dever-se-ia notar que o termo "compreender" não exclui outros elementos ou eta- pas e "um" ou "uma" não exclui uma pluralidade. Também elementos descritos em associa- ção com modalidades diferentes podem ser combinados. Dever-se-ia notar que sinais de referência nas reivindicações não devem ser construídas como Iimitantes do escopo das reivindicações.
Lista de sinais de referência
1 - câmara climática
2 - espaço de amostra
3 - ramificação de atalho
4 - ramificação de secagem
5 - saída
6 - ventilador
7 - cotovelo de saída
8 - elemento guia
9 - elemento guia
10 - desumidificador de ar
11 - desumidificador de ar
12 - desumidificador de ar
13 - dessecante
14 - ventilador
15 - cotovelo de entrada
16 - dispositivo de regulação de temperatura
17 - entrada
18 - amostra
19 - refrigerador
20 - ventilador
21 - dispositivo de regulação e controle
22 - sensor de umidificação de ar
23 - sensor de temperatura
Claims (18)
1. Câmara climática (1) para rapidamente alcançar e manter uma umidade do ar pré-determinada e/ou uma temperatura pré-determinada, CARACTERIZADA pelo fato de que o ar em um espaço de amostra (2) é conduzível por pelo menos um ventilador (6, 14) a partir de uma saída (5) do espaço de amostra (2) pelo menos parcialmente via uma ramifi- cação de atalho (3) e/ou pelo menos parcialmente via uma ramificação de secagem (4) de volta a uma entrada (17) do espaço de amostra (2), onde o ar pode ser guiado por pelo me- nos um elemento guia (8, 9) pelo menos parcialmente via a ramificação de atalho (3) e/ou pelo menos parcialmente via a ramificação de secagem (4), onde o elemento guia ou os elementos guia (8, 9) são ativados por um dispositivo de regulação e controle (21) depen- dendo de um valor real medido da umidade do ar e/ou dependendo de um valor real medido da temperatura.
2. Câmara climática (1), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que, de modo a rapidamente alcançar e manter um valor de ponto de ajuste pre- determinado para a temperatura no espaço de amostra (2), a temperatura do ar é variável por um dispositivo de regulação de temperatura (16), em particular, por um dispositivo de aquecimento e/ou resfriamento, onde o dispositivo de regulação de temperatura (16) é ar- ranjado em particular na região da entrada (17).
3. Câmara climática (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADA pelo fato de que pelo menos um desumidificador de ar (10, 11, 12) para secar o ar é arran- jado na ramificação de secagem (4).
4. Câmara climática (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADA pelo fato de que o desumidificador de ar ou os desumidificadores de ar (10, 11, 12) contêm um dessecante (13), em particular, zeólitos ou seus similares.
5. Câmara climática (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADA pelo fato de que um desumidificador de ar, em particular, um evapora- dor de ultra-som, é arranjado na ramificação de atalho (3).
6. Câmara climática (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADA pelo fato de que pelo menos um sensor de umidade do ar (22) para de- terminar o valor real da umidade do ar no espaço de amostra (2) é arranjado na região do espaço de amostra (2).
7. Câmara climática (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADA pelo fato de que pelo menos um sensor de temperatura (23) para de- terminar o valor real da temperatura no espaço de amostra (2) é arranjado na região do es- paço de amostra (2).
8. Câmara climática (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADA pelo fato de que a ramificação de secagem (4) e a ramificação de atalho (3) e o espaço de amostra (2) formam um circuito essencialmente fechado para a circulação do ar, onde a ramificação de secagem (4) e a ramificação de atalho (3) sendo constituída por dutos fechados, em particular, por tubos.
9. Câmara climática (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, CARACTERIZADA pelo fato de que o ar pode ser circulado continuamente pelo ventilador ou ventiladores (6, 14) em um circuito fechado.
10. Método para rapidamente alcançar e manter uma umidade do ar pre- determinada e/ou uma temperatura pré-determinada em uma câmara climática (1), como definida em uma das reivindicações 1 a 9, CARACTERIZADO pelo fato de que compreen- de: - medir um valor real da umidade do ar em um espaço de amostra (2) da câmara climática (1); e - pelo menos parcialmente conduzir o ar via uma ramificação de secagem (4) quan- do o valor real da umidade do ar exceder um valor de ponto de ajuste pré-determinado para a umidade do ar em um espaço de amostra (2) da câmara climática (1) e/ou pelo menos parcialmente conduzir o ar via uma ramificação de atalho (3) quando o valor real da umidade do ar alcançar ou cair abaixo do nível de ponto de ajuste pré-determinado para a umidade do ar no espaço de amostra (2).
11. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o ar é resfriado por um dispositivo de regulação de temperatura (16) quando o valor real da temperatura no espaço de amostra (2) exceder o valor de ponto de ajuste pré-determinado para a temperatura no espaço de amostra.
12. Método, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o ar é aquecido pelo dispositivo de regulação de temperatura (16) quando o valor real medido da temperatura no espaço de amostra (2) cai abaixo de um valor de ponto de ajuste pré-determinado para a temperatura no espaço de amostra (2).
13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o valor real da umidade do ar na região do espaço de amostra (2) é medido com pelo menos um sensor de umidade do ar (22).
14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o valor real da temperatura na região do espaço de amostra (2) é medido com pelo menos um sensor de temperatura (23).
15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 14, CARACTERIZADO pelo fato de que o ar é guiado por pelo menos um elemento guia (8, 9) pelo menos parcialmente através da ramificação de secagem (4) e/ou pelo menos parcial- mente através da ramificação de atalho (3).
16. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento guia ou elementos guia (8, 9) são ativados por um dispositivo de controle e regulação (21) dependendo dos valores de ponto de ajuste pré-determinados para a temperatura e/ou para a umidade do ar no espaço de amostra (2) bem como os valores reais medidos da umidade do ar e/ou a temperatura no espaço de amostra (2).
17. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o ventilador ou os ventiladores (6, 14) e/ou o dispositivo de regulação de temperatura (16) são controlados dependendo dos valores de ponto de a- juste pré-determinados para a temperatura e/ou para a umidade do ar no espaço de amostra (2) bem como os valores reais medidos da umidade do ar e/ou da temperatura no espaço de amostra (2).
18. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o ar é circulado continuamente por pelo menos um ven- tilador (6, 14) a partir de uma saída (5) do espaço de amostra (2) pelo menos parcialmente via a ramificação de atalho (3) e/ou pelo menos parcialmente via a ramificação de secagem (4) de volta a uma entrada (17) do espaço de amostra (2) em um circuito essencialmente fechado.
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