Zuverlässige Taupunktmessung: Was Messdaten wirklich belegen

Langzeitstabilität: über Jahre beobachtet

Für den TDS501 wurde die Langzeitstabilität separat mit zehn Prüflingen untersucht. Die Sensoren wurden in Druckluft der Klasse 321 (Druckluftleitung DN50, 24-Stunden-Betrieb, typischer Taupunkt 60 °C (Td),  Druck 8 bar und Durchfluss 100 Nm³/h) betrieben und wiederkehrend auf einem überwachten Taupunktgenerator vermessen. Die Abweichungen bei −70, −60 und −40 °C Td wurden als statistische Hüllkurven über die Zeit ausgewertet. In den ersten sechs Monaten blieben die ermittelten Hüllkurven an allen drei Prüfpunkten innerhalb von ±2 °C Td. Aus diesem Verlauf wurde zusätzlich eine 12-Monats-Prognose abgeleitet. Auch diese bleibt innerhalb des Toleranzbandes. Die Prognose ist dabei ausdrücklich eine Extrapolation und kein bereits gemessener Langzeitwert.

Für den EE355 liegen Langzeitdaten von sieben Prüflingen vor. Die Messumformer wurden seit März 2019 wiederholt gegen eine Taupunktreferenz bei −55, −50, −40 und −25 °C Td geprüft. Die Datenbasis ist je Prüfpunkt unterschiedlich lang: Für −55, −40 und −25 °C Td reicht sie bis Mai 2026, für −50 °C Td bis Februar 2024.

Bei −50, −40 und −25 °C Td lagen alle verfügbaren Messabweichungen innerhalb des dokumentierten Toleranzbandes von ±2 °C Td. Bei −55 °C Td traten dagegen einzelne historische Überschreitungen auf. Die Auswertung zeigt damit auch, warum Langzeitstabilität für unterschiedliche Taupunktniveaus getrennt betrachtet werden sollte. Besonders konstant ist der Verlauf bei −40 und −25 °C Td: Zwischen erster und letzter Messung veränderte sich die Abweichung je Prüfling um maximal 0,41 °C beziehungsweise 0,39 °C Td. EE355 und EE71 basieren auf demselben Sensorelement und denselben Algorithmen, weshalb die Langzeitdrift-Aussage auf beide Produktreihen übertragbar ist.

Wiederholbarkeit: gleiche Bedingungen, vergleichbare Ergebnisse

Die Wiederholbarkeit wurde exemplarisch mit zwei TDS501 Prüflingen an −70, −65 und −50 °C Td untersucht. Jeder Prüfpunkt wurde drei Stunden stabilisiert; für die Bewertung wurde jeweils der Messwert unmittelbar vor der nächsten Änderung des Prüfpunktes herangezogen. Die Wiederholmessungen zeigten an allen drei Messpunkten nur sehr geringe Abweichungen von weniger als ±0,1 °C Td. Der größte Wert betrug ±0,0845 °C Td.

Ansprechzeit: schnelle Reaktion auf einen Feuchtesprung

Für die Simulation einer Feuchtestörung wurde ein TDS501 zunächst über mehrere Stunden mit sehr trockener Luft bei etwa −74 °C Td betrieben. Anschließend wurde der Prüfaufbau abrupt mit feuchterer Luft von rund −20 °C Td beaufschlagt. Der Sensor blieb während des gesamten Versuchs eingebaut und in Betrieb. Die Auswertung des Sprungversuchs ergibt eine Ansprechzeit von rund 15 Sekunden für T63 und rund 30 Sekunden für T90. Damit werden starke Änderungen des Taupunkts früh im Messsignal sichtbar.

Betauung: nach zyklischer Belastung weiterhin innerhalb der Spezifikation

In Druckluftanwendungen kann es bei Störungen oder irregulären Betriebszuständen kurzfristig zu Kondensation kommen. Um diese Belastung nachzustellen, wurden zwei TDS501 einem Betauungstest angelehnt an EN 60068-2-30, eine europäische Norm, die Verfahren für Umweltprüfungen unter Bedingungen hoher Luftfeuchtigkeit festlegt, unterzogen. Der Test umfasste zwölf Zyklen mit jeweils zehn Stunden Dauer bei 93 ±3 % rF und Temperaturwechseln zwischen 15 ±3 °C und 55 ±3 °C. Nach dem Test wurden die Kennlinien bei −70, −65, −60 und −40 °C Td erneut geprüft. Beide Prüflinge lagen an allen vier Punkten innerhalb der Spezifikation von ±2 °C Td.

Der Test belegt die Messqualität nach zyklischer Betauungsbelastung. Er ist nicht als Aussage für einen dauerhaften Betrieb unter Kondensation zu verstehen.

Unterbrechungsfrei auch während der Autokalibration

Neben Genauigkeit und Stabilität ist entscheidend, ob der Messwert im laufenden Prozess tatsächlich kontinuierlich verfügbar ist. In einer Taupunktrampe von −70 auf −65 °C Td mit einer Änderungsrate von etwa 0,5 K/min lieferte der TDS501 auch während der Autokalibration durchgehend Messwerte; deren Einfluss war im Signalverlauf kaum erkennbar.

Ein Vergleich über rund 40 Stunden bei etwa −56 °C Td zeigt den Unterschied zu einem herkömmlichen Autokalibrationsverfahren. Beide Sensoren lieferten vergleichbare Mittelwerte von −55,9 und −55,8 °C Td. Der konventionelle Sensor hielt seinen letzten Messwert während der Autokalibration jedoch fest und zeigte danach einen Sprung von etwa 1,5 bis 2 K. Beim TDS501 gab es keine Messpause, und die durch die Autokalibration verursachten Signaländerungen fielen deutlich sanfter aus.