DIN 53118-2013 Testing of paper and board - Determination of equilibrium moisture content《纸和纸板的测试 平衡湿量的测定》.pdf

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1、September 2013DEUTSCHE NORM Normenausschuss Papier, Pappe und Faserstoff (NPa) im DINPreisgruppe 7DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 85.060!%NH“2024337www.din.

2、deDDIN 53118Prfung von Papier, Karton und Pappe Bestimmung der GleichgewichtsfeuchteTesting of paper and board Determination of equilibrium moisture contentEssai des papiers et cartons Dtermination de lhumidit quilibreAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 53118:1

3、998-08www.beuth.deGesamtumfang 10 SeitenDIN 53118:2013-09 2 Inhalt Seite Vorwort . 3 Einleitung 4 1 Anwendungsbereich 4 2 Normative Verweisungen . 4 3 Begriffe 4 4 Kurzbeschreibung 5 5 Gerte und Hilfsmittel 5 5.1 Messfhler (Schwertfhler) auf Basis eines integrierten kapazitativen Feuchtesensors mit

4、Temperaturmessung 5 6 Kalibrierung . 6 6.1 Kalibrierung des Messelementes zur Bestimmung der Feuchte mit Salzlsungen 6 6.1.1 Allgemeines . 6 6.1.2 Feuchtnormalien . 6 6.1.3 Przision 6 6.1.4 Anforderungen an die Kalibrierung mit Salzlsungen . 6 6.2 Kalibrierung des Messelementes zur Bestimmung der Fe

5、uchte mit psychometrischer Messung 7 6.2.1 Allgemeines . 7 6.2.2 Przision 7 6.2.3 Anforderungen an Kalibrierung mit psychrometrischer Messung 7 6.3 Kalibrierung des Temperatur-Messelementes . 7 6.3.1 Allgemeines . 7 6.3.2 Przision 7 6.3.3 Anforderungen an Messelemente . 7 7 Probenahme 8 8 Durchfhrun

6、g 8 9 Prfbericht . 8 Anhang A (informativ) Angaben zur Messung 9 A.1 Durchfhrung 9 A.2 Auswertung . 9 Literaturhinweise . 10 DIN 53118:2013-09 3 Vorwort Diese Norm wurde vom Arbeitsausschuss NA 074-02-03 AA Physikalisch-technische Prfverfahren fr Papier und Pappe“ im Normenausschuss Papier, Pappe un

7、d Faserstoff (NPa) im DIN erarbeitet. Eine berarbeitete Folgeausgabe war notwendig geworden, da eine Reihe von normativen Verweisungen, die Festlegungen ber Klimate und ihre technische Anwendung enthielten, inzwischen ersatzlos zurckgezogen wurden. Nach Ansicht des Arbeitsausschusses stellt es kein

8、Problem dar, die entsprechenden Verweisungen entfallen zu lassen, da die Formulierungen auch ohne Verweisungen verstndlich sind. Beurteilungen an der Rolle sind so durchzufhren, dass aus einer Rolle entnommene Proben als Stapel vermessen werden knnen. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass ein

9、ige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN und/oder die DKE sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. nderungen Gegenber DIN 53118:1998-08 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Normbezeichnung gestrichen, da nicht mehr

10、relevant; b) Messungen in der Papierrolle wurden gestrichen; c) Anhang A mit informativen Angaben zur Messung der Gleichgewichtsfeuchte hinzugefgt; d) Norm redaktionell berarbeitet. Frhere Ausgaben DIN 53118: 1998-08 DIN 53118:2013-09 4 Einleitung Die Ergebnisse des Verfahrens sind erfahrungsgem sta

11、rk abhngig von den Umgebungsbedingungen, der Probentemperatur zum Zeitpunkt der Messung sowie der Handhabung des Messverfahrens, letzteres gilt insbesondere fr Materialien mit einer flchenbezogenen Masse von 250 g/m . Diese Einflussfaktoren schrnken die Zuverlssigkeit dieses Verfahrens als produktio

12、nsbegleitende Prfung nachhaltig ein. Die Gleichgewichtsfeuchte wird mit Hilfe elektronischer Messgerte bestimmt. 1 Anwendungsbereich Dieses Dokument legt Prfverfahren zur Bestimmung der Gleichgewichtsfeuchte von Papier, Karton und Pappe fest. Die Gleichgewichtsfeuchte im Stapel wird mit Hilfe elektr

13、onischer Messgerte bestimmt. Die Prfverfahren nach dieser Norm sind fr einen weiten Bereich von Papier- oder Karton- und Pappesorten anwendbar. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments er

14、forderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN EN ISO 287:2009-09, Papier und Pappe Bestimmung des Feuchtegehaltes eines Lieferpostens Wrmeschr

15、ankverfahren (ISO 287:2009) 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 absolute Luftfeuchte f Verhltnis der Masse des Wasserdampfes zum Volumen der feuchten Luft, in der sich der Wasserdampf befindet ANMERKUNG 1 zum Begriff: Sie wird als Wassermasse in Gramm, ent

16、halten in einem Kubikmeter feuchter Luft, angegeben (g/m3). VmfW= 1 Dabei ist mWdie Masse des Wasserdampfes in Gramm; V das Volumen der feuchten Luft in Kubikmeter. DIN 53118:2013-09 5 3.2 relative Luftfeuchte Verhltnis der gemessenen absoluten Feuchte zu der bei der jeweiligen Lufttemperatur maxima

17、l mglichen absoluten Feuchte ANMERKUNG 1 zum Begriff: Die relative Luftfeuchte wird in Prozent angegeben. 1000=ff 2 Dabei ist f die absolute Luftfeuchte in Gramm je Kubikmeter (g/m3); f0die maximal mgliche absolute Luftfeuchte in Gramm je Kubikmeter (g/m3). 3.3 Gleichgewichtsfeuchte im Stapel Der Ho

18、hlraum im Messkopf des Schwertfhlers wird nach Einschieben des Schwertes durch die Papier-/Kartonlagen hermetisch abgeschlossen, so dass aufgrund der absoluten Feuchte des Papiers/Kartons sich im Hohlraum eine relative Feuchte einstellt. ANMERKUNG 1 zum Begriff: Die stabile relative Luftfeuchte im M

19、esskopf wird als Gleichgewichtsfeuchte bezeichnet. 3.4 Feuchtegehalt wH2O Anteil an Wasser in Papier oder Pappe, z. B. das Verhltnis des Masseverlusts einer Probe whrend der Trocknung, wie sie in dieser Internationalen Norm beschrieben ist, zur Masse whrend der Zeit der Probenahme ANMERKUNG 1 zum Be

20、griff: Der Feuchtegehalt wird blicherweise als Massenanteil in Prozent angegeben. QUELLE: DIN EN ISO 287:2009-09, Begriff 3.1 4 Kurzbeschreibung Mit einem kapazitiven Hygrometer wird die nderung der Kapazitt eines Dielektriums durch Sorption von Wasserdampf festgestellt, wobei die Sorption von der r

21、elativen Luftfeuchte in der Messkammer des Schwertfhlers abhngt. 5 Gerte und Hilfsmittel 5.1 Messfhler (Schwertfhler) auf Basis eines integrierten kapazitativen Feuchtesensors mit Temperaturmessung Geeignet fr Messungen in Papier-/Kartonlagen. DIN 53118:2013-09 6 6 Kalibrierung 6.1 Kalibrierung des

22、Messelementes zur Bestimmung der Feuchte mit Salzlsungen 6.1.1 Allgemeines Fr die Kalibrierung wird eine Kalibriervorrichtung benutzt, so dass sich das Messelement des Messfhlers mit den Feuchtnormalien in einer kleinen, luftdicht abgeschlossenen Kammer befinden. Die Kalibrierung erfolgt ber Feuchtn

23、ormalien durch Einstellung einer bestimmten relativen Luftfeuchte in der Kammer mit Hilfe von Salzlsungen. 6.1.2 Feuchtnormalien1)Feuchtnormalien sind nichtgesttigte Lithiumchloridlsungen in Ampullen. Gebruchlich sind Lithiumchloridlsungen fr folgende relative Luftfeuchten: 20 %, 35 %, 50 %, 65 %, 8

24、0 % und 95 %. 6.1.3 Przision Die relative Luftfeuchte ber den Salzlsungen stellt sich auf 0,5 % ein. 6.1.4 Anforderungen an die Kalibrierung mit Salzlsungen a) Ein Temperaturausgleich zwischen Raumluft, Kalibriervorrichtung und Messfhler muss sichergestellt sein. b) Die Temperatur darf whrend des ge

25、samten Kalibiervorgangs um nicht mehr als 1 C abweichen. ANMERKUNG 1 zum Begriff: Um thermische Einflsse zu vermeiden, sind vorzugsweise Messfhler und Kalibriervorrichtungen auf eine Polystyrolschaumstoffplatte zu legen; c) Um eine vollstndige Klimatisierung der Kammer der Kalibriervorrichtung siche

26、rzustellen, darf frhestens 30 min nach Einbringen des Messfhlers in die Kammer mit der Kalibrierung begonnen werden. Um eine mglichst genaue Messung sicherzustellen, sollte die Kalibrierung mit einer Salzlsung durchgefhrt werden, die einen Feuchtewert einstellt, der in der Nhe des zu erwartenden Mes

27、sbereiches liegt. Bei einer Kalibrierung der Anzeige deutlich auerhalb des zu erwartenden Messbereiches kann die Messunsicherheit 5 % relative Luftfeuchte betragen. ANMERKUNG 2 zum Begriff: Fr eine allgemeine und genaue Kalibrierung von Messfhler und Anzeige wre neben der Kalibrierung im mittleren F

28、euchtebereich (50 % relative Luftfeuchte) eine Prfung im oberen Feuchtebereich (80 % relative Luftfeuchte) und im unteren Feuchtebereich (20 % relative Luftfeuchte) erforderlich. Bei Abweichungen vom Sollwert (grer als 3 % relative Luftfeuchte bei 80 % bzw. 20 % relativer Luftfeuchte) sollte nicht n

29、achjustiert werden. In diesem Fall wre eine berprfung beim Gertehersteller notwendig. 1) ber Bezugsquellen gibt Auskunft: Normenausschuss Papier, Pappe und Faserstoff (NPa) im DIN, Burggrafenstrae 6, Am DIN-Platz, 10787 Berlin. DIN 53118:2013-09 7 6.2 Kalibrierung des Messelementes zur Bestimmung de

30、r Feuchte mit psychometrischer Messung 6.2.1 Allgemeines Als Messgert ist das Aspirations-Psychrometer nach Amann zu verwenden. 6.2.2 Przision Die Temperaturdifferenz der beiden Thermometer im trockenen Zustand darf 0,1 C nicht berschreiten. 6.2.3 Anforderungen an Kalibrierung mit psychrometrischer

31、Messung a) Das Feuchtthermometer muss ausreichend befeuchtet und frei von Verschmutzungen und Kalkablagerungen sein. b) Diese Art der Kalibrierung ist nur in einem klimatisierten Raum sinnvoll, siehe Anhang A. Fr eine Mehrpunkt-Kalibrierung sind unterschiedliche konstante Klimata erforderlich. 6.3 K

32、alibrierung des Temperatur-Messelementes 6.3.1 Allgemeines Die blichen Temperatur-Messelemente (elektronische Widerstandsthermometer mit Metall- oder Halbleiterwiderstnden) und die stabilen elektronischen Mess-Schaltungen machen in der Regel eine Kalibrierung berflssig. Mechanische oder elektrische

33、Strungen knnen mit einem geeichten Quecksilber-Thermometer nachgewiesen werden. 6.3.2 Przision Sollten Abweichungen grer als 0,5 C festgestellt werden, ist eine berprfung durch den Hersteller notwendig. 6.3.3 Anforderungen an Messelemente a) Das Messelement darf nicht in direkten Kontakt mit Flssigk

34、eiten kommen. b) Temperaturen mssen whrend der Messung konstant gehalten werden. c) Es drfen keine Prftemperaturen ber 60 C vorliegen. d) Saure, alkalische und lsemittelhaltige Atmosphre ist gegebenenfalls mit Spezialfiltern zu vermeiden. e) In staubiger Atmosphre (z. B. Papierstaub, Druckbestubungs

35、puder) darf nur mit eingebautem Staubfilter gemessen werden. f) Die maximale Luftgeschwindigkeit am Messfhler darf 10 m/s nicht berschreiten. g) Messelemente mssen vor Staub und Chemikalien geschtzt aufbewahrt werden. PVC-, Leder- oder Holzbehlter sind fr Aufbewahrung ungeeignet. Eine Neujustierung

36、des Messgertes sollte vorgenommen werden, wenn eine berprfung des elektrischen Messkreises auf Fehler hinweist; Messwertdifferenzen zwischen Anzeige und Schreiberausgang auftreten. DIN 53118:2013-09 8 7 Probenahme Aus einem Bogenstapel sind fr eine Messung mindestens acht aufeinanderfolgende Bogen z

37、u entnehmen, aus einer Rolle sind mindestens acht Lagen in ausreichender Gre herauszuschneiden. 8 Durchfhrung Damit ein schneller Temperaturangleich zwischen Papierstapel und Messfhler (Schwertfhler) erreicht wird, sind Schwertfhler mit kleinen Massen und groen Kontaktflchen zu verwenden. Vor Beginn

38、 der Messungen muss die Einstellung konstanter Gleichgewichtstemperatur und Gleichgewichtsfeuchte abgewartet werden. Um Reibungswrme, welche die Temperaturangleichzeit und Messzeit verlngern wrde, zu vermeiden, ist der Schwertfhler behutsam in den Papierstapel einzuschieben. Der Feuchteausgleich zwi

39、schen Papier und Schwertfhler wird beschleunigt, wenn er im Abstand von etwa 30 s um einige Millimeter im Papierstapel verschoben wird. 9 Prfbericht Der Prfbericht muss folgende Angaben enthalten: a) Verweisung auf diese Norm; a) Bezeichnung der untersuchten Probe; b) Bezeichnung des Messgertes und

40、Messfhlers; c) Art der Kalibrierung; d) Angaben der relativen Luftfeuchte in %, bei der kalibriert wurde; e) Abweichung vom Kalibrier-Sollwert; f) Gleichgewichtsfeuchte und Temperatur, Mittelwert und Streuung der gemessenen Gleichgewichtsfeuchte und Temperatur, g) Anzahl der Einzelmessungen; h) Ort

41、und Datum der Prfung. DIN 53118:2013-09 9 Anhang A (informativ) Angaben zur Messung A.1 Durchfhrung Vor Beginn der Messung muss das Psychrometer an die Umgebungstemperatur angeglichen sein. Die Gewebehlle des Feuchtthermometers wird mit destilliertem oder deionisiertem Wasser befeuchtet. Dabei darf

42、der Strahlungsschutz, d. h. das Luftfhrungsrohr und das Schutzrohr nicht benetzt werden. Bei neuen oder durch lngeren Nichtgebrauch sehr trocken gewordenen Gewebehllen sind bis zur vlligen Sttigung des Gewebes mehrere Minuten Befeuchtungszeit erforderlich. Nach dieser Vorbereitung wird ein Ventilato

43、r eingeschaltet, um die fr die Verdunstung des Wassers aus dem Gewebe an dem Thermometergef des Feuchtthermometers notwendige Luftgeschwindigkeit von mindestens 2,4 m/s zu erreichen. Mit Erreichen der minimalen Feuchttemperatur wird die Temperatur des Feuchtthermometers und darauf die des Trockenthe

44、rmometers, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme einer Ablesevorrichtung, auf 0,1 C abgelesen. Whrend der Messung ist sorgfltig darauf zu achten, dass nicht Strahlung von der Sonne oder anderen Wrmequellen auf das Psychrometer einwirkt. Hnde und Gesicht sind mglichst weit vom Psychrometer entfernt zu ha

45、lten, besonders ist eine Beeinflussung durch die Atemluft zu vermeiden. Die Messung ist gegebenenfalls zu wiederholen. Bei Messungen in einer Klimakammer kann es zweckmig sein, die Abluft des Psychrometers herauszufhren und das Psychrometer mit einer fernbedienbaren Befeuchtungsautomatik zu versehen

46、, um Klimastrungen zu vermeiden. A.2 Auswertung Der Partialdruck des Wasserdampfes e der Atmosphre wird nach der Psychrometergleichung (A.1) von Sprung berechnet: )(wwttpAee = (A.1) Dabei ist e Partialdruck des Wasserdampfes der Atmosphre in Millibar bei der Temperatur t; ewSttigungsdruck des Wasser

47、dampfes ber Wasser in Millibar bei der Temperatur tw; t Temperatur des Trockenthermometers; twTemperatur des Feuchtthermometers; p Luftdruck in Millibar; A Psychrometerkoeffizient (A = 0,00066 C-1bei Wasser am Feuchtthermometer, A = 0,00058 C-1bei Eis am Feuchtthermometer; die angegebenen Koeffizien

48、ten gelten fr Windgeschwindigkeit um 2,5 m/s). Die gemessenen Temperaturen t und twsind gegebenenfalls anhand der amtlichen Eichscheine zu korrigieren. Der Wasserdampfsttigungsdruck ewist der Dampfdrucktabellen zu entnehmen 1, 2. Zum Messgert gehren Unterlagen zur Auswertung. Die Aspirations-Psychro

49、metertafeln des deutschen Wetterdienstes 1 gestatten mit Spezialtafeln darber hinaus auch die schnelle Bestimmung der relativen Feuchte bzw. der Taupunkttemperatur aus den Messwerten. DIN 53118:2013-09 10 Literaturhinweise Aspriatins-Psychrometer-Tafeln. Herausgegeben vom Deutschen Wetterdienst. 6. Auflage, Freidr. Vieweg & Sohn, Braunschweig/Wiesbad