TEK-Tauchen Foren

die 40,2% Wert ist das richtige, bei 230bar verhält sich Luft nicht mehr als Ideal Gas, Sauerstoff dagegen schön. End effect ist Sauerstoff Gehalt ist höher als errechnete Wert laut Ideal Gas Gesetz. Siehe Van der Wals Gleichungen.

Michael

Hallo Michael,
Danke für die schnelle Antwort

Ich hab mal entsprechend gesucht und auch die Gleichungen gefunden - da werd ich wohl mal mein etwas verschüttetes Mathe- und Physik-Wissen aufpolieren müssen.

Wie sieht es aber mit der Differenz zwischen den beiden Meßgeräten aus ? Rein theoretisch hätten beide Geräte ja dennoch den gleichen Meßwert liefern müssen.

3 % Unterschied sind m.E. doch etwas sehr viel

MichaT.

Manche Sensoren haben liniaritäts Probleme mit zunehemende Älter. Beide Geräte eichen mit Luft auf 20,9% oder beim Pick auf 21%. Sofort danach reine Sauerstoff messen und Abweichungen notieren, kannst danach auch Argon messen.
Ideal Fall = Luft=20,9%; Sauerstoff=99,5-100%; Argon=0%

Michael

Vielleicht darf ich hier eine Frage anfügen: Ich bin zwar naturwissenschaftlich ein wenig vorbelastet, komme aber mit dem realen Gasgesetz nicht klar. Meine Frage ist: Kann mir jemand eine Formel liefern, mit der ich die Partialdrücke bei einer Nitroxfüllung/Trimixfüllung GENAU errechnen lassen (reale Bedingungen)? Ja, ja ich weiß, in der Praxis zählt der Erfahrungswert (fudge factor) um die realen Gasauswirkungen zu kompensieren, mich interessiert hier aber der genaue mathematische Hintergrund. Ich habe zwar einige Formeln für das reale Gasgesetz, weiß aber nicht, wo ich was für eine Füllung eintragen muß.

Danke im voraus

Wie siehts mit der Temp. aus ???
Wenn du eine Abweichung von 10bar beim Auftoppen und abkühlen hast,sprich noch 220bar in der Flasche im kalten zustand, bist du schon bei 39% O2.
Grüässli Blub

@ Michael Fisch:
Welche Werte für das Kovolumen und den Binnendruck hast Du in die Van der Waals Gleichung eingesetzt? Die Unterschiede zwischen Sauerstoff und Stickstoff sind nach meiner Quelle nicht so riesig.
@ Micha T.: Hast Du den Offset der Sensoren gemessen? Um welche Sensoren handelt es sich (Typ)?
@Posedonia:
http://www.ifdn.tu-bs.de/physikdidaktik/metzger/preview/html/realerklaerungenmodell.html

Meine Idee warum eine Abweichung gemessen wird.

Beide Sensoren zeigen hoffentlich einen linearen Verlauf über dem Sauerstoffgehalt. Stellt man sich ein Diagramm vor, auf dem die Abszisse den O2 Gehalt des Gases darstellt und die Ordinate die Ausgangsspannung des Sensors. Trägt man beim Punkt 0,0 ein Kreuz ein (O mV Sensorausgang bei 0% Sauerstoffgehalt). Weiter ein Kreuz bei 11mV und 21% Sauerstoffgehalt (unsere Sensorkalibrierung an Luft). Jede Messung ist mit einem Fehler behaftet, nehmen wir weiter ein Fehler von 0.5% Sauersoffgehalt an und zeichnen einen senkrechten Fehlerbalken ein. Verbinden wir den Nullpkt jeweils mit den Auskanten des Fehlerbalkens (Annahme des maximalen Fehlers). Es entstehen zwei Geraden mit unterschiedlicher Steignung . Werden die Geraden weitergezeichnet, lässt sich leicht der Fehler für Gemische mit höherem Sauerstoffgehalt abschätzen. Je mehr Sauerstoff im Gas je höher der Fehler.
Wir weiter ein Offset der Sensoren angenommen, kann der Fehler theoretisch noch größer werden.

Was schafft Abhilfe? Den Sensor mit einen Gas kallibrieren, das in Bezug auf den 02 Gehalt nahe am Messgas liegt. Dies verkleiner den Messfehler.

Grüße

Stephan

Hallo,

hier gibt`s ein Programm, das mit van-der-Waals rechnet:

http://www.combro.co.uk/nigelh/diver/blender.html

Ich denke, das ganze rechnen ist schön, am Ende muß der gemessene Wert stimmen! Und auch van-der-Waals ist nicht die Wirklichkeit... Denkt ihr eigentlich daran, daß ihr nie genau die Temperatur messen könnt (Fühler IN der Flasche)? Wie genau ist Euer Manometer?
Stephans Bemerkung mit dem Messfehler ist gut! Das ist in meinen Augen wichtiger als reales Gas / van der Waals, weil eben die Mischung und nicht die Rechnung stimmen muß.

Grüßle
Peter

Stefan, ich müsste zugegeben das ich seit Jahren mit "Fudgefaktoren" arbeite, die Van der Wals Gleichungen sind nicht sehr benutzerfreundlich.

Blub, Ich nehme an das die angegebene Drücke beziehen sich auf abgekuhltes Druck. O2 % Abweichung ist abhängig von der komprimierfähigkeit die einzelen Gasen bei eine gewisse Enddruck.

Michael

@Peter und Stephan: Danke. Allerdings hatte ich die reine Formel schon, aber wie muß sie umgestellt werden damit ich den gemessenen Partialdruck erhalte? Irgendwie müßte die Formel dann so anfangen:

pPO2,N2,He = ........

Hallo alle zusammen und vielen Dank für die zahlreichen Antworten.

Ich möchte erst mal die aufgeworfenen Fragen beantworten:

Das Digitalmanometer ist von der Fa. Tecsis Baureihe 3690, 0-400 bar, Genauigkeit 0,5 % v. Meßbereichsendwert.

Der Sensor des Greisinger-Gerätes ist ein GGO369 der selben Firma mit interner Temperaturkompensation.
Das Gerät dürfte baugleich mit dem AIRCON OXI-Test sein.

An den Sensor des PickO2 komme ich nicht ran, Typ daher ?

Gemessen wurde 1,5 Stunden nach dem Füllen. Temperaturanzeige im GMH3690 13°C (ist natürlich relativ, da der Sensor sich ja im Gasstrom befand)

Mit dem van der Waal`s Nitrox Blender aus Peters Link komme ich rechnerisch auf 38,7 %. Aber wie schon geschrieben ist das eben auch nur Theorie.

Ich werde auf alle Fälle Michael`s Tip befolgen, beide Geräte nochmal kalibriern und dann reinen O2 und Argon messen (und natürlich danach auch das Gemisch). Komme aber frühestens Mittwoch dazu und werde die Ergebnisse dann hier posten.

viele Grüße
MichaT.

Hallo Micha,
wenn es Dir um grösst mögliche Genauigkeit geht, achte auch darauf, daß alle Flaschen "kalt", d.h. Raumtemperatur (knallsonne macht`s wieder ungenau... haben und drück dann nochmal nach. Natürlich für jedes Gas einzeln. So komm ich auf ganz gute Genauigkeiten (Messungen mit zwei verschiedenen Messgeräten so 1-2% Differenz). Lieber nehme ich in den Tauchplan noch etwas Sicherheit mit rein. Denn am Ende steht da doch nur ne Zahl auf einer Anzeige... Egal wie genau sie theoretisch ist (vom unterschiedlichen Luftdrücken an verschiedenen Tauchtagen mal ganz zu schweigen .
Ich nehme die Genauigkeit zwar auch ernst, aber ich glaube nicht, daß Du mit Hausmitteln besser als 1-2% werden wirst.
Grüßle
Peter

Sehr interessante Frage - leider hab ich keine Ahnung macht mich bitte schlau.
Ideale vs. reale Gase ist schon klar, auch die van der Waals Gleichung. Aber auch O2 angereicherte Luft (oder trimix etc.) sind ja Gasgemische. Gilt van der Waals nicht strenggenommen nur für ein "reines Gas" ? Wo kann ich mir das anlesen? Sorry, ist halt ne Frage von einem normalen Luft-Taucher.
Gruß Micha

Das Problem mit Van der Waals ist, daß das Gesetz die "Wirklichkeit" wieder nur mit einem Modell annähert/beschreibt. Die Ideale Gasgleichung wird um 2 Parameter erweitert, um die Theorie dem Experiment (und nicht andersrum, drum: Gase Messen!) anzunähern.
Und da liegt das Problem: Die Koeffizienten müssen sich für unterschiedliche Gasgemische / unterschiedlichen Zusammensetzungen ändern, da hier ja gerade die Wechselwirkungen der Moleküle untereinander berücksichtigt werden sollen.
Also ist auch Van-der-Waals nicht "exakt" sondern wieder nur eine -bessere- Näherung. Soweit ich weiß, wird in der Industrie mit experimentell bestimmen Parametern (klingt besser als Fudge-Faktor) gearbeitet.
Also: Rechnen, mischen, messen, aufschreiben. Modifizieren (5% bei dem Gemisch mehr ergibt...), messen...
Wenn man es genau will, ist das in meinen Augen der einzige Weg. Und ein experiment, das funktioniert, ist besser als jede Theorie.
Macht Euch drum nicht einen zu großen Kopf. Hauptasche es passt.
Grüßle
Peter

hmm, von mir auch ein klein wenig Senf dazu:

1. deine Manometer hat 0,5% vom Skalenendwert. dieser hat 400bar, macht also ein Fehler von 4% bei deiner Flasche die ca. 50bar Restdruck hat.

Das bedeutet nichts anderes als das die Wirklichkeit deiner Messung noch ungenauer ist als die Abweichung der beiden Sensoren vermuten läßt. Dies erklärt aber noch nicht den Unterschied zwischen den Sensoren, da sie ja mit dem gleichen realen Druck beaufschlagt werden.

2. hört sich jetzt evt. doof an, aber hast du den Umgebungsluftdruck an deinem Meßort miteinbezogen? Hier an den bayerischen Seen haben wir eine Höhe über NN von ca. 550m. Das macht ungefähr 5% weniger Luftdruck, also nicht 1 bar, sondern nur 0,95 bar. Daher ergibt sich ein Partialdruck von knapp 0,20bar wenn in der Luft 20,9% Sauerstoff sind. Durch wetterbedingte Änderungen des Luftdrucks kann sich nochmal eine Unterschied von 5% ergeben (meistens nur 2-3%).

Wenn also z.B. schlechtes Wetter (=Tiefdruck) war und du am Starnberger See gemessen hast, dann hättest du bei der Kalibrierung mit Luft 0,19 bar Sauerstoffpartialdruck angeben müssen statt den 0,21 , die wohl die meisten benutzen. Wieder ein Gesamtfehler von bis zu 10%.

Aber auch dies erklärt nicht den Unterschied zwischen den beiden Sensoren, es sei denn, der eine mißt den Umgebungsdruck mit.

Eine mögliche Ursache für die Differenz ist, das der eine Sensor temperaturkompensiert ist und der andere nicht (wenn ich deine Beschreibung der Meßgeräte richtig interpretiert habe). Das Meßprinzip beruht auf der Oxidation eines Metalles bei Anwesendheit von Sauerstoff. Es ist also eine chemische Reaktion (bei der ein bestimmter Strom erzeugt wird, der dann letztendlich gemessen wird). Chemische Reaktionen reagieren sehr empfindlich auf Temperaturunterschiede. Evt. ist dein einfacher Sensor auf Innenraumtemperatur eingestellt, bei deinen 13° also die mögliche Fehlerursache.

Auch die Luftfeuchtigkeit macht einen Unterschied. Hier dürfte die Meßluft sehr trocken sein. Beim Rebreathereinsatz hingegen sehr feucht...(wahrscheinlich sogar kondensierend brrr)

Hallo alle zusammen,

Nachdem ich wie Barnie die Temperaturkompensation des GMH3690 als Ursache für die Abweichungen der beiden Meßgeräte vermutet hatte, habe ich gestern per PM noch eine mögliche Erklärung bekommen :

Das PickO2 verwendet einen relativ trägen Sensor. Für einen exakten Meßwert wäre also eine längere Meßdauer notwendig, was zu Lasten der lebensdauer des Sensors gehen würde. Daher wird der Anzeigewert durch die Auswerte-Elektronik errechnet. Eine Messung über einen längen Zeitraum (mehrere Minuten) müsste einen exakteren Meßwert ergeben.

Das GMH3690 arbeitet dagegen mit einem mittel-schnellen Sensor und zeigt einen "realeren" Wert an.

Wie schon geschrieben, habe ich morgen abend etwas Zeit und werde dann noch mal Messen und etwas experimentieren.

Was mich in dem Zusammenhang interessieren würde:
hat schon jemand mal ähnliche Abweichungen zwischen relativ einfachen Meßgeräten ala PickO2 und der etwas besseren Klasse bemerkt. Gibt es da einen konstanten Fehler ? (Wenn die Abweichung wirklich auf einer gerätespezifischen unterschiedlichen Auswertung der Spannung des Sensors beruhen, müsst es ja so sein )

@Barnie

kleine Korrektur 0,5 % von 400 bar sind 2 bar
hast aber ansonsten recht. Allerdings erfolgte das Mischen und die Messung auf Meeresspiegelniveau (Ich kann die Ostsee bzw. den Bodden von meiner Tür aus sehen)

viele Grüße
MichaT.

Hallo,
ich habe beim GMH3690 Abweichungen von 2-3% festgestellt, falls die Sensortemperatur mit der Gastemperatur nicht übereinstimmt.
Folgender Versuch: Stelle eine Nitroxflasche jetzt im Winter über Nacht an einen kalten Ort. z.B. Garage. Das GMH3690 bewahrst Du im Haus auf. Führe eine Gasanalyse durch. Dann wiederhole das Ganze indem Du Flasche und GMH3690 im Haus bei gleicher Temperatur lagerst. Die anschließende Gasanalyse zeigt bei mir eine Abweichung von 2-3%
Mein Tipp immer Flaschen und Analysegerät am selben Ort lagern, damit beide die gleiche Temperatur haben.

Grüße

Armin L.
www.mischgastauchen-regensburg.de
http://www.mischgastauchen-regensburg.de

@MichaT.

Ich verstehe deine Korrektur nicht. Hab nicht gepeilt, welche meiner Aussagen du wie korrigiert hast, sorry.

Barnie

@MichaT.

Ich hab auch schon mal Abweichungen zwischen dem GMH und einem OxySpy (Das ich trotz des Preises zur "einfachen Klasse" zähle) von 1-1.5 Prozentpunkten im Meßwert gehabt. Allerdings hab ich mir da keinen Kopf drüber gemacht, weil ich dem GMH doch mehr vertraue, weil ich dort über eine Reduzierdüse arbeite und das OxySpy wird ja nur ans Flaschenventil gepresst.
Zur Korrektur:
0,5 % von 400 bar sind 2 bar, das ist Korrekt, aber Barnie sagte was von bei 50bar...und da ist eine Abweichung von 2 bar eben 4%

Dirk

@ Barnie & dirk1976
4 % auf 50 bar ,stimmt natürlich, hatte ich falsch verstanden

@all

So ich hab noch mal ein wenig experimentiert :

Beide Meßgeräte 2 Std. zum Temperaturausgleich zusammen mit den Flaschen im selben Raum gelagert, kalibriert, danach reines O2 und Argon gemessen und zum Schluß das Gemisch vom Wochenende.

Pick O2:
O2 -> 96 %
Ar -> 1 %
Nitrox -> 40 %

GMH3690:
O2 -> 99,8 %
Ar -> 0,1 %
Nitrox -> 40,1 %

Alle Messungen mehrfach wiederholt, gleichbleibende Meßwerte.

Also hat das GMH schon am Wochende exakt gemessen.

Entweder war es ein Temperatur-Problem, allerdings beim Pick O2, oder der Sensor des Pick ist nicht mehr ganz ok. Das Gerät ist zwar erst etwa 1 Jahr alt, jedoch macht mich der Meßwert bei reinem O2 (auch nach mehreren Minuten nicht mehr als 96 %) etwas nachdenklich.

vielen Dank für Eure Hilfe
Micha.T

Hallo,
es kommt natürlich auch noch erschwerend dazu, dass das Pick nur 2 stellig ist und man nicht weis ab wann es umspringt.
Ich benutze ein O2 Meter mit 3 stelliger Anzeige, aber was eigendlich wichtig ist, das immer das selbe Meßgerät verwendet werden sollte. ICh verwende zum Messen von Druck und PPO2 immer die selben Geräte und erhalte so für mich immer einen Wert. Diesen nehme ich für meine TG-Planung. Ob nun +-1% ist dann eigendlich egal.
Denn Merke:
"wer viel mist, mist viel Mist!"
Holgi