Medición de humedad en ambientes de condensación

Tomar medidas en entornos con alta humedad relativa (más del 90%) siempre es un desafío porque el ambiente está muy cerca de la saturación. Considere un entorno de proceso a 60 ° C y 95% HR. La temperatura del punto de rocío correspondiente es de 59 ° C, lo que significa que el vapor de agua se condensará en cualquier superficie que esté a una temperatura igual o inferior a 59 ° C, dando solo un margen muy pequeño antes de que ocurra la condensación. A continuación describimos los problemas técnicos que esto puede causar en las mediciones.

-> El agua puede condensarse en una sonda no calentada, debido a que las condiciones del proceso cambian rápidamente debido a picos de presión o variación de temperatura, y la sonda puede permanecer húmeda durante varios minutos. Esto lleva a una situación en la que no hay datos de medición válidos disponibles cuando más se necesita, cuando las condiciones están cambiando.

-> En instalaciones donde la mitad del cabezal de la sonda se encuentra en el entorno del proceso y la otra mitad en el exterior, si las condiciones de temperatura exterior son más frías que en el entorno del proceso, la sonda también se enfriará en el lado del proceso, y puede crear potencialmente una condensación que interrumpa la medición.

Variantes de estos dos problemas ocurren en muchas aplicaciones de alta humedad. Por ejemplo, las mediciones en exteriores pueden verse afectadas por la niebla, la neblina, la lluvia o el rocío intenso. El desafío es obtener datos de medición válidos y un tiempo de actividad máximo del sensor, incluso si el entorno está en saturación o cerca de ella.

Vaisala ha desarrollado tecnologías de calentamiento de sonda y calentamiento de sensores para abordar estos problemas.

Tecnología de sonda calentada

La tecnología de sonda calentada permite una medición de humedad confiable y precisa incluso en entornos con 100% de humedad relativa (HR), donde los sensores de humedad sin calefacción no pueden medir. Está disponible en productos Vaisala, como la sonda inteligente HMP7 y el transmisor de montaje fijo HMT337, que están diseñados específicamente para entornos de alta humedad. Estos productos cuentan con un sensor de humedad compuesto con un sensor de temperatura incluido. Con el sensor compuesto, la humedad relativa y la temperatura del sensor se conocen en todo momento. La sonda de humedad que contiene el sensor compuesto está equipada con un elemento calefactor. Esto mantiene no solo el sensor, sino también toda la sonda, incluido el filtro, a una temperatura de varios grados por encima de la temperatura ambiente, asegurando que el agua no se condense en el sensor, incluso cuando el entorno de medición se encuentre a la temperatura del punto de rocío (100 % HR). La temperatura del punto de rocío del sensor compuesto se puede calcular utilizando los valores medidos de humedad relativa y temperatura, y se puede utilizar directamente como parámetro de salida.

Si se prefiere la humedad, humedad relativa u otro parámetro de salida, el transmisor HMT337 debe estar equipado con una sonda de temperatura separada instalada en el mismo entorno de medición que la sonda de humedad. Esto es necesario ya que la humedad relativa es un parámetro dependiente de la temperatura y el calentamiento de la sonda perturba la medición de la humedad relativa. La humedad relativa se puede calcular de manera confiable utilizando el valor del punto de rocío y el valor de temperatura de la sonda de temperatura adicional.

Tecnología de calentamiento del sensor

El calentamiento del sensor es otro tipo de función de calentamiento disponible en productos seleccionados de la línea de medición de humedad de Vaisala. Por defecto, la función de calentamiento del sensor calienta rápidamente el sensor a 100 ° C durante aproximadamente 30 segundos; Los usuarios pueden definir tanto la temperatura de calentamiento como la duración del período de calentamiento. A diferencia de una sonda calentada, el calentamiento se logra calentando directamente el sensor de temperatura unido al sensor de humedad. Aunque esto es mucho más rápido que calentar toda la sonda, significa que la medición estará fuera de línea mientras el sensor se calienta y luego se enfría nuevamente a su temperatura de funcionamiento; Esto suele durar entre uno y dos minutos. Durante ese tiempo, la última medición válida se mantiene en la salida y la pantalla del transmisor. Los usuarios pueden configurar la función de calentamiento del sensor para que se active automáticamente a un nivel de humedad específico.

Se puede lograr la máxima protección contra la condensación utilizando la función de calentamiento del sensor en combinación con una sonda calentada. El calentamiento del sensor se considera como un mecanismo de defensa contra el aumento rápido de los niveles de humedad que pueden humedecer el sensor. También acelera la recuperación de la condensación.

Tecnología de purga química

Además de las tecnologías de calentamiento de sondas y sensores calentados, también hay un tercer método de calentamiento disponible en productos seleccionados de la línea de medición de humedad de Vaisala. La purga química ayuda a corregir posibles desviaciones a largo plazo y extiende el intervalo de calibración requerido en entornos donde hay impurezas químicas gaseosas. Los disolventes a base de hidrocarburos, los productos químicos de limpieza y los agentes esterilizantes son ejemplos de sustancias con tendencia a penetrar en los sensores, y todos pueden eliminarse mediante la función de purga química. La purga química evapora los químicos que interfieren al calentar rápidamente el sensor hasta 160–180 ° C utilizando el elemento de temperatura del sensor como elemento de calentamiento. El ciclo de purga química dura aproximadamente seis minutos e incluye una etapa de calentamiento y de sedimentación. Cuando la temperatura del sensor se estabiliza nuevamente al nivel previo a la purga, el sensor continúa en su modo de medición normal. El valor de salida del transmisor se bloquea durante la purga química.

Resumen de los métodos de calentamiento

Fuente: VAISALA