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Medición de Humedad en Entornos con Condensación

Fabricación de baldosas cerámicas
Joni Partanen
Joni Partanen
Ingeniero de Productos
Published: Jan 21, 2019
Mediciones industriales

Tomar mediciones en ambientes con humedad relativa elevada (más del 90%) siempre es un desafío,ya que el entorno se encuentra muy cerca del punto de saturación. Considere un entorno de proceso en 60 ° C y 95 % de 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 los 59 °C, proporcionando solo un margen muy pequeño antes de que ocurra la condensación. A continuación, se describen los problemas técnicos que esto puede ocasionar en las mediciones.

  • El agua puede condensarse en una sonda no calentada, debido a que las condiciones del proceso cambian rápidamente cuando aumenta la presión o cambia la temperatura, y la sonda puede permanecer húmeda durante varios minutos. Esto genera una situación en la que no hay datos de medición válidos disponibles al momento en que resultan más necesarios, cuando las condiciones cambian.
  • En instalaciones donde la mitad del cabezal de la sonda se encuentra en el entorno de proceso y la otra mitad en el exterior, si las condiciones de temperatura exterior son más frías que en el entorno de proceso, la sonda también se enfriará en el lado del proceso y puede crear potencialmente una condensación que interrumpa la medición.

Pueden darse variaciones de estos problemas en muchas aplicaciones de humedad elevada. Por ejemplo, la niebla, la neblina, la lluvia o el rocío intenso pueden interrumpir las mediciones en exteriores. El desafío es lograr información de medición válida y el máximo tiempo útil del sensor, incluso si el ambiente se encuentra en el punto de saturación o cerca de ese punto.

Vaisala desarrolló tecnologías de sonda calentada y calentamiento de sensores para resolver estos problemas.


Tecnología de sonda calentada

La tecnología de sonda calentada permite tomar una medición de la humedad confiable y precisa, incluso en ambientes con 100 % de humedad relativa (HR), donde los sensores de humedad sin calentar no pueden medir. Se encuentra disponible en los productos de Vaisala como la sonda inteligente HMP7 y el transmisor de montaje fijo HMT337, que están diseñados específicamente para entornos de alta humedad. Estos productos se caracterizan por un sensor de humedad compuesto con un sensor de temperatura vinculado. Con el sensor compuesto, se puede saber la humedad relativa y la temperatura del sensor en todo momento. La sonda de humedad que contiene el sensor compuesto está equipada con un elemento de calentamiento. Esto mantiene no solo el sensor, sino también a toda la sonda, incluido el filtro, a una temperatura de varios grados por encima de la temperatura ambiente, lo que garantiza que el agua no se condensará en el sensor, incluso cuando el entorno de medición esté a la temperatura del punto de rocío (100 % HR). La temperatura de punto de rocío del sensor compuesto se puede calcular usando los valores de temperatura y de humedad relativa medidos y se puede usar directamente como el parámetro de salida.

Si se prefiere obtener el parámetro de humedad relativa u otro parámetro de humedad, se debe equipar el transmisor HMT337 con una sonda de temperatura independiente instalada en el mismo entorno de medición que la sonda de humedad. Esto es necesario dado que la humedad relativa es un parámetro que depende de la temperatura y el calentamiento de la sonda altera la medición de la humedad relativa. La humedad relativa se puede calcular en forma confiable usando 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 de medición de humedad seleccionados de Vaisala. De manera predeterminada, la función de calentamiento del sensor calienta el sensor rápidamente a 100 ºC por aproximadamente 30 segundos; los usuarios pueden determinar la temperatura de calentamiento y la duración del periodo de calentamiento. A diferencia de la sonda calentada, el calentamiento se logra al calentar el sensor de temperatura vinculado al sensor de humedad directamente. Aunque esto es mucho más rápido que calentar toda la sonda, significa que la medición estará sin conexión mientras el sensor se calienta y luego se vuelve a enfriar a su temperatura de funcionamiento. Este proceso suele durar entre uno y dos minutos. Durante ese tiempo la última medición válida se mantiene en la salida y en la pantalla del transmisor. Los usuarios pueden configurar la función de calentamiento del sensor para que se active de forma automática a un nivel de humedad especificado.

Se puede lograr la máxima protección contra la condensación mediante el uso de la función de calentamiento del sensor en combinación con una sonda calentada. El calentamiento del sensor se considera como un mecanismo de defensa contra los niveles de humedad que aumentan rápidamente y 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 los productos de medición de humedad seleccionados de Vaisala. La purga química ayuda a corregir las 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 entrar en los sensores y que pueden eliminarse mediante la función de purga química. La purga química evapora las sustancias químicas 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 un calentamiento y una etapa de estabilización. Cuando la temperatura del sensor se vuelve a estabilizar 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

  Sonda Calentada Calentamiento del Sensor Purga Química
Entorno Humedad alta Para humedad alta Para aplicaciones en las que los químicos que interfieren en el entorno de medición significan un riesgo
Elemento calentado Toda la sonda Sensor Sensor
Calentamiento activado Sonda calentada de forma continua Cuando se alcanza un valor de HR especificado De forma manual, automática (intervalo) o durante el encendido
Duración y temperatura de calentamiento Continuo; toda la sonda se calienta de 2 a 3 ºC por encima de la temperatura ambiente Configurable; de manera predeterminada el PT100 se calienta a +100 ºC (0 a 200 ºC) durante 30 segundos (0 a 255 s), HR 95 % El sensor de humedad se calienta a aproximadamente +160 °C durante varios minutos
Valor de salida Valor de punto de rocío siempre disponible; Valor de HR siempre disponible con sonda adicional de temperatura La salida se bloquea durante el calentamiento; dura entre 1 a 2 minutos La función bloquea los valores de salida durante aproximadamente 6 minutos

 

Vea la grabación d el webinar "Medición de Humedad en Entornos con Condensación" para obtener más información.

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