blog

Yleisimmät kosteusmittausongelmat ja niiden välttäminen

Lämpövoimalaitoksen insinööri käyttämässä kannettavaa tietokonetta
Kevin Walsh Headshot
Kevin Walsh
Application Sales Engineer
Julkaistu:

Oletko jo tutustunut Vaisalan Kosteusakatemia ‑webinaarisarjaan? Jos olet, toivottavasti webinaarimme ovat auttaneet syventämään ymmärrystäsi teollisuuden kosteusmittauksista. Jos et vielä tunne webinaarejamme, voit katsoa ne tallenteina. Tämä blogikirjoitus täydentää webinaarisarjaamme käsittelemällä joitain yleisiä anturiasennuksen sudenkuoppia sekä sitä, miten ne voidaan välttää.

 

Tarkka mittaus alkaa oikeasta asennuksesta


Anturien asennuksessa tehdään usein erehdyksiä, jotka voivat johtaa mittausvirheisiin. Epätarkat mittaukset voivat johtaa liialliseen energiankulutukseen, tuotteiden heikkoon laatuun, tehottomiin prosesseihin, vaatimusten tahattomaan rikkomiseen ja siitä johtuviin kalliisiin takaisinvetoihin sekä epäoptimaalisiin työskentelyolosuhteisiin rakennuksissa. Alla olevat vinkit auttavat sinua tekemään asennuksen kerralla oikein ja parantamaan mittaustarkkuuttasi.

Kun asennat antureita sisäseiniin, muista seuraavat perussäännöt:

1. Valitse oikea asennuspaikka

Kun mittausanturi asennetaan paikkaan, jossa työskentelee ihmisiä, tärkein näkökohta on anturin sijainti. Haluat mitata huoneessa olevien ihmisten kokemia olosuhteita, joten on tärkeää valita edustava paikka, jossa ilma pääsee virtaamaan vapaasti ja joka ei ole lähellä lämmönlähteitä. 

Joitakin yleisiä virheitä, jotka on syytä välttää: 

  • Anturin asentaminen alueelle, jossa ilma ei pääse virtaamaan vapaasi, kuten oven, laitteiden tai huonekalujen taakse.
  • Anturin asentaminen lähelle lämpöä tuottavaa laitetta, kuten lämpöpatteria tai lämmityskanavaa, tai esimerkiksi tulostimen tai kopiokoneen yläpuolelle.
  • Anturin asentaminen suoraan auringonpaisteeseen – varmista, että otat huomioon auringon suunnan kaikkina vuorokaudenaikoina.
  • Seinäanturin asentaminen kattoon.
  • Anturin asentaminen samaan linjaan ilmakanavan kanssa. Tällöin anturin lukema voi muuttua, ennen kuin huoneen ilma ehtii tasaantua, minkä seurauksena järjestelmää säädetään useammin kuin on tarpeen.

 

2. Kiinnitä huomiota anturin asentoon

Seinäantureissa itse anturi ja sen vaatima elektroniikka ovat samassa kompaktissa rasiassa, joten asennussuunnalla on merkitystä. Elektroniikkaosien tuottama lämpö virtaa ylöspäin, joten anturin tulee olla niiden alapuolella, jotta lämpö ei vaikuta mittaukseen. Jos taas anturi asennetaan vaakasuoraan, kuuma ilma ei pääse poistumaan, kotelosta. Tällöin anturi näyttää todellista korkeampaa lämpötilaa ja todellista matalampaa kosteutta.

 

3. Asenna useat anturit rinnakkain

Jotkin seinäanturit tuottavat lämpöä, joten lämpötila- tai kosteusantureita ei suositella asennettavaksi suoraan toisen seinäanturin yläpuolelle. Esimerkiksi kaasuanturit tuottavat tyypillisesti muita antureita enemmän lämpöä, joka voi vaikuttaa yläpuolella olevan anturin mittauksiin. Anturit kannattaa sen sijaan asentaa rinnakkain valmistajan asennussuositusten mukaisesti. Jos anturit täytyy asentaa päällekkäin, lämpimämpi anturi tulee sijoittaa reilusti muita korkeammalle.

 

4. Ota huomioon huoneen ilmavirta

Vakiomalliset kosteus- ja lämpötila-anturit on suunniteltu toimimaan ongelmattomasti tyypillisissä toimistoympäristöissä. Jos asennat antureita puhdashuoneeseen tai muuhun tilaan, jossa on pakotettu ilmavirtaus ylhäältä alaspäin, elektroniikkaosien lämmittämä ilma virtaa laitteen yläosasta alas antureille ja nostaa mitattua lämpötilaa. Ratkaisu tähän on käyttää erityisiä puhdashuoneisiin ja vastaaviin tiloihin suunniteltuja antureita, joissa elektroniikkaosat ja itse anturi on eroteltu toisistaan. Rakenne estää syntyneen lämmön pääsyn antureille mahdollistaen samalla anturien riittävän kosketuksen ympäristöön.

 

5. Huomioi paine-erot ja heikot tiivistykset

Mitattavan huoneen ja rakennuksen seinän onteloiden välinen paine-ero voi aiheuttaa epätarkkoja lukemia. Huoneessa vallitseva matalampi paine voi saada kylmän ilman virtaamaan suoraan anturiin seinässä olevan johtoläpiviennin kautta, mikä pienentää lämpötilalukemaa merkittävästi. Ratkaisu tähän on kaapelin läpivientien tiivistäminen.

 

6. Vältä lämmönjohtumisen aiheuttamat virheet

Betoni- ja terässeinät voivat johtaa lämpöä, joten seinään kiinnitetyt anturit eivät välttämättä ilmaise todellista ilman lämpötilaa ja kosteutta tarkasti. Tämä voidaan ratkaista lisäämällä eristekerros seinän ja lähettimen väliin tai asentamalla anturi sisäseinään tai paremmin eristetylle pinnalle. 
Betoni vaikuttaa myös hiilidioksidimittauksiin: jos asennat hiilidioksidianturin betonipinnalle, saat erittäin alhaisen hiilidioksidiarvon, joka ei edusta huoneen ilmaa. Tämä ongelma saadaan yleensä korjattua kiinnittämällä levy anturin alle.

 

7. Vältä kehon lämmön aiheuttamia virheitä

Tällainen virhe näkyy yleensä kannettavilla laitteilla tehtävissä mittauksissa, joissa kehon lämpö aiheuttaa epätarkkuuksia mittauslukemiin. Jos mittaat kannettavalla mittalaitteella, pidä laite riittävän etäällä kehostasi ja varo hengittämistä anturin päälle.

 

Kun asennat antureita kanaviin, muista seuraavat perussäännöt:

1. Varmista, että sisä- ja ulkolämpötilat ovat tasapainossa

Kanavaan asennettavissa laitteissa yleisin virhelähde on ilman lämpötilaerot kanavan sisä- ja ulkopuolella esimerkiksi mitattaessa ulko-olosuhteita tulokanavan sisäpuolella olevalla anturilla. Lämpötilaero voi saada lämmön virtaamaan kanava-anturiputken läpi, mikä vääristää lämpötila- ja kosteuslukemia. 
Nämä vaikutukset näkyvät selvimmin kanavissa, jotka on eristetty tai joissa on vähäinen ilmavirtaus tai pieni anturin asennussyvyys. Ratkaisu tähän on korkealaatuisen ulkoanturin valinta tai anturin riittävä eristäminen.

2. Suojaudu kondensaation aiheuttamilta vaurioilta

Jos kanavassa vallitsee suuri kosteus ja ulkoilmaa korkeampi lämpötila, johtuminen voi jäähdyttää anturiputken, jolloin anturin päälle tiivistyy vettä. Myös kanavan sisään voi tiivistyä vettä, joka sitten valuu putkea pitkin anturiin. Jos anturi on alaspäin kallistuvassa asennossa, tämä voi aiheuttaa virheellisiä lukemia tai jopa korroosiota. Kondensaation vaikutusten ja mahdollisten anturivaurioiden minimoimiseksi anturi tulisi asentaa vaakasuoraan tai tarvittaessa kallistaa sitä hieman ylöspäin. Tällöin tiivistynyt vesi pääsee tippumaan turvallisesti pois anturielementiltä.

3. Älä asenna antureita umpihaaraan

Kuten sisäseinään asennettavien anturien kohdalla jo totesimme, on tärkeää asentaa anturit edustavaan paikkaan. Jos asennat anturin kanavan umpihaaraan, sen ohi ei ehkä kulje ilmavirtausta, jolloin mittaustulos ei kuvaa päävirtauksen olosuhteita. Anturin ympärillä viipyilevä ilma muuttuu päävirtausta hitaammin, joten lukemat eivät aina vastaa nykyisiä olosuhteita tarkasti. Varmista aina, että anturilla on jatkuva kosketus sopivaan ilmavirtaan, ja vältä umpihaara-asennuksia.

4. Ole tarkkana asentaessasi anturia osittain prosessin sisään

Jos anturi asennetaan osittain prosessin sisään ja osittain sen ulkopuolelle, lämpötilaero voi olla hyvin suuri. Jos esimerkiksi mitataan leivinuunin lämpötilaa ja suhteellista kosteutta eristetyn seinän läpi, anturin metallirungon lämpövuoto johtaa siihen, että anturin näyttämä lämpötila on matalampi ja suhteellinen korkeus suurempi kuin uunissa todellisuudessa on. Lämpövuoto on riippuvainen virtauksesta – tyynessä ilmassa mittapää jäähtyy enemmän, mikä tuottaa suuremman virhemarginaalin. Kosteissa olosuhteissa lämpötilan ja suhteellisen kosteuden lukemat ovat virheellisiä, minkä lisäksi syntyy kondensaatio voi aiheuttaa ongelmia.  
Tähän on kaksi ratkaisua. Ensinnäkin voit parantaa asennusta: siirrä mittapää syvemmälle prosessiin tai eristä prosessin ulkopuolella olevat mittapään osat. Tämä minimoi lämpötilaeron ja mahdollistaa suhteellisen kosteuden mittaamisen tarkasti. Kannattaa myös miettiä, täytyykö suhteellista kosteutta oikeastaan mitata. Käytettävissä on myös muita parametreja, joista kaikki eivät ole riippuvaisia lämpötilasta. Tällaisia parametreja mitattaessa voit käyttää lämmitettyä mittapäätä, jolloin kondensaatiota ei synny. 

5. Älä asenna anturia liian lähelle ilmankostutinta

Kanavaan asennettavia kosteusantureita käytetään usein ohjaamaan ilmankostutusta, joka toteutetaan sumuttimilla tai suihkukostuttimilla. Kanava-anturin asentaminen liian lähelle ilmankostutinta aiheuttaa veden tiivistymisen anturille, jolloin tarkkojen mittausten tekeminen on mahdotonta. 
Pahimmassa tapauksessa anturi vaurioituu, mutta pienikin tiivistyneen veden määrä tekee anturin mittaustuloksiin perustuvasta tarkasta ohjauksesta mahdotonta. Anturin ajoittainen kastuminen ja kuivuminen aiheuttaa villiä heilahtelua kosteuslukemissa, jolloin kostuttimet käyvät jatkuvasti ja olosuhteet ovat kaukana halutusta. Lisäksi anturien ryömintä ja likaantuminen nopeutuu, mikä lisää epätarkkuutta entisestään. 
Näiden ongelmien välttämiseksi kanava-anturit tulee asentaa riittävän kauas ilmankostuttimista. Tämä etäisyys määräytyy kanavan koon ja virtausnopeuksien mukaan, mutta nyrkkisääntönä voidaan käyttää viittä metriä. Kun asennat kanava-anturia, kannattaa myös lisätä anturin jälkeen ylimääräinen portti, jonka kautta voidaan asentaa tilapäinen referenssimittapää anturin tarkistamista ja kalibrointia varten. Silloin kun porttia ei käytetä, se voidaan vuotojen välttämiseksi peittää ilmastointiteipillä.

 

Kun asennat ulkoantureita, muista seuraavat perussäännöt:

1. Käytä säteilysuojaa

Auringon säteily voi helposti nostaa anturin lämpötilaa jopa kahdella asteella. Auringon vaikutukset voidaan välttää käyttämällä laadukasta säteilysuojaa, jossa levyjen alapinta on musta. Tuuli vähentää lämpenemistä, joten asenna anturi paikkaan, jossa ilma pääsee virtaamaan vapaasti. Pidä lisäksi säteilysuoja puhtaana, sillä likainen suoja kuumenee enemmän. Kaupunkialueilla suoja täytyy ehkä puhdistaa useammin – jos sen ulkopinta on musta tai likainen, puhdistus on jo myöhässä! Jos asennat anturin seinälle, pohjoisseinä on yleensä paras valinta, koska se altistuu auringolle vähiten.

2. Suojaa anturi sateelta ja myrskyltä

Sade, lumi ja kondensaatio voivat johtaa veden kerääntymiseen anturin päälle tai lähelle, mikä puolestaan aiheuttaa ryömintää ja liian korkeita kosteuslukemia. Myös myrskysää voi vahingoittaa anturia. On useita tapoja, joilla voit suojata anturia säältä:

  • Käytä anturia, joka on suunniteltu toimimaan kosteissa ulkotiloissa.
  • Asenna anturi paikkaan, jossa on riittävä ilmavirtaus – tuuli saa veden haihtumaan, mikä varmistaa luotettavat mittaukset.
  • Eliminoi kondensaation vaikutukset teollisuussovelluksissa käyttämällä lämmitettyä mittapäätä. 

3. Sijoita anturi etäälle muista lämmönlähteistä

Rakennusten ulkoseinillä voi olla suuri lämpömassa, ja ne voivat varastoida lämpöä tai kylmää. Ne voivat myös lämmetä auringon säteilyn vaikutuksesta. Jos anturi asennetaan lähelle seinää tai mustaa kattoa, mittaukset voivat olla epätarkkoja. 
Tällaisten lämmitysvaikutusten vähentämiseksi ulkomittausanturit tulisi asentaa paikkaan, jossa ilmavirta ja tuuli pääsevät niihin esteittä. Paras asennuspaikka on pylväs, joka on kokonaan erillään rakennuksesta. Vaihtoehtoisesti anturin voi asentaa katolle. Vältä tummia pintoja, joihin aurinko pääsee paistamaan suoraan. Älä asenna anturia myöskään räystään alle, sillä räystäiden alle kerääntyvä kuuma ilma aiheuttaa epätarkkoja ja epäluotettavia mittaustuloksia. 

Vaisalan Kosteusakatemia-webinaarisarja

Valmistusteollisuudessa kosteus voi käyttökohteen mukaan olla joko välttämättömyys tai haitta. Parempi ymmärrys kosteudesta voi auttaa sinua hallitsemaan sitä paremmin, jolloin voit parantaa prosessin tehokkuutta ja tuotteiden laatua samalla, kun säästät energiaa.

Vaisalan Kosteusakatemia-webinaarisarjassa Vaisalan asiantuntijat jakavat tietojaan kosteuden teoriasta ja mittauksista sekä mittalaitteiden pitkäikäisyyden ja jäljitettävyyden varmistamisesta. Kussakin lyhyessä jaksossa esitellään tosielämän esimerkkejä ja laskelmia, joista on hyötyä käyttökohteessasi. Sarjan edetessä saat vankan tietopaketin, joka antaa varmuutta optimaalisten kosteusmittausten suorittamiseen.
Katso kaikki viisi jaksoa täällä

 

Kosteus on näkymätön kaasu

Ilmankosteus-, kastepiste- ja kosteusmittaukset

Vesi (H2O) voi esiintyä kolmessa olomuodossa: kiinteänä jäänä, nestemäisenä vetenä tai kaasuna (ilmankosteutena). Ilmankosteus on näkymätöntä kaasua, jota voidaan mitata ja määrittää useilla erilaisilla parametreilla. Suhteellinen kosteus ilmaisee nykytilan suhteessa suurimpaan mahdolliseen ilmankosteuteen tietyssä lämpötilassa. Kastepistelämpötila on lämpötila, johon ilma on jäähdytettävä, jotta ilmankosteus alkaa tiivistyä. Valmistusteollisuudessa näiden parametrien hallinta on laadukkaiden lopputuotteiden ja tehokkaiden valmistusprosessien edellytys.

Kirjoita kommentti