Articolo per esperti

Perché misurare il punto di rugiada o di brina anziché effettuare misurazioni in PPM o dell'umidità relativa in condizioni estremamente secche?

Semiconductor wafer
Product Manager Juhani Lehto from Vaisala

Misurazioni del punto di rugiada e del punto di brina, fondamentali nelle condizioni estremamente secche tipiche dei processi produttivi di batterie e semiconduttori e di essiccazione industriale 

Juhani Lehto
Product Manager
Vaisala

Negli ambienti estremamente secchi, la scelta del parametro di misura corretto è fondamentale per garantire l'efficienza dei processi e la qualità dei prodotti. I sensori di umidità relativa (RH) offrono prestazioni adeguate a livelli moderati di umidità, ma la loro affidabilità si riduce rapidamente man mano che le condizioni diventano più secche.

 

Perché i sensori del punto di rugiada offrono prestazioni migliori rispetto a quelli dell'umidità relativa negli ambienti estremamente secchi?

Il motivo è riconducibile alla relazione non lineare tra il punto di rugiada e l'umidità relativa: in presenza di un'umidità relativa inferiore al 5% l'incertezza della misurazione aumenta in modo significativo e, al di sotto dell'1% è praticamente impossibile ottenere una misurazione accurata dell'umidità relativa.

Al contrario, le misurazioni del punto di rugiada e del punto di brina effettuate con i dispositivi Vaisala garantiscono precisione elevata anche a livelli di umidità estremamente bassi, favorendo l'efficienza energetica e la qualità del prodotto e dimostrandosi ideali in ambiti complessi come le dry room per batterie, gli impianti di produzione di semiconduttori e i processi di essiccazione industriale.

Frost point temperature vs Relative humidity at room temperature graph

 

Punto di rugiada e punto di brina: qual è la differenza in ambito industriale?

  • Punto di rugiada: temperatura alla quale il vapore acqueo si trasforma in acqua.
  • Punto di brina: temperatura alla quale il vapore acqueo si trasforma in brina o in ghiaccio.

È importante tenere presente che il punto di rugiada e il punto di brina non sono la stessa cosa. Questo perché il punto di rugiada implica il passaggio dalla fase gassosa alla fase liquida (condensazione), mentre il punto di brina implica il passaggio dalla fase gassosa alla fase solida (sedimentazione). In ambito industriale, i termini 'punto di rugiada' e 'punto di brina' sono talvolta usati in modo incoerente o senza una chiara specificazione, il che crea ambiguità e problemi di misurazione: i valori del punto di brina e quelli teorici del punto di rugiada che descrivono la stessa condizione di umidità in tracce sono infatti significativamente diversi.  

Per le misurazioni sotto lo zero,  il termine corretto è punto di brina perché riflette il passaggio dalla fase gassosa alla fase solida.

 

Le misurazioni in PPM sono ideali per le condizioni estremamente secche?

In breve: non senza attrezzature specializzate. 

Le misurazioni della concentrazione di acqua in PPM sono meno appropriate in condizioni estremamente secche perché non sono in grado di assicurare precisione a livelli così bassi, soprattutto quando il punto di brina scende al di sotto di -60 °C.

Passando da -60 °C a -80 °C di punto di brina, l'umidità assoluta in ppm si riduce di venti volte, rendendo difficile effettuare misurazioni accurate in ppm Questo limite evidenzia l'importanza di utilizzare sensori del punto di rugiada o di brina progettati specificamente per ambienti a bassa umidità. 

The amount of water molecules vs dew/frost point temperature graph

 

Scegliere la tecnologia più adatta dei sensori Vaisala per condizioni estremamente secche

Vaisala offre due famiglie di sensori ottimizzate per intervalli di umidità diversi. I sensori HUMICAP® sono progettati per la misurazione dell'umidità relativa in un intervallo ampio (da 0 a 100%RH), mentre i sensori DRYCAP® sono ideali in condizioni estremamente secche (da 0 a 10%RH) e a punti di rugiada e di brina bassi.

La tecnologia DRYCAP® integra funzionalità avanzate come la calibrazione automatica e il rilevamento capacitivo polimerico a film sottile, garantendo stabilità e affidabilità in applicazioni come i sistemi ad aria compressa e la produzione di batterie e di semiconduttori.

 

Come Vaisala risolve i problemi legati alle apparecchiature analitiche ad alta precisione

Sebbene gli analizzatori di laboratorio assicurino un livello di precisione eccezionale se gestiti con cura e utilizzati solo in condizioni stabili, spesso risultano inadatti agli ambienti industriali. Le linee di campionamento necessarie per utilizzare strumenti di laboratorio in applicazioni industriali introducono rischi di perdite, contaminazione (inclusa l'umidità), fluttuazioni indotte dalla temperatura e tempi di risposta ritardati.

L'installazione di sensori a risposta rapida, affidabili in diverse condizioni industriali, direttamente nei punti di misura critici attenua questi problemi e garantisce dati in tempo reale su cui poter agire.

 

Scegli il sensore Vaisala più adatto per la tua applicazione

Per misurazioni precise e affidabili in ambienti estremamente secchi, Vaisala consiglia:

DMT143: intervallo di misura ampio del punto di brina/rugiada da -70 °C a +60 °C (DRYCAP®)

DMT152: pensato per le condizioni più secche, consente misurazioni del punto di brina/rugiada da < -80 a -20 °C (DRYCAP®)

 

Riferimenti

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