I industriella tillämpningar såsom tillverkning av sekundära batterier är fuktighetskontroll avgörande när det kommer till att säkerställa produktkvalitet och förhindra defekter. I tillverkningsprocessen använder man avfuktningsenheter (DHU) för att säkerställa att den cirkulerande luften uppfyller strikta specifikationer. 

Vid tillverkning av batterier är det avgörande att kunna hålla extremt låga fuktighetsnivåer, något som förutsätter användning av stora volymer torr luft. För att kunna värma upp och torka luften på ett effektivt sätt krävs betydande mängder energi. Det enda sättet att optimera energianvändningen är att mäta daggpunkt och temperatur, och sedan använda dessa parametrar för att styra avfuktningsenheten.

Hur mycket uppvärmning som krävs beror på fuktigheten utomhus. Under fuktiga dagar krävs mer uppvärmning och under torrare dagar krävs mindre uppvärmning. Oavsett de yttre förhållandena måste dock den luft som tillförs tillverkningsområdena hela tiden hålla en låg fuktighetsnivå. Så hur kan man se till att luften som blåses in av avfuktningsenheten håller exakt rätt fuktighetsnivå?

Noggrannhet och snabbhet är avgörande

Vid tillverkning av batterier måste de sensorer som används för att mäta fuktighet vara extremt exakta: Vid en daggpunkt på cirka -70 °C kommer det bara finnas 2,6 molekyler vatten per 1 miljon luftpartiklar.

De roterande trummorna inuti avfuktningsenheten består av två huvuddelar: 

• torkningssektionen som består av torkmedel som drar ut fukten ur luften 
• regenereringssektionen som driver uppvärmd luft i motsatt riktning för att ta avlägsna fukt från torkmedlet

Sektionerna roterar vanligtvis en gång var tionde minut eller oftare. Om den inkommande luftens fuktighetsnivå ligger är över den inställda gränsen, behövs mer värme för att avlägsna vattenmolekylerna. Om fuktighetsfuktnivån ligger under den inställda gränsen behövs mindre värme. 

Sensortekniken som används måste kunna mäta fuktighetsförändringar inom detta tiominutersfönster, annars har man gått miste om tillfället att justera värmen. 

För att hantera den här utmaningen ger sensorer som är för långsamma för att upptäcka snabba förändringar ett genomsnittligt  resultat från flera avläsningar, för att på så vis erbjuda en mer exakt mätning. Problemet med det här tillvägagångssätt är att torkningen inte kan styras i realtid. En bristande kontroll över torkningen leder till instabila fuktighetsförhållanden, ökade säkerhetsrisker och potentiella negativa effekter på produktkvaliteten.

Snabba svarstider möjliggör styrning i realtid

Vaisalas teknik är unik i sitt sätt att mäta fuktighetsvariationer inom en och samma trumrotation, och inte bara mellan flera olika rotationer. Det innebär att du kan styra processen i realtid för att bibehålla optimala torrhetsnivåer i varje produktionssteg och förhindra produktdefekter.

Sensorns svarstider är långsammare när luften är torrare och snabbare vid högre fuktighetsnivåer. Den extrema torrhet som krävs i batterianläggningarnas avfuktningsenheter gör det svårt att utföra mätningarna tillräckligt snabbt, vilket innebär att du riskerar förlita dig på felaktigt höga fuktighetsavläsningar. 
Det här kan i sin tur leda till att du övertorkar och luften och slösar en betydande mängd energi. 

Genom att noggrant övervaka daggpunkten, med en svarshastighet som kan vara så mycket som 20 gånger snabbare än vissa konkurrerande produkter, hjälper Vaisalas sensorer till att optimera avfuktningsenheternas effektivitet så att de bara torkar luften så mycket som behövs. Det här leder till en sänkt energiförbrukning och lägre driftskostnader.

Utöver en bättre kontroll över fuktighet och kostnader, finns det ytterligare en fördel med att kunna se hela signalen från en enda rotation. Genom att jämföra exakta data från varje cykel kan du upptäcka små avvikelser innan de eskalerar och blir ett större problem. Det här underlättar såväl prediktivt som tillståndsbaserat underhåll, något som minskar driftskostnaderna samt hjälper till att undvika potentiella problem med produktkvaliteten.

Vaisalas daggpunktssensorer är perfekta för avfuktningsenheter 

Vaisala-sensorernas noggrannhet, tillförlitlighet och snabba svarstid gör dem väl lämpade för att mäta avfuktningsenheternas fuktighet. 

Vaisala daggpunktstransmitter i miniatyrformat DMT143 kan mäta daggpunkter på upp till -70 °C, eller 2,6 vattenmolekyler per 1 miljon luftpartiklar*. Sensorn ger ett snabbt resultat för att du i realtid ska kunna justera torkningen i avfuktningsenheten. 

Om du behöver ännu större känslighet kan Vaisalas daggpunktstransmitter DMT152 mäta daggpunkter på upp till -80 °C, eller 0,5 ppm vatten per 1 miljon luftpartiklar. 

Båda sensorerna är kompakta och lämpliga för integration i avfuktningsenhetssystem. Den enkla installationen innebär minimala störningar, vilket underlättar vid uppgraderingar. De hållbara sensorerna är konstruerade för krävande industriella tillämpningar och kräver minimalt underhåll. Den här nivån av tillförlitlighet är avgörande i miljöer såsom batteritillverkning där defekta sensorer kan äventyra produktionskvaliteten och säkerheten.

Andra produkter som är lämpliga vid tillverkning av sekundära batterier är Vaisala DRYCAP® Daggpunkts- och temperaturprob DMP7, som är utformad för användning i trånga utrymmen och tillämpningar med låg fuktighet, samt DMP8, som är utformad för industriella tillämpningar med låg fuktighet.

Daggpunkts- och temperaturprob DMP7 och Daggpunkt och temperaturprob DMP8 kan enkelt installeras i kanaler av olika storlekar. Proberna finns med olika munstyckslängder och kablar, och är kompatibla med Vaisala Indigo-serien – en anpassningsbar instrumentplattform utformad för att förbättra processmätningar.

Vill du veta mer om hur Vaisala kan förbättra effektiviteten och kvaliteten i din batteritillverkningsprocess? Kontakta oss.

* Vaisala DMT143 kan mäta frostpunktstemperaturer på ner till -70 °C, vilket motsvarar 2,6 µmol/mol eller 2,6 ppm(v).
 ** Vaisala DMT152 kan mäta frostpunktstemperaturer på ner till -80 °C, vilket motsvarar 0,5 µmol/mol eller 0,5 ppm(v).