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有關如何為高濕度應用場合選擇合適的濕度測量儀表的提示

Joni Partanen
Joni Partanen
產品工程師
Published: Sep 24, 2020
工業制造和工藝
工業測量

高濕度環境很難進行濕度測量。環境中的濕度飽和會導致在所有物體表面(包括測量傳感器)形成冷凝,這對于某些技術來說可能是致命問題。盡管維薩拉 HUMICAP? 技術可以經受冷凝,但仍需要時間從水分的影響中恢復,然后才能再次提供可靠的測量結果。預計會出現高濕度或偶爾出現冷凝的典型應用包括干燥工藝過程、試驗箱、燃燒空氣加濕器、氣象測量和燃料電池。

即使在冷凝環境中也要保持測量的準確性和可靠性,這就需要維薩拉公司的探頭加熱技術。加熱的探頭可使傳感器持續保持在環境溫度以上,以確保不會形成冷凝水。探頭加熱的缺點在于:由于傳感器無法得知環境溫度,因此不再能夠提供相對濕度的測量值。但是,這不會阻止測量其他與溫度無關的參數,例如露點或混合比。而維薩拉公司使用附加的溫度傳感器,從而使測量相對濕度成為可能。

工作原理

探頭本體內的加熱元件加熱整個探頭。在此插圖中,探頭和過濾器發出紅色光,以說明探頭加熱如何使過濾器內部的微氣候保持升高的溫度。實際溫度僅比環境溫度高幾度,如以下示例所示:

Warmed humidity probe

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環境溫度
Ta = 14 °C
RHa = 97%RH)
Tda = 13 °C

濕度傳感器:
Ts = 16 °C
RHs = 83%RH
Tda = = 13 °C (計算值)
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如上例所示,加熱不影響露點。如果需要相對濕度或其他與溫度相關的參數,則可以使用單獨的溫度探頭測量環境溫度,從而也可以計算這些參數。?

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絕熱和防泄漏連接?

當濕度較高且溫度變化較大時,選擇濕度探頭安裝位置可能會很困難。例如,在干燥應用中,當排氣端濕度接近飽和?(RH 95%) 并且溫度為 40 °C時,如果傳感器頭部的過濾器安裝處于工藝過程中,而整個傳感器探頭的一半處于 25 °C的環境溫度下,會發生什么情況?在這種情況下,即使探頭加熱也可能無法補償由于熱量通過金屬探頭本體傳導而引起的熱量損失;熱量損失將在工藝流程一側形成冷點,并且冷凝將導致測量不準確。對應的解決方案是徹底使探頭隔離低溫。

如果過程氣體的溫度低于環境空氣,則至關重要的是要使探頭與工藝過程連接嚴實,無泄漏。連接處泄漏將使溫暖且可能潮濕的空氣進入測量系統,此類空氣會在傳感器附近凝結并引起測量問題。


極端條件,例如 PEM 燃料電池應用

此外,還存在加熱至高出環境溫度若干度后仍舊不能解決冷凝的極端應用情形。例如聚合物電極膜 (PEM) 燃料電池。適用于特定應用的測量儀表的配置可在 HMT330 系列和 HMT310 系列的選型表中找到。這些配置版本旨在通過以更高的功率加熱探頭來承受極端條件。由于加熱功能可以通過 Insight PC 軟件自由配置,因此在這些應用中也可以使用 HMP7 和 HMM170這兩種型號的產品。


總結

使用具有探頭加熱技術的儀表,可以避免在高濕度和冷凝條件下發生傳感器周圍濕度飽和。除此之外,適當的絕緣和無泄漏安裝可確保形成最佳的環境,從而實現可靠的濕度測量。

觀看主題為在冷凝環境下測量濕度的點播式網絡研討會,了解更多信息

維薩拉的一些解決方案包括加熱探頭技術。如有訂購需求,以下所有產品均可選型配置,滿足您的要求:HMM170、HMT317、HMT337?和 HMP7。下表將幫助您找到面向高濕度工業應用的合適解決方案。??

Product selection table

* 可使用 USB 服務線纜和 Insight PC 軟件進行配置選型
** 通過將外部溫度信息寫入 Modbus 寄存器,可以進行相對濕度計算?
t) 可配置:需要額外的溫度探頭

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