Vanliga problem med fuktighetsmätning och hur man undviker dem

Har du varit med ​​på Vaisalas Humidity Academy-webbseminarier? Om du har det hoppas vi att du har fått djupare kunskap om fuktighetsmätning i industriella processer. Om du ännu inte har tittat på avsnitten. Som komplement till den här serien diskuterar vi i det här blogginlägget några vanliga fallgropar vid installation av sensorer, för att du ska kunna undvika fel till följd av felaktig installation.

En korrekt mätning börjar med en korrekt installation

Det finns många misstag som kan begås vid installation av sensorer, som alla kan leda till mätfel. Felaktiga mätningar kan leda till överdriven energianvändning, låg produktkvalitet och processeffektivitet, dyra återkallelser på grund av bristande efterlevnad och suboptimala förhållanden för människor i byggnader. Med hjälp av tipsen nedan får du installationen rätt från början, vilket förbättrar mätnoggrannheten.

När du installerar inbyggda väggmonterade sensorer ska du alltid tänka på följande:

1. Välj rätt installationsplats

Det viktigaste att tänka på när du installerar en mätsensor som ska kontrollera ett utrymme där människor vistas är dess placering. Du vill mäta de förhållanden som människor upplever i rummet, så det är viktigt att du väljer en representativ plats med fritt luftflöde utan några närliggande värmekällor. 

Några vanliga fel att undvika: 

• Montering av en sensor i ett område med begränsat luftflöde, till exempel bakom en dörr, bakom utrustning eller bakom möbler.
• Montering av en sensor i närheten av något producerar värme, som till exempel ett element, en värmekanal eller ovanför en skrivare eller kopiator.
• Montering av en sensor i direkt solljus; se till att ta hänsyn till solen alla tider på dygnet.
• Montering i taket av en sensor som är avsedd för väggmontering.
• Montering av en sensor i linje med en luftkanal. Detta kan ändra sensoravläsningen snabbare än det kontrollerade utrymmet hinner utjämnas, vilket innebär mer frekventa justeringar av systemet.

2. Montera sensorn i rätt riktning

Väggmonterade sensorer har både sensorn och elektroniken i en kompakt låda, så de är utformade för att monteras i en viss riktning. All värme som genereras i elektroniken strömmar uppåt, så sensorn måste vara placerad under elektroniken för att säkerställa att värmen inte påverkar mätningen. Om sensorn har monterats sidlänges kan varm luft inte strömma ut, vilket resulterar i en högre temperaturavläsning och en lägre fuktighetsavläsning.

3. Montera flera sensorer sida vid sida

Vissa väggsensorer genererar värme, så du rekommenderas inte att montera en temperatur- eller fuktighetssensor ovanför en annan väggmonterad sensor. Om du gör det kan värmen påverka den andra sensorns mätningar. Detta kan vara särskilt problematiskt för gassensorer, som är kända för att generera mer värme än andra sensorer. Istället bör du montera sensorer sida vid sida enligt tillverkarens installationsrekommendationer. Om du måste montera sensorer ovanför varandra bör den varmare sensorn placeras långt ovanför alla andra sensorer.

4. Tänk på luftflödet i rummet

Vanliga fukt- och temperatursensorer är utformade för att fungera bra i en typisk kontorsmiljö. Om du placerar sensorer i ett rum med ett nedåtriktat luftflöde, till exempel ett renrum, strömmar varm luft från toppen av elektroniken ner på sensorerna och höjer den uppmätta temperaturen. Lösningen på detta är att använda en sensor som är framtagen för renrum och liknande utrymmen. I dessa sensorer är sensorn och elektroniken åtskilda. Detta håller sensorerna borta från all uppvärmning samtidigt som de har tillräcklig kontakt med omgivningen.

5. Var uppmärksam på tryckskillnader och dålig tätning

Om det finns en tryckskillnad mellan rummet du mäter och vägghålen i byggnaden kan det leda till felaktiga avläsningar. Lägre tryck i rummet kan medföra att kall luft strömmar direkt in i sensorn genom ledningsöppningen i väggen, vilket sänker temperaturavläsningen avsevärt. Lösningen på detta är att täta kabelgenomföringen.

6. Undvik fel orsakade av ledning

Betong- och stålväggar kan leda värme, så sensorer som är fastskruvade i väggen kanske inte exakt indikerar den faktiska lufttemperaturen och luftfuktigheten. Lösningen på detta är att lägga ett lager av isolering mellan vägg och transmitter, eller att montera sensorn på en innervägg eller mer isolerad yta. 
Betong påverkar även CO²-mätningar. Om du monterar en CO²-sensor på en betongyta får du en extremt låg CO²-avläsning som inte är representativ för luften i rummet. Du kan vanligtvis lösa detta problem genom att fästa en platta under sensorn.

7. Undvik fel orsakade av kroppsvärme

Denna typ av fel ses vanligtvis i handhållna mätningar, där kroppsvärme orsakar felaktiga avläsningar. Om du tar handhållna mätningar ska du inte hålla mätinstrumentet för nära kroppen och undvika att andas på sensorn.

Vid installation av kanalmonterade sensorer ska du alltid tänka på följande:

1. Se till att interna och externa temperaturer är balanserade

För kanalmonterade enheter är den vanligaste felkällan temperaturskillnaden mellan luften i och utanför kanalen, till exempel om du ska mäta utomhusförhållandena inifrån en inloppskanal. Temperaturskillnader kan leda till att värme strömmar genom kanalsensorröret, vilket förvränger temperatur- och fuktighetsavläsningarna. 
Dessa effekter blir tydligare i isolerade kanaler eller sådana med låga luftflödeshastigheter eller kortare sensorinsättningsdjup. Lösningen är att använda en utomhussensor av hög kvalitet eller att isolera sensorn ordentligt.

2. Skydda mot kondensskador

Om det är hög fuktighet i kanalen och lägre temperatur ute kan ledning kyla ner sensorröret, vilket gör att det bildas kondens på sensorn. Kondens kan också bildas inuti kanalen och rinna ner i röret till sensorn. Om sensorn är vinklad nedåt kan detta orsaka felaktiga avläsningar eller till och med korrosion. Du kan minimera effekterna och eventuella skador orsakade av kondens genom att montera sensorn horisontellt eller vid behov lätt uppåtlutad. Detta gör att eventuell kondens rinner bort på ett säkert sätt från sensorelementet.

3. Montera inte sensorer i en så kallad dead-leg

Som vi har sett med inbyggda väggmonterade sensorer är det viktigt att montera sensorer på en representativ plats. Om du monterar en sensor i en kanalsektion som är en så kallad dead-leg kan det hända att luft inte strömmar förbi sensorn, vilket innebär att mätningen inte är representativ för huvudflödet. Luft som dröjer sig kvar kring sensorn förändras långsammare än huvudflödet, så avläsningarna kommer inte alltid att visa de aktuella förhållandena. Se alltid till att sensorn har kontakt med korrekt luftflöde, och undvik att montera sensorer på platser som är så kallade dead-legs.

4. Tänk på vilka olika alternativ du har när du installerar delvis inne i en process

För sensorer som installeras delvis inne i och delvis utanför en process kan temperaturskillnaden vara mycket stor. När du till exempel mäter temperatur och relativ luftfuktighet i en bakugn genom en isolerad vägg, leder en sensorkropp av metall med en termisk läcka till att sensorn visar en lägre temperatur och en högre relativ luftfuktighet än de faktiska förhållandena. Den termiska läckan är flödesberoende; i stillastående luft kyls proben ner mer, vilket leder till en större felmarginal. Med högre fuktighet blir inte bara mätningarna av temperatur och relativ luftfuktighet fel, du kommer också att ha ett kondensproblem.  
Det finns två lösningar på detta problem. Den första är att förbättra installationen genom att flytta proben djupare in i processen och/eller isolera delen av proben som är utanför processen. Detta minimerar temperaturskillnaden och gör att du kan mäta den relativa luftfuktigheten exakt. Du kan också tänka på om du verkligen behöver mäta relativ luftfuktighet alls. Andra parametrar finns tillgängliga, vissa med fördelen att de inte är temperaturberoende, vilket gör att du kan använda en uppvärmd prob så att ingen kondens kan bildas. 

5. Montera inte sensorer för nära en luftfuktare

Fuktighetssensorer i kanaler används ofta för fuktgenereringskontroll, som uppnås med hjälp av dimmare eller sprayluftfuktare. Montering av en kanalsensor för nära en luftfuktare gör att vatten ansamlas på sensorn i form av kondens, vilket gör det omöjligt att göra exakta mätningar. 
I värsta fall förstörs sensorn, men även i mindre allvarliga fall är det omöjligt att noggrant kontrollera något med mätningar gjorda av en sensor som ständigt påverkas av fukt. Den periodiska vätningen och torkningen av sensorn leder till stora svängningar i fuktighetsavläsningarna, vilket gör att utrustningen körs konstant och att förhållandena upprätthålls felaktigt. Utöver detta accelereras sensordrift och kontaminering, vilket ytterligare förvärrar felaktigheterna. 
Du kan undvika dessa problem genom att montera kanalsensorer på tillräckligt avstånd från luftfuktare. Detta avstånd beror på kanalstorlek och flödeshastigheter, men som en tumregel rekommenderas fem meter. När du monterar en kanalsensor är det också en bra idé att göra en extra åtkomstport nedströms från sensorn som kan användas för att tillfälligt installera en referensprob för att verifiera och kalibrera den primära sensorn. Du kan täcka denna port med silvertejp när den inte används för att undvika läckor.

Vid installation av utomhussensorer ska du alltid tänka på följande:

1.  Använd strålningsskydd

Solstrålning kan enkelt höja sensorns temperatur med 2 °C. Du kan undvika effekterna av solstrålning genom att använda en sensor med ett högkvalitativt svart strålningsskydd under plattorna. Vind minskar uppvärmningen, så montera sensorn på en plats med fritt luftflöde. Du bör också hålla strålningsskyddet rent eftersom ett smutsigt skydd värms upp mer. Rengöring kan behövas oftare i stadsmiljö; om utsidan av skyddet ser svart eller smutsig ut är det sedan länge dags för en rengöring! Om du ska montera sensorn på en vägg är en vägg som vetter mot norr vanligtvis ett bättre val eftersom en sådan vägg utsätts för mindre solstrålning.

2. Skydda sensorn mot regn och dåligt väder

Regn, snö eller kondens kan leda till att vatten ansamlas på eller nära sensorn, vilket orsakar avdrift och höga fuktavläsningar. Dåligt väder kan också orsaka skador på sensorn. Det finns flera sätt att skydda sensorn mot väder och vind på:

• Använd en sensor som är framtagen för att fungera i fuktiga utomhusförhållanden
• Montera sensorn på en plats med bra luftflöde. Vind får vatten att avdunsta, vilket säkerställer tillförlitliga mätningar.
• För industriella tillämpningar använder du en uppvärmd prob för att eliminera effekterna av kondens 

3. Montera sensorn på avstånd från andra värmekällor

Byggnadens väggar kan ha hög termisk massa och lagra värme eller kyla. De kan också värmas upp av solstrålning. Om sensorn är monterad nära en vägg eller ett svart tak utan tillräckligt avstånd kan detta leda till felaktiga mätningar. 
Du kan minska denna typ av uppvärmningseffekt genom att montera utomhussensorer på platser med obehindrat luft- och vindflöde, helst på en stolpe som inte har någon som helst kontakt med byggnaden eller uppe på taket. Undvik mörka ytor i direkt solljus och montera inte sensorer under takfoten. Detta beror på att varm luft samlas under takfoten, vilket orsakar felaktiga och opålitliga mätresultat.