blog

有关如何为高湿度应用场合选择合适的湿度测量仪表的提示

Joni Partanen
Joni Partanen
Product Engineer
Published: Sep 24, 2020
工业制造和工艺
工业测量

高湿度环境很难进行湿度测量。环境中的湿度饱和会导致在所有物体表面(包括测量传感器)形成冷凝,这对于某些技术来说可能是致命问题。尽管维萨拉 HUMICAP® 技术可以经受冷凝,但仍需要时间从水分的影响中恢复,然后才能再次提供可靠的测量结果。预计会出现高湿度或偶尔出现冷凝的典型应用包括干燥工艺过程、试验箱、燃烧空气加湿器、气象测量和燃料电池。

即使在冷凝环境中也要保持测量的准确性和可靠性,这就需要维萨拉公司的探头加热技术。加热的探头可使传感器持续保持在环境温度以上,以确保不会形成冷凝水。探头加热的缺点在于:由于传感器无法得知环境温度,因此不再能够提供相对湿度的测量值。但是,这不会阻止测量其他与温度无关的参数,例如露点或混合比。而维萨拉公司使用附加的温度传感器,从而使测量相对湿度成为可能。

工作原理

探头本体内的加热元件加热整个探头。在此插图中,探头和过滤器发出红色光,以说明探头加热如何使过滤器内部的微气候保持升高的温度。实际温度仅比环境温度高几度,如以下示例所示:

Warmed humidity probe

 

 

环境温度
Ta = 14 °C
RHa = 97%RH)
Tda = 13 °C

湿度传感器:
Ts = 16 °C
RHs = 83%RH
Tda = = 13 °C (计算值)
 

 

如上例所示,加热不影响露点。如果需要相对湿度或其他与温度相关的参数,则可以使用单独的温度探头测量环境温度,从而也可以计算这些参数。 

   
绝热和防泄漏连接 

当湿度较高且温度变化较大时,选择湿度探头安装位置可能会很困难。例如,在干燥应用中,当排气端湿度接近饱和 (RH 95%) 并且温度为 40 °C时,如果传感器头部的过滤器安装处于工艺过程中,而整个传感器探头的一半处于 25 °C的环境温度下,会发生什么情况?在这种情况下,即使探头加热也可能无法补偿由于热量通过金属探头本体传导而引起的热量损失;热量损失将在工艺流程一侧形成冷点,并且冷凝将导致测量不准确。对应的解决方案是彻底使探头隔离低温。

如果过程气体的温度低于环境空气,则至关重要的是要使探头与工艺过程连接严实,无泄漏。连接处泄漏将使温暖且可能潮湿的空气进入测量系统,此类空气会在传感器附近凝结并引起测量问题。


极端条件,例如 PEM 燃料电池应用

此外,还存在加热至高出环境温度若干度后仍旧不能解决冷凝的极端应用情形。例如聚合物电极膜 (PEM) 燃料电池。适用于特定应用的测量仪表的配置可在 HMT330 系列和 HMT310 系列的选型表中找到。这些配置版本旨在通过以更高的功率加热探头来承受极端条件。由于加热功能可以通过 Insight PC 软件自由配置,因此在这些应用中也可以使用 HMP7 和 HMM170这两种型号的产品。


总结

使用具有探头加热技术的仪表,可以避免在高湿度和冷凝条件下发生传感器周围湿度饱和。除此之外,适当的绝缘和无泄漏安装可确保形成最佳的环境,从而实现可靠的湿度测量。

观看主题为在冷凝环境下测量湿度的点播式网络研讨会,了解更多信息

维萨拉的一些解决方案包括加热探头技术。如有订购需求,以下所有产品均可选型配置,满足您的要求:HMM170、HMT317、HMT337 和 HMP7。下表将帮助您找到面向高湿度工业应用的合适解决方案。  

Product selection table

* 可使用 USB 服务线缆和 Insight PC 软件进行配置选型
** 通过将外部温度信息写入 Modbus 寄存器,可以进行相对湿度计算 
t) 可配置:需要额外的温度探头

 

)