Menu

Umidità / Temperatura

Definizioni fondamentali della misura di umidità


DENSITÀ DEL VAPORE ACQUEO (UMIDITÀ ASSOLUTA)

Con questo concetto si intende quella quantità di vapore acqueo (in kg) contenuta in ogni unità di volume (m3) della miscela di gas. In una miscela di gas il vapore acqueo genera una certa pressione che costituisce una parte della pressione del gas. La pressione del vapore, ad una data temperatura, può salire solo fino al limite di saturazione. Oltre questo limite l’acqua viene separata in forma liquida (bruma). La pressione massima è chiamata pressione di saturazione ed è in funzione della temperatura. Tuttavia il concetto di umidità assoluta non contempla la dipendenza dalla temperatura.

UMIDITÀ RELATIVA

A una data temperatura, ponendo la pressione del vapore acqueo esistente in relazione alla massima pressione possibile del vapore acqueo, si ottiene l’umidità relativa:

%UR = 100xp/ps

%UR: umidità relativa percentuale
p: pressione del vapore acqueo nella miscela di gas a una data temperatura
ps: pressione di saturazione del vapore acqueo a una data temperatura

100 %UR corrisponde quindi alla massima quantità di vapore acqueo che una miscela di gas può contenere, a pressione e temperatura costanti. In caso di pressione parziale del vapore acqueo costante e di temperatura ambiente variabile, varierà la pressione di saturazione del vapore acqueo e quindi anche l’umidità relativa (vedere pressione di saturazione del vapore acqueo).

Per ottenere misure di umidità relativa corrette è di grande importanza che la sonda e il mezzo da misurare abbiano la stessa temperatura.

UMIDITÀ RELATIVA DI EQUILIBRIO

Un materiale igroscopico tende sempre a stabilire un’umidità relativa d’equilibrio con l’aria dell’ambiente in cui si trova. L’umidità relativa d’equilibrio è il valore di UR%, in un ambiente a umidità relativa e temperatura costanti, al quale un prodotto igroscopico non scambia umidità con l’ambiente che lo circonda.

L’umidità d’equilibrio è raggiunta quando le quantità di acqua assorbita e rilasciata si equivalgono.

TEMPO DI RISPOSTA DEI SENSORI ROTRONIC

Rotronic definisce il tempo di risposta dei suoi sensori come il tempo per realizzare il 63% di una variazione improvvisa di umidità. Il tempo di risposta aumenta con basse temperature e scarsa circolazione d’aria. Aumenta anche con l’utilizzo di un filtro, in quanto in seguito al flusso d’aria ridotto, l’umidità passa più lentamente dal filtro e lo scambio di molecole d’acqua ha una diffusione più lenta.

PUNTO DI RUGIADA / PUNTO DI GELO (DP / FP)

Il punto di rugiada, alias temperatura di rugiada, è la temperatura alla quale l’aria (in prossimità di una superficie d’acqua in stato di quiete) con pressione atmosferica costante giunge a saturazione. La pressione parziale del vapore acqueo è quindi uguale alla pressione di saturazione del vapore acqueo.

TEMPERATURA DI BULBO UMIDO (TW)

Si tratta della temperatura minima raggiungibile con il raffreddamento da evaporazione. Si ottiene infatti l’equilibrio fra lo scambio convettivo dell’acqua di una superficie umida con la capacità igroscopica dell’atmosfera circostante.

ENTALPIA SPECIFICA (H)

Per ottenere misure di umidità relativa corrette è di grande importanza che la sonda e il mezzo da misurare abbiano la stessa temperatura. L’entalpia specifica dell’aria umida è una grandezza espressione dello stato energetico. È composta dalle entalpie specifiche dei componenti della miscela gassosa (aria secca e vapore acqueo) e si riferisce alla quantità di aria secca del gas. Si indica in J/kg.

CONTENUTO DI VAPORE ACQUEO (Q) IN G/KG

È il rapporto tra la massa del vapore acqueo e la massa della miscela di gas complessiva, nella quale si trova il vapore acqueo.

DENSITÀ DEL VAPORE ACQUEO (DV) IN G/M3

Ovvero il rapporto tra la massa del vapore acqueo e il volume della miscela di gas complessiva, nella quale si trova il vapore acqueo.

RAPPORTO DI MISCELAZIONE (R) IN G/KG

È il rapporto tra la massa del vapore acqueo e la massa della miscela di gas secca, nella quale si trova il vapore acqueo.

PRESSIONE PARZIALE DEL VAPORE ACQUEO (E) IN HPA

Corrispondente alla pressione del vapore acqueo presente in una miscela di gas.

PRESSIONE DI SATURAZIONE DEL VAPORE ACQUEO (EW) IN HPA

È la pressione massima che il vapore acqueo (in prossimità di una superficie d’acqua in stato di quiete) può raggiungere saturandosi a una certa temperatura.

TEMPERATURA CINETICA MEDIA (MKT)

La temperatura cinetica media rappresenta l’effetto complessivo della temperatura su un oggetto o un prodotto entro un certo periodo di tempo.

Quali costruttori da lunghi anni di strumenti di misura dell’umidità siamo consci della necessità di dover offrire ai nostri Clienti delle apparecchiature che resistano anche alle più severe condizioni di impiego, ma che contemporaneamente siano anche di agevole uso e di ridotte necessità manutentive. Al tempo stesso desideriamo invitare i nostri utenti ad accertare con pochi oneri il funzionamento ineccepibile di queste apparecchiature. La seguente checklist sarà di aiuto.

  1. Analizzare il mezzo, nel quale la sonda di umidità è impiegata. Accertarsi di quali sostanze in sospensione e/o sostanze chimiche sono presenti e in che concentrazioni.

  2. Installare la sonda in una posizione significativa per le condizioni ambientali e assicurarsi che la circolazione dell’aria sia buona.

  3. Selezionare il filtro corretto. La misurazione si esegue più velocemente senza filtro. Tuttavia, in presenza di velocità dell’aria superiori a 3 m/s, occorre impiegare un filtro. Quest’ultimo protegge il sensore fino a 20 m/s o 40 m/s. Filtri specifici devono essere impiegati in presenza di sostanze nocive e/o condizioni ambientali difficili.

  4. Scegliere una sonda idonea all’applicazione.

  5. Se le condizioni di impiego sono gravose, sostituire il filtro con maggiore frequenza. I nostri filtri possono essere puliti senza problemi con idonei solventi in un bagno ad ultrasuoni. Tenere comunque sempre di scorta un set di filtri nuovo.

  6. Controllare il corretto funzionamento della sonda di misura con una verifica della calibrazione almeno ogni 6 o 12 mesi.

  7. Utilizzare a tale scopo le nostre modalità di calibrazione o i nostri standard di umidità certificati SCS. Questi garantiscono la riconducibilità dei valori di misura.

I sensori Pt100 cambiano la loro resistenza elettrica al variare della temperatura ambientale. A 0 °C il valore è di 100 Ohm. Utilizzando un circuito di misura a ponte, è possibile generare un segnale adatto all’elaborazione.

Esistono 5 Classi di precisione, che a 0° presentano le seguenti tolleranze:

Classe B: ±0,3 K
Classe A: ±0,15 K
Classe B 1/3: ±0,1 K
Classe B 1/5: ±0,06 K
Classe B 1/10: ±0,03 K

La seguente tabella ne fornisce una panoramica.

Sensori di temperatura Pt100

Nuova norma

Le tolleranze di fabbricazione erano suddivise in precedenza nelle classi di precisione A e B (vedere sopra). La norma attuale prevede anche le classi AA e C. All’interno di un ambito di validità diverso a seconda di ogni classe per resistenze a filo avvolto e resistenze a strato, le tolleranze tg vengono indicate in funzione della temperatura Celsius t:

Classe AA: tg = 0,1 K + 0,0017 · t
Classe A: tg = 0,15 K + 0,002 · t
Classe B: tg = 0,30 K + 0,005 · t
Classe C: tg = 0,6 K + 0,01 · t

Esempio relativo alla Classe B: a 200 °C sono consentite tolleranze del valore di misura massime di ± 1,3 K.

INDICAZIONI DELLA PRECISIONE DI UMIDITÀ E TEMPERATURA

Con l’indicazione della precisione Rotronic dichiara la tolleranza massima consentita per la sonda HygroClip rispetto al riferimento SCS di Rotronic. Le indicazioni della precisione si applicano ai valori di umidità e temperatura calibrati.

Un processo validato, controllato da software e monitorato garantisce il rispetto da parte di tutte le sonde HygroClip dei riferimenti utilizzati da Rotronic nel corso del processo di produzione. Inoltre in ogni lotto di produzione si testa la precisione dei campioni rispetto allo standard SCS.

PRECISIONE DELL’UMIDITÀ SU TUTTO IL CAMPO OPERATIVO

Sonda industriale HygroClip2
HC2-IC / HC2-IM/ HC2-IE / XD-Industrial

Sonda HygroClip2
HC2-S(3) / HC2-SM / XD
HC2-HK / HC2-C / HC2-P / HC2-HP / HC2-HS

Esposizione permanente
Le sonde industriali HC2A Rotronic sono progettate per esposizioni permanenti massime di 190 °C. Le sonde standard Rotronic raggiungono max. 100 °C.

PRECISIONE DELL’UMIDITÀ SU TUTTO IL CAMPO OPERATIVO

1 Picco:

Il picco a 200 °C è di 100 h. Per informazioni dettagliate sui carichi di sostanze inquinanti del sensore si rimanda alla scheda tecnica del sensore.

PRECISIONE DI TEMPERATURA SU TUTTO IL CAMPO OPERATIVO

Sonda industriale HygroClip2
HC2-IC / HC2-IM/ HC2-IE / XD-Industrial

Sonda HygroClip2
HC2-S(3) / HC2-SM / XD
HC2-HK / HC2-C / HC2-P / HC2-HP / HC2-HS

PRECISIONE DI TEMPERATURA SU TUTTO IL CAMPO OPERATIVO

I sensori di umidità Rotronic possono essere danneggiati da alcuni gas e sostanze nocive. Le sostanze nocive si suddividono in due categorie: gas senza effetti e gas con effetti sul sensore di umidità.

Per le sostanze con effetti sul sensore e sulla precisione di misura, occorre considerare anche l’esposizione permanente massima consentita (si veda la tabella seguente).

Sostanze nocive con effetti

Sostanze nocive con effetti


Sostanze nocive senza effetti

In particolare si noti che il silicone, comunissimo materiale di tenuta, danneggia il sensore! Installando sonde non si deve impiegare il silicone!

Sostanze nocive senza effetti