Vše pro stlačený vzduch na jednom místě…

Měření rosného bodu stlačeného vzduchu

Měření teploty rosného bodu

Proč měřit teplotu rosného bodu?

Rosný bod vzduchu je teplota, při které se vodní pára ve vzduchu začne měnit na vodu, začne kondenzovat.

Teplota rosného bodu závisí na teplotě a vlhkosti vzduchu:

Čím je vzduch teplejší, tím více vody pojme, aniž začne vodní pára kapalnět (kondenzovat).

Proč měřit teplotu rosného bodu?

Čím větší má vzduch vlhkost, tím je teplota rosného bodu vyšší, vodní pára začne kondenzovat při vyšší teplotě.

Teplota rosného bodu je měřítkem vlhkosti vzduchu a měla by být sledována v průběhu výroby i spotřeby stlačeného vzduchu. Kondenzovaná voda by se neměla dostat, , kam nemá. Voda totiž snadno poškodí pneumatické nářadí, ucpe ventily a clony a způsobí korozi potrubí.

Teplota rosného bodu a teplota ojínění

Rosný bod se označuje zkratkou DP – z anglického dew point. Můžeme se také setkat s termínem teplota ojínění, frost point, FP. Při vyšších teplotách se totiž vodní pára obsažená ve vzduchu sráží v podobě kapiček – „rosy", při nižších v podobě mikrokrystalů ledu – „jíní".

„Pro stlačený vzduch je významný pouze tlakový rosný bod. Atmosférický rosný bod je zavádějící a nesmí být používán." (norma ISO 8573-1)

Teplota tlakového rosného bodu

Teplota, při které pára kondenzuje při daném tlaku. Jinak řečeno jde o teplotu, na kterou může být stlačený vzduch zchlazený, aniž by došlo k jakékoliv kondenzaci.

Abychom mohli stlačený vzduch používat za běžných teplot, je vhodné, aby byl jeho tlakový rosný bod 10 °C nižší, než je teplota v provozu nebo v dílně.

Tři veličiny popisují vlhkost

Maximální vlhkost (g/m3)
Vlhkost vzduchu plně nasyceného vodní parou, neboli maximální hmotnost vodních par v gramech, který je vzduch o objemu 1 m3 při určité teplotě schopen pojmout, aniž dojde ke kondenzaci.

Maximální vlhkost stlačené vzduchu (g/m3)

Absolutní vlhkost (g/m³)
Hmotnost vodních par aktuálně obsažených v 1 m³ vzduchu.

Absolutní vlhkost stlačeného vzduchu (g/m³)

Relativní vlhkost (%)
Poměr absolutní vlhkosti k maximální vlhkosti. vyjadřuje na kolik procent je vzduch nasycen vodní parou.

Relativní vlhkost stlačeného vzduchu (%)

Kalkulátory pomohou s výpočty
Pro výpočet teploty rosného bodu z relativní vlhkost a teploty lze použít online kalkulátory, např.: http://www.rosnybod.klusik.cz/,
http://www.amaterskaelektronika.cz/file/vypocet-rosneho-bodu-delphi

Skupenská přeměna vodní páry na vodu a zpět je popsána ještě dalšími veličinami, jako je míra objemu,
stupeň vlhkosti, koncentrace páry, koncentrace vodních par, entalpie. Potřebujte-li znát také některé
z těchto termodynamických veličin, použijte pro jejich výpočet online kalkulátory, které jsou k dispozici
na stánkách různých výrobců vlhkoměrů a převodníků rosného bodu,
např. http://www.aqua-calc.com/calculate/humidityhttp://www.michell.com/uk/calculator/

Co se děje s vodní parou při stlačování vzduchu?

Stlačením se snižuje jeho objem vzduchu zvyšuje se jeho tlak a teplota. Tím se snižuje schopnost vzduchu pojmout všechnu obsaženou vodní páru. Část vodní páry zkondenzuje a změní se na vodu. Obrázek znázorňuje, jak se jeden krychlový metr (m3) vzduchu stlačí z 1 baru na 8 barů.

Co se děje s vodní parou při stlačování vzduchu?

Kolik kondenzované vody je třeba odvést?

Odvádění vlhkosti ze vzduchu

Jak se ze vzduchu odlučuje vlhkost, to vidíte na těchto obrázcích. Zázorňují úpravu atmosférického vzduchu na suchý stlačený vzduch, který je vhodný k použití. Vlhkost se ze vzduchu odlučuje nejprve při chlazení vzduchu ohřátého v kompresoru a poté při sušení v adsorpční sušičce.

V zimě se stlačuje vzduch o teplotě 0 °C s relativní vlhkostí 50 %. Po stlačení, ochlazení a sušení v adsorpční sušičce se ke spotřebě dostane vzduch o tlaku 10 barů a relativní vlhkosti 0,21 %.

V létě je pro stlačování používán vzduch o teplotě 25 °C s relativní vlhkostí 80 %. Po stlačení, ochlazení a sušení v adsorpční sušičce se ke spotřebě dostane vzduch o tlaku 10 barů a relativní vlhkosti 0,21 %.

Měření rosného bodu

Pro měření teploty rosného bodu se používají přístroje založené na různých principech.

Optická metoda

Základem je zrcátko, které se při ochlazování vzduchu začne rosit. Na ochlazované zrcátko svítí z jedné strany LED dioda. Jakmile dosáhne teplota vzduchu rosného bodu, zrcátko se orosí a senzor zaznamená pokles intenzity odraženého světla. Tyto zrcátkové systémy jsou velmi přesné, avšak obsahují velmi zranitelnou optickou soustavu. Proto se nehodí do provozů. Výborně se uplatní pro ověřování a kalibraci vlhkoměrných systémů pracujících na jiném fyzikálním principu nebo pro krátkodobá kontrolní měření. Pouze optická metoda určuje přímo teplotu rosného bodu ostatní snímače měří relativní vlhkost a teplotu vzduchu a z těchto dvou hodnot jejich elektronika vypočítá teplotu rosného bodu.

Odporové snímače vlhkosti

Využívají se materiály, které vlivem vlhkosti mění své vlastnosti a tato změna způsobuje změnu elektrického odporu.

Na eloxované hliníkové desce je napařena keramická vrstva Al2O3. a druhou elektrodu tvoří zlatý povlak. Přes něj proniká vodní pára způsobuje změnu celkového odporu.

Nevýhody:

  • Prach a olej vstupující do pórů mají velký vliv na výsledky měření (otevřený povrch).
  • Znečištění vnitřních pórů může způsobit nevratné změny.
Odporové snímače vlhkosti

Kapacitní polymerové senzory vlhkosti

Kapacitní čidla využívají vlastnosti polymerního materiálu, který je hygroskopický (pohlcuje vlhkost). Polymer tvoří vrstvu elektrolytu mezi kontakty kondenzátoru. Polymer nanesený mezi elektrodami má přístup ke vzduchu, jehož vlhkost měříme.

Jedna z elektrod je porézní a přes ni proniká vzduch k polymeru, který ji absorbuje a mění své vlastnosti, čímž se mění i kapacita kondenzátoru. Díky velké dielektrické konstantě polymeru stačí i malé množství absorbované vody k tomu, aby se projevily změny v kapacitě kondenzátoru. Výstupem snímače je napětí nebo dokonce digitální signál

Kapacitní polymerové senzory vlhkosti

Výhody: krátká odezva, odolnost proti z nečištění, malé rozměry a dostupná cena.

Snímače rosného bodu

Snímače rosného bodu obsahují dvě čidla:

  • čidlo relativní vlhkosti
  • čidlo teploty.

Firmě, která vyrobila senzor na tomto obrázku se povedlo na jedinou destičku umístit odporové čidlo teploty a zároveň přesný kapacitní snímač relativní vlhkosti plynu.

Signál o vlhkosti a teplotě postupuje do převodníku a v něm se odvodí teplota rosného bodu

Snímače rosného bodu

Výsledek měření závisí na správném výběru snímače vlhkosti

Pro určení teploty rosného bodu stlačeného vzduchu je potřeba zvolit správný typ snímače. Snímače vlhkosti jsou totiž konstruovány na různé rozsahy měření teploty rosného bodu.

Teplota rosného bodu se udává ve stupních Celsia: °Ctd

V dokumentaci k přístrojům najdeme vždy měřicí rozsah teploty rosného bodu, např.: od -45 °Ctd do +30 °Ctd

Proto musíme zjistit, jakou teplotu rosného bodu očekáváme v místě měření.

Teplota rosného bodu nás nejvíce zajímá v místě, kde vzduch vstupuje po stlačení a vysušení ke spotřebičům.

Teplota rosného bodu závisí na tom, jakou sušičku použijeme.

Teplota rosného bodu

Různá provedení snímačů vlhkosti

Na výběr máme různá provedení snímačů vlhkosti: snímače na obrázku 1 zasílají naměřeného hodnoty do převodníku nebo operátorského panelu, kde si ji obsluha přečte. Snímač vpravo je v provedení do prostředí s nebezpečím výbuchu.

Různá provedení snímačů vlhkosti

Na obrázcích 2, 3 a 4 jsou snímače s displejem. Obsluha může sledovat okamžitou hodnotu přímo s v místě instalace.

Na obrázku 5 vidíme mobilní snímač s lithium-iontovou baterií a s integrovaným dataloggerem, kam se ukládají naměřené hodnoty.
Přes rozhraní USB se tento snímač připojí k počítači a data se do něj přenesou. Snímač má také přehledný displej, kde se zobrazují naměřené hodnoty a také grafy a přehledy měření.

Mobilní snímače často používají údržbáři – snadno a rychle zjistí teplotou rosného bodu na jednotlivých místech rozvodu stlačeného vzduchu.

provedení snímačů vlhkosti stlačeného vzduchu od kompresoru

Instalace snímačů vlhkosti a rosného bodu

Chceme-li získat správné výsledky, věnujme pozornost správné instalaci snímačů.

a) Instalace snímače s kulovým ventilem

Je-li snímač namontován do potrubí s použitím kulového ventilu, lze s ním snadno manipulovat, aniž bychom museli odstranit přetlak v rozvodu stlačeného vzduchu. Při vyjímání se snímač nejprve povysune v závitovém pouzdru mimo ventil, ten se uzavře a teprve poté se
snímač zcela vyjme.

Instalace snímače s kulovým ventilem

b) Instalace do odbočky hlavního potrubí

Je-li snímač umístěn v odbočce z hlavního potrubí, je výhodné použít odpouštěcí šroub. Díky byť malému průtoku plynu v odbočce z potrubí, kde by se jinak plyn téměř nepohyboval, se dosáhne přiměřeně rychlejší odezvy snímač na změnu teploty rosného bodu média

Menší snímače pro měření rosného bodu jsou dodávány pro instalaci závitem nebo přírubou.

Měří-li se suchý vzduch ve vzduchovém kanálu s plechovými stěnami, je vhodný snímač v přírubovém provedení.

Instalace do odbočky hlavního potrubí

c) Instalace snímače do vzorkovací komůrky

Když měříme velmi nízkou teplotu rosného bodu, použijeme pro měření vzorkovací komůrku. K tomu jsou vhodné robustní sondy malých rozměrů, které se snadno instalují
do vzorkovací komůrky.

Měření vlhkosti pomocí vzorkovací komůrky »

Instalace snímače do vzorkovací komůrky

Stlačený vzduch může být přiváděn do měřicí komůrky také hadičkou: pozor na výběr správného materiálu hadičky, aby se nestalo, že se vodní pára bude vypařovat z vnějšku hadičky. Vhodné materiály: TFE, nerez, měď

Snímače vlhkosti stlačeného vzduchu

Skladování snímačů vlhkosti

Snímače vlhkosti a teploty rosného bodu skladujte vždy v sušicím kontejneru. Jen tak je ochráníte před vlhkostí, která zkreslí výsledky měření. Snímač v případě potřeby prostě jen vyjmete z kontejneru a je okamžitě připraven k měření. Není potřeba žádné adaptace.

Přihlášení

Používáme cookies, abyste si z našich stránek odnesli co nejlepší možnou zkušenost. Pokračováním procházení našich stránek souhlasíte s Pravidly pro souhlas s používáním souborů cookie a používáním technologie cookies. Zjistěte více »