- Prečo merať rosný bod
- Tri veličiny popisujú vlhkosť
- Čo sa deje s vodnou parou pri stláčaní vzduchu?
- Odvádzanie vlhkosti zo vzduchu
- Meranie rosného bodu
- Inštalácia snímačov vlhkosti a rosného bodu
- Skladovanie snímačov vlhkosti
Prečo merať teplotu rosného bodu?Rosný bod vzduchu je teplota, pri ktorej sa vodná para vo vzduchu začne meniť na vodu, začne kondenzovať. Teplota rosného bodu závisí od teploty a vlhkosti vzduchu: Čím je vzduch teplejší, tým viac vody pojme bez toho, aby vodná para začala kvapalnieť (kondenzovať). |
 |
Čím väčšiu má vzduch vlhkosť, tým je teplota rosného bodu vyššia, vodná para začne kondenzovať pri vyššej teplote.
Teplota rosného bodu je meradlom vlhkosti vzduchu a mala by byť sledovaná v priebehu výroby aj spotreby stlačeného vzduchu. Kondenzovaná voda by sa nemala dostať tam, kam nemá. Voda totiž ľahko poškodí pneumatické náradie, upchá ventily a clony a spôsobí koróziu potrubia.
Teplota rosného bodu a teplota inovatky
Rosný bod sa označuje skratkou DP – z anglického dew point. Môžeme sa tiež stretnúť s termínom teplota inovatky, frost point, FP. Pri vyšších teplotách sa totiž vodná para obsiahnutá vo vzduchu zráža v podobe kvapôčok – „rosy“, pri nižších v podobe mikrokryštálov ľadu – „inovatky“.
„Pre stlačený vzduch je významný iba tlakový rosný bod. Atmosférický rosný bod je zavádzajúci a nesmie byť používaný.“ (norma ISO 8573-1)
Teplota tlakového rosného bodu
Teplota, pri ktorej para kondenzuje pri danom tlaku. Inak povedané, ide o teplotu, na ktorú môže byť stlačený vzduch schladený bez toho, aby došlo k akejkoľvek kondenzácii.
Aby sme mohli stlačený vzduch používať pri bežných teplotách, je vhodné, aby bol jeho tlakový rosný bod o 10 °C nižší, než je teplota v prevádzke alebo v dielni.
Tri veličiny popisujú vlhkosť
|
Maximálna vlhkosť (g/m3) |
 |
|
Absolútna vlhkosť (g/m³) |
 |
|
Relatívna vlhkosť (%) |
 |
Kalkulačky pomôžu s výpočtami
Pre výpočet teploty rosného bodu z relatívnej vlhkosti a teploty je možné použiť online kalkulačky.
Skupenská premena vodnej pary na vodu a späť je popísaná ešte ďalšími veličinami, ako je miera objemu, stupeň vlhkosti, koncentrácia pary, koncentrácia vodných pár, entalpia. Ak potrebujete poznať aj niektoré z týchto termodynamických veličín, použite na ich výpočet online kalkulačky, ktoré sú k dispozícii na stránkach rôznych výrobcov vlhkomerov a prevodníkov rosného bodu, napr. http://www.aqua-calc.com/calculate/humidity, http://www.michell.com/uk/calculator/
Čo sa deje s vodnou parou pri stláčaní vzduchu?
Stlačením sa znižuje objem vzduchu, zvyšuje sa jeho tlak a teplota. Tým sa znižuje schopnosť vzduchu pojmeť všetku obsiahnutú vodnú paru. Časť vodnej pary skondenzuje a zmení sa na vodu. Obrázok znázorňuje, ako sa jeden meter kubický (m3) vzduchu stlačí z 1 baru na 8 barov.
Odvádzanie vlhkosti zo vzduchu
Ako sa zo vzduchu odlučuje vlhkosť, to vidíte na týchto obrázkoch. Znázorňujú úpravu atmosférického vzduchu na suchý stlačený vzduch, ktorý je vhodný na použitie. Vlhkosť sa zo vzduchu odlučuje najprv pri chladení vzduchu ohriateho v kompresore a potom pri sušení v adsorpčnej sušičke.
Meranie rosného bodu
Pre meranie teploty rosného bodu sa používajú prístroje založené na rôznych princípoch.
Optická metóda
Základom je zrkadielko, ktoré sa pri ochladzovaní vzduchu začne rosiť. Na ochladzované zrkadielko svieti z jednej strany LED dióda. Hneď ako dosiahne teplota vzduchu rosný bod, zrkadielko sa orosí a senzor zaznamená pokles intenzity odrazeného svetla. Tieto zrkadlové systémy sú veľmi presné, avšak obsahujú veľmi zraniteľnú optickú sústavu. Preto sa nehodia do prevádzok. Výborne sa uplatnia pri overovaní a kalibrácii vlhkomerných systémov pracujúcich na inom fyzikálnom princípe alebo pre krátkodobé kontrolné merania. Iba optická metóda určuje priamo teplotu rosného bodu, ostatné snímače merajú relatívnu vlhkosť a teplotu vzduchu a z týchto dvoch hodnôt ich elektronika vypočíta teplotu rosného bodu.
Odporové snímače vlhkostiVyužívajú sa materiály, ktoré vplyvom vlhkosti menia svoje vlastnosti a táto zmena spôsobuje zmenu elektrického odporu. Na eloxovanej hliníkovej doske je naparená keramická vrstva Al2O3 a druhú elektródu tvorí zlatý povlak. Cez neho preniká vodná para a spôsobuje zmenu celkového odporu. Nevýhody:
|
 |
Kapacitné polymérové senzory vlhkostiKapacitné čidlá využívajú vlastnosti polymérneho materiálu, ktorý je hygroskopický (pohlcuje vlhkosť). Polymér tvorí vrstvu elektrolytu medzi kontaktmi kondenzátora. Polymér nanesený medzi elektródami má prístup k vzduchu, ktorého vlhkosť meriame. Jedna z elektród je porézna a cez ňu preniká vzduch k polyméru, ktorý ho absorbuje a mení svoje vlastnosti, čím sa mení aj kapacita kondenzátora. Vďaka veľkej dielektrickej konštante polyméru stačí aj malé množstvo absorbovanej vody na to, aby sa prejavili zmeny v kapacite kondenzátora. Výstupom snímača je napätie alebo dokonca digitálny signál. |
 |
Výhody: krátka odozva, odolnosť proti znečisteniu, malé rozmery a dostupná cena.
Snímače rosného boduSnímače rosného bodu obsahujú dve čidlá:
Firme, ktorá vyrobila senzor na tomto obrázku, sa podarilo na jedinú doštičku umiestniť odporové čidlo teploty a zároveň presný kapacitný snímač relatívnej vlhkosti plynu. Signál o vlhkosti a teplote postupuje do prevodníka a v ňom sa odvodí teplota rosného bodu. |
 |
Výsledok merania závisí od správneho výberu snímača vlhkosti
Pre určenie teploty rosného bodu stlačeného vzduchu je potrebné zvoliť správny typ snímača. Snímače vlhkosti sú totiž konštruované na rôzne rozsahy merania teploty rosného bodu.
|
Teplota rosného bodu sa udáva v stupňoch Celzia: °Ctd V dokumentácii k prístrojom nájdeme vždy merací rozsah teploty rosného bodu, napr.: od -45 °Ctd do +30 °Ctd Preto musíme zistiť, akú teplotu rosného bodu očakávame v mieste merania. Teplota rosného bodu nás najviac zaujíma v mieste, kde vzduch vstupuje po stlačení a vysušení k spotrebičom. Teplota rosného bodu závisí od toho, akú sušičku použijeme. |
 |
Rôzne vyhotovenia snímačov vlhkosti
Na výber máme rôzne vyhotovenia snímačov vlhkosti: snímače na obrázku 1 zasielajú namerané hodnoty do prevodníka alebo operátorského panelu, kde si ich obsluha prečíta. Snímač vpravo je vo vyhotovení do prostredia s nebezpečenstvom výbuchu.
|
Na obrázkoch 2, 3 a 4 sú snímače s displejom. Obsluha môže sledovať okamžitú hodnotu priamo v mieste inštalácie. Na obrázku 5 vidíme mobilný snímač s lítium-iónovou batériou a s integrovaným dataloggerom, kam sa ukladajú namerané hodnoty. Mobilné snímače často používajú údržbári – ľahko a rýchlo zistia teplotu rosného bodu na jednotlivých miestach rozvodu stlačeného vzduchu. |
 |
Inštalácia snímačov vlhkosti a rosného bodu
|
Ak chceme získať správne výsledky, venujme pozornosť správnej inštalácii snímačov. a) Inštalácia snímača s guľovým ventilomAk je snímač namontovaný do potrubia s použitím guľového ventilu, možno s ním ľahko manipulovať bez toho, aby sme museli odstrániť pretlak v rozvode stlačeného vzduchu. Pri vyberaní sa snímač najprv povysunie v závitovom puzdre mimo ventilu, ten sa uzavrie a až potom sa snímač úplne vyberie. |
 |
b) Inštalácia do odbočky hlavného potrubiaAk je snímač umiestnený v odbočke z hlavného potrubia, je výhodné použiť odpúšťaciu skrutku. Vďaka hoci malému prietoku plynu v odbočke z potrubia, kde by sa inak plyn takmer nepohyboval, sa dosiahne primerane rýchlejšia odozva snímača na zmenu teploty rosného bodu média. Menšie snímače pre meranie rosného bodu sú dodávané pre inštaláciu závitom alebo prírubou. Ak sa meria suchý vzduch vo vzduchovom kanáli s plechovými stenami, je vhodný snímač v prírubovom vyhotovení. |
 |
c) Inštalácia snímača do vzorkovacej komôrkyKeď meriame veľmi nízku teplotu rosného bodu, použijeme pre meranie vzorkovaciu komôrku. K tomu sú vhodné robustné sondy malých rozmerov, ktoré sa ľahko inštalujú do vzorkovacej komôrky. Meranie vlhkosti pomocou vzorkovacej komôrky » |
 |
|
Stlačený vzduch môže byť privádzaný do meracej komôrky aj hadičkou: pozor na výber správneho materiálu hadičky, aby sa nestalo, že sa vodná para bude vyparovať z vonkajšku hadičky. Vhodné materiály: TFE, nerez, meď |
 |
Skladovanie snímačov vlhkosti
Snímače vlhkosti a teploty rosného bodu skladujte vždy v sušiacom kontajneri. Len tak ich ochránite pred vlhkosťou, ktorá skreslí výsledky merania. Snímač v prípade potreby jednoducho len vyberiete z kontajnera a je okamžite pripravený na meranie. Nie je potrebná žiadna adaptácia.