Cómo medir puntos de rocío muy bajos con un higrómetro de espejo refrigerado

La medición de la temperatura en el punto en el que la capa de condensado y la cantidad de agua en la trayectoria del flujo cuando están en equilibrio era clave. Sabían que tenían que examinar el propio PRT (Termistor de resistencia de platino) que realizaba esa medición y qué mejoras podían introducirse en él y en su Instalación.

Por intentos anteriores de resolver el problema, los ingenieros sabían que la unidad actual mediría hasta el nivel requerido. De hecho NPL había calibrado previamente una unidad a -100 °Cdp, lo que puso de manifiesto algunos de los problemas de repetibilidad que había que resolver. Había una fuerte correlación entre el valor medido y el caudal de muestreo.

A pesar de las dificultades, era esencial resolver el problema de ampliar la especificación del extremo seco del espejo enfriado. No sólo les permitiría ampliar su acreditación UKAS hasta el nivel del punto de congelación de -100 °C, sino que beneficiaría directamente a los clientes de sus instrumentos calibrados.

Fase 2 - El prototipo

Como primera etapa, desarrollamos un prototipo de higrómetro de espejo refrigerado, basado en el diseño anterior pero con un cabezal de medición y un recorrido del flujo de gas actualizados para garantizar que la formación del condensado fuera lo más repetible posible. Pruebas anteriores en el NPL, gracias a la financiación de la Medición para la Recuperación, contribuyeron a esta evolución del diseño.

La especificación del extremo seco del prototipo de espejo enfriado era -100 °C de punto de congelación (aproximadamente 14 ppb). Con la capacidad de refrigeración disponible, tenían la posibilidad de obtener una capa de condensado estable a -100 °C.

Aunque estábamos probando los prototipos en nuestras instalaciones de fabricación de Ely, quisimos contar con la participación del Grupo de Medición de la Humedad y Normas del NPL. La experiencia del NPL proporcionó la información final necesaria sobre el diseño actualizado del cabezal de medición.

Con la participación del NPL y el uso de sus instalaciones, conocimientos y equipos, nuestros desarrolladores pudieron validar el diseño sin necesidad de involucrar a un tercero como centro de pruebas beta.

Richard Gee, director de producto, explicó: "No creíamos que pudiéramos realizar el trabajo necesario a tiempo para confiar en nuestro rediseño y lanzar el producto en su versión actual. lanzar el producto en su versión actual. Con la ayuda de NPL, redujimos el plazo de comercialización en al menos tres meses'.

Por qué es importante medir con precisión los puntos de rocío bajos

Los higrómetros de espejo enfriado se utilizan como referencia en laboratorios comerciales para calibrar la humedad de trazas y el punto de rocío de muchos instrumentos y sensores, como los Transmisores de punto de rocío. La mejora de la especificación del extremo seco de esta referencia garantizará una mayor fiabilidad de estos instrumentos calibrados en sus rangos de medición más bajos. rangos de medición más bajos.

Cómo funciona un sensor de Espejo enfriado

Los higrómetros de espejo frío son instrumentos de precisión para aplicaciones críticas de medición y control. Los sensores de espejo refrigerado miden una característica primaria de la humedad: la temperatura a la que se forma condensación en una superficie. Esto significa que los instrumentos de espejo frío son inherentemente repetibles, ofreciendo resultados fiables en todo momento.

El sensor de espejo refrigerado consta de un espejo de temperatura controlada y un avanzado sistema óptico de detección. Una muestra de gas se introduce en la carcasa del sensor y fluye sobre la superficie del espejo refrigerado que contiene. A una temperatura que depende del contenido de humedad del gas y de la presión de funcionamiento, la humedad del gas se condensa en la superficie del espejo. Se utiliza un sistema óptico para detectar el punto en que esto ocurre, y esta información se utiliza para controlar la temperatura del espejo y mantener un espesor constante de constante de la capa de condensación en la superficie del espejo.

En un punto de equilibrio, en el que la tasa de evaporación y la tasa de condensación en la superficie del espejo son iguales, la temperatura del espejo representa el punto de rocío.

Caption: 'Diagrama simplificado muestra los elementos clave de un sensor de espejo enfriado'

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