Misurazioni dell'umidità in ambienti pressurizzati

L'umidità è un parametro importante da misurare e monitorare con strumenti di misura accurati.

Misurazione dell'umidità e della temperatura in ambienti con pressioni diverse

Nelle applicazioni industriali e scientifiche, la misurazione accurata della temperatura e dell'umidità è essenziale per mantenere l'integrità dei processi e dei prodotti. Tuttavia, condizioni di pressione variabili, come quelle che si riscontrano nelle camere bianche, negli ambienti ad alta quota e nelle camere a vuoto o pressurizzate, possono rendere difficile la scelta dei sensori appropriati per ogni scenario. Pertanto, questo blog si concentrerà sull'importanza di selezionare le sonde giuste per garantire risultati accurati e una configurazione di misurazione sicura.

Prima di approfondire le condizioni specifiche, è importante rivedere le basi. Una chiara comprensione dei concetti fondamentali dell'umidità è cruciale per comprendere come questi parametri interagiscono in ambienti diversi. L'umidità rappresenta la quantità di vapore acqueo presente nell'aria o in altri gas e può essere espressa in varie forme: umidità relativa, umidità assoluta, punto di rugiada o rapporto di miscelazione.

L'umidità relativa corrisponde al rapporto tra la quantità attuale di vapore acqueo nell'aria (e) e la quantità massima che l'aria può contenere a una data temperatura (e_s), espressa in percentuale

La pressione di vapore di saturazione e_s dipende dalla temperatura e può essere calcolata utilizzando diverse formule empiriche. Nelle applicazioni a pressione atmosferica, l'umidità dipende principalmente dalla temperatura, perché l'umidità relativa (RH) è determinata dal rapporto tra l'attuale contenuto di vapore acqueo e la massima quantità possibile di vapore acqueo nell'aria che può essere mantenuta a una data temperatura. Quando la temperatura cambia, cambia anche la quantità massima di vapore acqueo che l'aria può contenere, e così anche l'umidità.

Al di fuori della pressione atmosferica, della sovrapressione (ad esempio camere di pressione) o della pressione negativa (vuoto), la pressione ha anche un'influenza sulla misurazione dell'umidità. Nel vuoto o sotto pressione positiva, il livello di vapore di saturazione cambia al variare delle condizioni fisiche dell'aria. Pertanto, la pressione agisce sulla quantità massima di vapore acqueo che può essere mantenuta a una data temperatura. Nel vuoto, dove la pressione è notevolmente ridotta, l'aria può contenere meno vapore acqueo, il che influisce sulla misurazione.

Lo stesso scenario si verifica per alcuni valori psicometrici calcolati come la temperatura del bulbo umido, l'entalpia, l'umidità specifica, ecc., dove la pressione deve essere considerata. Per capire chiaramente come la pressione influisce su questi valori, prova il Calcolatore di umidità e punto di rugiada sul nostro sito web. Si tratta di uno strumento utile e facile da usare che fornisce informazioni accurate.

Scenari di pressione: quali sono le differenze?

In generale, esistono tre scenari chiave in cui sono richieste misurazioni di temperatura e umidità in condizioni di pressione variabile: ambienti sottovuoto, a pressione atmosferica e in sovrapressione. Le sezioni seguenti forniscono una spiegazione dettagliata, offrendo approfondimenti e chiarimenti completi sugli aspetti chiave.

Vuoto…

è una condizione in cui la pressione è significativamente inferiore alla pressione atmosferica, con pochissime o nessuna molecola d'aria presente. I vuoti sono generalmente classificati in base alla quantità di pressione al di sotto della pressione atmosferica, che corrisponde a 1,013 bar o 1013 hPa.

Camere a vuoto - Misurazione dell'umidità e della temperatura

Le camere a vuoto sono utilizzate in varie applicazioni industriali e scientifiche per creare ambienti privi di aria e altri gas. Ciò consente esperimenti e processi che non sarebbero possibili in condizioni di pressione normali.

In genere, un sistema di pompe per vuoto avvia il processo rimuovendo l'aria dalla camera, riducendo la pressione a circa 10⁻³ mbar. In alcune applicazioni, può essere utilizzata una pompa per alto vuoto per ridurre ulteriormente la pressione, raggiungendo livelli di alto vuoto o addirittura condizioni di vuoto ultraelevato fino a 10⁻⁹ mbar. Una volta stabilito il vuoto desiderato e completati i processi necessari, l'aria viene reintrodotta nella camera in modo controllato utilizzando una valvola a spillo. Questa fase viene eseguita gradualmente per evitare sbalzi di pressione che potrebbero causare danni. L'immissione controllata di aria ripristina l'umidità ambientale, consentendo ai sensori di misurare accuratamente l'umidità relativa.

Per le applicazioni che richiedono misurazioni precise di umidità e temperatura in condizioni di bassa pressione, offriamo la sonda Rotronic HC2A-IE. Questa sonda è dotata di un attacco a vite speciale che garantisce un'installazione sicura che previene le perdite, mantenendo così l'accuratezza della misurazione ed evitando la perdita di pressione. La sonda HC2A-IE è progettata per resistere a pressioni comprese tra 0 e 100 bar ed è disponibile con due opzioni di filettatura di montaggio: G 1/2" o NPT 1/2".

Il tempo di risposta dei nostri sensori di umidità Rotronic HYGROMER HT-1 è definito in condizioni standard di 23 °C, 1013 mbar e 1 m/s di flusso d'aria. Il sensore di umidità rileva le fluttuazioni di questa pressione parziale, con prestazioni determinate dal tempo di risposta nelle condizioni ambientali prevalenti.

Pressione atmosferica(nota anche come pressione barometrica) si riferisce alla forza esercitata dal peso dell'aria nell'atmosfera terrestre su una determinata area. È la pressione “normale” a livello del mare e varia leggermente a seconda dell'altitudine e delle condizioni meteorologiche. A livello del mare, la pressione atmosferica è leggermente superiore a 1 bar.

Produzione di farmaci - Misurazione di umidità e temperatura

Il mantenimento di livelli precisi di temperatura e umidità nell'industria farmaceutica è essenziale per garantire la qualità e l'efficacia dei prodotti e la conformità alle buone pratiche di fabbricazione. Le deviazioni dalle condizioni ottimali possono causare degradazione chimica, cambiamenti fisici, contaminazione microbica e perdita di stabilità, compromettendo la sicurezza e l'efficacia dei farmaci. Questi problemi possono anche interrompere i processi di produzione alterando le proprietà di flusso della polvere, causando dosaggi irregolari o difficoltà nella compressione delle compresse e portando a caratteristiche del prodotto incoerenti come densità, durezza o velocità di dissoluzione. Le conseguenze sono gravi e spesso comportano il rifiuto dei lotti e perdite finanziarie. Allo stesso tempo, uno scarso controllo ambientale può portare a risultati negativi durante le ispezioni da parte di enti normativi come la FDA o l'EMA. Un monitoraggio e una gestione efficaci di queste condizioni sono fondamentali per proteggere l'integrità del prodotto e mantenere la conformità normativa.

Per gli ambienti industriali in condizioni atmosferiche, consigliamo due robuste sonde industriali: la Rotronic HC2A-IC, realizzata in PPS, e la Rotronic HC2A-IM, in acciaio inossidabile. Queste sonde sono progettate per misurare un ampio intervallo di temperatura fino a 200 °C e possono essere perfettamente integrate con trasmettitori per il controllo di allarmi e sistemi HVAC.

Monitoraggio del compressore - Misurazione dell'umidità e della temperatura

Un compressore d'aria è un dispositivo meccanico progettato per aumentare la pressione dell'aria atmosferica riducendone il volume. Funziona aspirando aria dall'ambiente, comprimendola all'interno di una camera chiusa e immagazzinandola in un recipiente a pressione. L'aria compressa può quindi essere rilasciata in modo controllato per alimentare un'ampia gamma di strumenti e attrezzature, dai semplici gonfiatori ai macchinari più sofisticati.

L'aria fluisce nel serbatoio del compressore attraverso la linea di ingresso del compressore (contrassegnata in rosso). Per garantire che la sonda montata misuri accuratamente l'umidità e la temperatura all'interno del serbatoio, è stata installata una camera di pressione sulla parte superiore della linea del compressore. Questa configurazione fornisce un flusso d'aria controllato diretto attraverso l'elemento sensibile, consentendo un monitoraggio preciso dei livelli di umidità e temperatura nell'applicazione. La camera di misurazione montata, dotata di una valvola di sovrapressione, assicura che la pressione effettiva all'interno del serbatoio rimanga invariata, anche con la camera di misurazione in posizione.

La sonda Rotronic HC2A-IE, se integrata con il trasmettitore Rotronic HygroFlex Advanced HF5A, offre un monitoraggio preciso dei cambiamenti improvvisi di umidità e temperatura. Questa configurazione consente di impostare vari allarmi, fornendo notifiche tempestive per affrontare potenziali problemi prima che abbiano un impatto sui sistemi e sulle apparecchiature collegate al compressore. Tale monitoraggio proattivo garantisce un funzionamento continuo e affidabile.

La maggior parte dei compressori d'aria progettati per applicazioni industriali e commerciali generiche funziona entro un intervallo di pressione fino a 12 bar (circa 174 psi). Questo livello di pressione è adeguato per alimentare un'ampia varietà di utensili pneumatici, applicazioni e macchinari di produzione, rendendolo adatto a diverse esigenze operative.

La sonda industriale HC2A-IE è adatta a varie applicazioni in sovrapressione grazie al suo design robusto e alla compatibilità con specifiche camere di misura. Quando viene avvitata direttamente in una linea, la sonda HC2A-IE può resistere a pressioni fino a 100 bar. In alternativa, se utilizzato con camere di misura dotate di raccordi per aria compressa fissi e ad azione rapida, come LDP-FCPB1 (in POM) e LDP-FCSB1 (in acciaio inossidabile), può gestire pressioni fino a 16 bar.

Importante: la camera di misurazione non deve essere collegata direttamente alla fornitura di aria compressa senza una sonda correttamente fissata e avvitata. Inoltre, la sonda non deve mai essere rimossa dalla camera di misurazione mentre la camera è ancora sotto pressione. La mancata osservanza di queste precauzioni potrebbe comportare rischi per la sicurezza e potenziali danni all'apparecchiatura.

Per garantire prestazioni ottimali, si raccomanda di posizionare la sonda il più vicino possibile all'applicazione da monitorare. Le lunghe tubazioni tra la camera di misurazione e la linea principale possono complicare le misurazioni, riducendo la precisione e aumentando i tempi di risposta. Per ottenere letture affidabili, è necessario evitare eventuali cali di umidità e pressione ambientale eliminando le perdite nel sistema, ad eccezione della valvola di uscita della camera di misurazione, progettata specificamente per il flusso d'aria controllato.

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