Da, grelnik PFA je mogoče oblikovati z vgrajenim senzorjem vlažnosti v hladnem delu (ne-potopljenem električnem priključnem območju), ki omogoča zgodnje opozarjanje na kondenzacijo. Ko temperatura hladnega dela pade pod rosišče okoliškega zraka, na notranjih površinah kondenzira vlaga, kar sčasoma povzroči napake na tleh. Miniaturni senzor RH/temperature (npr. SHT30, HIH-4000), vgrajen v hladni del, zaznava naraščajočo vlažnost. Ko RH preseže 80–85 % ali ko se izračunana točka rosišča približa temperaturi hladnega dela, senzor sproži opozorilo. Operater lahko nato aktivira majhen grelec (5–10 W) v hladnem delu, prezrači s suhim dušikom ali poveča moč grelnika, da dvigne temperaturo hladnega dela. Ta napovedni pristop preprečuje kopičenje vlage, preden povzroči okvaro, kar podaljša življenjsko dobo grelnika za 2–3× v vlažnih okoljih. Senzor doda 20–50 $ k stroškom grelnika.
Nevarnost kondenzacije in namestitev senzorja
In humid environments (RH >70%), hladni del grelnika PFA pogosto deluje pri 30–50 stopinjah (zaradi prevedene toplote). Če je rosišče okolja 25 stopinj, je hladen del varen (50 stopinj > 25 stopinj). Če je grelec izklopljen (hladni del se ohladi na sobno temperaturo) ali če je vlažnost izjemno visoka (rosišče 40 stopinj pri 70 % RH, 50 stopinj okolja), lahko pride do kondenzacije. Najbolj ranljivo obdobje je med zagonom po dolgotrajni zaustavitvi.
Vgrajen-senzor meri temperaturo (T_cold) in relativno vlažnost (RH_cold). Krmilnik izračuna rosišče T_dp=T_cold – (100 – RH_cold)/5 (približno). Ko je T_cold – T_dp < 3 stopinje, je nevarnost kondenzacije visoka. Sprožilci opozoril.
Možnosti zasnove integracije senzorja
| Oblikovanje | Vrsta senzorja | Lokacija | Napajanje | Izhod | Povečanje stroškov | Zanesljivost |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Vgrajen RH/T senzor | Digitalno (I²C) | Znotraj hladnega dela, blizu terminalov | 3–5 VDC iz krmilnika | Digitalno opozorilo | $20 | Visoka (ščiti v lončkih) |
| Nadometni-senzor | Analogni (napetost) | Na zunanji steni hladnega dela | 5–24 VDC | 0–10 V analogno | $15 | Srednje (izpostavljeno okolju) |
| Stikalo rosišča (bimetalno) | Mehanski | Znotraj hladnega dela | Brez (pasivno) | Zapiranje stika | $10 | Nizka (s časom se spreminja) |
| Integriran z nadzorom ozemljitvenih napak | Kapacitivni | Meri vlago preko impedance | Enako kot GFCI | Alarm | $30 | Visoka (kompleksna kalibracija) |
| Optična sonda rosišča | Optični | Znotraj hladnega dela | Zunanji vir svetlobe | Digitalno | $100 | Zelo visoko (pretirano) |
Logika delovanja in opozorila
Algoritem nadzora:
MonitorT_cold in RH_cold vsakih 1–5 minut.
Izračunajrosišče T_dp=T_cold – ((100 – RH_cold) / 5). (Velja za 30–80 stopinj, 20–95 % RH)
čeT_cold – T_dp < 3 stopinje : rumeno opozorilo (nevarnost kondenzacije).
čeT_cold – T_dp < 1 stopinja ali RH_cold > 90 %: rdeče opozorilo (kondenzacija je neizbežna ali se pojavlja).
Neobvezno: Samodejno aktivira grelnik hladnega dela (10 W, 24 VDC) ali ventil za odzračevanje dušika, ko se pojavi rumeno opozorilo. Deaktiviraj, ko T_cold – T_dp > 5 stopinj in RH_cold < 70 %.
Uporabniške prednosti
| Funkcija | Brez senzorja | Z vgrajenim-senzorjem | Prednost |
|---|---|---|---|
| Zaznavanje kondenzacije | Brez (prvi znak je ozemljitvena napaka) | Zgodnje opozorilo (ure do dni pred napako) | Preventivno vzdrževanje |
| Življenjska doba grelnika v vlažnem okolju | 1–3 leta | 3–6 let | 2–3× dlje |
| Nenačrtovani izpadi | pogosta | Redko | Povečanje produktivnosti |
| Ogrevanje hladnega dela | Vedno ali nikoli | Na-zahtevo (samo po potrebi) | Varčevanje z energijo (90 % zmanjšanje) |
| Diagnostični podatki | Noben | Dnevnik dogodkov vlažnosti | Analiza temeljnega vzroka |
Primer polja
Grelnik PFA v tropskem zunanjem rezervoarju za kemikalije (85 % RH, okoljska temperatura 30 stopinj) je odpovedal vsakih 18 mesecev zaradi kondenzacije hladnega dela. Obrat je namestil grelec z vgrajenim-digitalnim senzorjem vlažnosti (SHT30). Po 2 tednih je senzor vsako jutro sprožil rumeno opozorilo (hladni del 28 stopinj, rosišče 26 stopinj). Obrat je hladnemu delu dodal 10 W uporovni grelec, ki ga nadzira senzor. Grelec se je vsako jutro aktiviral za 15 minut. Kondenzacija je prenehala. Grelec je deloval 4+ let brez ozemljitvene napake. Nadgradnja senzorja je stala 30.Itsaved30.Itsaved500 pri stroških zamenjave in izpadih.
Omejitve
Senzorska elektronika mora biti zaprta (inkapsulirana), da preživi kemično okolje. Standardni senzorji korodirajo v kislih hlapih. Uporabite konformni premaz ali daljinsko montažo (senzor v suhi škatli, termočlen v hladnem delu).
Sensor accuracy degrades at high temperature (>85 stopinj). Senzor postavite v hladnejši del hladnega dela (stran od neposrednega stika z jedrom).
Premik kalibracije skozi čas (1–3 leta). Vsako leto zamenjajte senzor ali ponovno umerite.
Zaključek: vgrajen-senzor vlažnosti predvideva kondenzacijo in preprečuje okvaro
Grelnik PFA je mogoče oblikovati z vgrajenim -senzorjem vlažnosti v hladnem delu, ki opozori, ko se temperatura hladnega dela približa rosišču. To zgodnje opozorilo (rumeno opozorilo) operaterjem omogoča, da aktivirajo majhen grelnik ali dušikov izpih pred nastankom kondenzacije, s čimer se prepreči-zemeljske napake zaradi vlage. Senzor doda 20–50 USD k stroškom grelnika, vendar podaljša življenjsko dobo grelnika za 2–3× v vlažnem okolju. Za storitve na prostem, v tropih ali pri visoki-vlažnosti določite grelnik z vgrajenim tipalom RH/T in samodejnim ogrevanjem hladnega dela. Vlaga ubija grelnike od znotraj navzven. Zaznavajte vlažnost, izogibajte se kondenzaciji, podaljšajte življenjsko dobo. Senzor je poceni; neuspeh je drag. Namestite senzor, zaupajte opozorilu, preprečite napako.
