Kosteuden havaitseminen paineilman näytteenotolla

Image

Näytteenottoa tarvitaan, kun ilman suora mittaus ei ole mahdollista tai järkevää. Syynä voi olla esimerkiksi korkea prosessin lämpötila tai tarve suojata anturia vesipiikeiltä, asentaa ja poistaa mittalaite paineistetusta prosessista sulkematta linjaa tai tehdä mittaus käytännöllisemmässä sijainnissa. 

Seuraavat seikat tulisi ottaa huomioon, jotta prosessikaasusta saadaan edustava näyte ja vältetään näytteenottoprosessin aikana syntyvät virhelähteet. 
 

1. Kaasun paineen ja kastepistelämpötilan välisen suhteen ymmärtäminen 

On tärkeää muistaa, että kaasun paineen muuttaminen muuttaa myös kaasun kastepistelämpötilaa. Jos anturi on eri paineessa kuin itse prosessi, kastepisteessä voi olla useiden kymmenien asteiden virhe. Mittaus kannattaa yleensä tehdä todellisessa järjestelmäpaineessa, jotta voidaan välttää painehäviöt näytteenottojärjestelmässä. Toisinaan voidaan tehdä poikkeuksia: esimerkiksi standardit saattavat edellyttää kastepisteen raportointia ilmakehän paineessa, jolloin painevaihtelujen vaikutus jätetään huomiotta. 

2. Veden kondensoitumisen välttäminen näytteenottolinjassa

Kun näytteitä täytyy ottaa siksi, että prosessikaasun korkea lämpötila estää suorat mittaukset, on tärkeää varmistaa, että prosessin kastepistelämpötila on matalampi kuin se ympäristön lämpötila, johon kaasunäyte jäähdytetään näytteenottolinjalla. Tällöin näytteessä oleva vesihöyry ei saavuta kylläisyyspistettä, eikä näytteenottolinjaan pääse muodostumaan nestemäistä vettä. Jos kastepiste on ympäristön lämpötilaa korkeampi, tarvitaan joko suora mittaus tai lämmitetty näytteenottolinja.

3. Näytteenottojärjestelmän ja materiaalien tiiviyden varmistaminen

Paineilma- ja kaasujärjestelmissä tyypillisesti vallitsevan hyvin matalan kosteustason vuoksi kastepisteen mittaukset ovat hyvin herkkiä pienimmällekin järjestelmässä olevalle vuodolle. Siksi on tärkeää, että näytteenottojärjestelmä on tiivis ja kaikki liitännät ovat tiukkoja ja kunnolla tiivistettyjä. Kartiomaisiin kierreliittimiin, kuten NPT-liittimiin, suositellaan Teflon-teippiä. Jos käytetään suoraa kierreliitintä, kuten G 1/2"-liitintä, mittalaitteen mukana toimitettu tiivistysaluslaatta tulee asentaa mittapään ja näytekennon väliin.

Näytteenottojärjestelmän valmistusmateriaali tulee aina ottaa huomioon, sillä vesihöyry saattaa diffundoitua putken tai letkun seinämien läpi. Putkien tulisi mieluiten olla metallia, esimerkiksi hyvin pintaviimeisteltyä ruostumatonta terästä. Hygroskooppisia materiaaleja, kuten kumiletkuja ja muoveja, tulisi välttää. PTFE (Teflon) on poikkeus, sillä se on hyvin höyrytiivistä muovia, jota voidaan käyttää noin –40 °C:n kastepistetasolle saakka. Näytteenottoletkun tulee olla mahdollisimman lyhyt, ja siinä tulee välttää umpinaisia päitä. Myös liitäntöjen määrän minimointi auttaa välttämään vuodot. Jos mahdollista, valmistele näytteenottojärjestelmä mittauksia varten puhdistamalla se kuivalla prosessikaasulla, jotta voit varmistaa nopeamman stabiloitumisen ja lyhyemmän vasteajan.

4. Virtausnopeuden huomioonottaminen

Seisova ilma voi aiheuttaa ongelmia muun muassa seuraavista syistä: 

1. Prosessi-ilmasta ei ehkä saada edustavaa näytettä. 
2. Vasteaika saattaa heiketä merkittävästi. 
3. Riski ilman vuotamiselle sisään tai diffundoitumiselle näytteenottomateriaalien läpi kasvaa. 

Vesihöyryä voi diffundoitua takaisin näytekennon lähtöportin kautta. On erittäin suositeltavaa käyttää kastepisteanturia, joka ei ole riippuvainen virtausnopeudesta. Vaikka suurempi virtausnopeus yleensä lyhentää anturin vasteaikaa, laadukkaille antureille riittää yleensä 1–2 litran minuuttinopeus.

5. Oikeiden mittapäiden ja näytekennojen valitseminen

Lataa Näytteenotto paineilman kastepisteen mittaamiseksi ‑sovelluskuvaus (pdf), joka sisältää tiedot yhteensopivista mittapäistä ja näytekennoista sekä edellä mainituista parhaista käytännöistä.