Sensores de Humedad

Sensores de Humedad Elaborado por: Andrs Castillo Marylena Espino Julia Saavedra Diana Wu

Introduccin La humedad es un fenmeno natural, que se presenta a nivel molecular y se encuentra bsicamente relacionada con la cantidad de molculas de agua presentes en una determinada sustancia, la cual puede estar en estado slido o gaseoso. La humedad juega un papel importante en todos losprocesosindustriales. Debido a que laatmsfera contiene humedad, se tiene que estudiar su efecto en elalmacenamiento, instalacin y operacin de los distintosproductosy dispositivos. El alcance que la influencia de la humedad podra tener en cualquierprocesoindustrial puede variar pero es esencial que al menos sea monitoreada, y en muchos casos controlada. En el presente trabajo se muestran los principales sensores de humedad, su definicin y clasificacin, as como tambin los tipos de usos que se les da. Tambin presentamos ejemplos de la aplicacin de sensores de humedad en la industria.Sensores de Humedad Principios de medicin: Removiendo el agua (vapor) de una muestra y medir el cambio de peso. Evaporacin de una superficie de agua con una corriente de gas (psicrometra) Enfriamiento de una muestra de gas hasta que la condensaciones detectada.

Clasificacin de los Higrmetros Para la medicin de humedad existen instrumentos como:HigrmetrosHigrotermmetrosMeteormetos

Especificaciones del instrumento:ExactitudRepetitibilidadTiempo de respuestaTamaoIntervalos de operacinResistencia a contaminantes y ambientes externosCosto & efectividad

Higrmetro Gravimtrico PatrnTipos de Sensores

Psicometra por bulbo hmedo/bulbo seco

Psicrmetro Digital

Medidor 4 en 1 para Humedad, Temperatura, Flujo de aire y Luz.Modelo 45170

Estos dos tipos de instrumentos se utilizan para medir la humedad relativa. Entre algunas de sus aplicaciones, se pueden utilizar en la instalacin de aires acondicionados para llevar el control de la humedad relativa del lugar, un ejemplo de esto, es la utilizacin en instalaciones hospitalarias donde se exige que el aire acondicionado est a una temperatura donde la humedad relativa sea menos del 55% o 60% para evitar la creacin de bacterias.

Sensor por CondensacinEl punto de roco es una variable que nos permite encontrar la humedad relativa; para lograr esta medicin se utiliza un dispositivo llamado comnmente higrmetro ptico de espejo fro

Sensores mecnicos (por absorcin o deformacin)

Higrmetro, sensor de deformacin

Sensor fibra de cabelloSensor Capacitivo El principio en el cual se basa este tipo de sensores, es en el cambio que sufre la capacidad (C en [Farad]) de un condensador al variar la constante dielctrica del mismo.

Dado a la naturaleza polar del agua, en presencia de un campo elctrico, se produce la alineacin de la molculas, siendo esta la causa del porque el agua presenta una constante dielctrica (80) mayor que el aire (1).

Modelo de una molcula de agua

Se utiliza como una de las placas un alambre conductor, mientras la otra es una malla fina de oro que permite el paso del gas, pero retiene impurezas. El dielctrico (cermico) rodea el alambre, el cual absorbe el agua aumentando an ms la constante dielctrica del condensador.Esquema posible de construccin

Los sensores capacitivos (polmero orgnico capacitivo) son diseados normalmente con platos paralelos con electrodos porosos o con filamentos entrelazados en el sustrato.Composicin de un Sensor Capacitivo APLICACIONES

Aplicaciones

Sensor de temperatura y humedad integradoEste sensor permite la toma de los valores de: temperatura y humedad del medio ambiente, bsicamente son sensores capacitivos para la medicin de humedad y termistores para la temperaturaSensor de bloque de polmero resistivo

Por su misma estructura este tipo de sensores son relativamente inmunes a la contaminacin superficial ya que no afecta su exactitud aunque si el tiempo de respuesta.

Aplicaciones

Confort humano (ambientacin)Industria textil, papelera y de pieles

Industria alimenticiaIndustria farmacutica

MeteorologaIndustria qumica - biolgica

Aplicaciones Conservacin y AlmacenamientoBodegas de almacenamiento (de largos periodos de tiempo), para evitar el deterioro de las especies afectadas. Conservacin de obras de arte (pinturas, esculturas y libros).

Neumtica Funcionamiento de maquinarias, vlvulas neumticas. Los niveles incorrectos de humedad pueden afectar a los equipos y procesos.

Aplicaciones Electrnica y semiconductoresLa cantidad de energa transferida depende del medio ambiente en que ocurre: humedad relativa, temperatura, impurezas en el aire, distancia entre los cuerpos, etc.

ConstruccinLa humedad de la losa de concreto (hormign) puede causar problemas con la adherencia de los materiales que recubren el piso, tales como losetas, lminas de piso, o alfombras y falta de respiracin de los recubrimientos de piso.

Efectos Negativos en las MedicionesExisten varios factores que se deben considerar para mantener un sensor en correcto funcionamiento:TemperaturaAfecta a los sensores que son calibrados a ciertas temperaturas constantes. S el sensor contiene resistores y condensadores se deber idear un sistema que regule la temperatura de tal modo que afecte lo menos posible.

PresinConstituye un problema menor, dado que el valor del cambio de presin es fcilmente obtenible, con lo que se puede compensar las fluctuaciones que experimente el instrumento.

Efectos Negativos en las MedicionesContaminantesEn los sensores de tipo capacitivos es importante evitar la presencia de materiales extraos, ya que podra alterar la constante dielctrica del mismo.En los sensores que utilizan materiales higroscpicos, se puede alterar la composicin qumica de la sal empleada, induciendo as errores no deseados.

Filtros de proteccinLa porosidad del filtro, estos poros deben de ser lo suficientemente pequeos para atrapar las partculas suspendidas en el aire y que pueden daar el sensor.

Aplicacin en la Industria Alimentaria: Humedmetro para Granos

Humedmetro para GranosEs un medidor de humedad.Medicin de humedad rpida y exacta.Facilidad de uso.Forma ergonmica.En este instrumento aplica la medicin del mtodo capacitativo.

Humedmetro para GranosVentajas

Conocimientos sobre la calidad del granoSeguridad de que el grano depositado en el punto de compra tendr la mejor humedadAhorra tiempo y dinero con deducciones en puntos de compra del granoAlmacenar grandes lotes del grano durante largo periodo del tiempoReducir el riesgo de aparicin de hongos en el lote del granoEvitar el fenmeno de calentamiento del grano en los silos

Humedmetro para GranosEl humedmetro puede estar calibrado dependiendo de la capacidad del mismo. Algunas semillas como:

ProductoRangoCenteno 7,6 % 35,0 %Trigo 7,2 % 35,0 %Avena 8,0 % 35,0 %Maz 8,0 % 43,0 %Caf 7,7 % 30,0 %Arroz blanco 7,4 % 18,2 %Mostaza 7,3 % 21,6 %

**Datos basados en el humedmetro de granos DRAMINSKI Tester GMM

ConclusionesLa medicin de la humedad juega un papel muy importante en diversas industrias y lugares donde se necesite tener un control de la misma, de manera que no afecte el proceso o el ambiente de trabajo. Existe una gran cantidad de sensores de humedad en el mercado. Es por esto que para elegir el ms adecuado se debern tener en cuenta varios factores, como rangos de medicin, robustez, durabilidad, repuestos, precisin, precio, etc. La calibracin es un aspecto muy importante, y no deber ser olvidado durante la vida til del sensor, ya que puede haber factores que afecten a calidad de la medicin, por lo que es necesario aplicar medidas de correccin a tiempo para no tener que incurrir en gastos adicionales.

Gracias