AP Automatyka: Sonda do pomiaru wilgotności i temperatury HygroClip2-S Do aplikacji związanych z kontrolą wilgotności względnej i temperatury powietrza, w których liczy się dokładność pomiarów, proponujemy sondy pomiarowe z serii HygroClip2 renomowanej firmy Rotronic. Przykładowym modelem z tej serii jest standardowa sonda HygroClip2-S (w skrócie HC2-S), stosowana do kontroli parametrów powietrza między innymi w pomieszczeniach magazynowych, produkcyjnych, laboratoryjnych, również muzealnych oraz w komorach klimatycznych. Czujnik wilgotności wspomnianych sond HC2 wykonano w technologii grubego polimeru, z obustronnym dostępem powietrza. Rozwiązanie to zapewnia bardzo dobrą dynamikę pomiaru w pełnym zakresie wilgotności (0 100%RH) oraz znakomitą stabilność długoterminową poniżej 1%RH w stosunku rocznym. Najważniejszym elementem sondy jest unikalny układ AirChip3000, zamknięty w obudowie sondy HC2, który zapewnia nieosiągalną wcześniej dokładność pomiarów na poziomie ±0,8%RH / ±0,1 C, w temperaturze 23⁰C ±5K i w całym zakresie wilgotności (0 100%RH). Układ ten umożliwia adjustację sondy pomiarowej (funkcja zapisu punktów kalibracyjnych do nieulotnej pamięci układu, z możliwością przywrócenia ustawień fabrycznych), autodiagnostykę czujnika wilgotności oraz automatyczną kompensację dryftu. AirChip3000 umożliwia również obliczanie punktu rosy / punktu zamarzania, zapis do 2000 pomiarów (bez znaku czasu) oraz pozwala ustawić funkcje alarmowe (progi alarmowe dla mierzonych wartości). Każda sonda z serii HygroClip2 posiada wyjście analogowe (dwa wyjścia napięciowe w zakresie 0 1V, proporcjonalne do zmierzonych wartości) oraz interfejs cyfrowy UART, który pozwala między innymi na odczyt zmierzonych wartości. Rysunek 1 przedstawia otwartą sondę HygroClip2-S (HC2-S). Na rysunku widoczny jest polimerowy czujnik wilgotności, opisany układ AirChip3000 oraz wyprowadzenia sygnałów (złącze sondy).
Rys. 1. Budowa sondy HygroClip2-S (HC2-S). Każda sonda firmy Rotronic dostarczana jest z fabrycznym certyfikatem wzorcowania, potwierdzającym jej świetne parametry. Należy zwrócić uwagę na fakt, że w każdym certyfikacie znajduje się numer seryjny sondy, do której dokument jest przypisany. Skan certyfikatu przykładowej sondy HygroClip2-S został przedstawiony na rysunku 2. Rys. 2. Fabryczny certyfikat wzorcowania.
Firma Rotronic oferuje również usługę kalibracji sondy we wskazanych przez przyszłego użytkownika punktach pomiarowych. Efektem takiej specjalnej kalibracji sondy może być certyfikat instytutu SCS. Więcej informacji na ten temat można uzyskać kontaktując się z naszym biurem. Należy pamiętać, że dokładny pomiar wilgotności i temperatury powietrza pozwala zoptymalizować czas pracy urządzeń, takich jak: nawilżacze powietrza, wytwornice pary, osuszacze powietrza, które są urządzeniami o dużej energochłonności. Optymalizacja czasu ich pracy przekłada się na obniżenie kosztów związanych z energią elektryczną, którą należy do nich dostarczać. Czytelników zainteresowanych tematyką korzyści płynących ze stosowania dokładnego sprzętu pomiarowego i/lub okresowych przeglądów, kalibracji pracującej już aparatury zapraszamy do kontaktu z naszym biurem. Urządzenia współpracujące z sondami HygroClip2 Do współpracy z sondami serii HygroClip2 dedykowane są różnego typu urządzenia wskazujące mierzone wartości i/lub rejestrujące dane pomiarowe. Są to między innymi mierniki ręczne, przetworniki analogowo-cyfrowe, wskaźniki pomiarowe oraz rejestratory. W dalszej części artykułu zostały opisane wybrane urządzenia, które w połączeniu z sondą HC2 pozwalają na pomiar wilgotności względnej i temperatury powietrza w wybranych aplikacjach, z ekstremalną dokładnością. Mierniki ręczne z serii HygroPalm HP22-A lub HP23-A Miernik to urządzenie umożliwiające przede wszystkim chwilową kontrolę parametrów powietrza w pomieszczeniach lub kanałach wentylacyjnych. Do miernika z serii HygroPalm można podłączyć jedną (HP22-A) lub dwie sondy z serii HygroClip2 (HP23-A). Sondę można podłączyć bezpośrednio lub przy użyciu dedykowanego przewodu (np. E2-02A o długości 2m). Każdy miernik z tej serii posiada wyświetlacz LCD z funkcją podświetlenia, przyciski funkcyjne umożliwiające poruszanie się po intuicyjnym menu urządzenia (konfiguracja miernika i podłączonej sondy) oraz zasilanie bateryjne. AP Automatyka proponuje mierniki ręczne i sondy w zestawach z walizką, która umożliwia bezpieczne przechowywanie lub transport. Rysunek 3 przedstawia zestaw HP22-APSet-1, składający się z miernika HP22-A, sondy HC2-S oraz wspomnianej walizki.
Rys. 3. Zestaw HP22-APSet-1. Najważniejsze właściwości zestawu HP22-APSet-1: pomiar wilgotności względnej i temperatury powietrza, obliczanie innych parametrów (punkt rosy, temperatura mokrego termometru, ) zakres pomiarowy: 0 100%RH / -50 +100 C dokładność: ±0.8%RH / ±0.1K (@ 23 C ±5 C) wyświetlacz LCD, z funkcją podświetlania prosta i intuicyjna obsługa zasilanie bateryjne Rejestrator z serii LOG-HC2-P1 oraz LOG-HC2-RO1 W aplikacjach, gdzie oprócz wizualizacji wyników jest konieczna również archiwizacja danych pomiarowych, proponujemy odpowiednie rejestratory, na przykład LOG-HC2-P1 lub LOG-HC2-RO1. Do wymienionych rejestratorów można podłączyć, bezpośrednio lub przy użyciu przewodu, dwie sondy z serii HygroClip2. Rejestratory te posiadają wyświetlacz LCD z funkcją podświetlenia, przyciski funkcyjne umożliwiające szybką konfigurację sprzętu, wbudowaną kość pamięci (zapis do 2.000.000 danych) oraz zasilanie akumulatorowe. Każdy LOG-HC2-xx wyposażony jest w interfejs cyfrowy (USB), który umożliwia konfigurację oraz odczyt zapisanych w pamięci danych pomiarowych przy użyciu darmowego oprogramowania na komputer PC. Na rysunku 4 przedstawiono zdjęcia tych rejestratorów z podłączoną sondą HC2-S.
Rys. 4. Rejestratory LOG-HC2-RO1 oraz LOG-HC2-P1 z sondą HC2-S. Najważniejsze właściwości kompletu (LOG-HC2-P1 + HC2-S): pomiar oraz rejestracja wilgotności względnej i temperatury powietrza, ciśnienia, oświetlenia, przyspieszenia/pozycji w 3 osiach zakres pomiarowy: 0...100%RH / -50...+100 C / 0...2000mbar / 0...65000lux / ±15g wyświetlacz LCD z funkcją podświetlania interfejs cyfrowy: USB darmowe oprogramowanie na komputer PC zasilanie akumulatorowe (funkcja ładowania; w komplecie również zasilacz sieciowy) Wskaźniki cyfrowe z serii MMOD-H1-DR Najczęściej stosowanym rozwiązaniem są cały czas proste wskaźniki cyfrowe, które w połączeniu z sondą pomiarową HygroClip2 wyświetlają wartości wilgotności względnej i temperatury powietrza. Wskaźnik z serii MMod-H1-DR posiada jednoliniowy wyświetlacz LED (wysokość cyfr 14.4mm, kolor czerwony), który umożliwia odczyt wartości ze znacznych odległości. Należy dodać, że wyświetlacz ten umożliwia wyświetlanie dwóch zmierzonych wartości (%RH i ⁰C) naprzemiennie, z ustaloną przez użytkownika częstotliwością (np. co 2 lub 5 sekund). Wskaźnik posiada również rozbudowane funkcje alarmowe (cztery progi dla każdej wartości, programowalne wyjście cyfrowe OC, sygnalizacja alarmów przez diody LED, wyświetlacz i/lub wbudowany buzzer). Wszystkich ustawień wskaźnika można dokonać korzystając z darmowego oprogramowania na komputer PC (komunikacja odbywa się przez interfejs USB). Urządzenia z serii MMod wyposażone zostały również w przemysłowy interfejs cyfrowy RS-485 (protokół MODBUS RTU), który pozwala na komunikację ze sterownikiem PLC lub panelem HMI (wskaźnik może pracować jako SLAVE). Przykładowa aplikacja, z wykorzystaniem wskaźnika cyfrowego MMod oraz sondy pomiarowej HC2-S, została przedstawiona na rysunku 5. Sonda może być podłączona do wskaźnika bezpośrednio lub przy użyciu
dedykowanego kabla, np. E2-05A o długości 5m (inne długości na zapytanie). Rys. 5. Przykładowa aplikacja z modułem MMod-H1-DR oraz sondą HC2-S. Najważniejsze właściwości kompletu (MMOD-H1-DR + HC2-S): pomiar wilgotności względnej i temperatury powietrza, obliczanie punktu rosy zakres pomiarowy: 0...100%RH / -50...+100 C dokładność: ±0.8%RH i ±0.1K (przy 23 C ±5K, 0 100%RH) wyświetlacz LED czerwony (2 wartości wyświetlane naprzemiennie) funkcje alarmowe (wyjście programowalne, diody LED, buzzer) interfejs cyfrowy: RS-485 (MODBUS RTU) + USB (interfejs serwisowy) darmowe oprogramowanie na komputer PC zasilanie 8 36VDC Przetworniki z serii ARMOD-H1-P3 Do aplikacji przemysłowych proponujemy także przetworniki analogowo-cyfrowe z serii ARMod. Przetworniki te umożliwiają podłączenie, bezpośrednio lub przy użyciu odpowiedniego przewodu, jednej sondy z serii HC2. ARMod H1 posiada przemysłowy interfejs cyfrowy RS-485 (protokół MODBUS ASCII lub RO-ASCII). MODBUS ASCII to protokół umożliwiający odczyt wartości zmierzonych przez sondę z poziomu sterownika PLC lub panelu HMI. RO-ASCII natomiast to protokół, który pozwala na odczyt zmierzonych wartości oraz pełną konfigurację podłączonej sondy wyłącznie z poziomu dedykowanego oprogramowania na komputer PC serii HW4 firmy Rotronic (program zamawiany jest oddzielnie).
ARMod H1 pełni również funkcję wzmacniacza dla analogowych sygnałów wyjściowych sondy HC2. Na wyjściu przetwornika dostępne są bowiem dwa sygnały napięciowe 0...5 lub 0...10V (konfigurowalne zworkami), proporcjonalne do zmierzonej przez sondę wilgotności względnej i temperatury powietrza (ewentualnie punktu rosy). Zakres wyjścia zależy zawsze od ustawień sondy. Rozwiązanie z ARMod jest szczególnie chętnie stosowane, gdy wyniki z kilku punktów pomiarowych mają być wyświetlane w jednym miejscu, np. w pomieszczeniu administratora, na panelu HMI lub monitorze komputera PC. Rysunek 6 przedstawia przykładową aplikację z użyciem tych elementów. Rys. 6. Przykładowa aplikacja z modułem ARMod-H1-P3 oraz sondą HC2-S. Najważniejsze właściwości kompletu (ARMOD-H1-DR + HC2-S): pomiar wilgotności względnej i temperatury powietrza, obliczanie punktu rosy zakres pomiarowy: 0...100%RH / -50...+100 C dokładność: ±0.8%RH i ±0.1K (przy 23 C ±5K, 0 100%RH) wyjście analogowe: napięciowe, 2x 0...5V lub 0...10V (konfigurowalne) interfejs cyfrowy: RS-485 (MODBUS ASCII / RO-ASCII HW4) darmowe oprogramowanie na komputer PC zasilanie 16 26VDC Warto dodać, że wymiana sondy HygroClip2 w opisanych wyżej aplikacjach na nowy egzemplarz nie wymaga adjustacji układu pomiarowego. Punkty kalibracyjne zapisane są bowiem w pamięci sondy, a
nie urządzenia z nią współpracującego. Jest to kolejna zaleta sond pomiarowych wilgotności względnej i temperatury firmy Rotronic. KONTAKT AP Automatyka S.C.