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Generador de humedad 3920 – Thunder Scientific

El Sistema de Generación de Humedad Baja Modelo 3920 es capaz de suministrar continuamente el punto de congelación, el punto de rocío, las partes por millón, la humedad relativa y otros valores calculados para la calibración y evaluación de instrumentos, así como para pruebas ambientales de precisión.

Descripción

Características del producto:

  • Trazable según SI 1
  • Gran capacidad de flujo de 10 L/min
  • Basado en el principio de “dos presiones” probado por el NIST
  • HumiCalc® con motor matemático de incertidumbre
  • Software de automatización integrado ControLog
  • Genera: Punto de congelación, punto de rocío, PPM, %RH
  • Incertidumbre calculada en tiempo real
  • LCD táctil multipunto
  • Interfaz de teclado adicional
  • Capacidad de agua calculada para indicar el uso del agua

El sistema de generación de baja humedad modelo 3920 es un sistema autónomo capaz de producir atmósferas de humedad conocida utilizando el principio fundamental de “dos presiones”. Este sistema es capaz de suministrar continuamente el punto de congelación, el punto de rocío, las partes por millón, la humedad relativa y otros valores calculados para la calibración y evaluación de instrumentos, así como para pruebas ambientales de precisión. Este sistema generará automáticamente la humedad introducida manualmente, así como los perfiles multipunto creados por el usuario. Las indicaciones visuales del estado del sistema se muestran en tiempo real en el monitor del ordenador.

Principio de funcionamiento

El proceso de generación de humedad a “dos presiones” consiste en saturar nitrógeno con vapor de agua a una temperatura y presión conocidas. El gas saturado a alta presión se reduce entonces a la presión de prueba y se calienta hasta la temperatura de prueba. La indicación de la temperatura de saturación, la presión de saturación, la temperatura de prueba y la presión de prueba se utiliza en la determinación de todos los parámetros higrométricos. La generación de humedad mediante este sistema no depende de la medición de la cantidad de vapor de agua, sino que depende únicamente de las mediciones de temperatura y presión. La precisión del sistema viene determinada por la exactitud de las mediciones de temperatura y presión y por la constancia de las mismas a lo largo del tiempo.

Esquema

Elemental Schematic of the 3920 generator.

Control / Pantalla de visualización

El Sistema de Generación de Humedad Baja 3920 comprende un Sistema de Control autónomo de alto rendimiento que realiza todas las funciones necesarias para la generación y el control de la humedad. El Sistema de Control emplea módulos de E/S de 24 bits con acondicionamiento de señal integrado para adquirir datos y utiliza interfaces en serie para transductores y motores paso a paso para controlar el funcionamiento de la generación de humedad. El Sistema de Control utiliza un sistema operativo embebido en conjunto con un software especializado para controlar e interactuar con la computadora de interfaz hombre-máquina (HMI) que ejecuta el software de automatización de Thunder llamado ControLog.

ControLog es una aplicación de software embebido que automatiza completamente la operación del Sistema de Generación de Baja Humedad 3920 y permite varias conexiones de dispositivos a través de un número de diferentes interfaces. ControLog utiliza HumiCalc with Uncertainty de Thunder Scientific como motor matemático para calcular todos los valores de humedad y las incertidumbres en tiempo real. Los datos del generador y de los dispositivos conectados se recuperan automáticamente y se almacenan para su visualización en formato numérico o gráfico en tiempo real o en postproceso. Los datos pueden ser transferidos fuera del sistema a través de una unidad USB para su posterior visualización, posprocesamiento e impresión utilizando un PC Windows externo. El software ControLog también proporciona la interfaz principal para el operador a través de la pantalla LCD táctil multipunto que permite al usuario seleccionar los parámetros de humedad, presión, temperatura y unidades de flujo. La pestaña de parámetros es la interfaz primaria para el usuario y está dividida en dos secciones, Control y Humedad calculada. Dentro de cada pestaña hay dos mosaicos diferentes, el mosaico de puntos de ajuste es para que el usuario introduzca los puntos de ajuste deseados y un mosaico de valores muestra el valor real.

 

Control de la temperatura: El control de la temperatura de consigna se consigue controlando la temperatura de un medio fluido circulante que envuelve el saturador del generador. La temperatura de saturación se rige por la temperatura de este medio, que es controlada digitalmente por el ordenador en cualquier valor entre -80 °C y 12 °C mediante el uso de algoritmos PID (proporcional-integral-derivativo).

Control de presión y flujo: El control de la presión y del caudal másico se realiza mediante el accionamiento por ordenador de conjuntos de válvulas electromecánicas. La presión de saturación y el flujo másico se miden continuamente y se controlan mediante algoritmos PID similares a los empleados en el control de la temperatura.

Calibración: La calibración adecuada de los transductores de temperatura y presión determina en última instancia la precisión del generador. Este sistema emplea un esquema de calibración programática integral que permite calibrar los transductores mientras están conectados eléctricamente al generador de humedad.

 

Water Capacity and Clear-Cyles Screen

Capacidad de agua y malla transparente

Aplicaciones

Higrómetros de espejo refrigerado: La conexión de la salida del generador a un higrómetro de espejo refrigerado permite al usuario verificar la precisión de la medición de la temperatura del espejo; realizar comprobaciones de funcionamiento de los componentes del higrómetro; determinar si el higrómetro está controlando el espejo en la fase líquida o en la fase de hielo cuando funciona por debajo de 0 °C; determinar si el higrómetro está calculando correctamente otros parámetros de humedad; determinar la repetibilidad, la estabilidad y las características de deriva del higrómetro.

Sensores de humedad e higrómetros electrolíticos: Conectar la salida del generador a un higrómetro electrolítico, sistema de muestreo, accesorios especiales o sensores permite al usuario calibrar y/o caracterizar la sensibilidad a la humedad; realizar comprobaciones operativas como la capacidad de los sistemas de detección para calcular y mostrar correctamente otros parámetros de humedad; determinar la repetibilidad, estabilidad, histéresis y características de deriva de varios sistemas de detección de humedad.

Pruebas ambientales: El 3920 puede servir como banco de pruebas para la evaluación e I+D de sensores de humedad, sistemas de detección de humedad y productos sensibles a la humedad, por ejemplo, polímeros, compuestos, películas, medios magnéticos, productos farmacéuticos, hidrología del suelo, consumibles, electrónica, óptica, etc.

Especificaciones 

Rango de temperatura del punto de escarcha: –95 a 0,01 °C
Rango de temperatura de punto de rocío: –50 a 10 °C
Rango de partes por millón: 0,04 a 12300 PPMv
Rango de humedad relativa: 0.00003% a ~50%
Especificación de temperatura: 0,027 ºC
Rango de temperatura de saturación: 3 –80 a 12 °C
Estabilidad de control de temperatura de saturación: 4 0,008 ºC
Temperatura de saturación Tasa de enfriamiento: de 12 a –80 °C 0,5 °C por minuto (promedio)
Tasa de calentamiento de la temperatura de saturación: de –80 a 12 °C 0,5 °C por minuto (promedio)
Rango de temperatura de prueba (medido): 0 a 50 °C
Rango de presión de saturación: ~ Ambiente a 250 psiA
Especificación de presión de saturación: 0.02% de escala completa
Rango de presión de prueba (medido): Ambiente a 50 psiA
Especificación de presión de prueba: 0.02% de escala completa
Tipo de gasolina: nitrógeno gaseoso
Rango de presión de suministro: 80 a 300 psiG
Especificación de presión de suministro: ±1 psiG
Rango de caudal de gas: 0,5 a 10 SLPM
Resolución de tasa de flujo de gas: 0,2 SLPM
Especificación de tasa de flujo de gas: 2% de la escala completa
Resolución de pantalla: 0.001
Refrigeración: 1/3 HP R-134A y 1/3 HP R-23 en cascada
Calefacción: Inmersión de acero inoxidable
Puerto de prueba: Videograbadora Swagelok® de 1/4 de pulgada
Dimensiones físicas: 37,9″ de alto x 23″ de ancho x 34,9″ de profundidad (965 mm x 585 mm x 889 mm)

Incertidumbre

Incertidumbre del punto de rocío: –50 °C a 10 °C: 0,01% |R| + 0,07 ºC
Ejemplo: si la lectura del punto de rocío es de 10 °C. La incertidumbre sería entonces: 0,01% ∙ 10 + 0,07 °C = 0,071
Incertidumbre del punto de escarcha: ≥ –90 °C 0,05% |R| + 0,07 ºC
Ejemplo: si la lectura del Punto de escarcha es –60 °C, la incertidumbre sería: 0,05 % ∙ 60 + 0,07 °C = 0,1
Incertidumbre del punto de escarcha: < –90 °C 2% |R| –1,7 ºC
Ejemplo: si la lectura del punto de escarcha es –95 °C, la incertidumbre sería: 2 % ∙ 95 –1,7 °C = 0,2
Incertidumbre de temperatura de prueba: 0 °C a 50 °C 0,034 ºC

1 Trazable al Sistema Internacional de Unidades (SI) a través de un instituto nacional de metrología (NIST) reconocido a través de un CIPM MRA.

2 Presión de prueba a 1 atmósfera.

3 Uso de medio halocarbonado como fluido de transferencia de calor a una temperatura de –80 a 12 °C.

4 La estabilidad del control de temperatura se define como la desviación estándar durante un período de 10 minutos, medida por el sensor de control de temperatura de saturación después de estar en el punto durante 60 minutos.

5 Los valores de incertidumbre representan una incertidumbre expandida utilizando un factor de cobertura, k=2, con un nivel de confianza aproximado del 95%.

6 La incertidumbre se basa en el valor del peor de los casos del análisis de incertidumbre 3920

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