Problemi frequenti nella misurazione dell'umidità e come evitarli

Le misurazioni precise iniziano con un'installazione corretta

Durante l'installazione di sensori possono essere commessi numerosi errori, tutti causa di deviazioni nelle misurazioni. Misurazioni imprecise possono portare a un consumo energetico eccessivo, a una qualità del prodotto e a un'efficienza dei processi ridotte, a costosi richiami a causa di non conformità alle normative e a condizioni subottimali per le persone negli edifici. I seguenti consigli vi aiuteranno a eseguire correttamente l'installazione fin dall'inizio e, in questo modo, migliorare la precisione delle misurazioni.

Per l'installazione di sensori interni a parete, è sempre importante considerare quanto segue:

1. Scegliere un luogo di installazione adeguato

Il punto più importante nell'installazione di un sensore di misurazione per il controllo degli ambienti in cui si trovano persone è la sua posizione. Se si desidera misurare le condizioni ambientali a cui sono esposte le persone in una stanza, è fondamentale scegliere una posizione rappresentativa con circolazione d'aria libera e senza fonti di calore vicine.

Alcuni errori comuni da evitare:

– Non installare i sensori in aree con circolazione d'aria limitata, ad esempio dietro porte, apparecchi o mobili.
– Non installare i sensori vicino a oggetti che generano calore, come un radiatore, un condotto di riscaldamento o sopra una stampante o una fotocopiatrice.
– Non installare i sensori in zone con esposizione diretta alla luce solare. Considerare l'angolo di incidenza del sole in ogni momento della giornata.
– Non installare sensori a parete sul soffitto.
– Non installare sensori lungo un condotto d'aria, poiché in questo modo il valore di misurazione può cambiare più rapidamente di quanto il sistema possa riequilibrare le condizioni ambientali, richiedendo frequenti regolazioni.

2. Montare il sensore nella direzione corretta

I sensori a parete, sia il sensore che l'elettronica, sono racchiusi in un involucro compatto progettato per essere montato in una direzione specifica. Il calore generato dall'elettronica sale verso l'alto, quindi il sensore deve essere posizionato sotto l'elettronica affinché il calore non influenzi la misurazione. Inoltre, una montatura laterale impedisce al calore caldo di fuoriuscire, portando a valori di temperatura più elevati e a una umidità relativa più bassa.

3. Montare più sensori affiancati

Alcuni sensori a parete generano calore. Per questo motivo, non è consigliabile montare un sensore di temperatura o umidità sopra un altro sensore a parete, poiché il calore può falsare le misurazioni dell'altro sensore. Questo può essere particolarmente problematico con sensori di gas, che tendono a generare più calore rispetto ad altri sensori. È preferibile montare i sensori affiancati seguendo le raccomandazioni del produttore. Se è necessario montare sensori uno sopra l'altro, il sensore più caldo dovrebbe essere posizionato sopra tutti gli altri.

4. Considerare il flusso d'aria nella stanza

I sensori di umidità e temperatura di serie sono progettati per funzionare bene in ambienti da ufficio tipici. Se si utilizzano sensori in una stanza con un flusso d'aria diretto verso il basso, come in una camera bianca, l'aria calda proveniente dalla parte superiore dell'elettronica può aumentare la temperatura misurata. La soluzione è usare un sensore progettato per ambienti come le camere bianche, dove elettronica e sensore sono separati, mantenendo il sensore lontano dal calore ma comunque in contatto con l'ambiente.

5. Considerare le differenze di pressione e le cattive tenute

Se tra la stanza in cui si effettua la misurazione e gli spazi vuoti delle pareti dell'edificio esiste una differenza di pressione, i valori di misurazione possono risultare imprecisi. Una pressione inferiore nella stanza può far entrare aria fredda attraverso le aperture delle pareti, abbassando notevolmente il valore di temperatura. Questo problema si risolve sigillando le aperture dei cavi.

6. Evitare errori causati dalla conduzione termica

Pareti in cemento e acciaio possono condurre calore, portando a una lettura imprecisa della temperatura e dell'umidità dell'aria se il sensore è fissato con viti alla parete. Si può evitare questo problema applicando uno strato isolante tra parete e sensore o montando il sensore su una parete interna o su una superficie più isolata.

Il cemento influisce anche sulle misurazioni di CO2. Montare un sensore di CO2 su una superficie di cemento può dare valori estremamente bassi, non rappresentativi dell'aria della stanza. Questo problema si risolve generalmente fissando una piastra sotto il sensore.

7. Evitare errori causati dal calore corporeo

Questo tipo di errore si verifica di solito con misurazioni manuali, dove il calore corporeo può portare a valori imprecisi. Quando si eseguono misurazioni manuali, non avvicinare troppo il dispositivo al corpo e evitare di respirare sul sensore.

Per l'installazione di sensori installati in condotti, è sempre importante considerare quanto segue:

1. Garantire temperature interne ed esterne equilibrate

Nei dispositivi montati in condotti, la causa più comune di errore è la differenza di temperatura tra l'aria all'interno e all'esterno del condotto, ad esempio quando si vogliono misurare le condizioni esterne di un condotto di aspirazione. Differenze di temperatura possono far fluire calore attraverso il tubo del sensore, falsando i valori di temperatura e umidità.

Questi effetti sono più evidenti in condotti isolati o con basse velocità d'aria o profondità di installazione ridotta. La soluzione consiste nell'usare un sensore esterno di alta qualità o isolare correttamente il sensore.

2. Prevenire danni da condensa

Se nel condotto si verifica un'alta umidità e la temperatura esterna è più bassa, il calore conduttivo può raffreddare il tubo con il sensore, portando alla formazione di condensa. Anche all’interno del condotto può formarsi condensa che può scorrere verso il sensore. Se il sensore è inclinato verso il basso, si rischiano misurazioni errate o corrosione. Per minimizzare gli effetti e i danni della condensa, montare il sensore orizzontalmente o leggermente inclinato verso l’alto, così che la condensa possa defluire in modo sicuro dall’elemento sensore.

3. Evitare di montare sensori in condotte di scarico

Come visto per i sensori a parete, è importante montare i sensori in punti rappresentativi. Montare un sensore in una condotta di scarico può impedire all’aria di passare vicino al sensore, rendendo la misurazione non rappresentativa delle condizioni del flusso principale. L’aria intorno al sensore cambia più lentamente rispetto al flusso principale, quindi i valori di misurazione potrebbero non essere sempre accurati. Assicurarsi che il sensore abbia sempre un contatto costante con il flusso d’aria corretto ed evitare di montare sensori in condotte di scarico.

4. Considerare tutte le opzioni durante installazioni parziali all’interno di un processo

Nei sensori parzialmente installati all’interno e all’esterno di un processo, la differenza di temperatura può essere molto elevata. Ad esempio, se si misura la temperatura e l’umidità relativa di un forno attraverso una parete isolata, la scatola del sensore in metallo con perdita di calore può mostrare condizioni diverse da quelle reali del forno, con temperature più basse e umidità relativa più alta. La perdita di calore dipende dal flusso d’aria. In assenza di movimento dell’aria, il sensore si raffredda più intensamente, aumentando l’errore di misura. Con umidità elevata, non solo i valori di temperatura e umidità relativa sono falsati, ma si può anche verificare un problema di condensa.

Per risolvere questo problema, ci sono due soluzioni. La prima consiste nel migliorare l’installazione: inserire il sensore più in profondità nel processo e/o isolare tutte le parti del sensore che si trovano fuori dal processo. In questo modo si minimizza la differenza di temperatura e si può misurare con precisione l’umidità relativa. Si può anche considerare se sia davvero necessario misurare l’umidità relativa, utilizzando altri parametri meno sensibili alla temperatura. Si può optare per un sensore riscaldato che non favorisca la formazione di condensa.

5. Evitare di installare sensori troppo vicini a un umidificatore

I sensori di umidità installati nei condotti sono spesso usati per il controllo dell’umidità, ad esempio con nebulizzatori o umidificatori a spruzzo. Se un sensore nel condotto è troppo vicino a un umidificatore, si può accumulare condensa sul sensore, rendendo impossibile una misurazione accurata.

Nel peggiore dei casi, il sensore può essere danneggiato. Anche in casi meno gravi, è impossibile controllare con precisione i parametri se si utilizza un sensore continuamente esposto all’umidità. La frequente bagnatura e asciugatura del sensore provoca forti oscillazioni dei valori di umidità, portando a un funzionamento continuo delle apparecchiature e a condizioni non più controllate. Inoltre, si accelera l’usura e la contaminazione del sensore, aumentando ulteriormente le imprecisioni.

Per evitare questi problemi, i sensori nei condotti devono essere installati a una distanza adeguata dagli umidificatori. La distanza raccomandata è di circa cinque metri, anche se dipende dalle dimensioni del condotto e dal flusso d’aria. È consigliabile prevedere un raccordo aggiuntivo subito dopo il sensore, dove installare temporaneamente una sonda di riferimento per verificare e calibrare il sensore principale. Questo raccordo può essere coperto con nastro isolante quando non in uso, per evitare perdite.

Per l'installazione di sensori esterni, è sempre importante considerare quanto segue:

1. Utilizzare un protezione contro le radiazioni

I raggi solari possono riscaldare facilmente i sensori di circa 2 °C. Per evitare gli effetti della radiazione solare, usare un sensore con una protezione di alta qualità, nera sotto le piastre. Il vento riduce il riscaldamento. Montare il sensore in un punto con circolazione d’aria libera. Mantenere pulita anche la copertura protettiva, poiché una copertura sporca si riscalda di più. In ambienti urbani potrebbe essere necessario pulirla più frequentemente. Se la parte esterna della copertura appare nera o sporca, è il momento di pulirla! Quando si monta il sensore sulla parete, le pareti rivolte a nord sono generalmente preferibili, poiché sono meno esposte alla radiazione solare.

2. Proteggere il sensore da pioggia e cattivo tempo

Pioggia, neve o condensa possono portare all’accumulo di acqua sul sensore o nelle sue vicinanze, causando deviazioni e valori di umidità troppo elevati. Il cattivo tempo può anche danneggiare il sensore. Esistono diverse soluzioni per proteggerlo:

– Usare un sensore progettato per ambienti umidi.
– Montare il sensore in un punto con buona circolazione d’aria. Il vento favorisce l’evaporazione dell’acqua e garantisce misurazioni affidabili.
– In applicazioni industriali, usare una sonda riscaldata per prevenire la condensa.

3. Montare il sensore lontano da altre fonti di calore

Le pareti degli edifici possono avere una grande massa termica e immagazzinare calore o freddo. Possono anche essere riscaldate dal sole. Se il sensore viene montato vicino a una parete o a un tetto nero senza un adeguato offset, le misurazioni possono risultare imprecise.

Per ridurre questi effetti, installare i sensori esterni in un punto esposto al flusso d’aria e al vento, preferibilmente su un palo completamente libero o sul tetto. Evitare superfici scure con esposizione diretta al sole e non installare sotto il cornicione del tetto, poiché l’aria calda si accumula sotto il tetto, causando misurazioni imprecise e inaffidabili.

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