כן, ניתן לעצב מחמם PFA עם חיישן לחות משולב בחלק הקר (אזור הסיום החשמלי הלא-שקוע) כדי לספק אזהרה מוקדמת על עיבוי. כאשר טמפרטורת החלק הקר יורדת מתחת לנקודת הטל של האוויר הסביבתי, הלחות מתעבה על משטחים פנימיים, ובסופו של דבר גורמת לתקלות בקרקע. חיישן RH/טמפרטורה מיניאטורי (למשל, SHT30, HIH-4000) המוטבע בחלק הקר מזהה את הלחות העולה. כאשר RH עולה על 80-85% או כאשר נקודת הטל המחושבת מתקרבת לטמפרטורת החלק הקר, החיישן מפעיל התראה. לאחר מכן, המפעיל יכול להפעיל מחמם קטן (5-10 ואט) בחלק הקר, לטהר עם חנקן יבש, או להגביר את הכוח למחמם כדי להעלות את טמפרטורת החלק הקר. גישה חזויה זו מונעת הצטברות לחות לפני שהיא גורמת לכשל, ומאריכה את חיי המחמם ב-2-3× בסביבות לחות. החיישן מוסיף 20-50 דולר לעלות המחמם.
סיכון עיבוי ומיקום חיישן
In humid environments (RH >70%), החלק הקר של מחמם PFA פועל לעתים קרובות ב-30-50 מעלות (מחום מוליך). אם נקודת הטל הסביבה היא 25 מעלות, החלק הקר בטוח (50 מעלות > 25 מעלות). אם המחמם כבוי (החלק הקר מתקרר לסביבה) או אם הלחות גבוהה במיוחד (נקודת טל 40 מעלות ב-70% RH, 50 מעלות סביבה), יכול להיווצר עיבוי. התקופה הפגיעה ביותר היא במהלך ההפעלה לאחר כיבוי ממושך.
חיישן מובנה-מודד הן טמפרטורה (T_cold) והן לחות יחסית (RH_cold). הבקר מחשב את נקודת הטל T_dp=T_cold – (100 – RH_cold)/5 (בערך). כאשר T_cold – T_dp < 3 מעלות, הסיכון להתעבות גבוה. מפעילי התראה.
אפשרויות עיצוב שילוב חיישנים
| לְעַצֵב | סוג חיישן | מִקוּם | ספק כוח | תְפוּקָה | עליית עלות | אֲמִינוּת |
|---|---|---|---|---|---|---|
| חיישן RH/T מוטבע | דיגיטלי (I²C) | בתוך קטע קר, ליד טרמינלים | 3-5 VDC מהבקר | התראה דיגיטלית | $20 | גבוה (עציץ מגן) |
| חיישן מותקן-על פני השטח | אנלוגי (מתח) | על קיר קטע קר חיצוני | 5–24 VDC | 0–10 וולט אנלוגי | $15 | בינוני (חשוף לסביבה) |
| מתג נקודת טל (בי-מתכת) | מֵכָנִי | בתוך קטע קר | אין (פסיבי) | סגירת קשר | $10 | נמוך (נסחף לאורך זמן) |
| משולב עם צג תקלות הארקה | קיבולי | מודד לחות באמצעות עכבה | זהה ל-GFCI | אַזעָקָה | $30 | גבוה (כיול מורכב) |
| בדיקה של נקודת טל סיבים אופטיים | אוֹפּטִי | בתוך קטע קר | מקור אור חיצוני | דִיגִיטָלי | $100 | גבוה מאוד (מוגזם) |
לוגיקה הפעלה והתראות
אלגוריתם הבקרה:
צגT_cold ו-RH_cold כל 1-5 דקות.
לְחַשֵׁבנקודת הטל T_dp=T_cold – ((100 – RH_cold) / 5). (תקף ל-30-80 מעלות, 20-95% RH)
אִםT_cold – T_dp < 3 מעלות : התראה צהובה (סיכון להתעבות).
אִםT_cold – T_dp < 1 מעלות או RH_cold > 90%: התראה אדומה (עיבוי קרוב או מתרחש).
אופציונלי: הפעל אוטומטית את מחמם החלק הקר (10 W, 24 VDC) או שסתום טיהור חנקן כאשר מתרחשת התראה צהובה. נטרל כאשר T_cold – T_dp > 5 מעלות ו-RH_cold < 70%.
הטבות למשתמש
| תכונה | ללא חיישן | עם חיישן מובנה- | יִתרוֹן |
|---|---|---|---|
| זיהוי עיבוי | אין (סימן ראשון הוא תקלת אדמה) | אזהרה מוקדמת (שעות עד ימים לפני התקלה) | תחזוקה מונעת |
| חיי תנור בסביבה לחה | 1-3 שנים | 3-6 שנים | 2-3× יותר |
| השבתה לא מתוכננת | מְשׁוּתָף | נָדִיר | רווח בפריון |
| חימום חלק קר | תמיד דולק או לעולם לא | לפי-דרישה (רק בעת הצורך) | חיסכון באנרגיה (הפחתה של 90%) |
| נתוני אבחון | אַף לֹא אֶחָד | יומן של אירועי לחות | ניתוח סיבת השורש |
דוגמה לשדה
מחמם PFA במיכל כימיקלים חיצוני טרופי (85% RH, 30 מעלות בסביבה) נכשל כל 18 חודשים עקב עיבוי חלק קר. המפעל התקין תנור חימום עם חיישן לחות דיגיטלי-מובנה (SHT30). לאחר שבועיים, החיישן הפעיל התראה צהובה בכל בוקר (קטע קר 28 מעלות, נקודת טל 26 מעלות). המפעל הוסיף מחמם התנגדות של 10 W לחלק הקר, שנשלט על ידי החיישן. המחמם הופעל במשך 15 דקות בכל בוקר. העיבוי נפסק. המחמם פעל במשך 4+ שנים ללא תקלת אדמה. שדרוג החיישן עלה 30.Itsaved30.Itsaveed500 בעלויות החלפה וזמני השבתה.
מגבלות
חיישן אלקטרוני חייב להיות עציץ (מובלע) כדי לשרוד את הסביבה הכימית. חיישנים סטנדרטיים קורוזיים באדי חומצה. השתמש בציפוי קונפורמי או בהרכבה מרחוק (חיישן בקופסה יבשה, צמד תרמי בקטע קר).
Sensor accuracy degrades at high temperature (>85 מעלות). הנח חיישן בחלק הקריר יותר של החלק הקר (הרחק ממגע ישיר בליבה).
סחיפה של כיול לאורך זמן (1-3 שנים). החלף חיישן או כיול מחדש מדי שנה.
מסקנה: חיישן לחות-מובנה מנבא עיבוי, מונע כשל
ניתן לעצב מחמם PFA עם חיישן לחות-מובנה בחלק הקר כדי להתריע כאשר טמפרטורת החלק הקר מתקרבת לנקודת הטל. אזהרה מוקדמת זו (התראה צהובה) מאפשרת למפעילים להפעיל מחמם קטן או טיהור חנקן לפני היווצרות עיבוי, ולמנוע תקלות קרקע שנגרמו-של לחות. החיישן מוסיף $20-50 לעלות המחמם אך מאריך את חיי המחמם ב-2-3× בסביבות לחות. לשירותי לחות חיצוניים, טרופיים או-גבוהים, ציין תנור חימום עם חיישן RH/T בעציץ וחימום אוטומטי של חלקים קרים. לחות הורגת מחממים מבפנים החוצה. חוש לחות, הימנע מעיבוי, הארך חיים. החיישן זול; הכישלון יקר. התקן את החיישן, סמוך על ההתראה, מנע את התקלה.
