Qué sensor de humedad elegir

Hay dos magnitudes físicas muy distintas que pueden utilizarse para medir la humedad atmosférica o la humedad de un gas: la humedad absoluta y la humedad relativa.

La humedad absoluta

La humedad absoluta se define como la masa de vapor de agua contenida en un determinado volumen de aire o gas seco. Expresada generalmente en gramos por unidad de volumen, la humedad absoluta no depende de la temperatura del aire o del gas.

Humedad relativa

La humedad relativa se expresa en porcentaje y se refiere a la relación entre la masa de vapor de agua presente en el aire (humedad absoluta) y la masa máxima de vapor de agua que puede contener el aire (por encima de la cual se produce la condensación del vapor de agua).

Esta masa máxima de vapor de agua antes de la condensación, varía en función de la temperatura. Cuanto más caliente está el aire o el gas, más vapor de agua puede contener. Esto significa que la humedad relativa del aire o de un gas que contiene la misma masa de vapor de agua varía en función de su temperatura.

La temperatura a la que se alcanza una humedad relativa del 100% se denomina punto de rocío. Por debajo de esta temperatura se produce la condensación.

Existen tres tipos principales de sensores:

Sensores de humedad capacitivos

Consisten en una capa de material dieléctrico sensible a la humedad colocada entre dos electrodos, formando así un condensador cuya capacitancia varía linealmente con la humedad relativa.

Pueden medir la humedad relativa de 0% a 100%.

También proporcionan mediciones atmosféricas de alta precisión. Este tipo de sensor se utiliza en la industria y la meteorología.

Sensores de humedad resistivos

Miden la variación de la impedancia eléctrica de un elemento higroscópico (un polímero conductor o una sal) por medio de iones. La resistencia de este elemento sensible varía con la humedad.

Estos sensores ofrecen poca precisión para medir valores de humedad relativa inferiores al 5%. Sin embargo, son más asequibles. Son, por lo tanto, una buena opción si no se requieren mediciones de alta precisión.

Sensores de punto de rocío

Miden la temperatura del punto de rocío, es decir, la temperatura a la que empieza a condensarse el vapor de agua del aire, proporcionando así una indicación de la humedad.

Son más complejos que los tipos de sensores mencionados anteriormente y se utilizan sobre todo en laboratorios.

Sensores de humedad capacitivos de ROTRONIC

Los sensores de humedad capacitivos poseen, como elemento sensible, un material dieléctrico higroscópico colocado entre un par de electrodos, funcionando así como un condensador en contacto con la atmósfera (aire o gas) cuya humedad quieres medir.

Al absorber la humedad de la atmósfera, el material dieléctrico hace que el valor de capacitancia del condensador varíe en función de la humedad relativa de la atmósfera.

Ventajas:

• Son fiables, precisos y estables;
• Tienen un tiempo de respuesta rápido;
• Ofrecen un amplio rango de medición de la humedad relativa (de 0% a 100%);
• Pueden funcionar en un amplio rango de temperaturas (de -70°C a +200°C);
• Son compactos y fáciles de integrar;
• Tienen cierta resistencia a la condensación, al polvo y a los productos químicos.

Desventajas:

• Son menos precisos cuando miden niveles de humedad muy bajos (inferiores al 10%);
• Son más caros que los sensores resistivos.

Sensores de humedad resistivos de ROTRONIC

Los sensores de humedad resistivos miden los cambios en la impedancia eléctrica de un material higroscópico, como pueden ser un polímero conductor , una sal o un substrato tratado. Los sensores resistivos suelen consistir en electrodos de metal noble depositados sobre un substrato o electrodos enrollados alrededor de un cilindro de plástico o cristal. El substrato se recubre con una sal o un polímero conductor cuya resistencia eléctrica varía en función de la humedad de la atmósfera alrededor del elemento sensible.

Estos sensores son más económicos y ofrecen la ventaja de que pueden sustituirse sobre el terreno y utilizarse inmediatamente, sin tener que calibrarlos previamente.

Ventajas:

• Son un poco más económicas que los capacitivos;
• Pueden sustituirse sobre el terreno sin necesidad de calibración;
• Son adecuados para un rango medio de humedad relativa (del 20 al 90 por ciento).

Desventajas:

• No son adecuados para condiciones de funcionamiento extremas;
• Son sensibles a la condensación y a los productos químicos.

Sensor de punto de rocío AHLBORN

Los sensores de punto de rocío funcionan según un principio de medición óptica para determinar la temperatura del punto de rocío de la atmósfera. Se basan en un espejo que refleja un haz de luz hacia un sensor. La superficie del espejo se enfría mediante un elemento termoeléctrico (Peltier). Cuando se alcanza el punto de rocío se forma condensación en el espejo, que refleja menos luz hacia el sensor optoelectrónico. Un sensor de temperatura mide entonces la temperatura del mismo (temperatura del punto de rocío), la cual permite calcular la humedad del aire.

Ventajas:

• Tienen una excelente estabilidad a largo plazo;
• Reaccionan rápidamente a los cambios de humedad;
• Son resistentes a la condensación.

Desventajas:

• Necesitan un entorno limpio para funcionar correctamente;
• No muestran un comportamiento lineal a niveles muy bajos de humedad relativa;
• Son caros en comparación con otras tecnologías.

Una vez que hayas decidido qué tipo de sensor de humedad es el más adecuado para el uso que le vas a dar, tendrás que seleccionar un modelo específico basándote en los criterios de selección habituales para cualquier otro sensor:

• Rango de medición
• Precisión
• Resolución
• Señal de salida y tipo de conector eléctrico
• Tipo de montaje y conexión al proceso
• Temperatura de funcionamiento y grado de protección según las condiciones ambientales de funcionamiento