Cámara de prueba de temperatura y humedad constante, cámara de prueba de humedad alterna de alta temperatura alta y baja: diferencias entre la humidificación y la deshumidificación

Para lograr las condiciones de prueba deseadas en una cámara de prueba de temperatura y humedad constante, es inevitable realizar operaciones de humidificación y deshumidificación. Este artículo analiza los diversos métodos comúnmente utilizados en las cámaras de prueba de temperatura y humedad constantes de LabCompanión, destacando sus respectivas ventajas, desventajas y condiciones recomendadas para su uso.

La humedad se puede expresar de muchas maneras. Para el equipo de prueba, la humedad relativa es el concepto más utilizado. La humedad relativa se define como la relación de la presión parcial del vapor de agua en el aire a la presión de vapor de saturación del agua a la misma temperatura, expresada como porcentaje.

A partir de las propiedades de la presión de saturación de vapor de agua, se sabe que la presión de saturación del vapor de agua es únicamente una función de la temperatura y es independiente de la presión de aire en la que existe el vapor de agua. A través de una extensa organización de experimentación y datos, se ha establecido la relación entre la presión de saturación de vapor de agua y la temperatura. Entre estos, la ecuación de Goff-Gratch se adopta ampliamente en ingeniería y metrología y actualmente es utilizada por los departamentos meteorológicos para compilar tablas de referencia de humedad.

Proceso de humidificación

La humidificación esencialmente implica aumentar la presión parcial del vapor de agua. El primer método de humidificación fue rociar agua sobre las paredes de la cámara, controlando la temperatura del agua para regular la presión de saturación de la superficie. El agua en las paredes de la cámara forma una gran superficie, a través del cual el vapor de agua se difunde en la cámara, aumentando la humedad relativa dentro. Este método surgió en la década de 1950.

En ese momento, el control de la humedad se logró principalmente utilizando medidores de conductividad de contacto de mercurio para una regulación simple de encendido-apagado. Sin embargo, este método era poco adecuado para controlar la temperatura de grandes tanques de agua propensos a retrasos, lo que resultó en largos procesos de transición que no podían satisfacer las demandas de pruebas de humedad alterna que requieren una humidificación rápida. Más importante aún, la pulverización de agua sobre las paredes de la cámara inevitablemente condujo a gotas de agua que cayeron sobre las muestras de prueba, causando diversos grados de contaminación. Además, este método planteaba ciertos requisitos para el drenaje dentro de la cámara.

Este método pronto fue reemplazado por humidificación de vapor y humidificación de sartén de agua poco profunda. Sin embargo, todavía tiene algunas ventajas. Aunque el proceso de transición de control es largo, las fluctuaciones de humedad son mínimas una vez que el sistema se estabiliza, lo que lo hace adecuado para pruebas de humedad constantes. Además, durante el proceso de humidificación, el vapor de agua no se sobrecalienta, evitando así la adición de calor adicional al sistema. Además, cuando la temperatura del agua de pulverización se controla para que sea más baja que la temperatura de prueba requerida, el agua de pulverización puede actuar como un deshumidificador.

Desarrollo de métodos de humidificación

Con la evolución de las pruebas de humedad desde la humedad constante hasta la humedad alterna, surgió la necesidad de capacidades de respuesta de humidificación más rápidas. La humidificación en aerosol ya no podría satisfacer estas demandas, lo que lleva a la adopción generalizada y el desarrollo de la humidificación de vapor y los métodos de humidificación de sartén de aguas poco profundas.

Humidificación de vapor

La humidificación de vapor implica inyectar vapor directamente en la cámara de prueba. Este método ofrece tiempos de respuesta rápidos y control preciso sobre los niveles de humedad, lo que lo hace ideal para alternar las pruebas de humedad. Sin embargo, requiere una fuente de vapor confiable y puede introducir calor adicional en el sistema, lo que puede necesitar ser compensado por pruebas sensibles a la temperatura.

Humidificación de sartén de agua poco profunda

La humidificación de la sartén de agua poco profunda utiliza una sartén con calefacción para evaporar el agua en la cámara. Este método proporciona un nivel de humedad estable y consistente y es relativamente simple de implementar. Sin embargo, puede tener tiempos de respuesta más lentos en comparación con la humidificación de vapor y requiere un mantenimiento regular para evitar la escala y la contaminación.

Proceso de deshumidificación

La deshumidificación es el proceso de reducir la presión parcial del vapor de agua en la cámara. Esto se puede lograr mediante métodos de enfriamiento, adsorción o condensación. La deshumidificación de enfriamiento implica reducir la temperatura de la cámara para condensar el vapor de agua, que luego se elimina. La deshumidificación de adsorción utiliza desecantes para absorber la humedad del aire, mientras que la deshumidificación de la condensación se basa en las bobinas de enfriamiento para condensar y eliminar el vapor de agua.

Conclusión

En resumen, la elección de los métodos de humidificación y deshumidificación en las cámaras de prueba de temperatura y humedad constantes depende de los requisitos específicos de las pruebas que se realizan. Si bien los métodos más antiguos como la humidificación en aerosol tienen sus ventajas, las técnicas modernas, como la humidificación de vapor y la humidificación de la sartén de agua poco profunda, ofrecen un mayor control y tiempos de respuesta más rápidos, lo que las hace más adecuadas para las necesidades de pruebas avanzadas. Comprender los principios y las compensaciones de cada método es crucial para optimizar el rendimiento de la cámara de prueba y garantizar resultados precisos y confiables.