Przy wyborze czujnika wilgotności i temperatury do zastosowań przemysłowych, cena zakupu jest często głównym czynnikiem decydującym o zakupie danego urządzenia pomiarowego. Niezbędne jest jednak zrozumienie całkowitego kosztu użytkowania czujnika wilgotności, ponieważ ukryte koszty, takie jak kalibracja, konserwacja i żywotność czujnika, znacząco wpływają na łączny koszt użytkowania czujnika w czasie. W poniższym artykule postaramy się wyjaśnić, dlaczego wysokiej jakości czujniki z minimalnymi wymaganiami konserwacyjnymi mają znaczenie w branżach, w których precyzyjna kontrola wilgotności ma kluczowe znaczenie, np. w farmacji, branży spożywczej, meteorologii, muzeach.
Zakup czujnika wilgotności i temperatury to dopiero początek. Całkowity koszt posiadania obejmuje nie tylko początkową cenę zakupu, ale także koszty instalacji, kalibracji, konserwacji i wymiany. Czujniki, które początkowo wydają się tańsze, mogą z czasem generować wyższe koszty z powodu częstych kalibracji i regulacji, nieoczekiwanych awarii i wysiłków związanych z konserwacją urządzenia.
Przykład: czujnik zainstalowany na stałe jest tańszy w porównaniu z czujnikiem wymiennym(odkręcanym od miernika), ale wiąże się z pewnymi problemami pod względem kalibracji, konserwacji i przestoju.
Jeśli nieprzerwana praca jest kluczowa, wymienny czujnik oferuje znaczące korzyści, ponieważ szybka wymiana na gotowy do użycia czujnik jest łatwa i szybka, co skutkuje minimalnym przestojem w pracy całego układu pomiarowego. Ponadto wymienny czujnik można łatwo odłączyć od miernika w celu jego regulacji na miejscu lub wysłania do serwisu.
Czujnik zainstalowany na stałe wymaga całkowitego demontażu z instalacji, w momencie, gdy trzeba go wysłać do serwisu, co prowadzi do dłuższego przestoju oraz wykonania dodatkowej pracy przy jego ponownej instalacji.
2. Kalibracja i regulacja: zarządzanie kosztami
Czujniki wilgotności cechują się dryftem pomiarowym w czasie, szczególnie w środowiskach przemysłowych w wysokich temperaturach, wysokiej wilgotności lub w przypadku narażenia czujnika na działanie substancji chemicznych. Dryft ten wpływa na dokładność pomiaru, co może prowadzić do pogarszającej się jakości kontroli klimatu, wad produktu, niezgodności z przepisami i zwiększonego zużycia energii.
Regularna kalibracja jest niezbędna, aby zapewnić dokładność pomiarową czujnika. Wymagany interwał między kalibracjami zależy od kilku czynników, w tym wymagań dotyczących dokładności pomiarowej, typu czujnika, warunków środowiskowych (np. wahań temperatury i narażenia na działanie zanieczyszczeń) oraz przepisów branżowych. Wszystko to sprawia, że kalibracja jest ściśle związana z konkretnym zastosowaniem czujnika i nie ma uniwersalnej reguły, jak często powinna być wykonywana.
Jednak każda kalibracja wiąże się z kosztami, takimi jak praca technika, pracą sprzętu kalibracyjnego i potencjalnych przestojów podczas regulacji lub wymiany czujnika. Dlatego też kluczowe jest określenie, jaki dryft jest akceptowalny, aby utrzymać stabilność procesu. Na podstawie zachowania dryftu czujnika i kosztów każdej kalibracji można wybrać najbardziej odpowiedni czujnik.
Przykład:
Wybierając między czujnikiem polimerowym A o dokładności ±0,8% rh i czujnikiem polimerowym B o dokładności ±2% rh, zakładając, że oba doświadczają takiego samego dryftu w tym samym przedziale czasowym, czujnik B będzie wymagał dwukrotnie większej liczby kalibracji i regulacji, aby pozostać w dopuszczalnych granicach.
Kolejną kwestią jest różnica w rodzaju użytego materiału czujnika. Na przykład: czujnik cienkowarstwowy C jest porównywany z czujnikiem polimerowym B o tej samej dokładności +/-2%. Jeśli oba czujniki są narażone na to samo zanieczyszczenie, czujnik cienkowarstwowy będzie mniej stabilny w czasie, niż czujnik polimerowy.
3. Konserwacja: nieprzewidziane lub zaplanowane koszty
Czujniki wilgotności wymagają regularnej konserwacji w celu zapewnienia dokładnych pomiarów i długoterminowej funkcjonalności. W zależności od środowiska czujniki mogą gromadzić zanieczyszczenia, takie jak kurz, rozpuszczalniki lub pozostałości chemiczne, które mogą wpływać na ich wydajność. Czynniki takie jak wahania temperatury, prędkość powietrza i nieprawidłowa instalacja (np. narażenie na bezpośrednie promieniowanie lub zniekształcenia przepływu powietrza) mogą również przyczyniać się do degradacji czujnika.
Koszty konserwacji dzielą się na dwie kategorie:
- Planowana konserwacja: rutynowe czyszczenie, wymiana filtra czujnika, przeglądy zapobiegawcze lub regulacje. Jeśli odczyty czujnika znacznie odbiegają od dopuszczalnych tolerancji, wymagana jest regulacja w celu przywrócenia dokładności pomiarowej czujnika, w miejscu pracy czujnika lub w serwisie producenta.
- Nieprzewidywana konserwacja: nieoczekiwane awarie wymagające rozwiązywania problemów lub wymiany podzespołów.
Planowaną konserwację można zoptymalizować, wybierając odpowiedni filtr czujnika do konkretnego zastosowania. Filtr może chronić czujnik przed cząsteczkami fizycznymi, przed zanieczyszczeniami chemicznymi lub kroplami wody. Wybór odpowiedniego filtra jest kluczowy dla zapewnienia optymalnego działania i długowieczności czujnika.
Chociaż nie zawsze można uniknąć awarii, kilka strategii pomaga zminimalizować ryzyko:
- Wybór czujników w odpowiednim wykonaniu, np. z elektroniką zalaną substancją ochronną.
- Redundancja czujników w krytycznych aplikacjach
- Regularna kontrola stanu czujnika, w tym inspekcja wizualna oraz wykonywanie porównań z czujnikami referencyjnymi, pomagają wykryć ewentualne problemy na wczesnym etapie i zapewnić niezawodną pracę czujnika.
Zaniedbanie konserwacji może prowadzić do niedokładnych pomiarów i przedwczesnej awarii czujnika. Wysokiej jakości czujniki, które zostały zaprojektowane tak, aby były odporne na zanieczyszczenia i zapewniały stabilną pracę, pozwalają na zmniejszenie interwału zarówno dla planowanej, jak i nieplanowanej konserwacji, co długoterminowo pozwala na optymalizację kosztów.
4. Żywotność czujnika: maksymalizacja żywotności czujnika
Żywotność czujnika wilgotności zależy od jego trwałości, warunków pracy oraz narażenia na działanie ze strony agresywnego środowiska. Podczas gdy niektóre czujniki mogą działać przez ponad dekadę w kontrolowanych środowiskach, te narażone na ekstremalne warunki – takie jak wysoka wilgotność, agresywne chemikalia lub naprężenia mechaniczne – mogą wymagać częstszej wymiany.
Kluczowe czynniki wpływające na żywotność czujnika:
- Trwałość czujnika: Wysokiej jakości materiały i powłoki ochronne wydłużają żywotność czujnika.
- Narażenie na działanie środowiska: Ostre chemikalia, kondensacja i wysokie temperatury przyspieszają zużycie czujnika.
- Stabilność pomiaru: Czujniki o minimalnym dryfcie pomiarowym wymagają mniejszej liczby wymian w miarę upływu czasu.
Wszystkie sondy firmy Rotronic z rodziny HC2A posiadają elektronikę zalaną substancją ochronną, aby zapewnić jej niezawodną pracę. Ponadto, określone warianty obejmują powłoki ochronne, które poprawiają odporność na kurz, sól morską, fungicydy i pestycydy, zapewniając lepszą długoterminową stabilność i odporność na wpływ środowiskowa.
Wybór czujników o wydłużonej żywotności minimalizuje koszty wymiany i zmniejsza całkowity koszt ich użytkowania. Inwestowanie w solidną technologię zapewnia wydajność i efektywność kosztową przez cały okres eksploatacji czujnika.
Wniosek: Mądre inwestycje w celu długoterminowych oszczędności
Wybór czujnika wilgotności wyłącznie na podstawie ceny zakupu może być mylący. Całkowity koszt posiadania czujnika wykracza daleko poza początkową inwestycję, obejmując kalibrację, konserwację i żywotność czujnika, które znacząco wpływają na długoterminowe koszty.
Inwestowanie w stabilne, wymagające niewielkiej konserwacji czujniki minimalizuje problemy, optymalizuje wydajność i zwiększa ogólną opłacalność inwestycji. Wybierając niezawodne, trwałe rozwiązania, takie jak sondy pomiarowe szwajcarskiej firmy Rotronic, firmy mogą utrzymywać dokładną kontrolę wilgotności, zmniejszać ryzyko operacyjne i osiągać zrównoważone oszczędności kosztów.
Wysokiej jakości czujniki oferują większą odporność na dryft pomiarowy w czasie, co pozwala na zmniejszenie częstotliwości kalibracji i obniżenie długoterminowych kosztów eksploatacji.