GE Sensing Optica Data sheet
GE
Sensing
Optica™
Optica es un producto
General Eastern. General
Eastern se ha unido a otras
divisiones de detección de alta
tecnología de GE bajo un nuevo
nombre_GE Industrial, Sensing.
La norma de la próxima generación
en cuanto a referencia de humedad
Los higrómetros de espejo enfriado de la serie Optica
de GE ofrecen mediciones rastreables según el
National Institute of Standards and Technologies
(NIST)_de humedad, temperatura y presión para la
generación conectada. Ahora los datos son accesibles
desde cualquier parte, en cualquier momento, desde
dentro de un navegador por Internet o desde su
intranet.
• Temperatura
• Humedad relativa (% RH)
• Punto de rocío/escarcha (Td)
• Humedad absoluta (m/v)
• Relación de mezclado de masa (m/m)
• Relación de mezclado de volumen (v/v)
Mediciones de Optica
• Bulbo mojado (Tw)
• Entalpia (h)
• Presión de vapor de agua (e)
• Presión
• Relés de alarma
• Salidas analógicas
La medición del punto de rocío fundamental es una
medición primaria que se usa como estándar de
transferencia para calibrar otros instrumentos y
sensores de humedad. Espejos enfriados son también
los sensores preferidos cuando las mediciones de
procesos y laboratorios requieren una alta precisión
sin desviación a largo plazo. Puede usarse Optica con
cinco sensores de espejo enfriado totalmente
intercambiables para ofrecer un rango de medición de
-112°F a 185°F (-80°C a 85°C) de punto de rocío con
una precisión de 0.36°F (0.2°C) o mejor aún. Las
entradas para un transductor de presión piezoresistivo
100 S RTD y basado en silicio aseguran mediciones de
precisión, las cuales se usan para convertir el punto de
rocío a cualquier medida de humedad, ya sea métrica,
inglesa o definida por el usuario.
g
GE
Sensing
Comunicaciones
• Puerto Ethernet
• Cargas de applets basados en Java en navegadores
de la Web
• Memoria de 6 megabytes para registro de datos
• Cargas de datos grabados en formato ASCII
• Exportaciones a hojas de cálculo
• Gráficos de "diagramas de tiras" en tiempo real
• Pantalla a color VGA o de matriz 4 x 40
Software
El software Optica es fácil de usar. Los usuarios
seleccionan la pantalla de lectura, diagrama de tira,
escala de salida analógica, comunicaciones digitales,
auto-diagnósticos, limpieza y registro de datos con
menús desplegables intuitivos. Los valores de
configuración pueden guardarse en la memoria y
cargarse en cualquier momento, ya sea localmente o
desde cualquier parte mediante el puerto Ethernet.
En el laboratorio o en la planta
• Laboratorios de calibración
• Control de procesos
• Salas limpias
• Cámaras de prueba ambiental
• Monitoreo y control de precisión para equipos de
calefacción, ventilación y aire acondicionado
• Celdas de combustibles
• Calorímetros de intercambiador de calor y serpentín
de refrigerante
• Procesamiento térmico/tratamiento de calor
• Manufactura de semiconductores
• Áreas de almacenamiento
• Cámaras de validación farmacéutica
• Celdas de prueba de motor y pruebas de emisiones
• Motores y turbinas de aviones
Funcionalidad
El sistema Optica mide simultáneamente el punto de
rocío, la temperatura y la presión. El analizador está
equipado con funciones matemáticas programables
para producir unidades personalizadas. Las funciones
In, exp +, -, x y / permiten visualizar, grabar y transmitir
unidades de ingeniería derivadas a sistemas de
adquisición de datos. El canal de entrada del
analizador es una entrada estándar de 4 a 20 mA/0 a
entrada de 5 VCC, de tal modo que el Optica puede
conectarse a cualquier tipo de transmisor de procesos
y configurarse para presentar unidades de ingeniería.
Teoría de operación de los sensores
con espejo enfriado
Los higrómetros de espejo enfriado de GE se usan en
estándares y laboratorios de metrología así como en
aplicaciones industriales donde se necesita un control
y una medición precisa y repetible de la humedad. La
exactitud inherente y la estabilidad a largo plazo
aportan muchas ventajas sobre otros tipos de
tecnologías para medir la humedad. Los espejos
enfriados miden fundamentalmente la temperatura del
punto de rocío o escarcha directamente al controlar
una superficie reflectante a una temperatura de
equilibro entre la formación y evaporación de
rocío/escarcha, y al medir precisamente la
temperatura del espejo en este punto.
La configuración “Plug and play” se logra fácilmente con
conectores estándar para salidas de alimentación, sensor y
analógicas.
GE
Sensing
Los espejos enfriados de GE consisten en un pequeño
espejo pulido hexagonal de rodio o platino adosado a
un módulo de enfriamiento termoeléctrico (TEC). El
controlador servo del analizador Optica aplica
corriente al TEC, el cual hace enfriarse el espejo. El
espejo se ilumina con un emisor de gas regulado, el
cual transmite luz en el espectro infrarrojo. Un
fotodetector recibe la luz reflejada por el espejo.
Cuando se condensa el vapor de agua en el espejo en
forma de agua o escarcha (cristales de agua), se
reduce la luz recibida por el fotodetector debido a
dispersión. Esto hace que el servo controlador reduzca
la alimentación haciendo que se entibie un poco el
espejo. El sistema de control de Optica modulará la
cantidad de corriente que fluye por el TEC para
mantener una temperatura donde el índice de
condensación y evaporación de moléculas de agua y
la masa de agua en el espejo sea constante. La
temperatura resultante del espejo es entonces,
fundamentalmente por definición, equivalente a la
temperatura del punto de rocío o escarcha. Un RTD de
platino de cuatro conductores de precisión incrustado
en el espejo mide la temperatura. La exactitud de la
medición del punto de rocío se ha validado a un nivel
de ±0.36°F (±0.2°C) del punto de rocío/escarcha. La
precisión puede mejorarse también a ±0.27°F (±0.15°C)
del punto de rocío/escarcha.
La temperatura del bulbo seco se mide con un RTD
preciso 100 S de platino de cuatro conductores y se
mide la presión con un transductor de presión de silicio
piezoresistivo. Las señales del punto de rocío/escarcha
y de resistencia RTD del bulbo seco se acondicionan y
amplifican mediante el monitor Optica para visualizar
y transmitir el punto de rocío/escarcha y la
temperatura. El sensor de presión transmite una señal
amplificada de 4 a 20 mA impulsada por el sistema
Optica. Las medidas cardinales de punto de
rocío/escarcha, temperatura de bulbo seco y presión
se usan para calcular otros parámetros de humedad
como valores de humedad relativa, bulbo mojado,
relación de mezclado de masa, relación de mezclado
volumétrico, humedad absoluta, entalpia y presión de
vapor de agua usando ecuaciones psicométricas.
El sensor RTD está incrustado en el espejo enfriado y
nunca toma contacto con el proceso o el entorno de
prueba. Las partes mojadas consisten en el espejo de
platino o rodio, una barrera de vapor mylar o acero
inoxidable y sellador epóxico. El resultado neto es la
medición de humedad sin desviaciones diseñada para
mantener especificaciones de exactitud durante
muchos años.
Los espejos enfriados requieren un índice de flujo
nominal por el espejo para lograr niveles óptimos de
formación de rocío/escarcha y tiempo de respuesta.
El sensor debe instalarse en un ducto con aire en
movimiento o estar equipado con una bomba de
muestreo. El índice de flujo óptimo es de 0.5 a 5 SCFH
(0.25 a 2.5 L/min). GE proporciona sistemas de
muestreo para acondicionar temperatura, regular la
presión y filtrar el aire de proceso con el fin de llegar al
espejo enfriado. Nuestros ingenieros de aplicación
discutirán en detalle su aplicación y darán una
recomendación para el sistema que mejor se adapte a
sus necesidades.
Control autolimpiante y digital
Regulación de LED
Control termoeléctrico
de la bomba de calor
OP
AMP
Indicadores luminosos
Fotodetectores
Módulo de
enfriamiento
termoeléctrico
Espejo de
rodio o de
platino
PRTD de cuatro conductores
de precisión
Alimentación
Equilibrio óptico
Flujo de gas
Para entornos donde haya contaminantes físicos
como polvo, rocío de aceite y polen, se recomienda
usar un sistema de muestreo con algún medio
filtrante. El medio filtrante debe ser hidrofóbico para
no absorber ni liberar vapor de agua en el flujo de
prueba. Con el tiempo el espejo puede tallarse u
horadarse debido a los particulados, alterando sus
características de dispersión de luz. Los espejos de GE
son reemplazables en el campo. El espejo estándar de
rodio puede cambiarse por otro mejor de platino para
aplicaciones industriales.
GE desarrolló un esquema de compensación de
contaminación patentado llamado PACER®(Program
Automatic Error Reduction). El ciclo PACER puede
iniciarse manualmente o programando un ciclo
cronometrado. El ciclo comienza captando los datos
(durante el ciclo PACER se transmite un valor
constante) y enfriando el espejo bastante por debajo
del punto de rocío de tal modo que se forme una
gruesa capa de rocío sobre el espejo. Luego se
calienta rápidamente el espejo. Durante el
calentamiento se evapora rápidamente una cantidad
significativa de contaminación soluble y algo de la no
soluble. La contaminación que queda en el espejo
tienda a acumularse en puntos secos aislados o
manchas (de manera muy similar al vidrio que sale de
la lavadora de vajilla). Este proceso deja limpio
aproximadamente el 85% del espejo. La señal de luz
recibida por el fotodetector se compara contra un
indicador luminoso (LED)/fotodetector de referencia y
las dos señales se "balancean", negando
efectivamente el efecto de la contaminación residual
que queda en el espejo. El ciclo PACER funciona muy
bien, pero con el tiempo puede necesitarse la limpieza
manual. Todos los espejos enfriados de GE son
accesibles para la limpieza manual. La limpieza es un
proceso simple que consiste en pasar por el espejo un
GE
Sensing
Ciclo PACER
Antes del ciclo
PACER
Después del ciclo
PACER
Los datos se muestrean
y conservan (3 minutos)
El espejo se
calienta
al estado seco
(90 segundos)
El espejo regresa
al punto de rocío
(60 segundos)
El espejo se
enfría
y coalesce
(30 segundos)
El sistema óptico
se ajusta automáticamente para la
reflectancia correcta
(5 segundos)
Punto de
rocío
prevaleciente
Enfriamiento
Calenta-
miento
Término
del ciclo
Inicio
del ciclo
Ciclo PACER típico
Rapidez de respuesta
Punto
de rocío
Oscilación
Tiempo
Temperatura
Control analógico
Tiempo
Temperatura
Control Digiloop
Rapidez de respuesta
Punto
de rocío
0.05°C de pasos de temperatura
palillo con algodón mojado con una solución de
limpieza o agua destilada. (Se recomienda el agua
destilada como agente de limpieza final.)
GE desarrolló el control Digiloop™ para superar las
limitaciones del control tradicional analógico PID
(Integral proporcional y derivada). El control de
temperatura analógico produce oscilaciones
particularmente en niveles de humedad altos o de
traza. Es difícil aplicar el autoafinamiento o constantes
PID a los bucles del control analógico, los cuales están
sobre-humedecidos o sub-humedecidos. Digiloop
utiliza muestreo digital y control de alimentación de
avance tomando muestras basadas en el tiempo
cuando el punto de rocío está dentro de una banda
proporcional predeterminada. Al registrar las
oscilaciones, el control digital efectivamente predice la
magnitud de cambio y ajusta la corriente al módulo de
enfriamiento termoeléctrico, el cual escalona la
temperatura del espejo en incrementos de 0.09°F
(0.05°C). Esto produce un control y una precisión de
punto de rocío considerablemente mejorados.
GE
Sensing
Modelos
• VGA color con registrador de datos y
comunicaciones Ethernet disponible en estilos de
montaje en banco, repisa o pared
• Matriz de puntos de 4 x 40 disponible en estilos de
montaje en banco, repisa o pared
Alimentación
95 a 265 VCA, 50/60 Hz, 200 vatios
E/S eléctrica
Receptáculo de CA estilo IEC (montaje en banco),
bloque de terminal de tornillo (montaje en pared),
espejo enfriado multipasador y conectores de
sensor/cable de temperatura, terminales de tornillo
para salidas analógicas, DB-9 para RS232 y 10 base-T
para Ethernet*
Parámetros medidos
Punto de rocío, temperatura y 4 a 20 mA/0 a 5 VCC
Parámetros calculados
Humedad relativa, bulbo mojado, relación de mezclado
de masa, relación de mezclado volumétrico, humedad
absoluta, presión de vapor de agua y entalpia en
unidades inglesas y métricas, así como unidades
configuradas por el usuario
Entradas
1/3 Clase A DIN 43760, 100 S RTD y punto de
rocío/escarcha y temperatura de bulbo seco.
Alimentación por bucle 4 a 20 mA CC a 500 S de carga
máxima
Exactitud
La exactitud del sistema es ±0.36°F (±0.1°C) para punto
de rocío/escarcha, ±0.27°F (±0.15°C) para temperatura,
0.5% escala completa (FS) para presión
Rango
Gobernado mediante sensor
Histéresis
Insignificante
Sensibilidad
0.1% FS
A/D
16 bits
Especificaciones
de Optica
Memoria para registro de datos
6 megabytes*
Pantalla
1/4 color VGA permite visualizar hasta seis parámetros
o matriz de puntos de 4 x 40 permite visualizar tres
parámetros
Temperatura operativa
32°F a 122°F (0°C a 50°C)
Índice de enfriamiento
0.27°F (1.5°C )/seg típico sobre 32°F (0°C)
Interfaz digital
puerto RS232, puerto Ethernet*
Formato de salida digital
Datos texto ASCII, applet Ethernet java con protección
mediante contraseña*
Dirección TCP/IP
Programable por el usuario*
Salidas analógicas
(2) 4 a 20 mA y 0 a 5 VCC, configurable y escalable por
el usuario
Salidas analógicas
(2) 5 A a 250 V, relés form C, (SPDT)
Alojamiento
Banco: Tipo 1
Montaje en la pared: Tipo 4
Peso
Banco: 8 lb (3.6 kg)
Montaje en la pared: 10 lb (4.5 kg)
*Características disponible sólo con modelos VGA
16.5 pulgadas (419 mm)
13.5 pulgadas
(343 mm)
13.5 pulgadas
(343 mm)
6.5 pulgadas
(165 mm)
Sobre banco Montaje en la pared
GE
Sensing
Elemento sensor
RPT de cuatro conductores 1/3 Clase A DIN 43760, 100
S a 32°F (0°C)
Exactitud de punto de rocío/escarcha
Estándar: ±0.36°F (±0.2°C)
Opcional: ±0.27°F (±0.15°C)
Sensibilidad
>0.05°F (>0.03°C)
Repetibilidad
±0.09°F (±0.05°C)
Histéresis
Insignificante
Fases de enfriamiento
Módulo de enfriamiento termoeléctrico (TEC)
monofásico
Enfriamiento auxiliar
No aplicable
Depresión
81°F (45°C) a 77°F (25°C) bulbo seco a presión
atmosférica
Rango típico de medición
5°F a 77°F (-15°C a 25°C) punto de rocío/escarcha (Td)
en aire a 77°F (25°C) y presión atmosférica. Equivalente
a 5% a 100% humedad relativa.
Otros parámetros de humedad basados en cálculos.
Flujo de muestra
0.5 a 5.0 SCFH (0.25 a 2.5 L/min)
Temperatura operativa
5°F a 176°F (-15°C a 80°C)
Presión
-3 a 200 psig (0.8 a 15 bars)
1111H
Especificaciones
del espejo
enfriado
monofásico
Alimentación
Derivada de Optica
Estructura del sensor
Aluminio con revestimiento epóxico
Filtro
Filtro de politetrafluoretileno (PTFE) (estándar en
1111H-GE)
Espejo
Estándar: Cobre enchapado con rodio
Opcional: Platino macizo
Material mojado del sensor
Aluminio, cobre, mylar, PTFE, rodio o platino
Barrera de vapor
Mylar
Conector eléctrico
Conector estilo MS multipatilla
Peso
1 lb (1.4 kg) neto
Accesorios
MB-11 Soporte de montaje en la pared
PTFE-GE Filtro PTFE
P Espejo de platino
X Mayor exactitud ±0.27°F (±0.15°C) Td
O111D Protuberancia de presión (sólo 1111H)
1.23 pulgadas
(31 mm)
0.62 pulgadas
(16 mm)
2.57 pulgadas
(65 mm)
3.5 pulgadas
(89 mm)
Ø 1.2 pulgadas
(30 mm)
1 en NPT
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