- 1) uma redução na resposta aos COVs, devido a um efeito de extinção conforme a umidade aumenta (falso negativo)
- 2) um aumento acentuado e uma resposta oscilante quando sujeito a umidade muito alta, normalmente >90% UR (falso positivo).
- 1) o instrumento ser acoplado com um sensor de umidade e a leitura do PID é corrigida utilizando um algoritmo de compensação;
- 2) tubos dessecantes são colocados na entrada para secar o fluxo de gás;
- 3) o gás de calibração ser umidificado ao passá-lo por um tubo Nafion® para equilibrá-lo com a umidade do ar ambiente.
Efeito da UR em Concentração Variável
Testes de umidade adicionais foram conduzidos em concentrações de isobutileno variando de 10 a 1000 ppm em UR de 85%. A Figura 3 mostra que o Tiger apresentou leituras de até 10% do padrão em todas as concentrações, enquanto o dispositivo concorrente 2 apresentava erros muito maiores de até -34% com a Compensação de UR desligada e +62% com a Compensação de UR ligada. O dispositivo concorrente 1 parece supercompensar em concentrações baixas menores que 500 ppm e subcompensar acima de 700 ppm.
Figura 3. Erro de medição com 85% de UR como uma função da concentração de isobutileno.
Conclusões
Compensar os efeitos de umidade nunca é tão preciso quanto ter um sensor que não é afetado de forma inerente pela umidade. O algoritmo de compensação utilizado no dispositivo concorrente 1 para supercompensar de forma significativa em concentrações de isobutileno abaixo de 600 ppm e subcompensar acima de 800 ppm, em UR alta. Com a compensação desligada, a unidade dá uma resposta baixa falsa em UR alta, exceto em altas concentrações de isobutileno acima de 700 ppm. Assim, a pessoa é deixada com a escolha de leituras baixas, o que poderia resultar em superexposições inseguras, ou leituras altas, o que exigiria o uso de equipamento de proteção individual quando não é necessário. Os PIDs da Ion Science não apresentam tais efeitos de umidade, dando uma confiança muito maior na precisão da leitura.
Apêndice: Teoria da Eliminação do Efeito da Umidade
As Figuras 4 e 5 comparam os desenhos do sensor de um PID comum vs. um PID da Ion Science. Na maioria dos PIDs, todo o fluxo de gás é retirado pela membrana e, apesar da filtração, algumas partículas de poeira microscópicas passam pelo sensor, onde podem se acumular e obstruir as paredes. No sensor Ion Science, 99% do fluxo de gás passa pelo sensor e apenas cerca de 1% se dissipa pela membrana, resultando em um sensor muito mais limpo. As ampliações à esquerda das Figuras 4 e 5 exibem uma esquemática exagerada do acúmulo de poeira na parede. Quando essa contaminação está sujeita a altas umidades, ela absorve vapor de água muito mais que uma parede limpa de Teflon® e, assim, se torna um condutor e pode provocar um vazamento de corrente. No PID convencional, o vazamento é registrado como uma flutuação, aumentando constantemente a leitura, enquanto o fence electrode do PID da Ion Science captura a corrente com vazamento e não apresenta resposta falso-positiva. Embora não seja diagramado, o sensor da Ion Science também possui uma extensão leve muito menor, eliminando assim a extinção falso-negativa por vapor de água, como apresentado nas Figuras 1 e 2.
PID Convencional
Figura 4. Desenho do sensor do PID comum com todo o fluxo de gás pela cavidade do sensor e sem o Fence Electrode.
PID da Ion Science
Figura 5. O sensor do PID da Ion Science com desenho anticontaminação e Fence Electrode para eliminar os efeitos de umidade falso-positivos e falso-negativos.