技術(shu)文(wen)章(zhang)
當前(qian)位(wei)置:首頁 > 技(ji)術(shu)文(wen)章(zhang) > 濕(shi)度傳(chuan)感器分(fen)類(lei)
能夠(gou)用(yong)來(lai)制(zhi)造(zao)濕(shi)度傳(chuan)感器的吸濕物(wu)質必(bi)須滿(man)足(zu)濕度-電阻(或(huo)電容)特(te)性(xing)可逆這(zhe)壹(yi)基(ji)本(ben)條件,同時(shi)應當(dang)具(ju)有(you)良好的重復性(xing)。利(li)用(yong)這(zhe)些物質(zhi)制(zhi)成的濕敏(min)元(yuan)件,配上適(shi)當(dang)的電路(lu)便構成相應(ying)的濕度測(ce)量(liang)儀(yi)表(biao),人(ren)們通(tong)常(chang)把基於(yu)測量(liang)吸濕物(wu)質的電阻或(huo)電容變化(hua)的濕度計稱(cheng)為(wei)
濕(shi)度傳(chuan)感器,主(zhu)要有(you)氯化(hua)鋰(li)濕(shi)度傳(chuan)感器、氧化(hua)鋁(lv)濕(shi)度傳(chuan)感器、碳和(he)陶瓷(ci)濕(shi)度傳(chuan)感器,以及利(li)用(yong)高(gao)聚(ju)物(wu)膜(mo)和(he)各種(zhong)無機化(hua)合(he)物(wu)晶(jing)體(ti),如鈮(ni)酸(suan)鋰、硫(liu)化(hua)鎘、氯化(hua)鈉等(deng)制作的電阻式濕(shi)度傳(chuan)感等(deng)。下面對各(ge)種(zhong)濕度傳(chuan)感器進(jin)行(xing)簡單(dan)的介(jie)紹(shao)。
濕(shi)度傳(chuan)感器
1、氯化(hua)鋰(li)濕(shi)度傳(chuan)感器
(1)電阻式氯化(hua)鋰(li)濕(shi)度計
*個(ge)基(ji)於(yu)電阻-濕度特(te)性(xing)原理(li)的氯化(hua)鋰(li)電濕敏(min)元(yuan)件是(shi)美(mei)國(guo)標準(zhun)局(ju)的F.W.Dunmore研(yan)制出(chu)來的。這(zhe)種(zhong)元件具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的精度,同時(shi)
結構簡單(dan)、價廉(lian),適用(yong)於(yu)常(chang)溫(wen)常(chang)濕的測控等(deng)壹系(xi)列優(you)點(dian)。
氯化(hua)鋰(li)元(yuan)件的測量範(fan)圍(wei)與(yu)濕敏(min)層(ceng)的氯化(hua)鋰(li)濃(nong)度及其(qi)它(ta)成分(fen)有(you)關。單(dan)個元(yuan)件的有(you)效(xiao)感濕範(fan)圍(wei)壹(yi)般(ban)在(zai)20%RH 以(yi)內。例(li)如0.05%的濃
度對(dui)應(ying)的感濕範(fan)圍(wei)約(yue)為(wei)(80~100)%RH ,0.2%的濃度對(dui)應(ying)範(fan)圍(wei)是(shi)(60~80)%RH 等(deng)。由此(ci)可見,要測量(liang)較寬(kuan)的濕度範(fan)圍(wei)時(shi),必(bi)須把不同濃(nong)度的元件組合(he)在(zai)壹(yi)起使用(yong)。可(ke)用(yong)於(yu)全(quan)量(liang)程(cheng)測(ce)量(liang)的濕度計組(zu)合(he)的元件數(shu)壹般(ban)為(wei)5個,采用(yong)元(yuan)件組合(he)法(fa)的氯化(hua)鋰(li)濕(shi)度計可(ke)測(ce)範(fan)圍(wei)通(tong)常(chang)為(wei)(15~100)%RH,國(guo)外(wai)有(you)些產品(pin)聲稱(cheng)其測(ce)量範(fan)圍(wei)可(ke)達(2 ~100)%RH 。
(2)露點(dian)式氯化(hua)鋰(li)濕(shi)度計
露(lu)點(dian)式氯化(hua)鋰(li)濕(shi)度計是(shi)由(you)美(mei)國(guo)的 Forboro 公司首先(xian)研(yan)制出(chu)來的,其後(hou)我國(guo)和許多國(guo)家都(dou)做了(le)大量(liang)的研(yan)究(jiu)工作。這(zhe)種(zhong)濕度計和(he)上述(shu)電阻式氯化(hua)鋰(li)濕(shi)度計形式相(xiang)似(si),但(dan)工作原理卻*不(bu)同。簡而(er)言之,它(ta)是(shi)利(li)用(yong)氯化(hua)鋰(li)飽(bao)和(he)水(shui)溶(rong)液(ye)的飽(bao)和(he)水(shui)汽(qi)壓(ya)隨(sui)溫度變化(hua)而(er)進(jin)行(xing)工作的。
2、碳濕(shi)敏(min)元(yuan)件
碳濕(shi)敏(min)元(yuan)件是(shi)美(mei)國(guo)的 E.K.Carver 和 C.W.Breasefield 於1942年(nian)首先(xian)提出來(lai)的,與常用(yong)的毛發、腸衣和氯化(hua)鋰(li)等(deng)探(tan)空元(yuan)件相比,碳濕(shi)敏(min)元(yuan)件具(ju)有(you)響應(ying)速(su)度快(kuai)、重(zhong)復性(xing)好、無沖(chong)蝕(shi)效(xiao)應和(he)滯後(hou)環窄等(deng)優(you)點(dian),因之令(ling)人(ren)矚目(mu)。我國(guo)氣象(xiang)部門(men)於70年(nian)代初開展碳濕(shi)敏(min)元(yuan)件的研(yan)制,並(bing)取得了積極的成果,其測量(liang)不確(que)定(ding)度不(bu)超過±5%RH ,時(shi)間常(chang)數(shu)在(zai)正(zheng)溫時(shi)為2~3s,滯差(cha)壹(yi)般(ban)在(zai)7%左(zuo)右,比阻穩定(ding)性(xing)亦較(jiao)好。
3、氧化(hua)鋁(lv)濕(shi)度計
氧化(hua)鋁(lv)傳(chuan)感器的突(tu)出(chu)優(you)點(dian)是(shi),體(ti)積(ji)可(ke)以非常(chang)小(xiao)(例(li)如用(yong)於(yu)探(tan)空儀(yi)的濕敏(min)元(yuan)件僅90μm厚(hou)、12mg重(zhong)),靈敏(min)度高(gao)(測(ce)量(liang)下(xia)限(xian)達-110℃露點(dian)),響應(ying)速(su)度快(kuai)(壹(yi)般(ban)在(zai) 0.3s 到 3s 之間(jian)),測(ce)量(liang)信(xin)號(hao)直(zhi)接以電參量的形式輸出(chu),大大簡化(hua)了(le)數(shu)據(ju)處(chu)理程(cheng)序(xu),等(deng)等(deng)。另外(wai),它(ta)還適(shi)用(yong)於(yu)測(ce)量(liang)液(ye)體(ti)中(zhong)的水分(fen)。如上特(te)點(dian)正是(shi)工業和氣象(xiang)中的某(mou)些測量(liang)領(ling)域所(suo)希望的。因此它(ta)被認(ren)為是(shi)進(jin)行(xing)高(gao)空(kong)大(da)氣探(tan)測可(ke)供(gong)選(xuan)擇的幾種(zhong)合(he)乎(hu)要求(qiu)的傳(chuan)感器之壹(yi)。也正(zheng)是(shi)因(yin)為(wei)這(zhe)些特(te)點(dian)使人(ren)們對這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)產(chan)生(sheng)濃厚(hou)的興趣。然(ran)而(er),遺(yi)憾的是(shi)盡管許多國(guo)家的專業人員(yuan)為(wei)改進(jin)傳(chuan)感器的性(xing)能進(jin)行(xing)了(le)不(bu)懈(xie)的努(nu)力(li),但(dan)是(shi)在(zai)探(tan)索(suo)生產(chan)質(zhi)量穩定(ding)的產品(pin)的工藝(yi)條件,以及提(ti)高(gao)性(xing)能穩定(ding)性(xing)等(deng)與實用(yong)有(you)關的重要問題(ti)
上始(shi)終未(wei)能取(qu)得重大的突(tu)破。因此(ci),到目(mu)前為(wei)止,傳(chuan)感器通(tong)常(chang)只能在(zai)特(te)定(ding)的條件和有(you)限(xian)的範(fan)圍(wei)內(nei)使用(yong)。近(jin)年(nian)來(lai),這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)在(zai)工業中的
低霜(shuang)點(dian)測量(liang)方(fang)面開始(shi)嶄露頭(tou)角。
4、陶瓷(ci)濕(shi)度傳(chuan)感器
在(zai)濕(shi)度測(ce)量(liang)領域中,對於低(di)濕(shi)和(he)高(gao)濕(shi)及其(qi)在(zai)低(di)溫和高(gao)溫(wen)條件下的測量,到目(mu)前為(wei)止仍(reng)然(ran)是(shi)壹(yi)個(ge)薄(bo)弱環節,而(er)其中(zhong)又(you)以高(gao)溫(wen)條件下的濕度測(ce)量(liang)技術(shu)*為落後(hou)。以(yi)往,通(tong)風幹濕球(qiu)濕(shi)度計幾(ji)乎(hu)是(shi)在(zai)這(zhe)個(ge)溫(wen)度條件下可(ke)以(yi)使用(yong)的*方(fang)法(fa),而(er)該法(fa)在(zai)實際(ji)使(shi)用(yong)中(zhong)亦(yi)存(cun)在(zai)種(zhong)種(zhong)問題(ti),無法(fa)令(ling)人(ren)滿(man)意。另(ling)壹方(fang)面,科學技(ji)術的進(jin)展,要求(qiu)在(zai)高(gao)溫(wen)下(xia)測(ce)量(liang)濕度的場合(he)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo),例(li)如水(shui)泥、金(jin)屬(shu)冶(ye)煉、食(shi)品(pin)加(jia)工等(deng)涉及工藝(yi)條件和質(zhi)量(liang)控制的許多工業過程(cheng)的濕度測(ce)量(liang)與控(kong)制。因此(ci),自60年(nian)代起(qi),許多國(guo)家開(kai)始竟(jing)相(xiang)研(yan)制適(shi)用(yong)於(yu)高(gao)溫(wen)條件下進(jin)行(xing)測(ce)量(liang)的濕度傳(chuan)感器。
考慮(lv)到傳(chuan)感器的使用(yong)條件,人們很自然(ran)地(di)把探(tan)索(suo)方(fang)向著眼於既具(ju)有(you)吸水性(xing)又(you)能耐(nai)高(gao)溫(wen)的某(mou)些無機物上。實踐已經(jing)證(zheng)明(ming),陶瓷(ci)元(yuan)件
不僅(jin)具(ju)有(you)濕(shi)敏(min)特(te)性(xing),而(er)且還可以(yi)作為感溫元件和氣敏(min)元(yuan)件。這(zhe)些特(te)性(xing)使它(ta)極有(you)可(ke)能成(cheng)為壹(yi)種(zhong)有(you)發展前(qian)途(tu)的多功(gong)能傳(chuan)感器。寺(si)日(ri)、福(fu)島、新田(tian)等(deng)人在(zai)這(zhe)方(fang)面已經(jing)邁(mai)出了(le)頗(po)為成(cheng)功(gong)的壹步。他(ta)們於 1980 年(nian)研(yan)制成(cheng)稱之為(wei)“濕(shi)瓷(ci) - Ⅱ型”和(he)“濕瓷 - Ⅲ型”的多功(gong)能傳(chuan)感器。
前者可測控溫度和(he)濕(shi)度,主(zhu)要用(yong)於(yu)空(kong)調(tiao),後(hou)者(zhe)可(ke)用(yong)來(lai)測(ce)量(liang)濕(shi)度和(he)諸(zhu)如酒(jiu)精(jing)等(deng)多種(zhong)有(you)機蒸(zheng)氣,主(zhu)要用(yong)於(yu)食(shi)品(pin)加(jia)工方(fang)面。
各種(zhong)類(lei)型濕(shi)度傳(chuan)感器
以上幾(ji)種(zhong)是(shi)應(ying)用(yong)較(jiao)多(duo)的幾種(zhong)類(lei)型傳(chuan)感器,另外(wai)還(hai)有(you)其(qi)他(ta)根(gen)據(ju)不(bu)同原(yuan)理(li)而(er)研(yan)制的濕度傳(chuan)感器,這(zhe)裏(li)就不(bu)壹(yi)壹介(jie)紹(shao)了(le)。
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