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濕度傳感器的生活應用

2018年01月21日 10:47 網絡整理 作者: 用戶評論(0

隨著全球一體化,國內產品面臨巨大挑戰。各行業特別是傳統產業都急切需

要進行改造和提升。濕度是影響紡織品質量的一個重要原因,在制藥行業里和食品行業里,則基本上憑經驗,很少有人使用濕度傳感器或二氧化碳傳感器。在農業方面各地建立了越來越多的新型溫室大棚,種植蔬菜,花卉等;養殖業對環境的測控也日感迫切,對于空氣的測量技術的需求也越來越大。對于傳統的如二氧化碳傳感器,二氧化碳變送器等的要求也越來越高。

現在在濕度測試領域大部分濕敏元件性能還只能在普通溫度環境下使用。而在特殊情況下如印染行業在紗錠烘干中,溫度能達到120攝氏度或更高溫度;在食品行業中,食物的烘烤溫度能達到80-200攝氏度左右;耐高溫材料,如陶瓷過濾器的烘干等能達到200攝氏度以上。而普通的濕度傳感器是很難測量的。

如何提升濕度傳感器的性能,得先了解它的基本原理:高分子電容式濕度傳感器通常都是在絕緣的基片諸如玻璃、陶瓷、硅等材料上,用絲網漏印或真空鍍膜工藝做出電極,再用浸漬或其它辦法將感濕膠涂覆在電極上做成電容元件。濕敏元件在不同相對濕度的大氣環境中,因感濕膜吸附水分子而使電容值呈現規律性變化。

在設計和制作工藝中很難組到感濕特性全濕程線性。作為電容器,高分子介質膜的厚度d和平板電容的效面積S也和溫度有關。溫度變化所引起的介質幾何尺寸的變化將影響C值。高分子聚合物的平均熱線脹系數可達到 的量級。例如硝酸纖維素的平均熱線脹系數為108x10-5/℃。隨著溫度上升,介質膜厚d增加,對C呈負貢獻值;但感濕膜的膨脹又使介質對水的吸附量增加,即對C呈正值貢獻??梢姖衩綦娙莸臏囟忍匦允芏喾N因素支配,在不同的濕度范圍溫漂不同;在不同的溫區呈不同的溫度系數;不同的感濕材料溫度特性不同。

總之,高分子濕度傳感器的溫度系數并非常數,而是個變量。所以通常傳感器生產廠家能在-10-60攝氏度范圍內是傳感器線性化減小溫度對濕敏元件的影響。 當前在濕敏元件的開發和研究中,電阻式濕度傳感器應當最適用于濕度控制領域,其代表產品氯化鋰濕度傳感器具有穩定性、耐溫性和使用壽命長多項重要的優點。

任何行業的工作都離不開空氣,而空氣的濕度又與工作、生活、生產有直接聯系,使濕度的監測與控制越來越顯得重要。濕度傳感器的應用主要有如下幾個方面:

(1) 氣候監測 天氣測量和預報對工農業生產、軍事及人民生活和科學實驗等方面都有重要意義,因而濕度傳感器是必不可少的測濕設備,如樹脂膨散式濕度傳感器已用于氣象氣球測濕儀器上。

(2) 溫室養殖 現代農林畜牧各產業都有相當數量的溫室,溫室的濕度控制與溫度控制同樣重要,把濕度控制在農作物、樹木、畜禽等生長適宜的范圍,是減少病蟲害、提高產量的條件之一。

(3) 工業生產 在紡織、電子、精密機器、陶瓷工業等部門,空氣濕度直接影響產品的質量和產量,必須有效地進行監測調控。

(4) 物品儲藏 各種物品對環境均有一定的適應性。濕度過高過低均會使物品喪失原有性能。如在高濕度地區,電子產品在倉庫的損害嚴重,非金屬零件會發霉變質,金屬零件會腐蝕生銹。

(5) 精密儀器的使用保護 許多精密儀器、設備對工作環境要求較高。環境濕度必須控制在一定范圍內,以保證它們的正常工作,提高工作效率及可靠性。如電話程控交換機工作濕度在55 % ±10 %較好。溫度過高會影響絕緣性能,過低易產生靜電,影響正常工作。

氯化鋰濕敏器件屬于電解質感濕性材料,氯化鋰電解質感濕液依據當量電導隨著溶液濃度的增加而下降。電解質溶解于水中降低水面上的水蒸氣壓的原理而實現感濕。 氯化鋰濕度傳感器其特有的長期穩定性是其它感濕材料不可替代的,也是濕度傳感器最重要的性能。經過感濕混合液的配制和工藝上的嚴格控制是保持和發揮這一特性的關鍵。

傳感器在人們的生活拌演著不可或缺的角色,相信隨著科學的進步,它們的性能將會最來最好。

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( 發表人:龔婷 )

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