湿敏元件是简单的温度传感器。湿敏元件主要有电阻式、电容式两大类。 湿敏电阻的特点是在基片上要盖一层用感湿材料制成的膜,当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时,元件的电阻率和电阻值都发生变化,利用这一特性即可测量湿度。 温敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的,常用的高分子材料有聚苯乙烯,聚酰亚胺,酪酸醋酸纤维等,当环境温度发生改变时 混敏电容的介电常数发生变化,使其电容量也发生变化,其申容变化量与相对混度成下比 电子式湿敏传感器的准确度可达2-3%RH,这比干湿球测湿精度高。 混敏元件的线性度及抗污染性差,在检测环境混度时,温敏元件要长期暴露在待测环境中,很容易被污染而影响其测量精度及长期 稳定性。这方面没有干温球测湿方法好。下面对各种幸尼韦尔HONEYWELL湿度传感器进行简单的介绍。 1、氯化锂温度传感器 (1)电阻式氢化锂湿度计 di一个基干电阳-混度特性原理的氢化锂电混敏元件是美国标准局的F.W.Dunmore研制出来的。这种元件具有较高的精度,同时结 构简单,价廉,适用于常沮常湿的测控等一系列优点。 氯化锂元件的测量范围与湿敏层的氯化锂浓度及其它成分有关。单个元件的有效感混范围一般在20%RH 以内。例如0.05%的浓度 对应的感湿范围约为(80~100)%RH,0.2%的浓度对应范围是(60~80)%RH 等。由此可见,要测量较宽的混度范围时,必须把 不同浓度的元件组合在一起使用。可用于全量程测量的湿度计组合的元件数一般为5个,采用元件组合法的氯化锂湿度计可测范围通常 为(15~100)%RH,国外有些产品声称其测量范围可达(2~100)%RH。 (2)露点式氯化锂湿度计 露点式氯化锂湿度计是由美国的Forboro公司首先研制出来的,其后我国和许多国家都做了大量的研究工作。这种湿度计和上述 电阳式氧化理混度计形式相似,但工作原理却*不同,简而言之,它是利用氯化锂饱和水溶液的饱和水汽压随温度变化而进行工作 的。 2、碳湿敏元件 碳混敏元件是美国的 E.K.Carver和C.WBreasefield干1942年首先提出来的,与常用的手发,肠衣和氯化锂等探空元件相比,硬 温敏元件具有响应速度快,重复性好,无冲蚀效应和滞后环窄等优点,因之令人瞩目,我国气象部门于70年代初开展碳湿敏元件的研 制,并取得了积极的成果,其测量不确定度不超过±5%RH,时间常数在正温时为2~3s,滞差一般在7%左右,比阻稳定性亦较好。 3、氧化铝湿度计 氧化铝传感器的突出优点是,体积可以非常小(例如用于探空仪的湿敏元件仅90um厚、12mg重),灵敏度高(测量下限 达-110℃露点),响应速度快(一般在0.3s到3s之间),测量信号直接以电参量的形式输出,大大简化了数据处理程序,等等。另 外,它还适用于测量液体中的水分,如上特点正是工业和气象中的某些测量领域所希望的,因此它被认为是进行高空大气探测可供选择 的几种合乎要求的传感器之一。也正是因为这些特点使人们对这种方法产生浓厚的兴趣。然而,遗憾的是尽管许多国家的专业人员为改 进传感器的性能进行了不解的努力,但是在探索生产质量稳定的产品的工艺条件,以及提高性能稳定性等与实用有关的重要问题 上始终未能取得重大的突破。因此,到目前为止,传感器通常只能在特定的条件和有限的范围内使用。近年来,这种方法在工业中的低霜点测量方面开始崭露头角。用四点来说明霍尼韦尔HONEYWELL湿度传感器的工作原理 湿敏元件是简单的温度传感器。湿敏元件主要有电阻式、电容式两大类。 湿敏电阻的特点是在基片上要盖一层用感湿材料制成的膜,当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时,元件的电阻率和电阻值都发生变化,利用这一特性即可测量湿度。 温敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的,常用的高分子材料有聚苯乙烯,聚酰亚胺,酪酸醋酸纤维等,当环境温度发生改变时 混敏电容的介电常数发生变化,使其电容量也发生变化,其申容变化量与相对混度成下比 电子式湿敏传感器的准确度可达2-3%RH,这比干湿球测湿精度高。 混敏元件的线性度及抗污染性差,在检测环境混度时,温敏元件要长期暴露在待测环境中,很容易被污染而影响其测量精度及长期 稳定性。这方面没有干温球测湿方法好。下面对各种幸尼韦尔HONEYWELL湿度传感器进行简单的介绍。 1、氯化锂温度传感器 (1)电阻式氢化锂湿度计 di一个基干电阳-混度特性原理的氢化锂电混敏元件是美国标准局的F.W.Dunmore研制出来的。这种元件具有较高的精度,同时结 构简单,价廉,适用于常沮常湿的测控等一系列优点。 氯化锂元件的测量范围与湿敏层的氯化锂浓度及其它成分有关。单个元件的有效感混范围一般在20%RH 以内。例如0.05%的浓度 对应的感湿范围约为(80~100)%RH,0.2%的浓度对应范围是(60~80)%RH 等。由此可见,要测量较宽的混度范围时,必须把 不同浓度的元件组合在一起使用。可用于全量程测量的湿度计组合的元件数一般为5个,采用元件组合法的氯化锂湿度计可测范围通常 为(15~100)%RH,国外有些产品声称其测量范围可达(2~100)%RH。 (2)露点式氯化锂湿度计 露点式氯化锂湿度计是由美国的Forboro公司首先研制出来的,其后我国和许多国家都做了大量的研究工作。这种湿度计和上述 电阳式氧化理混度计形式相似,但工作原理却*不同,简而言之,它是利用氯化锂饱和水溶液的饱和水汽压随温度变化而进行工作 的。 2、碳湿敏元件 碳混敏元件是美国的 E.K.Carver和C.WBreasefield干1942年首先提出来的,与常用的手发,肠衣和氯化锂等探空元件相比,硬 温敏元件具有响应速度快,重复性好,无冲蚀效应和滞后环窄等优点,因之令人瞩目,我国气象部门于70年代初开展碳湿敏元件的研 制,并取得了积极的成果,其测量不确定度不超过±5%RH,时间常数在正温时为2~3s,滞差一般在7%左右,比阻稳定性亦较好。 3、氧化铝湿度计 氧化铝传感器的突出优点是,体积可以非常小(例如用于探空仪的湿敏元件仅90um厚、12mg重),灵敏度高(测量下限 达-110℃露点),响应速度快(一般在0.3s到3s之间),测量信号直接以电参量的形式输出,大大简化了数据处理程序,等等。另 外,它还适用于测量液体中的水分,如上特点正是工业和气象中的某些测量领域所希望的,因此它被认为是进行高空大气探测可供选择 的几种合乎要求的传感器之一。也正是因为这些特点使人们对这种方法产生浓厚的兴趣。然而,遗憾的是尽管许多国家的专业人员为改 进传感器的性能进行了不解的努力,但是在探索生产质量稳定的产品的工艺条件,以及提高性能稳定性等与实用有关的重要问题 上始终未能取得重大的突破。因此,到目前为止,传感器通常只能在特定的条件和有限的范围内使用。近年来,这种方法在工业中的低霜点测量方面开始崭露头角。
|