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濕度傳感器的生活應(yīng)用

2018年01月21日 10:47 網(wǎng)絡(luò)整理 作者: 用戶(hù)評(píng)論(0

隨著全球一體化,國(guó)內(nèi)產(chǎn)品面臨巨大挑戰(zhàn)。各行業(yè)特別是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)都急切需

要進(jìn)行改造和提升。濕度是影響紡織品質(zhì)量的一個(gè)重要原因,在制藥行業(yè)里和食品行業(yè)里,則基本上憑經(jīng)驗(yàn),很少有人使用濕度傳感器或二氧化碳傳感器。在農(nóng)業(yè)方面各地建立了越來(lái)越多的新型溫室大棚,種植蔬菜,花卉等;養(yǎng)殖業(yè)對(duì)環(huán)境的測(cè)控也日感迫切,對(duì)于空氣的測(cè)量技術(shù)的需求也越來(lái)越大。對(duì)于傳統(tǒng)的如二氧化碳傳感器,二氧化碳變送器等的要求也越來(lái)越高。

現(xiàn)在在濕度測(cè)試領(lǐng)域大部分濕敏元件性能還只能在普通溫度環(huán)境下使用。而在特殊情況下如印染行業(yè)在紗錠烘干中,溫度能達(dá)到120攝氏度或更高溫度;在食品行業(yè)中,食物的烘烤溫度能達(dá)到80-200攝氏度左右;耐高溫材料,如陶瓷過(guò)濾器的烘干等能達(dá)到200攝氏度以上。而普通的濕度傳感器是很難測(cè)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(wǎng)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(duì)濕度的大氣環(huán)境中,因感濕膜吸附水分子而使電容值呈現(xiàn)規(guī)律性變化。

在設(shè)計(jì)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(zhì)膜的厚度d和平板電容的效面積S也和溫度有關(guān)。溫度變化所引起的介質(zhì)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(shù)可達(dá)到 的量級(jí)。例如硝酸纖維素的平均熱線脹系數(shù)為108x10-5/℃。隨著溫度上升,介質(zhì)膜厚d增加,對(duì)C呈負(fù)貢獻(xiàn)值;但感濕膜的膨脹又使介質(zhì)對(duì)水的吸附量增加,即對(duì)C呈正值貢獻(xiàn)??梢?jiàn)濕敏電容的溫度特性受多種因素支配,在不同的濕度范圍溫漂不同;在不同的溫區(qū)呈不同的溫度系數(shù);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(shù)并非常數(shù),而是個(gè)變量。所以通常傳感器生產(chǎn)廠家能在-10-60攝氏度范圍內(nèi)是傳感器線性化減小溫度對(duì)濕敏元件的影響。 當(dāng)前在濕敏元件的開(kāi)發(fā)和研究中,電阻式濕度傳感器應(yīng)當(dāng)最適用于濕度控制領(lǐng)域,其代表產(chǎn)品氯化鋰濕度傳感器具有穩(wěn)定性、耐溫性和使用壽命長(zhǎng)多項(xiàng)重要的優(yōu)點(diǎn)。

任何行業(yè)的工作都離不開(kāi)空氣,而空氣的濕度又與工作、生活、生產(chǎn)有直接聯(lián)系,使?jié)穸鹊谋O(jiān)測(cè)與控制越來(lái)越顯得重要。濕度傳感器的應(yīng)用主要有如下幾個(gè)方面:

(1) 氣候監(jiān)測(cè) 天氣測(cè)量和預(yù)報(bào)對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、軍事及人民生活和科學(xué)實(shí)驗(yàn)等方面都有重要意義,因而濕度傳感器是必不可少的測(cè)濕設(shè)備,如樹(shù)脂膨散式濕度傳感器已用于氣象氣球測(cè)濕儀器上。

(2) 溫室養(yǎng)殖 現(xiàn)代農(nóng)林畜牧各產(chǎn)業(yè)都有相當(dāng)數(shù)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(nóng)作物、樹(shù)木、畜禽等生長(zhǎng)適宜的范圍,是減少病蟲(chóng)害、提高產(chǎn)量的條件之一。

(3) 工業(yè)生產(chǎn) 在紡織、電子、精密機(jī)器、陶瓷工業(yè)等部門(mén),空氣濕度直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量,必須有效地進(jìn)行監(jiān)測(cè)調(diào)控。

(4) 物品儲(chǔ)藏 各種物品對(duì)環(huán)境均有一定的適應(yīng)性。濕度過(guò)高過(guò)低均會(huì)使物品喪失原有性能。如在高濕度地區(qū),電子產(chǎn)品在倉(cāng)庫(kù)的損害嚴(yán)重,非金屬零件會(huì)發(fā)霉變質(zhì),金屬零件會(huì)腐蝕生銹。

(5) 精密儀器的使用保護(hù) 許多精密儀器、設(shè)備對(duì)工作環(huán)境要求較高。環(huán)境濕度必須控制在一定范圍內(nèi),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(jī)工作濕度在55 % ±10 %較好。溫度過(guò)高會(huì)影響絕緣性能,過(guò)低易產(chǎn)生靜電,影響正常工作。

氯化鋰濕敏器件屬于電解質(zhì)感濕性材料,氯化鋰電解質(zhì)感濕液依據(jù)當(dāng)量電導(dǎo)隨著溶液濃度的增加而下降。電解質(zhì)溶解于水中降低水面上的水蒸氣壓的原理而實(shí)現(xiàn)感濕。 氯化鋰濕度傳感器其特有的長(zhǎng)期穩(wěn)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(jīng)過(guò)感濕混合液的配制和工藝上的嚴(yán)格控制是保持和發(fā)揮這一特性的關(guān)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(xué)的進(jìn)步,它們的性能將會(huì)最來(lái)最好。

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( 發(fā)表人:龔婷 )

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