除濕機(jī)濕度傳感器知識(shí)

除濕機(jī)濕度傳感器知識(shí)

能夠用來制造除濕機(jī)濕度傳感器的吸濕物質(zhì)必須滿足濕度-電阻（或電容）特性可逆這一基本條件，同時(shí)應(yīng)當(dāng)具有良好的重復(fù)性。利用這些物質(zhì)制成的濕敏元件，配上適當(dāng)?shù)碾娐繁銟?gòu)成相應(yīng)的濕度測(cè)量?jī)x表，人們通常把基于測(cè)量吸濕物質(zhì)的電阻或電容變化的濕度計(jì)稱為濕度傳感器。

除濕機(jī)濕度傳感器主要有氯化鋰濕度傳感器、氧化鋁濕度傳感器、碳和陶瓷濕度傳感器，以及利用高聚物膜和各種無機(jī)化合物晶體，如鈮酸鋰、硫化鎘、氯化鈉等制作的電阻式濕度傳感器等。下面對(duì)各種濕度傳感器進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。

1、氯化鋰濕度傳感器

（1）電阻式氯化鋰濕度計(jì)

第一個(gè)基于電阻-濕度特性原理的氯化鋰電濕敏元件是美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)局的F.W.Dunmore研制出來的。這種元件具有較高的精度，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)廉，適用于常溫常濕的測(cè)控等一系列優(yōu)點(diǎn)。

氯化鋰元件的測(cè)量范圍與濕敏層的氯化鋰濃度及其它成分有關(guān)。單個(gè)元件的有效感濕范圍一般在20％RH 以內(nèi)。例如0.05％的濃度對(duì)應(yīng)的感濕范圍約為（80～100）％RH ，0.2％的濃度對(duì)應(yīng)范圍是（60～80）％RH 等。由此可見，要測(cè)量較寬的濕度范圍時(shí)，必須把不同濃度的元件組合在一起使用?？捎糜谌砍虦y(cè)量的濕度計(jì)組合的元件數(shù)一般為5個(gè)，采用元件組合法的氯化鋰濕度計(jì)可測(cè)范圍通常為（15～100）％RH，國(guó)外有些產(chǎn)品聲稱其測(cè)量范圍可達(dá)（2 ～100）%RH。

（2）露點(diǎn)式氯化鋰濕度計(jì)

露點(diǎn)式氯化鋰濕度計(jì)是由美國(guó)的 Forboro 公司首先研制出來的，其后我國(guó)和許多國(guó)家都做了大量的研究工作。這種濕度計(jì)和上述電阻式氯化鋰濕度計(jì)形式相似，但工作原理卻完全不同。簡(jiǎn)而言之，它是利用氯化鋰飽和水溶液的飽和水汽壓隨溫度變化而進(jìn)行工作的。

2、碳濕敏元件

碳濕敏元件是美國(guó)的 E.K.Carver 和 C.W.Breasefield 于1942年首先提出來的，與常用的毛發(fā)、腸衣和氯化鋰等探空元件相比，碳濕敏元件具有響應(yīng)速度快、重復(fù)性好、無沖蝕效應(yīng)和滯后環(huán)窄等優(yōu)點(diǎn)，因之令人矚目。我國(guó)氣象部門于70年代初開展碳濕敏元件的研制，并取得了積極的成果，其測(cè)量不確定度不超過±5％RH ，時(shí)間常數(shù)在正溫時(shí)為2～3s，滯差一般在7％左右，比阻穩(wěn)定性亦較好。

3、氧化鋁濕度計(jì)

氧化鋁傳感器的突出優(yōu)點(diǎn)是，體積可以非常小（例如用于探空儀的濕敏元件僅90μm厚、12mg重），靈敏度高（測(cè)量下限達(dá)-110℃露點(diǎn)），響應(yīng)速度快（一般在 0.3s 到 3s 之間），測(cè)量信號(hào)直接以電參量的形式輸出，大大簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)處理程序，等等。另外，它還適用于測(cè)量液體中的水分。如上特點(diǎn)正是工業(yè)和氣象中的某些測(cè)量領(lǐng)域所希望的。因此它被認(rèn)為是進(jìn)行高空大氣探測(cè)可供選擇的幾種合乎要求的傳感器之一。也正是因?yàn)檫@些特點(diǎn)使人們對(duì)這種方法產(chǎn)生濃厚的興趣。然而，遺憾的是盡管許多國(guó)家的專業(yè)人員為改進(jìn)傳感器的性能進(jìn)行了不懈的努力，但是在探索生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品的工藝條件，以及提高性能穩(wěn)定性等與實(shí)用有關(guān)的重要問題上始終未能取得重大的突破。因此，到目前為止，傳感器通常只能在特定的條件和有限的范圍內(nèi)使用。近年來，這種方法在工業(yè)中的低霜點(diǎn)測(cè)量方面開始嶄露頭角。

4、陶瓷濕度傳感器

在濕度測(cè)量領(lǐng)域中，對(duì)于低濕和高濕及其在低溫和高溫條件下的測(cè)量，到目前為止仍然是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，而其中又以高溫條件下的濕度測(cè)量技術(shù)最為落后。以往，通風(fēng)干濕球濕度計(jì)幾乎是在這個(gè)溫度條件下可以使用的唯一方法，而該法在實(shí)際使用中亦存在種種問題，無法令人滿意。另一方面，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)展，要求在高溫下測(cè)量濕度的場(chǎng)合越來越多，例如水泥、金屬冶煉、食品加工等涉及工藝條件和質(zhì)量控制的許多工業(yè)過程的濕度測(cè)量與控制。因此，自60年代起，許多國(guó)家開始竟相研制適用于高溫條件下進(jìn)行測(cè)量的濕度傳感器。

考慮到傳感器的使用條件，人們很自然地把探索方向著眼于既具有吸水性又能耐高溫的某些無機(jī)物上。實(shí)踐已經(jīng)證明，陶瓷元件不僅具有濕敏特性，而且還可以作為感溫元件和氣敏元件。這些特性使它極有可能成為一種有發(fā)展前途的多功能傳感器。寺日、福島、新田等人在這方面已經(jīng)邁出了頗為成功的一步。他們于 1980 年研制成稱之為“濕瓷 – Ⅱ型”和“濕瓷 – Ⅲ型”的多功能傳感器。

前者可測(cè)控溫度和濕度，主要用于空調(diào)，后者可用來測(cè)量濕度和諸如酒精等多種有機(jī)蒸氣，主要用于食品加工方面。以上幾種是應(yīng)用較多的幾種類型傳感器，另外還有其他根據(jù)不同原理而研制的濕度傳感器，這里就不一一介紹了。濕度傳感器廣泛應(yīng)用在除濕機(jī)領(lǐng)域，除濕機(jī)濕度傳感器的精度也成為了人民最為關(guān)心的話題。

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