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濕度檢測常見的兩種方式
點(diǎn)擊次數(shù):2081 發(fā)布時(shí)間:2016-8-8
東莞賽思檢測設(shè)備有限公司介紹關(guān)于濕度檢測常見有兩種方式:干濕球濕度計(jì),、電子濕度傳感器,。
1、濕度的定義
比較經(jīng)典的說法:空氣濕度(簡稱濕度)是表示空氣中的水汽含量和潮濕程度的物理量,。
日常生活中所指的濕度常為相對(duì)濕度,,用%RH(Relative Humidity)表示,即氣體中的水蒸氣壓與其氣體的飽和水蒸氣壓的百分比,,它的值顯示水蒸氣的飽和度有多高,。
溫濕度試驗(yàn)箱行業(yè)多數(shù)情況下提到濕度也是指相對(duì)濕度。
AH:濕度(Absolute Humidity), 單位質(zhì)量或體積空氣中所含濕氣的多少,,單位g/kg或g/m3,;
SH:飽和濕度(Saturation Point Humidity) ,單位質(zhì)量或體積空氣中所能保有的zui大濕氣量,。
濕度的表示方式有很多種,,常用的有濕度、比濕,、混合比,、相對(duì)濕度和露點(diǎn)等。
濕度的表達(dá)方式
2,、濕度的檢測與分類
對(duì)于濕度的檢測人類發(fā)明了很多方法,,根據(jù)工作原理的不同進(jìn)行分類,一般有:
1)伸縮式
這是使用歷史較久的傳感器,, 如zui早出現(xiàn)的毛發(fā)濕度計(jì),。主要是根據(jù)測定材料的在不同濕度時(shí)伸縮不同進(jìn)行濕度測量, 材料選用毛發(fā),、尼龍絲等,。由于毛發(fā)、尼龍絲濕度敏感元件的反應(yīng)速度慢,,相對(duì)濕度與輸出位移量的變化不成線性關(guān)系,,使用的時(shí)間長久之后,易塑性變形和老化,,但這種敏感元件因具有構(gòu)造簡單,,工作可靠,價(jià)廉和不需要經(jīng)常維護(hù)等優(yōu)點(diǎn),雖然精度不高(一般為±15%),,但能滿足舒適性空調(diào)等一般要求,。
毛發(fā)濕度計(jì)的構(gòu)造如下圖:
毛發(fā)濕度計(jì)構(gòu)造原理圖:
2)蒸發(fā)式
也稱為干濕球濕度計(jì),利用當(dāng)大氣壓力和風(fēng)速不變時(shí),,水分蒸發(fā)時(shí)必須向外界吸收熱能這一效應(yīng)研制而成,。方法是采用兩個(gè)相同的溫度傳感器分別放于被測濕度場和飽和濕度場中,當(dāng)空氣中的相對(duì)濕度發(fā)生變化時(shí),, 兩個(gè)溫度傳感器就會(huì)出現(xiàn)差值,,從而測定空氣中的相對(duì)濕度。
Wet-bulb Pluses:
可靠,、簡單,,便于維護(hù),無需校準(zhǔn),,容易判斷是否故障,,僅有兩種典型失效情況:濕球紗布需要更換或者供水失效。濕球紗布更換的成本低廉,。
Reliable, simple technology
Easy to maintain
No calibration required
Easy to determine if malfunctioning (starts reading 100%)
Only two typical failure modes: wick needs changing or water supply is gone
Wicks are cheap to replace
3,、露點(diǎn)式
當(dāng)一固體冷卻至足以使周圍水蒸氣凝固時(shí),固體上面開始結(jié)露,。測出此物體表面的溫度,,即露點(diǎn)溫度。獲得此量后,, 再加上溫度和氣壓,,就可以換算為任何需要的濕度表示。
4,、電子式
利用材料的電特性與空氣中濕度變化呈現(xiàn)一定的關(guān)系確定氣體濕度,。主要有:①電阻式,利用吸濕性能較好的物質(zhì)吸附水汽后電阻發(fā)生變化而制得,, 但由于電阻受溫度影響較大,, 固有的溫度系數(shù)使其不能工作在很寬的溫度范圍內(nèi)。②電容式,,利用感濕材料吸水后介電常數(shù)發(fā)生變化而改變電容值,。它與電阻型濕度計(jì)相比有顯著的優(yōu)勢(shì):靈敏度高, 功耗低,, 溫漂小,, 其優(yōu)良的性能受到了科學(xué)家們的普遍關(guān)注。由于易于與COMS工藝相結(jié)合,, 便于實(shí)現(xiàn)小型化,、集成化, 因此現(xiàn)在市面上出售的濕度計(jì)絕大部分都是電容型的。
某廠家總結(jié)的濕度傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)
Solid-state Pluses:優(yōu)勢(shì)
No wick to change
無需更換濕球紗布
Can read humidity below freezing and above boiling (although normal chambers can't control at these conditions)
能夠測量冰點(diǎn)以下及沸點(diǎn)以上的濕度(雖然普通試驗(yàn)箱無法控制這些情況下的濕度)
Solid-state Minuses:缺點(diǎn)
Malfunction (loss of calibration) cannot be detected easily發(fā)生故障不容易發(fā)現(xiàn)
Can be damaged by extreme temperatures
溫度會(huì)失效
Can be damaged (temporary or permanent) by condensation (when operated near 100% RH)
凝露(接近100%相對(duì)濕度時(shí))會(huì)導(dǎo)致暫時(shí)或*失效
Needs regular calibration (every 6 months)
需要定期校準(zhǔn)(每隔6個(gè)月)
Requires specialized equipment for proper calibration and adjustment
需要專業(yè)的設(shè)備校準(zhǔn)和調(diào)試
Accuracy varies depending on temperature
誤差隨著不同溫度而不同
Expensive to replace
替換昂貴
總的來講濕度傳感器具有如下特點(diǎn)或者叫缺點(diǎn):
1)精度和長期穩(wěn)定性
濕度傳感器的精度應(yīng)達(dá)到±2%~±5%RH,,達(dá)不到這個(gè)水平很難作為計(jì)量器具使用,,濕度傳感器要達(dá)到±2%~±3%RH的精度是比較困難的,通常產(chǎn)品資料中給出的特性是在常溫(20℃±10℃)和潔凈的氣體中測量的,。在實(shí)際使用中,,由于塵土、油污及有害氣體的影響,,使用時(shí)間一長,,會(huì)產(chǎn)生老化,精度下降,,濕度傳感器的精度水平要結(jié)合其長期穩(wěn)定性去判斷,一般說來,,長期穩(wěn)定性和使用壽命是影響濕度傳感器質(zhì)量的頭等問題,,年漂移量控制在1%RH水平的產(chǎn)品很少,一般都在±2%左右,,甚至更高,。
2)濕度傳感器的溫度系數(shù)
濕敏元件除對(duì)環(huán)境濕度敏感外,對(duì)溫度亦十分敏感,,其溫度系數(shù)一般在0.2~0.8%RH/℃范圍內(nèi),,而且有的濕敏元件在不同的相對(duì)濕度下,其溫度系數(shù)又有差別,。溫漂非線性,,這需要在電路上加溫度補(bǔ)償式。采用單片機(jī)軟件補(bǔ)償,,或無溫度補(bǔ)償?shù)臐穸葌鞲衅魇潜WC不了全溫范圍的精度的,,濕度傳感器溫漂曲線的線性化直接影響到補(bǔ)償?shù)男Ч蔷€性的溫漂往往補(bǔ)償不出較好的效果,,只有采用硬件溫度跟隨性補(bǔ)償才會(huì)獲得真實(shí)的補(bǔ)償效果,。濕度傳感器工作的溫度范圍也是重要參數(shù)。多數(shù)濕敏元件難以在40℃以上正常工作,。
3)濕度傳感器的供電
金屬氧化物陶瓷,,高分子聚合物和氯化鋰等濕敏材料施加直流電壓時(shí),會(huì)導(dǎo)致性能變化,,甚至失效,,所以這類濕度傳感器不能用直流電壓或有直流成份的交流電壓。必須是交流電供電,。
4)互換性
目前,,濕度傳感器普遍存在著互換性差的現(xiàn)象,同一型號(hào)的傳感器不能互換,嚴(yán)重影響了使用效果,,給維修,、調(diào)試增加了困難,有些廠家在這方面作出了種種努力,,(但互換性仍很差)取得了較好效果,。
5)濕度校正
校正濕度要比校正溫度困難得多。溫度標(biāo)定往往用一根標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)作標(biāo)準(zhǔn)即可,,而濕度的標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)較難實(shí)現(xiàn),,干濕球溫度計(jì)和一些常見的指針式濕度計(jì)是不能用來作標(biāo)定的,精度無法保證,,因其要求環(huán)境條件非常嚴(yán)格,,一般情況,(在濕度環(huán)境適合的條件下)在缺乏完善的檢定設(shè)備時(shí),,通常用簡單的飽和鹽溶液檢定法,,并測量其溫度。
既然有這么多問題,,所以也就不難理解,,目前為什么溫濕度試驗(yàn)箱主流還是使用干濕球法測量濕度,而不是使用電子式的濕度傳感器,??磥恚袝r(shí)新技術(shù)并不能*替代老辦法,。