В каталоге 4065 приборов

Для инженеров:
— удобный поиск по параметрам
— постоянно обновляемый каталог
Для компаний КИПиА:
— возможность бесплатно получить клиентов
— удобный инструмент добавления приборов

Датчики измерения влажности(гигрометры)



 О чем эта статья

Статья рассказывает о различных видах гигрометров. Вы узнаете, что измеряет гигрометр, узнаете о принципах действия каждого из них, о преимуществах и недостатках. Кроме того, в статье рассказывается о различных единицах измерения, в которых может измеряться влажность. Если же вы хотите купить гигрометр, то обязательно прочитайте про характеристики на которые нужно обратить внимание при выборе.
Вы также можете посмотреть другие статьи. Например, «Психрометр: виды, устройство и принцип работы психрометров» или «Типы корпусов микросхем».

Перейти к выбору и покупке гигрометров

Гигрометр — прибор для измерения влажности. Другое название гигрометра — датчик влажности. Влажность является очень важным параметром как для повседневной жизни так и для техники. Например, от влажности зависит комфортность нашего самочувствия. Некоторые приборы по умолчанию настраиваются под определенную важность, поэтому чтобы проводить калибровку приборов, важно знать четкие значения влажности.

У влажности есть несколько возможный величин измерений:

  1. Если измеряется влажность газов или воздуха, то тут влажность может измеряться либо в г/м3 если речь идет о абсолютной влажности, либо в RH если речь идет об относительной влажности.
  2. Если измеряется влажности жидкости или твердых телах, то в данном случае она определяется в процентах от общей массы исследуемого образца.
  3. Если определяется влажность в плохо смешиваемых жидкостях, то единицей измерения будет служит ppm(количество частей воды на миллион частей веса)

 

Классификация гигрометров по принципу работы

Емкостные

В простейшем случае емкостные гигрометры это просто обычные конденсаторы с воздушным зазором. Диэлектрическая проницаемость воздуха зависит от влажности, и ее изменение приведет к изменению емкости.

В более сложном случае воздушный зазор может быть заменен диэлектриком, диэлектрическая проницаемость которого сильно меняется под действием влажности. Такой подход позволяет улучшить качества датчика. Схема емкостного датчика влажностиКроме того, этот подход может использован для измерения содержания влаги в твердых веществах. Между обкладками конденсатора кладется измеряемый объект, например таблетка, конденсатор подключается к генератору и LC колебательному контуру, счетчик будет измерять частоту контура, по этой частоте можно говорить об величине колебательного контура. Этот метод имеет некоторые недостатки: при влажности ниже 0.5% он неточен, также требует очистки образца от частиц с высокой диэлектрической проницаемости, кроме того важна форма образца во время проведения испытаний, она не должна меняться.

Схема емкостного тонкопленочного датчика влажностиПоследний тип это тонкопленочный емкостных гигрометр. Он состоит из подложки, а на него нанесены два электрода имеющие гребенчатую форму. На рисунке один из них изображен красным, второй синим. Эти два электрода и будут играть роль обкладок конденсатора. Для дополнительной термокомпенсации в датчики такого типа вводят два датчика температуры.

Резистивные

Схема резистивного датчика влажностиЭтот датчик состоит из двух электродов нанесенных на подложку, а сверху этих электродов наносится слой материала с достаточно низким сопротивлением, но это сопротивление очень сильно зависит от влажности. Таким материалом может является оксид алюминия. Этот материал хорошо поглощает воду из окружающей среды, отчего меняется его удельное сопротивление. В итоге общее сопротивление этого датчика будет зависеть от влажности, а по величине протекающего тока судят об уровне влажности.

Главное преимущество этих датчиков их малая стоимость.

Термисторные

Термисторные датчики влажностиТермисторные гигрометры состоят из двух термисторов. Напомним, что термистор это сопротивление чувствительное к изменению температуры. Один из этих терморезисторов помещают в герметичную камеру с сухим воздухом. А второй в камеру с отверстием, через которое поступает воздух с неизвестной влажностью. Эти терморизисторы соединяют в мостовую схему. На одну диагональ моста падают напряжение, а на другой снимают результаты. Если выходной напряжение равно нулю, то значит, температура обоих термисторов одинакова, а значит и одинакова влажность. Соответственно, если на выходе появляется напряжение, то значит влажности в сухой и измеряемой камере разные, по величине и знаку напряжения можно судить о величине влажности.

Почему же температура терморезистора изменяется при взаимодействии на него влажного воздуха!? Дело в том, что при повышенной влажности на терморезисторе начинает испаряться влага, а при испарении температура уменьшается. Чем выше влажность, тем интенсивней идет испарение и тем сильнее остывает терморезистор.

Оптический

Самый точный вид гигрометров. В основу работы этого типа датчиков влажности заложено понятие точки росы.

Точка росы — это температура, при которой жидкая и газообразная фазы находятся в термодинамическом равновесии. Если взять стекло поместить его в газообразную среду, при температуре выше точки росы и начать охлаждать, то при определенной температуре на стекле будут выступать капли воды. Температура при которой начнут появляться эти капли и будет точкой росы. Точка росы зависит от двух параметров: давления и влажности окружающей среды. В итоге если мы сможем измерить точку росы и давление, то сможем с легкостью определить характеристики влажности. Этот принцип и заложен в оптических датчиках влажности.

Схема оптического датчика влажностиНа рисунке изображена упрощенная схема оптического гигрометра. Он состоит из диода, который светит на зеркало. Зеркало в свою очередь отражает свет на фотодетектор. Зеркало может подогреваться или охлаждаться специальным высокоточным устройством регулирование температуры. В качестве такого устройства часто используется термоэлектрический насос. На зеркале установлен датчик измерения температуры. В начале измерения температура зеркала выставляется на уровень выше точки росы. Затем происходить его постепенное охлаждение. Как только температура пересекает точку росы, на зеркале начинают появляться капли и луч света преломляясь от них, рассеивается, что влечет уменьшение тока на выходе фотодетектора. Фотодетектор с помощью обратной связи соединен с устройством регулирования температуры зеркала. Это устройство с помощью сигналов от фотодетектора будет удерживать температуру равную точке росы, не больше и не меньше, а термодатчик выдаст сигнал соответствующий этой температуре. При известном давлении по этой информации можно будет определить все показатели влажности(RH, давление пара и другие)

Этот тип датчиков имеет как неоспоримое преимущество — самая высокая точность, недостижимая другими типами датчиков, и отсутствие гистерезиса. Так и недостатки — самая высокая стоимость, большое потребление электроэнергии и иногда может возникать необходимость чистки зеркала.

Как выбрать гигрометр

Основные технические характеристики на которые нужно обращать внимание при покупке гигрометра:

  • Измеряемый параметр давлении. Определитесь что вам нужно измерять относительную влажность в RH или быть может абсолютную влажность в г/м3.
  • Диапазон измерений.
  • Точность и гистерезис. Если вам нужен высокоточный датчик влажности, то выбирайте оптический.
  • Степень защиты по шкале IP. То есть на сколько датчик защищен от проникновения воды и пыли внутрь.
  • Рабочая температура. Обратите внимание на этот показатель, если у вас не стандартные условия измерения.

 

Производители датчиков влажности

В нашем каталоге, ассортимент датчиков влажности представлен следующими фирмами: Вела, ЭТК ЛАНФОР, НПИП ИСУ, Honeywell International.

Опубликована 27-11-11.

Если вам понравилась статья нажмите на одну из кнопок ниже

 

Корзина

Сейчас корзина пуста.
Найти нужный прибор можно через поиск приборов или в каталоге.


Каталог


Случайные приборы





19C100PV4L width="160px" height="105px"
Резистивные датчики давления




TMP36 width="160px" height="105px"
Полупроводниковые термодатчики




ST2R5BG1SPGF width="160px" height="105px"
Резистивные датчики давления