Датчик влажности какие бывают

Датчики влажности: типы и принцип работы, схемы подключения

Повышенная влажность в помещении может привести к раскисанию обоев, создает благоприятную среду для образования грибков и плесени, размножения насекомых и т.д. При недостатке влаги в воздухе пересыхают стены, ухудшается самочувствие жильцов, происходит преждевременное растрескивание материалов. Для предотвращения негативных последствий из-за несоблюдения микроклимата в помещении производится постоянный контроль концентрации воды в воздухе. Неоценимую помощь в решении данной задачи оказывает датчик влажности.

Типы и принцип работы

Количество влаги в окружающем пространстве вычисляется как масса воды в кубометре воздуха и определяется, как процент насыщения. В основе работы любого датчика влажности лежит перевод физического количества влаги в электрический сигнал. По способу определения количества воды датчики влажности могут использовать прямой или косвенный метод измерения. В зависимости от принципа действия все устройства условно подразделяются на шесть типов, которые мы и рассмотрим более подробно.

Резистивный

Представляет собой один из наиболее дешевых типов датчиков влажности. В основе его работы лежит свойство некоторых проводящих материалов впитывать влагу, за счет чего изменяется омическое сопротивление элемента.

В качестве таких материалов применяются порошковые пористые структуры, чаще всего, оксид алюминия. Порошок наносят на плату между двумя электродами, выполненными в виде дорожек, и запекают до состояния пленки. Наличие пленочной поверхности предотвращает последующее растворение керамического порошка и образование конденсата в его структуре. Однако при взаимодействии с молекулами воды, содержащимися в воздухе, пленка меняет физические свойства.

Так, в относительно сухом состоянии проводимость датчика влажности характеризуется номинальной величиной. Но, по мере накопления влаги на поверхности пленки сопротивление такого резистора пропорционально уменьшиться, проводимость возрастет, как и величина протекающего в цепи тока. За счет измерения тока или падения напряжения на резистивном элементе осуществляется контроль влажности.

Емкостной

Емкостной датчик влажности функционирует по принципу классического конденсатора, обкладки которого взаимодействуют с воздухом окружающего пространства. Всего выделяют три основных вида емкостных сенсоров, отличающихся конструктивными особенностями:

• Первый тип представляет собой две пластины, между которыми находится воздушное пространство. В сухом состоянии воздух является диэлектриком, поэтому емкость конденсатора максимальная. По мере насыщения воздуха влагой повысятся его проводящие свойства и емкость пропорционально уменьшиться.
• Второй тип – представляет собой тот же конденсатор, между пластинами которого находится чувствительный диэлектрик, активно реагирующий на влагу. К выводам конденсатора подаются импульсы установленной частоты, что позволяет точнее вычислять степень влажности.
• Третий тип – представляет собой пластины на плате, изготовленные в форме гребенки. Такие модели требуют дополнительной температурной компенсации в ходе измерений.

Термисторный

В основе работы такого датчика влажности лежит термистор – нелинейный резистор, чье сопротивление напрямую зависит от температуры окружающей среды. Термистор обладает нелинейной вольтамперной характеристикой, при малейшем изменении температуры элемента омическое сопротивление также меняется.

Принцип действия термисторного датчика влажности основывается на сравнении показаний двух термисторов. Один из них размещается в герметичной капсуле с сухим воздухом и является базисным параметром. Второй термистор устанавливается в перфорированную капсулу, которая взаимодействует с воздушными массами. Оба термистора располагаются в плечах измерительного моста для сравнения показаний.

При увлажнении воздушного пространства термистор в перфорированной капсуле покрывается влагой. Слой жидкости начинает испаряться с поверхности резистора, благодаря чему он быстрее остывает, в результате чего меняются характеристики устройства. В виду наличия разницы сопротивления двух термисторов мост выйдет из состояния равновесия. Чем больше влажность, тем сильнее изменится электрическая величина, по мере изменения тока или напряжения будет определяться степень влажности.

Оптический

Оптический датчик влажности работает по принципу определения точки росы – состояния среды, при котором парообразная влага из воздуха оседает в виде капель на поверхности. Принцип действия такого устройства основан на такой последовательности операций:

• С одной стороны зеркало нагревается или охлаждается для получения точки росы на его поверхности.
• С другой стороны на него подается луч света, излучаемый, как правило, отдельно установленным светодиодом.
• Свет отражается от зеркала и попадает на фотодиод или другой светочувствительный элемент, реагирующий на интенсивность светового потока.
• При появлении капель на поверхности зеркала свет будет преломляться, интенсивность потока снизится и величина тока, пропускаемом фотодиодом изменится.

Оптический датчик влажности считается наиболее точным, но и наиболее дорогим. Основной сложностью в эксплуатации такого устройства является необходимость содержания поверхности в чистоте, иначе точность измерений существенно снизится.

Электронный

В основу работы электронного датчика влажности заложен принцип изменения состояния электролита, в зависимости от фактора влажности. Такое устройство оснащается зондом, как правило, с двумя разнесенными электродами. Электроды помещаются в контролируемое пространство и при подаче напряжения начинают проводить электрический ток. По мере увлажнения промежутка между электродами проводимость увеличится и возрастет сила тока.

Таки модели отлично подходят для электронных систем в качестве измерительного органа, анализирующего уровень влажности. Они могут подключаться к простейшим микроконтроллерам или реле.

Механический

В отличи от предыдущих типов датчиков осуществляют измерение влажности посредством механических перемещений. Наиболее популярными являются весоизмерительные и волосные.

Первый тип включает в себя трубки, наполненные гигроскопичным веществом, как правило, хлоридом кальция или перхлоратом магния. Которое впитывает влагу из окружающей среды и увеличивает свою массу. По мере увеличения веса механически перемещается стрелка весов.

Волосные функционируют по принципу удлинения человеческого волоса по мере воздействия на него влаги. Механические датчики отличаются низкой себестоимостью, им не требуется дополнительный источник питания, но они имеют относительно большую погрешность.

Схемы подключения

Датчик влажности может иметь самое различное назначение, от чего и будет зависеть схема его подключения. В качестве простейшего примера рассмотрим вариант подключения к вытяжке.

Как видите на схеме, фазный проводник L подключается через коммутатор сенсора. При насыщении воздуха влагой до установленного предела контакты замкнуться и питание будет подано в цепь питания вентилятора. Что приведет к принудительному проветриванию помещения.

Как видите, на данной схеме представлен принцип работы датчика влажности через аналоговый сигнал. Здесь подключение производится подключение выводов сенсора к клеммам микроконтроллера Ардуино:

• VCC к разъему 7 Arduino;
• GND к разъему GND;
• A0 к одноименному A0.

Особенности датчиков влажности

В повседневной жизни человеку приходится решать ряд как производственных, так и бытовых задач. И для каждой из них необходимо подбирать соответствующий тип датчика влажности. Наиболее существенным критерием для измерения является контролируемая среда.

Для почвы.

За счет установки датчика влажности можно обеспечивать автоматический полив грядок или горшков с рассадой. Для этого чаще всего используют электронные датчики, зонд которых устанавливаются в грунт растения.

При поливе содержание влаги в земле повышается, что существенно увеличивает проводимость грунта. Как только вода испарится, почва высохнет, и сопротивление между электродами датчика снова увеличится.

Для воздуха.

Для воздуха отлично подходят емкостные, резистивные, термисторные и оптические датчики. Внутри которых или вокруг чувствительных элементов легко обеспечивается циркуляция газа с измеряемой влагой.

Датчики с закрытыми или герметичными зондами обладают меньшей реакцией на изменения влажности. Поэтому подойдут для той среды, где концентрация влаги изменяется плавно без резких перепадов.

Сферы применения

Вода играет немаловажную роль не только в жизни человека, но и в ряде технологических процессов. Поэтому сфера применения датчика влажности достаточно обширна:

• Производство химических реагентов и сырья;
• При транспортировке горюче-смазочных материалов;
• В соответствии с п.5.7.2 ГОСТ Р 54082-2010 датчики влажности используются в испытательных камерах для определения концентрации паров воды;
• Для фармацевтических целей производства и хранения препаратов;
• В целях обслуживания холодильных установок;
• На фабриках по переработке бумажной и целлюлозной продукции;
• В сфере производства и переработки продуктов питания;
• Для контроля микроклимата в лабораториях, хранилищах, жилых помещениях и т.д.;
• Для сельского хозяйства и отраслей легкой промышленности.

Список использованной литературы

1. Берлинер М. А. «Измерения влажности» 1973
2. Виглеб Г. «Датчики» 1989
3. Фрайден Дж. «Современные датчики. Справочник» 2005
4. РМГ 75-2014 ГСИ

Датчики влажности. Характеристики, виды и правила подключения

Влажность воздуха влияет на здоровье человека, рабочие характеристики оборудования на производстве, сохранность товара на складе и на безопасности систем, где не допускается наличие конденсата. Влажность контролируется при помощи гигрометра или датчика влажности.

Понятие влажности

Влажность бывает абсолютная и относительная. Абсолютная влажность – это объем воды в воздушной массе. Предельный порог насыщения влагой соответствует 100%, после чего начинается конденсация. Зачастую датчики влажности используются в паре с датчиками температуры. Это делается для определения взаимосвязи между температурой среды и количеством влаги в воздухе. Относительная влажность воздуха определяется соотношением влагоемкости к абсолютной влажности. Чем больше относительная влажность, тем выше и ближе к фактической температуре воздуха точка росы.

Устройство и назначение

Датчик влажности — это устройство, с помощью которого измеряют и преобразуют относительную влажность в цифровой сигнал или в сигнал напряжения. Благодаря защитным покрытиям, устройства эксплуатируются в разнообразных условиях. Влажность измеряется прямым и косвенным способами. При прямом измерении тестируемый материал распределяется на сухое вещество и влагу, а при косвенном измеряют физические величины, связанные с влажностью материала. В помещениях с повышенной влажностью зачастую ставят вентилятор, оснащенный гидростатом – датчиком влажности, который анализирует насыщение воздуха водяными парами. Вентилятор включается, когда превышается заданная норма влажности.

Виды и принцип работы

Ёмкостной

Ёмкостной датчик — это конденсатор с воздухом в пространстве между пластинами. Принцип действия устройства — сухой воздух не проводит электрический ток. Также существует емкостной датчик с диэлектриком, более чувствительным к влажной окружающей среде, чем датчик с воздухом. Конденсатор присоединяется к генератору, а предмет измерения размещается между пластинами. Измеряется частота колебаний контура, после чего вычисляется емкость. Еще один тип емкостного датчика – подложка с двумя электродами в виде гребенки, которые выполняют роль обкладок. Чтобы компенсировать температуру, в 1 датчик включаются два термоэлемента. Датчики, оснащенные аналоговым выходом, создают электромагнитное поле в области реагирования датчика. Датчик включается на приближение или удаление от активной поверхности металлических веществ и преобразует значение этого расстояния в аналоговый сигнал по току или напряжению с линейной зависимостью.

Резистивный

Резистивные датчики отслеживают изменения электрического сопротивления среды. В их составе применяется керамическое покрытие, чтобы исключить слияние состояния окружающей среды при возникновении конденсата. Датчики состоят из подложки с проводящим электролитом на поверхности и размещёнными на нее электродами. Конструкция вставляется в пластиковую защиту. В качестве соединительного материала используется керамический порошок, взвешенный в жидкой среде. После покрытия и высушивания, датчики проходят термическую обработку при высокой температуре. В результате этого, формируется толстопленочное покрытие, устойчивое к растворению в воде и предотвращающее конденсат. В резистивных датчиках применяется бифилярная намотка. После покрытия датчиков гигроскопическим полимером, их сопротивление становится обратно пропорциональным влажности.

Термисторный

Основа подобных устройств — термисторы, которые определяют влажность по колебанию теплопроводности газов. Датчики состоят из двух небольших термисторов, установленных посредством тонких проводов для снижения тепловых потерь. Небольшое колебание температуры меняет сопротивление термистора. Один из термисторов расположен в герметичной камере с сухим воздухом, другой контактирует с окружающей средой. Температура и сопротивление второго термистора меняются, когда пары влаги частично конденсируются на нем и испаряются. Уровень влажности воздуха выясняется сравнением сопротивления двух термисторов.

Оптический

Датчики позволяют отслеживать влажность среды с наивысшей точностью. Ввиду оптического принципа действия, загрязняется стекло. Устройства требуют значительно большее количество энергии для работы.

Электронный датчик

Изоляционный материал электронного датчика покрыт электролитом, при изменении его свойств датчик срабатывает. Существуют модификации с автоподогревом для поддержания температуры точки росы. Принцип действия датчика — реакция раствора хлорида лития, чувствительного к малым колебаниям влажности. Над этим раствором замеряется точка росы. Для достижения большей точности, в паре с гигрометром устанавливается термометр. Широко применяются цифровые электронные датчики, которые контролируют климат в помещении. На сенсорном экране отображаются значения температуры и влажности в процентах. При обнаружении отклонения от заданных параметров, цифровой электронный датчик оповещает звуковым или световым сигналом. Наиболее распространены обычные электронные гигрометры, оснащенные двумя электродами, которые устанавливаются в землю. Влажность определяется по уровню проводимости.

Канальный

С помощью канального датчика определяют влажность неагрессивных сред. Пыль даёт большую погрешность. В таких условиях канальный датчик использовать нельзя

Особенности подключения

Большинство датчиков подсоединяются к системе без сложностей. При первом включении датчика, в нем активируются заводские настройки, которые впоследствии можно перенастроить.

Правила эксплуатации

Нельзя допускать попадание влаги внутрь прибора, эксплуатировать его в химически агрессивных средах, содержащих кислоты и щелочи. Контакт с рабочей поверхностью датчика опасен для человека. Также нельзя долго хранить устройство при высокой относительной влажности — это исказит точность измерений.

Приобрести датчики влажности можно в интернет-магазине «Промышленная Автоматизация».

Оставить заявку или получить обратную связь вы можете написав нам на info@industriation.ru или позвонив по бесплатному номеру 8 800 550-72-52. Специалисты отдела продаж подберут оборудование, проконсультируют по возникшим вопросам и проконтролируют поставку.

Датчики влажности, часть 2

Влажность является настолько важным параметром, что ее приходится контролировать в большинстве сфер деятельности человека. Хотя существуют разные типы датчиков влажности, которые различают по принципу действия, применяемому материалу, рабочему диапазону, метрологическим характеристикам, в настоящее время продолжаются разработки, направленные на усовершенствование имеющихся и поиск новых датчиков, рабочие характеристики которых удовлетворяли бы возрастающим к ним требованиям.

Принцип работы сорбционно-емкостных датчиков влажности основан на зависимости свойств чувствительного материала датчика от изменения концентрации молекул воды в среде, где он находится. Выбирается такое изменение свойств материалов, которое удобно преобразовать в цифровой сигнал. Оригинальным “ноу-хау” разработчиков датчиков влажности является состав материала чувствительного слоя, технология нанесения и обработки материала чувствительного слоя. Современные датчики являются частью цифрового мира, т.е. снимаемый с них сигнал легко оцифровывается и встраивается в различные информационные системы. Работа разработанных и производимых компанией АО “ЭКСИС” сорбционно-емкостных датчиков влажности основана на изменении емкости чувствительного слоя в зависимости от сорбции/десорбции молекул воды, содержащихся в анализируемом газе, с последующим преобразованием измеряемой величины в электрический сигнал. Различают датчики относительной влажности, с помощью которых измерения можно осуществлять в диапазоне от 0 до 100% относительной влажности, и датчики микровлажности для измерения в диапазоне микровлажности от 0,1 до 1000 ppm (от -80 до 0 °С по т.р.). Материалом чувствительного слоя в датчиках относительной влажности является полимерная пленка. Такие датчики обладают линейной зависимостью емкости и диэлектрической проницаемости материала пленки от концентрации молекул воды в измеряемой газовой среде. При этом датчики влажности имеют низкий гистерезис и высокую стабильность. На их основе работают все термогигрометры серии ИВТМ-7 и преобразователи серии ИПВТ-03. В датчиках микровлажности в качестве чувствительного слоя используются наноструктурированные пленки SiO_x с высоко развитой удельной поверхностью. Максимальная адсорбционная активность таких датчиков влажности находится в области микровлажности. Датчики микровлажности являются основой приборов серии ИВГ-1, которые находят успешное применение на газоперерабатывающих и химических предприятиях, а также на предприятиях микроэлектроники. Калибровка выпускаемых датчиков влажности и преобразователей на их основе осуществляется с применением автоматизированных высокоточных современных средств метрологии с использованием компьютеров и специальных программных комплексов. Сорбционно-емкостные датчики влажности имеют миниатюрные размеры, низкий температурный коэффициент и могут надежно работать в широком температурном диапазоне измеряемой газовой среды от -60 до +120 °С. Профессиональные приборы для измерения влажности неагрессивных газов и воздуха, работа которых основана на производимых предприятием датчиках влажности, могут с высокой точностью и надежностью применяться для контроля влажности при температурах от -40 до +60 °С. Причем, приборы разработаны таким образом, что при работе в условиях высокой влажности исключена возможность осаждения конденсата на датчике влажности, тем самым, не нарушаются метрологические характеристики датчика. Датчики влажности широко применяются в современном контрольно-измерительном оборудовании для сбора метеорологических данных, контроля и регулирования технологических процессов в промышленности. Влажность наряду с температурой чрезвычайно важно контролировать в пищевой промышленности при производстве и хранении продуктов питания, при выращивании и хранении овощей и фруктов. Профессиональные приборы для контроля влажности серии ИВТМ-7, основу которых составляют датчики влажности, успешно применяются для мониторинга влажностно-температурных режимов объектов разного назначения: хранилищ, теплиц, культурно-исторических комплексов. Возможности производимых АО “ЭКСИС” контрольно-измерительных приборов позволяют объединять их в многоканальные системы контроля параметров микроклимата. Профессиональные термогигрометры серии ИВТМ-7 и гигрометры серии ИВГ-1 включены в Государственный реестр средств измерений РФ.

Датчики измерения влажности: что это такое

Датчик влажности – это электронное устройство, которое измеряет влажность окружающей среды и преобразует полученные данные в соответствующий электрический сигнал. Изделия сильно различаются по размеру и функциональности – некоторые из них можно найти в портативных устройствах (таких как смартфоны), в то время как другие интегрированы в более крупные встроенные системы (такие как системы мониторинга качества воздуха).

Влажность – это количество водяного пара, присутствующего в воздухе, которое может влиять не только на личный комфорт, но и на различные производственные процессы в промышленности. Например, в полупроводниковой отрасли важно правильно контролировать и отслеживать уровень влажности для обеспечения надлежащей обработки пластин. Контроль этого параметра также важен для инкубаторов, респираторного оборудования, стерилизаторов и биологических продуктов. Кроме того, присутствие водяного пара влияет на различные химические, биологические и физические процессы.

Показатель влажности является важным параметром для контроля и регулирования в научных, производственных и хозяйственных задачах, поскольку недостаток или избыток влаги может привести к таким последствиям, как деградация материалов, возникновение коррозии и рост бактерий. По этой причине в последние годы значительно усовершенствовались технологии производства датчиков благодаря высокоскоростным, маломощным и недорогим микроэлектронным гибридным схемам, современным методам обработки сигналов и научным достижениям в технологиях миниатюризации.

Виды датчиков влажности

Датчики влажности – это электронные устройства, которые измеряют и сообщают о количестве водяного пара в воздухе или других газах, они используются в самых разных областях, от управления промышленными процессами до контроля климата в домах и офисах. Существует несколько различных типов датчиков влажности, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки.

Датчики влажности можно классифицировать по различным критериям, таким как механизм считывания, принцип действия, конструкция и область применения. Ниже приведены некоторые распространенные методы классификации:

Механизм срабатывания

Датчики влажности можно классифицировать по механизму срабатывания, который они используют для обнаружения воды. К распространенным типам чувствительных механизмов относятся:

• Емкостные – измеряют изменения в емкости чувствительного элемента в результате действия влажности;
• Резистивные – фиксируют изменение сопротивления чувствительного элемента в зависимости от наличия влаги;
• Термисторные или психометрические – реагируют на изменения теплопроводности или теплоемкости чувствительного элемента в результате воздействия влаги;
• Оптические – реагируют на повышение или понижение коэффициента преломления или поглощения чувствительного элемента в результате действия влаги;
• Гравиметрические – фиксируют изменения массы чувствительного элемента в ходе появления влаги.

Принцип действия

Датчики влажности можно классифицировать по принципу действия. Некоторые общие принципы работы включают:

• Гигрометрия – измеряют абсолютную влажность окружающего воздуха;
• Точка росы – измеряют температуру, при которой водяной пар в воздухе конденсируется в жидкость;
• Психрометрия – измеряют относительную влажность окружающего воздуха.

Конструкция

Датчики влажности также можно классифицировать по их конструкции. Некоторые распространенные типы конструкции включают:

• Тонкопленочные – в этих датчиках в качестве чувствительного элемента используется тонкая пленка определенного материала;
• Объемные – в качестве чувствительного элемента в таких датчиках используется сыпучий материал;
• Поверхностная акустическая волна (ПАВ) – датчики используют акустические волны для фиксации изменений влажности;

Микроэлектромеханические системы (MEMS) – применяются технологии микрофабрикации для создания микроскопических интегрированных датчиков.

Области применения датчиков влажности

Примеры использования датчиков влажности могут различаться в зависимости от конкретной отрасли и ее нужд. Ниже приведены некоторые примеры использования датчиков влажности в различных сферах деятельности:

• Химическое производство – использование датчиков влажности в процессе протекания химических реакций для контроля влажности реагентов и других субстанций. Например, при создании кислот, растворов и других химических соединений.
• Транспортировка топлива – контроль влажности топлива в транспортных средствах и хранилищах. Это позволяет предотвратить коррозию и повреждение топливной системы, а также повысить эффективность его сгорания.
• Фармацевтика – контроль показателей влажности в процессе производства и хранения лекарственных средств для поддержания стабильности качества продукции и её защиты от воздействия влаги.
• Полимеризация – определение влажности в процессе производства полимеров для улучшения качественных свойств материала и предотвращения его деградации.
• Животноводство – контроль влаги в кормах и напитках для животных, что обеспечивает оптимальные условия для питания животных и снижает риск возникновения болезней.
• Хранение продукции – поддержание нужного уровня влажности для продуктов питания и скоропортящихся товаров в хранилище. Таким образом пресекается развитие плесени, гниения и других форм порчи.
• Обслуживание холодильных и морозильных камер – датчик помещается внутри камеры и позволяет предотвратить образование льда, а также повысить эффективность работы системы охлаждения.
• Лесоперерабатывающая промышленность – определение содержания влаги в древесных материалах в процессе их переработки, сушки в печи и других технологических процессах.

Методы измерения влажности

В настоящее время на рынке представлены различные типы датчиков влажности, каждый из которых использует различные методы измерения влажности. Давайте разберем основные из них:

Емкостные датчики влажности – один из самых распространенных типов датчиков влажности. Он фиксирует изменения значений емкости конденсатора при воздействии на него влаги. При увеличении влажности изменяется диэлектрическая проницаемость конденсатора, что в свою очередь изменяет его емкость. Емкостные датчики обладают высокой точностью, быстрым временем отклика и относительно низкой стоимостью. Однако, они могут быть чувствительны к загрязнениям и со временем требуют калибровки.

Резистивные датчики влажности, также известные как гигрометры – измеряют изменения электрического сопротивления, вызванные воздействием влаги. В них используется тонкая пленка, изготовленная из гигроскопичного материала, например, хлорида лития, который поглощает или выделяет влагу в зависимости от показателей относительной влажности. Сопротивление пленки изменяется в соответствии с количеством поглощенной влаги. Резистивные датчики обладают высокой чувствительностью и обеспечивают линейный отклик на изменение уровня влажности. Тем не менее, они требуют стабильного источника питания, а также подвержены воздействию температурных перепадов.

Теплопроводные датчики влажности – фиксируют и замеряют изменения теплопроводности материала, появляющиеся под воздействием влаги. Датчик состоит из двух температурных сенсоров, один из которых покрыт влагопоглощающим материалом. При увеличении содержания воды в материале – его теплопроводность изменяется, что в свою очередь вызывает разницу температур между двумя датчиками. Такие сенсоры отличаются высокой точностью и долгосрочной стабильностью, но они зачастую дороже других типов датчиков влажности.

Датчики точки росы – принцип их работы заключается в охлаждении поверхности до температуры появляется роса, затем – датчики фиксируют значение, при которой происходит это формирование. Температура точки росы напрямую связана с относительной влажностью воздуха. Датчики точки росы обладают высокой степенью точности и способны измерять абсолютную влажность воздуха. При этом они сложнее других типов датчиков и требуют стабильного источника питания.

Принцип действия датчиков измерения влажности

Существует несколько разновидностей датчиков, все они используют разные методы измерения влажности и, соответственно, различаются как по устройству, так и по принципу работы. Рассмотрим основные виды.

Емкостные датчики влажности

Конденсатор емкостных датчиков состоит из двух электродных слоев с диэлектрическим материалом между ними, который может поглощать влагу из окружающего воздуха, техническое название этого явления – гигроскопичность. Диэлектрик, используемый в емкостных датчиках, представляет собой полимерную пленку (например, оксид металла), которая обычно располагает проницаемостью от 2 до 15 ф/м. Данные сенсоры являются одними из самых популярных датчиков влажности, поскольку обеспечивают пользователям стабильные показания при длительном использовании и могут определять широкий диапазон относительной влажности (0-100%).

Когда диэлектрический материал поглощает водяной пар, диэлектрическая проницаемость увеличивается, что повышает емкость (способность собирать и накапливать энергию) зонда. Относительная влажность воздуха, влажность внутри диэлектрического материала и емкость имеют прямую зависимость.

Резистивные датчики влажности

Резистивные датчики влажности (или датчики электропроводности) измеряют электрическое сопротивление атомов, используя ионы в солях. При изменении влажности меняется и сопротивление электродов.

Внутри зонда находится гигроскопичный проводящий слой, содержащий набор гребнеобразных электродов, расположенных в виде переплетения. Такая схема увеличивает площадь контакта между электродами и проводящим слоем. По мере поглощения водяного пара регистрируется снижение удельного сопротивления, так как проводимость материала увеличивается.

Эти датчики влажности имеют низкую стоимость, небольшие размеры и полную взаимозаменяемость, поскольку лишены стандартов калибровки. Помните, что они относительно чувствительны к загрязнениям, и выходные показания могут колебаться, если вы используете водорастворимые продукты.

Термисторные датчики влажности

Лучшим компонентом для создания датчика влажности на основе принципа теплопроводности является термистор. Поэтому для мостовой схемы используются два маленьких термистора с отрицательным температурным коэффициентом. При этом один элемент герметично закрывается в камере, заполненной сухим азотом, а другой выводится в открытую среду через небольшие вентиляционные отверстия. При включении питания схемы рассчитывается сопротивление двух термисторов, и разница между этими двумя значениями прямо пропорциональна абсолютной влажности (AH). Эти датчики часто используются для измерения влажности в условиях высоких температур или в агрессивных средах, они крайне долговечны и обеспечивают пользователям более высокое разрешение, чем другие экземпляры. При использовании этого датчика избегайте воздействия газа, тепловые свойства которого отличаются от свойств азота, так как это может повлиять на показания влажности.

Система мониторинга температуры и влажности

Система мониторинга температуры и влажности является ценным активом для складских компаний с логистическими процессами контроля качества. Установка датчиков температуры и влажности демонстрирует их приверженность к соответствию стандартам и требованиям, а также помогает создать репутацию превосходной складской или управляющей недвижимостью компании с высокими стандартами обслуживания.

Широко распространены системы удаленного мониторинга температуры и влажности для снижения затрат, связанных с содержанием складов и хранением продукции. Система удаленного мониторинга коммерческих зданий непрерывно собирает данные об уровне температуры и влажности на объекте в режиме реального времени и оповещает пользователя, когда какой-то из показателей сместился выше или ниже установленных значений, тем самым предотвращая дорогостоящий ущерб имуществу и оборудованию в случае сбоев в работе систем отопления/охлаждения.

Система мониторинга температуры и влажности помогает обнаружить проблемы на ранней стадии. Для каждого датчика можно установить индивидуальные минимальные и максимальные значения температуры и влажности, изделия имеют защиту от воды, пыли и других твердых частиц. Данные с датчиков контроля передаются на портал онлайн-мониторинга с помощью LAN/Internet шлюза.

Заключение

Существуют различные датчики температуры и влажности, какие-то из этих устройств широко используются в промышленных процессах и служат надежным средством предотвращения последствий, связанных с наличием повышенного или пониженного уровня влажности в среде. С другой стороны, все чаще многие люди стали задуматься о личном комфорте в своем доме или на рабочем месте, следя за содержанием влаги в помещении. Так, датчиками влажности можно воспользоваться для избегания потенциальных проблем с возникновением плесени и грибка, стабилизировать работу вентиляционной системы и в целом автоматизировать систему мониторинга температуры и влажности.

Рубрики