Датчик влажности: основы, использование, параметры и области применения

Датчик влажности: основы, использование, параметры и применение

Иногда после дождя воздух кажется влажным. Вода как бы зависла в воздухе. Однако в некоторых кондиционерах вы нажимаете несколько кнопок, и атмосфера становится ярче. Как и почему все это происходит? В воздухе образуется влага, что приводит к влажности. Однако датчик влажности в вашем кондиционере улавливает его и очищает за вас. Разве это не прекрасно? Давайте посмотрим, как это делается.

Датчик влажности (или гигрометр) определяет, измеряет и сообщает о влажности и температуре воздуха. Отношение влажности воздуха к наибольшему количеству влаги при определенной температуре воздуха называется относительной влажностью. Относительная влажность становится важным фактором при поиске комфорта.

Датчик влажности

Образец датчика влажности

Датчики влажности работают, обнаруживая изменения, которые изменяют электрические токи или температуру воздуха.

Существует три основных типа датчиков влажности:

  • Емкостный
  • резистивный
  • Тепловой

Все три типа датчиков отслеживают мельчайшие изменения в атмосфере, чтобы рассчитать влажность воздуха. Остановимся подробнее на этих видах:

Емкостный

Емкостный датчик влажности измеряет относительную влажность, помещая тонкую полоску оксида металла между двумя электродами. Электрическая емкость оксида металла изменяется в зависимости от относительной влажности атмосферы. Погода, коммерция и промышленность являются основными областями применения.

Датчики емкостного типа являются линейными и могут измерять относительную влажность от 0% до 100%. Загвоздка здесь в сложной схеме и регулярной калибровке. Однако для проектировщиков это меньше хлопот по сравнению с точными измерениями, и, следовательно, они преобладают в атмосферных и технологических измерениях. Это единственные типы полнодиапазонных устройств измерения относительной влажности до 0% относительной влажности. Этот низкотемпературный эффект часто приводит к тому, что они используются в широком диапазоне температур без активной температурной компенсации.

резистивный

Резистивные датчики влажности используют ионы в солях для измерения электрического импеданса атомов. По мере изменения влажности меняется и сопротивление электродов по обе стороны от соляной среды.

Тепловой

Два термодатчика проводят электричество в зависимости от влажности окружающего воздуха. Один датчик заключен в сухой азот, а другой измеряет окружающий воздух. Разница между ними измеряет влажность.

Читайте также:
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НАГНЕТАТЕЛЬНЫХ СВАЙ С ОКРУЖАЮЩИМ ГРУНТОМ – тема научной статьи по строительству и архитектуре читать бесплатно текст научно-исследовательской работы в электронной библиотеке КиберЛенинка

Советы по работе датчика влажности

  • Кулонометрический: Электролит образуется путем поглощения воды, в результате чего уровень тока пропорционален содержанию влаги в воздухе.
  • Гравиметрический: Сушильный агент подвергается воздействию влажного воздуха, что приводит к увеличению веса сушильного агента. Увеличение веса соответствует количеству влаги.
  • Микроволновая/Инфракрасная: Передаваемый сигнал изменяется по мере увеличения влажности. Затухание является показателем содержания влаги в среде.

Некоторые параметры для суждения

Итак, как только вы узнаете, что это такое и как оно работает, следующим шагом, вероятно, будет проверка его работы. И как вы это делаете? Работая с некоторыми из нижеперечисленных параметров.

точность

Каждый датчик имеет собственную калибровочную кривую, основанную на 9-балльной системе. Это в основном противопоставляет плюсы и минусы конкретного датчика.

линейность

Он показывает отклонение напряжения от значения BFSL и измеренное значение выходного напряжения, преобразованное в относительную влажность.

Надежность

Измерения часто вызывают рассинхронизацию датчика. Однако, чтобы датчик был полезным, он должен обеспечивать надежные измерения.

Повторяемость

Измерения датчика должны быть такими, чтобы они не расходились. Повторяемость — это измерение дрейфа среди измерений одной величины.

Время реакции

Обычно время, необходимое датчику для повышения до 66% (время нарастания) или падения до 33% (время спада) от максимального выходного напряжения, называется временем отклика.

Область применения датчиков влажности очень широка.

Область применения датчика влажности очень широка. Люди с заболеваниями, пострадавшие от влажности, контроля и профилактики в домах используют датчики влажности. Датчик влажности также встречается в составе домашних систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (систем HVAC). Они также используются в офисах, автомобилях, хьюмидорах, музеях, промышленных помещениях и теплицах, а также на метеорологических станциях для сообщения и прогнозирования погоды.

Мы перечисляем некоторые проекты ниже для справки:

Индикатор влажности

Здесь представлен простой индикатор влажности и контроллер. В таких отраслях, как текстильная, изменение содержания влаги оказывает непосредственное влияние на свойства ткани, такие как прочность на растяжение, эластичность, диаметр волокна и трение. Хлопку и льну требуется высокий уровень относительной влажности (RH) около 70-80 процентов, поскольку они очень ломкие. Шерсть требует уровня относительной влажности около 65 процентов. В то время как шелк требует от 65 до 70 процентов. С помощью этой схемы вы можете не только контролировать уровень влажности в диапазоне от 30 до 90 процентов относительной влажности, но и контролировать его.

Читайте также:
Белокрылки в теплице | Энтомология

Индикатор температуры и влажности холодильника

Небольшое детектирующее устройство, описанное в этом проекте, измеряет температуру и влажность внутри холодильника и передает данные по радиоканалу на ближайший приемник. Блок приемника проверяет полученный код, идентифицирует правильное снифферное устройство и отображает текущую температуру и влажность. Зачем нам это нужно, скажете вы? Мы можем измерить температуру и влажность внутри холодильника с помощью обычного индикатора температуры и влажности, но относительная влажность в этом случае может быть неточной.

Мониторинг влажности и температуры с помощью Arduino с IoT

В этой статье информация о влажности и температуре от датчика DHT-11 анализируется графически на платформе ThingSpeak с использованием микроконтроллера Arduino и модуля Wi-Fi ESP8266.

Индикатор влажности и контроллер

Здесь представлен простой индикатор влажности и контроллер. В таких отраслях, как текстильная, изменение содержания влаги оказывает непосредственное влияние на свойства ткани, такие как прочность на растяжение, эластичность, диаметр волокна и трение. Поэтому процесс выполняется только в пределах допустимой влажности окружающей среды. В зависимости от типа ткани и выполняемого процесса требования к определенному уровню влажности различаются. Хлопок и лен должны обрабатываться при очень высокой относительной влажности (RH) около 70-80 процентов, поскольку они очень хрупкие. Шерсть требует уровня относительной влажности около 65 процентов. Шелк должен быть обработан на 65-70 процентов. С помощью этой схемы вы можете не только контролировать уровень влажности в диапазоне от 30 до 90 процентов относительной влажности, но и контролировать его.

Измеритель загрязнения воздуха с поддержкой IoT и цифровой приборной панелью на смартфоне

Здесь представлен измеритель загрязнения воздуха с поддержкой IoT для контроля качества воздуха на вашем смартфоне с использованием приложения Blynk и платы Arduino. Blynk — это платформа Интернета вещей (IoT) для управления Arduino, Raspberry Pi и т. п. через Интернет. В этом проекте Blynk предоставляет цифровую приборную панель на вашем смартфоне, которая отображает показания качества воздуха в реальном времени для ближайшего окружения.

Есть вопросы?

Вы можете прокомментировать свои вопросы в разделе комментариев, указанном ниже.

Читайте также:
Чертежи — ARK: Survival Evolved вики

Хотите посмотреть видео о датчике влажности: Работа с датчиком влажности

Все о датчиках влажности

Датчик влажности рядом с датчиком влажности.

Датчики влажности, также называемые гигрометрами, представляют собой устройства, которые обнаруживают и измеряют количество водяного пара или влаги, содержащихся в воздухе, что может не только влиять на уровень комфорта, который испытывают люди и животные, но также играет важную роль в производство продукции и другие производственные процессы. Способность ощущать и измерять уровень влажности необходима для того, чтобы контролировать ее, например, включив кондиционер летом или увлажнитель воздуха зимой.

В этой статье будут рассмотрены основы датчиков влажности: что это такое, какие бывают типы, как они работают и где используются. Чтобы узнать больше о других датчиках, ознакомьтесь с нашей статьей «Датчики — полное руководство (типы, области применения и поставщики)».

Что такое влажность и как ее измеряют

Влажность относится к количеству влаги, содержащейся в воздухе. Термин душный описывает ситуацию, когда мы чувствуем себя некомфортно из-за слишком высокого уровня влажности. Люди обычно стремятся к среднему уровню влажности, а слишком высокая влажность затрудняет работу нашего естественного механизма охлаждения, заставляя нас чувствовать себя некомфортно.

Существует несколько общих терминов, используемых для описания и измерения уровня влажности: абсолютная влажность, относительная влажность и точка росы.

  • Абсолютная влажность (АН) определяется как количество влаги в воздухе без учета температуры воздуха. Измеряется единицами массы на единицу объема – граммами на кубический метр. Воздух представляет собой смесь газов, способность которых удерживать водяной пар зависит от его температуры: чем теплее воздух, тем больше водяного пара он способен удерживать. При температуре 30 o C (86 o F) максимальная абсолютная влажность воздуха составляет около 30 г/м 3 . При 0 o C (32 o F) максимальная влажность воздуха падает до 5 г/м 3 . Более высокая абсолютная влажность означает, что в воздухе содержится больше водяного пара на единицу объема, более низкая абсолютная влажность означает, что воздух содержит меньше водяного пара на единицу объема.
  • Относительная влажность (RH) — это термин, с которым большинство людей знакомы из-за его использования метеорологами и в прогнозах погоды. Относительная влажность выражается в процентах и ​​отражает отношение текущего значения абсолютной влажности к максимальной абсолютной влажности для данной температуры. Итак, он представляет собой процентное содержание влаги в воздухе по отношению к максимальному, которое могло бы быть там при данной температуре и давлении.
  • Точка росы – это температура, до которой необходимо охладить воздух (в условиях постоянного давления) для достижения 100% относительной влажности или полного насыщения. Дальнейшее охлаждение воздуха выше этой температуры приведет к выходу водяного пара из атмосферы, проявляющемуся, например, в виде тумана или осадков. Чем выше точка росы, тем больше водяного пара в воздухе и тем влажнее воздух.
Читайте также:
35 удивительных фактов о фильме «Белое Рождество» с Бингом Кросби

Датчики влажности играют ключевую роль во многих системах и приложениях, помогая измерять уровень влажности, чтобы его можно было контролировать и изменять по мере необходимости.

Типы датчиков влажности

Существует три основных типа используемых датчиков влажности, которые определяются тем, какой подход используется для определения влажности и подачи электрического сигнала, который можно использовать для определения значения. К датчикам влажности относятся:

  • Емкостные датчики влажности
  • Резистивные датчики влажности
  • Датчики влажности по теплопроводности

Первые два из них предназначены для определения относительной влажности (RH), а последний используется для определения абсолютной влажности (AH). Датчики относительной влажности обычно также содержат термистор для определения температуры. Вы можете узнать больше о термисторах и других типах датчиков температуры в нашем соответствующем руководстве «Все о датчиках температуры».

Емкостные датчики влажности

Емкостные датчики влажности, как следует из их названия, используют конденсатор, который состоит из двух электродных слоев, между которыми находится диэлектрический материал. В случае емкостных датчиков влажности диэлектрический материал является гигроскопичным, что означает, что он способен поглощать влагу из окружающего воздуха. В качестве диэлектрика для емкостных датчиков влажности обычно используется полимерная пленка, диэлектрическая проницаемость которой составляет примерно 2-15.

В отсутствие влаги емкость (способность накапливать электрический заряд) определяется геометрией конденсатора и диэлектрической проницаемостью (диэлектрической проницаемостью) диэлектрического материала. Диэлектрическая проницаемость водяного пара при нормальной комнатной температуре составляет около 80, что намного больше, чем у диэлектрического материала. Поскольку диэлектрический материал поглощает водяной пар из окружающего воздуха, диэлектрическая проницаемость увеличивается, что увеличивает емкость датчика. Существует прямая зависимость между относительной влажностью воздуха, количеством влаги, содержащейся в диэлектрическом материале, и емкостью датчика. Изменение диэлектрической проницаемости прямо пропорционально значению относительной влажности. Измеряя изменение емкости (диэлектрической проницаемости), можно установить уровень относительной влажности. Датчик является одним элементом в цепи, которая также включает датчик, кабель и блок электроники (схема сигнализации), который принимает сигнал от датчика и формирует выходной сигнал, адаптированный для желаемого использования и применения.

Емкостные датчики влажности обеспечивают стабильные показания во времени и способны обнаруживать широкий диапазон значений относительной влажности. Они также обеспечивают почти линейную амплитуду сигнала в диапазоне влажности. Они ограничены расстоянием между датчиком и цепью сигнализации.

Читайте также:
Как сделать тесто как пух - на кефире получится! Рецепты теста на кефире для пирогов и не только для них

Резистивные датчики влажности

Резистивный датчик влажности, иногда называемый гигристором или датчиком электропроводности, использует изменение удельного сопротивления, измеренного между двумя электродами, для установления значения относительной влажности. Устройство содержит гигроскопический проводящий слой в виде полимерной влагочувствительной пленки, закрепленной на подложке. Токопроводящая пленка содержит набор гребенчатых электродов, обычно осажденных из благородного металла, такого как золото, серебро или платина, которые расположены в виде встречно-штыревого рисунка для увеличения площади контакта между электродами и проводящим материалом. Удельное сопротивление проводящего материала будет изменяться обратно пропорционально количеству поглощаемой влаги. Чем больше водяного пара поглощается, тем больше проводимость неметаллического проводящего материала и, следовательно, уменьшается его удельное сопротивление.

Резистивные датчики влажности представляют собой недорогие устройства, занимающие небольшую площадь и легко взаимозаменяемые. В отличие от емкостных датчиков влажности, резистивные датчики влажности могут работать в приложениях удаленного мониторинга, где расстояние между сенсорным элементом и цепью сигнализации велико.

Датчики влажности по теплопроводности

Датчики влажности по теплопроводности используются для измерения абсолютной влажности. Они делают это путем расчета разницы теплопроводности сухого и влажного воздуха.

Два термистора NTC подвешены на тонких проводах с датчиком. Один из термисторов находится в камере, которая подвергается воздействию воздуха через ряд вентиляционных отверстий. Второй термистор помещается в другую камеру внутри датчика, который герметично запечатан в сухом азоте. Электрическая мостовая схема пропускает ток к термисторам, которые начинают самонагреваться. Так как один из термисторов подвергается воздействию влаги из воздуха, он будет иметь разную проводимость. Можно произвести измерение разности сопротивлений двух термисторов, которая будет прямо пропорциональна абсолютной влажности.

Датчики влажности по теплопроводности подходят для использования в условиях высоких температур или агрессивных сред, долговечны и могут обеспечивать более высокое разрешение, чем датчики влажности других типов.

Применение датчика влажности

Датчики влажности используются во многих промышленных, коммерческих и потребительских приложениях. Анализаторы влажности содержат датчики влажности и обеспечивают средства для измерения и контроля влажности и условий влажности на производственных объектах в рамках приложений управления технологическим процессом. Понимание плотности воздуха при стандартных условиях температуры и давления важно при использовании анализаторов влажности для проведения точных измерений с помощью этих приборов.

Читайте также:
3 типа молотков, которые должен знать каждый домашний мастер

В системах HVAC датчики влажности имеют решающее значение для поддержания надлежащих климатических условий с энергоэффективностью. Они используются в медицинских целях, таких как инкубаторы и отделения интенсивной терапии новорожденных. Наземные и бортовые метеостанции используют датчики влажности для отслеживания условий окружающей среды и помощи в прогнозировании погоды. В автомобильной промышленности датчики влажности используются для управления вентиляцией салона и предотвращения запотевания ветровых стекол. Качество обработки пищевых продуктов напрямую зависит от точного измерения уровня влажности макаронных изделий и других пищевых продуктов, таких как выпечка. Полупроводниковая промышленность тщательно следит за климатическими условиями при производстве интегральных схем, поскольку выход продукции за пределы установленных диапазонов может быть снижен.

Заключение

В этой статье представлена ​​информация о датчиках влажности, в том числе о различных типах, принципах их работы и их применении. Для получения информации по другим темам обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу обнаружения поставщиков Thomas, где вы можете найти потенциальные источники поставок для более чем 70,000 200 различных категорий продуктов и услуг, включая более XNUMX поставщиков датчиков влажности и других датчиков, таких как линейные датчики, медицинские датчики, датчики температуры, датчики напряжения и многое другое.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: