Датчик влажности воздуха емкостного типа

Как выбрать датчик влажности

Наиболее важные технические параметры, которые необходимо просмотреть при выборе датчика влажности, это:
— точность
— повторяемость
— взаимозаменяемость
— долгосрочная стабильность
— восстановление от конденсата
— стойкость к химическим и физическим загрязнениям
— размер
— корпус
— стоимость

Дополнительными фактора для рассмотрения могут стать стоимость замены, калибровка, сложность конструкции, надежность усилителя сигнала и схемы обработки данных. Чтобы рассмотреть все предложения, которые доступны на современном рынке электронных компонентов, необходимо рассмотреть основные типы датчиков влажности и общие закономерности работы каждого из них.

Емкостные датчики относительной влажности (RH)

Емкостные датчики влажности широко используются в современном промышленном оборудовании, бытовой технике и телеметрических системах сбора метеорологических данных.

Такие датчики конструктивно состоят из подложки, на которой расположен тонкопленочный полимерный или металлооксидный между двумя проводящими электродами. Чувствительная поверхность покрыта пористым металлическим электродом для защиты от загрязнения и конденсата. Подложка обычно изготавливается из стекла, керамики или кремния. Инкрементальные изменения в диэлектрической константе емкостного датчика влажности практически прямо пропорциональны относительной влажности окружающего воздуха. При колебании влажности на 1% емкость изменяется на 0.2-0.5 пФ, а при 50% влажности (25°С) колебания могут достигать от 100 до 500 пФ.

Емкостные датчики влажности характеризуются низким температурным коэффициентом, возможностью работы на высоких температурах (вплоть до 200°С), возможностью полного восстановления от попадания конденсата и умеренной стойкостью к химическим испарениям. Время отклика датчиков составляет от 30 до 60 с для шага изменения влажности в 63%.

Современные технологии производства емкостных датчиков интегрировали в себя многие достижения полупроводниковой электроники, чтобы добиться минимального смещения параметров и гистерезиса при долгосрочной эксплуатации. Например, тонкопленочные емкостные датчики могут интегрировать на подложке монолитную микросхему усилителя сигнала. Часто современные усилители сигналов имеют CMOS генератор для сглаживания линейного выходного сигнала.

Типичный класс точности емкостных датчиков составляет ±2% отн.влажности в диапазоне от 5 до 95% при калибровки по двум точкам. Следует учитывать, что емкостные датчики имеют ограничения по рабочему расстоянию, чувствительный элемент может быть расположен вдали от схемы усиления сигнала, чтобы избежать паразитных эффектов соединительного кабеля (уровень колебаний емкости датчика не велик). Расстояние должно быть менее 3 метров.
Прямая замена датчиков может стать проблемой, если датчик при производстве не прошел лазерную обработку или если не используется компьютерная калибровка датчиков. Датчики с лазерной обработкой имеют значение взаимозаменяемости ±2%.

Емкостные датчики точки росы

Тонкопленочные емкостные датчики отличаются дискретным изменением сигнала при малой относительной влажности. Их работа характеризуется стабильностью и минимальным сдвигом во всем периоде эксплуатации. Однако такие датчики не имеют линейного выхода, когда относительная влажность падает ниже нескольких процентов. Такая особенность датчиков привела к разработке системы измерения точки росы, которая объединяет емкостной датчик с микропроцессорной схемой, хранящей данные калибровки в блоке энергонезависимой памяти. Такой подход к решению проблемы значительно сократил стоимость гигрометров и передатчиков точки росы, которые используются в системах кондиционирования воздуха и телеметрических системах сбора метеорологических данных. Датчики монтируются на микросхеме, которая имеет выходной сигнал по напряжению в зависимости от уровня относительной влажности. Микропроцессорное управление запоминает уровень напряжения на уровне 20 в диапазоне температур -40…27°С. Опорные значения подтверждается с NIST гигрометром, работающим по технологии охлаждаемого зеркала на элементах Пельтье. Уровень напряжения в точке росы и точке замерзания сохраняется в EPROM память датчика. Микропроцессор использует эти данные для расчета алгоритма линейной зависимости при одновременном измерении температуры сухого термометра и давления водяного пара. Как только определено давление водяного пара, температура точки росы рассчитывается из термодинамической зависимости, хранящейся в EPROM памяти. Корреляция с технологией измерения охлаждаемого зеркала выше ±2°С для точки росы в диапазоне -40…-7°С и выше ±1°С в диапазоне -7…27°С. Долгосрочная стабильность датчика составляет менее 1.5°С в год. Измерительные метрологические приборы, работающие по этому принципу, широко используются в различных приложениях, благодаря своей привлекательной цене по сравнению с приборами на технологии охлаждаемого зеркала.

Резистивные датчики влажности

Резистивные датчики влажности фиксируют изменения электрического сопротивления гигроскопической среды (например, проводящего полимера, соли или обработанной подложки).

Резистивные датчики имеют бифилярную намотку. После покрытия гигроскопическим полимером, их сопротивление оказывается обратно пропорциональным влажности.

Обычно, резистивные датчики состоят из металлических электродов, наложенных на подложку с помощью фоторезистора или намотанных на пластиковых или стеклянный цилиндр электродов. Подложка покрывается солевым или проводящим полимером. Когда он растворяется или помещается в жидкое вещество, он ровно покрывает датчик. В другом случае, подложка может быть обработана каким-либо химическим реагентом, например, кислотой. Датчик поглощает водяной пар и ионные группы распадаются, что увеличивает электрическую проводимость. Время отклика для большинства резистивных датчиков составляет от 10 до 30 секунд для шага измерений 63%. Диапазон сопротивлений типичного резистивного элемента колеблется от 1 кОм до 100 МОм.

Большинство резистивных датчиков используются АС напряжение возбуждения без смещения постоянным током для предотвращения поляризации датчика. Образовывающийся ток конвертируется и выпрямляется в сигнал постоянного напряжения для дальнейшего усиления, линеаризации или аналого-цифрового преобразования.

Номинальная частота составляет от 30 Гц до 10 кГц.

Резистивные датчики не является полностью резистивные за счет емкостного эффекта в диапазоне более 10-100 МОм. Главное преимущества резистивных датчиков влажности заключается в их отличной взаимозаменяемости (обычно она составляет ±2% отн.влаж.), что позволяет использовать резистор для калибровки схемы усиления сигнала на фиксированном уровне влажности. Это позволяет устранить необходимость в стандартах калибровки влажности. Точность каждого резистивного датчика влажности можно измерить в калибровочной емкости или с помощью специальной компьютерной системы. Диапазон рабочих температур резистивных датчиков влажности составляет от -40 до 100°С.

В условиях бытовой и коммерческой эксплуатации срок службы таких датчиков составляет более 5 лет, однако воздействие химических паров и других загрязнений (масла, например) может привести к их досрочному выходу из строя. Другой недостаток резистивных датчиков влажности – их тенденция к сдвигу значений при работе в конденсате, если используется растворимое в воде покрытие. Резистивные датчики имеют значительную зависимость от температуры, когда применяются в среде с большими температурными изменениями (более 10°F). В тоже время, схема термокомпенсация может быть добавлена в конструкцию датчика для увеличения его точности. Таким образом, основными преимуществами резистивных датчиков являются небольшие размеры, малая стоимость, взаимозаменяемость и долгосрочная стабильность.

В конструкции современных резистивных датчиков используется керамическое покрытие для снижения слияния условий окружающей среды при возникновении конденсата. Датчики состоят из керамической подложки с металлическими электродами, нанесенными по фоторезистивной технологии. Поверхность подложки покрыта проводящим полимером (или смешанным керамическим составом), а сам датчик помещается в защитный пластиковый корпус с пылевым фильтром.

Связующим материалом является керамический порошок, взвешенный в жидкой среде. После того, как поверхность покрыта и высушена, датчики обрабатывается высокой температурой. Результатом является толстопленочное покрытие, нерастворимое в воде, которое полностью защищает датчик от конденсата.
После попадания в воду, типичное время восстановления до уровня 30% датчика с керамической подложкой составляет 5-15 минут, в зависимости от скорости движения воздуха.

Взаимозаменяемость датчиков составляет менее 3% в диапазоне измерений 15-95% отн.влажнсоти. Точность составляет ±2%. При использовании датчика вместе со схемой усиления сигнала, выходное напряжение прямо пропорционально относительной влажности окружающей среды.

Теплопроводящие датчики абсолютной влажности

Такие датчики измеряют абсолютную влажность путем определения разницы между теплопроводимостью сухого воздуха и воздуха, насыщенного водяными парами.

Для измерения абсолютной влажности на высоких температурах часто используются теплопроводящие датчики. Их рабочий принцип сильно отличается от резистивных и емкостных датчиков.

Если воздух или газ сухой, он имеет значительные возможности поглощения тепла. Типичный пример – климат пустынь. Днем в пустыне очень жарко, однако ночью температура резко падает благодаря сухому атмосферному климату. И наоборот, влажный климат не может так быстро охлаждаться, поскольку тепло сохраняется водяными парами в атмосфере.

Теплопроводящие датчики влажности (или датчики абсолютной влажности) состоят из двух согласованных NTC термисторов, включенных по мостовой схеме. Выходное напряжение моста прямо пропорционально абсолютной влажности. Один термистор герметично изолирован в сухом азоте, а корпус другого открыт.

При прохождении тока через термисторы, термосопротивление увеличивает температуру до более 200°С. Тепло, рассеиваемое с герметичного термистора, больше, чем тепло открытого термистора, за счет разницы в теплопроводимости водяного пара и сухого азота. Поскольку рассеиваемое тепло создает разные рабочие температуры, разница сопротивления термисторов пропорциональна абсолютной влажности.

Простая сборка резисторов дает выходное напряжение в диапазоне 0 – 130 г/куб.м при 60°С. Калибровка проводится путем помещения датчика в сухую воздушную среду или в азот с регулировкой выходного сигнала до нуля. Датчики абсолютной влажности имеют долгий срок службы, их рабочая температура достигает 300°С, а корпус датчиков устойчив к химическим парам.

Интересная особенность теплопроводящих датчиков заключается в том, что они реагируют на любой газ, обладающий отличной от азота теплопроводимостью. Это повлияет на результаты измерений. Обычно, датчики абсолютной влажности используются в сушильных аппаратах, микроволновых печах и пароварках.
В целом, датчики абсолютной влажности имеют большее разрешение при температурах более 200°F, чем емкостные и резистивные датчики влажности. Их можно использовать в тех приложениях, где обычные датчики влажности не допустимы. Типичная точность абсолютных датчиков составляет 3г/куб.м., это составляет около 5% отн.влажности при 40°С или 0.5% при 100°С.

Сравнительная таблица преимуществ датчиков влажности

Резистивные датчики	Емкостные датчики	Теплопроводящие датчики
Взаимозаменяемость Возможность удаленного использования Невысокая стоимость	Широкий диапазон измерений Стойкость к конденсату Взаимозаменяемость при лазерной обработке	Работа в коррозионной среде Работа при высокой температуре

Интернет-магазин
• Контакты
• Как купить
• Доставка
• Оплата
• Программа поставок

Ресурсы
• Документация
• Применение
• Новости
• Видео

Датчики и сенсоры онлайн журнал

Практика использования, теоретические основы и современные тенденции

ЕМКОСТНЫЕ ДАТЧИКИ ВЛАЖНОСТИ

Конденсаторы с воздушным зазором могут использоваться как датчики относительной влажности, поскольку от количества водяных паров в атмосфере зависит диэлектрическая проницаемость воздуха:

где Т — абсолютная температура (в Кельвинах), Р — давление влажного воздуха (в мм рт.ст.), -Р — давление насыщенных водяных паров при температуре Т ( в мм рт.ст.), Н — относительная влажность (в %). Из уравнения (13.5) видно, что диэлектрическая проницаемость влажного воздуха, а значит и его емкость, пропорциональны относительной влажности.

Пространство между пластинами конденсатора может быть заполнено не воздухом, а соответствующим диэлектрическим материалом, проницаемость того сильно зависит от влажности окружающей среды. к примеру, существуют емкостные датчики, сформированные на основе гигроскопической полимерной пленки с нанесенными с двух сторон металлическими электродами. В работе [6] приведено описание такого датчика, реализованного на основе гидрофильной полимерной пленки толщиной 8. 12 мкм, изготовленной из ацетобутирата целлюлозы и диметилфталата, используемого в качестве пластификатора. Размеры пленочного датчика составляют 12×12 мм. Методом осаждения в вакуумной камере на полимер наносятся электроды из пористого золота (толщиной 200А) в форме диска диаметром 8 мм. Пленка подвешивается на специальных держателях, а электроды соединяются с выводами. Емкость такого датчика почти пропорциональна относительной влажности Н:

На рис. 13.1 отображена схема, позволяющая при помощи емкостного датчика измерять относительную влажность воздуха в диапазоне 5. 90% с точностью 2%, а на рис. 13.2 приведены передаточные характеристики датчика и интерфейсной схемы. Номинальная емкость датчика при 75% RH составляет 500 пФ. Среднее напряжение на датчике должно быть равно нулю, в противном случае электрохимические процессы могут вывести его из строя. Неполярный конденсатор С2 защищает датчик от статического электричества. Переменный резистор регулирует величину тока, поступающего на датчик, а Я, подстраивает ток смещения. Конденсатор Су стоящий в цепи ОС, используется для интегрирования результирующего заряда, а конденсатор С, поддерживает уровень выходного напряжения неизменным во время отсоединения точки суммирования ОУ от датчика.

Такой же подход может быть использован для определения содержания влаги в образцах различных материалов. На рис. 13.3 отображена схема емкостной системы измерений, где изменение диэлектрической проницаемости образца приводит к изменению частоты генератора. Этот метод измерения влажности широко применяется в системах контроля фармацевтической продукции. Он обладает квазилинейной передаточной функцией со смещением при нулевой влажности, равным 370 пФ, и наклоном 1.7. отображенная на рисунке схема выполняет две функции: преобразует емкость в напряжение и компенсирует емкость смещения для получения нулевого выходного напряжения при нулевом уровне RH. Основной частью схемы является аналоговый ключ LT1043 с автосинхронизацией, подключающий несколько конденсаторов к точке суммирования — на вход ОУ Ј/, (эта точка иногда называется виртуальной землей).

Рис. 13.1. Упрощенная схема измерения влажности при помощи емкостного датчика [6]

Рис. 13.2. Передаточная функция емкостного датчика и системы

Конденсатор С, используется для компенсации емкости смещения, а конденсатор С2 включается последовательно с емкостным датчиком S. Диэлектрическая проницаемость большинства медицинских таблеток по сравнению с водой достаточно низкая (2. 5). Образец исследуемого материала помещается между двумя пластинами, формирующими конденсатор, подсоединенный к LC-колебательному контуру. Счетчик измеряет частоту, по той определяется величина влажности. Для уменьшения влияния таких параметров окружающей среды, как температура и атмосферная влажность, рекомендуется использовать дифференциальные датчики. В этом случае определяется разность частот А/==/0 — fv где/0 — частота, измеренная при пустом контейнере, af] — частота, измеренная с контейнером, заполненным исследуемым материалом. Этот метод имеет ряд ограничений: он весьма неточен при влажности ниже 0.5%; образец должен быть очищен от посторонних частиц с относительно высокой диэлектрической проницаемостью (к примеру, от металла и пластика), а также геометрия образца не должна меняться во время проведения экспери—

Рис. 13.3. Емкостная система измерения влажности.

Тонкопленочный емкостной датчик влажности может быть изготовлен на кремниевой подложке [8]. Для этого на кремниевой подложке n-типа выращивается слой Si02 толщиной 3000А(рис. 13.4Б), а на него наносятся два электрода из алюминия, хрома или легированного фосфором поликремния, для чего применяется метод осаждения из газовой фазы, проводимый при низком давлении (LPCVD). Толщина электродов, имеющих гребенчатую форму (рис. 13.4А), лежит в пределах 2000. 5000 А. Для обеспечения дополнительной компенсации изменения окружающей температуры на той же самой подложке формируются два термочувствительных резистора. На верхнюю часть датчика наносится диэлектрический слой толщиной 300. 4000А , для получения того могут использоваться разные материалы, к примеру, химически осажденные из газовой фазы Si02 или фосфорное силикатное стекло.

На рис. 13.5 отображена упрощенная эквивалентная схема тонкопленочного датчика влажности. Каждый компонент схемы является элементом линии передач. При увеличении относительной влажности распределение сопротивления поверхности уменьшается, а эквивалентная емкость между выводами

1 и 2 возрастает. Величина емкости зависит от частоты. Следовательно, при измерении низких значений влажности частота должна быть порядка 100 Гц, в то время как для высоких величин влажности, ее надо выбирать в пределах 1. 10 кГц.

Рис. 13.5. Упрощенная эквивалентная электрическая схема емкостного тонкопленочного датчика влажности

Датчик измерения влажности в воздухе

Гигрометр необходим для измерения соответствующих показателей, причем не только в быту, но и в сельском хозяйстве и в промышленности (например, для измерения влажности почвы или для измерения остаточной влажности в древесине в процессе сушки).

Датчики влажности

В быту датчик контроля влажности воздуха обеспечивает контроль микроклимата, на предприятиях – точность технологических процессов и сохранность оборудования, в сельском хозяйстве – оценку качества почв, их плодородности. Конечно, настройка комнатного датчика от промышленного отличается. Кроме того, отличается и сам способ измерения. Чтобы сделать какие-то выводы или настроить оборудование для совместной работы, важно понимать, какой именно величиной измеряется влажность. И здесь возможно несколько вариантов:

• Абсолютное значение, в граммах на кубометр;
• Относительное значение, в единицах RH;
• В процентах от массы исследуемых образцов, если речь идет о твердых телах, материалах;
• В частях воды на 1000000 частей веса образца или ppm.

Абсолютная влажность или влагоемкость может варьироваться от 0 до 100% (то есть до полного насыщения, теоретически). Большинство бытовых гигрометров измеряют именно ее.

Принцип работы (действия) датчика измерения влажности воздуха

Существует 5 типов гигрометров, различающихся по принципу действия:

• Емкостные. Это простые модели, представляющие собой конденсаторы с воздухом как диэлектриком. Диэлектрическая проницаемость воздуха напрямую связана с влажностью, а при изменении влажности меняется и емкость воздушного конденсатора. Также есть модели с содержанием диэлектрика в воздушном зазоре: они срабатывают лучше, чем «просто воздушные». Такими устройствами уже можно измерять содержание воды в твердых веществах (позволяет измерить влажность исследуемого образца, помещенного между обкладками конденсатора, в том случае, если она превышает 0,5%).к этой категории относятся и тонкопленочные гигрометры с гребенчатыми электродами вместо обкладок. В них также присутствуют термодатчики, обеспечивающие компенсацию.
• Резистивные. Конструкционно эти датчики влажности представляют собой два электрода на подложке, причем поверх электродов наносится материал с малым сопротивлением (величина сопротивления сильно меняется в зависимости от влажности). Часто в качестве покрытия используют оксид алюминия, который хорошо поглощает влагу из окружающей среды. Резистивные датчики измеряют величину протекающего тока и стоят недорого.
• Термисторные или психометрические. Устройства представляют собой пару одинаковых термисторов (нелинейных электронных компонентов с сопротивлением, сильно зависящим от температуры). Работает следующим образом: один термистор размещают в герметичной камере, заполненной сухим воздухом, второй – в камере с отверстиями, через которые проходит воздух для измерений. Термисторы соединены по мостовой схеме: если на выходе получается нулевое напряжение, то влажность в камерах одинакова, если нет – то разность показателей влажности в камерах можно измерить в соответствии со значением полученного напряжения.
• Оптические, также носят название конденсационные. Это – самый точный тип устройств, основанный на таком физическом понятии как «точка росы». В процессе определяется температура, при которой на поверхности материала выпадает конденсат. В зависимости от температуры точки росы измеряется влажность окружающей среды. В простейшем случае такие конструкции представляют собой светодиод, подсвечивающий зеркальную поверхность, после чего луч света меняет направление и попадает на фотодетектор. Зеркало подогревается или охлаждается высокоточным температурным регулятором (термоэлектрическим насосом), а в момент выпадения конденсата температуру фиксируют соответствующим датчиком. Для работы важно, чтобы зеркало было чистым: в конденсированных каплях воды световые лучи преломляются, и величина тока в цепи фотодетектора падает.
• Электронные. Основной принцип действия этого устройства – измерение концентрации электролита, которым покрыт электроизоляционный материал. Часто используют концентрированный раствор хлорида лития, высокочувствительного к изменениям влажности. Электронные гигрометры зачастую дополнены еще и термометром, что позволяет производить замеры с высокой точностью. Для замеров влажности почвы тоже используют электронные гигрометры, представляющие собой 2 электрода, погружаемые в грунт. Влажность измеряется в зависимости от уровня токопроводимости земли.

Виды и типы датчиков измерения влажности воздуха

При выборе конкретного типа датчика, исходя из его принципа работы, следует учитывать основные факторы:

• Какую величину влажности понадобится измерять – относительную или абсолютную;
• Где будет замеряться влажность – в воздухе, в почве, в образце материала;
• Имеет ли значение гистерезис, с какой точностью необходимы измерения и в каком диапазоне они будут проводиться.

Так, самыми точными датчиками считаются оптические, но они же и самые дорогие. Емкостные часто применяются в бытовой технике и в промышленном оборудовании. Их ключевое преимущество – устойчивость к высоким температурам и химическим испарениям. В быту чаще всего применяют резистивные детекторы, работающие с относительно малым временем отклика, от 10 до 30 секунд. Они могут работать в температурном диапазоне от -40 до +100 градусов, но чувствительны к химическим и масляным испарениям. Электронные хороши тем, что благодаря компьютерной калибровке работают с высокой точностью.

У всех этих моделей есть преимущества и недостатки, а также факторы, влияющие на точность измерений.

Применение датчиков измерения влажности воздуха

В промышленных условиях, для определения относительной влажности почв, материалов или помещений чаще используются гигрометры, измеряющие относительную влажность. Они оснащены встроенными преобразователями сигналов и легко интегрируются в соответствующую измерительную систему. Также эти приборы могут иметь встроенный датчик температуры, чтобы проводить комплексный контроль микроклимата и устанавливать реальную связь между уровнями температуры и влажности.

Для измерения относительной влажности воздуха наиболее доступны несколько типов датчиков: психрометрические, аспирационные, емкостные и резистивные. Рассмотрим более детально каждый вид датчика.

Датчики емкостного и резистивного типа часто используют в офисных системах климат-контроля, где показатели влажности могут варьироваться от 30 до 70%.

Для агропромышленных комплексов (теплиц, грибоводческих хозяйств, овощехранилищах) такие модели не подойдут, так как в условиях повышенной влажности и при возможном выпадении конденсата дают сбой и могут показывать значения с погрешностью до 6%. В этом случае рекомендуется использование психрометрических датчиков.

Если замеры производятся в зонах с воздушным потоком, то стоит применять аспирационный датчик, то есть психрометрический, дополненный вентилятором. За счет работы электровентилятора на мокром термометре создается нормированный воздушный поток. При измерении высокой относительной влажности воздуха такой прибор дает погрешность 1%, не более.

В целом область использования датчиков влажности воздуха очень широка и включает в себя:

• Поддержание микроклимата в заданных пределах на производстве, оборудованном чувствительными к влажности электронными приборами;
• Контроль за показателями влажности в офисных помещениях, в быту;
• В сфере ЖКХ – в котельных и на водоочистных станциях позволяют не допустить образование конденсата;
• Периодический контроль помогает предотвратить появление грибка, плесени на стенах здания или в складе.

Схема подключения датчика измерения влажности воздуха, его настройка и установка

В большинстве случаев такие датчики монтируются на твердую поверхность. Корпус может закрепляться на стене винтами (он твердый, прочный и выполнен из огнеупорного пластика). Внутри корпуса гигрометра расположен клеммник с контактами, который используется для подключения (задействуется схема, предоставленная производителем).

Подключение производится кабелем через кабельный ввод, при этом соответствующую гайку обязательно затягивают до упора, чтобы сохранить герметичность корпуса (в большинстве моделей он соответствует классу защиты от внешних воздействий IP65). Также можно использовать экранированный кабель, если предполагается, что устройство будет работать в зоне с высоким уровнем электромагнитных помех. Настройка и калибровка производятся после подключения в «рабочих» условиях.

Измеритель влажности

В компании «Измеркон» можно приобрести датчики влажности, преобразователи температуры и влажности с релейными выходами, с цифровым интерфейсом, с внешними зондами, а также WEB-датчики. Есть модели гигрометров с подключением по Wi-Fi, способные передавать данные через интернет.

Точность измерения относительной влажности: 5 до 95%
Диапазон рабочей температуры: -30 to +80°C

Выходной сигнал: 2х Реле

Точность измерения относительной влажности: 0 до 100 %RH

Диапазон рабочей температуры: -30 до +105°C

Выходной сигнал: 2х Реле

Точность измерения относительной влажности: 0 до 100 %RH

Диапазон рабочей температуры: -30 до +80°C

Как правильно выбрать датчик влажности

Влажность является важным параметром для многих производственных процессов, управления системами отопления и кондиционирования воздуха, а также хранения. Говоря о датчиках влажности, следует различать влажность (англ. humidity), которая представляет собой количество водяного пара в воздухе или газе, и влажность (англ. moisture), которая представляет собой количество воды в жидкости или внутри твердого тела, например, дерева или бетона. Для измерения этих двух типов влажности используются разные технологии и оборудование, и в данном руководстве по покупкам рассматриваются только датчики влажности (humidity sensors). Датчик влажности — это устройство, которое измеряет влажность окружающей среды в контакте с его чувствительным элементом и выдает электрический сигнал, который может быть использован измерительным прибором (гигрометром), дисплеем или системой автоматического управления. Не следует путать датчик влажности с гигрометром: гигрометр — это измерительный прибор, на котором можно считывать значение влажности (на экране или любом другом дисплее), в то время как датчик просто выдает электрический сигнал, который должен быть обработан другим устройством.

Относительная или абсолютная влажность?

При измерении влажности в атмосфере или в газе различают две величины: относительная влажность и абсолютная влажность. Абсолютная влажность Она определяется как масса водяного пара, содержащегося в объеме сухого воздуха или газа. Абсолютная влажность не зависит от температуры воздуха или газа и обычно выражается в граммах на единицу объема. Относительная влажность Относительная влажность выражается в процентах и определяется как отношение массы водяного пара, присутствующего в воздухе (абсолютная влажность), к максимальной массе водяного пара, которую может содержать воздух (при превышении этого значения водяной пар конденсируется).
Чем теплее воздух или газ, тем больше водяного пара он может содержать, а значит, при одинаковой массе водяного пара относительная влажность меняется в зависимости от температуры.
Температура, при которой относительная влажность воздуха достигает 100% и происходит конденсация, называется температурой точки росы.

Какие существуют типы датчиков влажности?

Существует три основных типа датчиков влажности: Емкостные датчики Они состоят из слоя влагочувствительного диэлектрического материала, помещенного между двумя электродами и образующего конденсатор, емкость которого изменяется в зависимости от относительной влажности воздуха. Они являются линейными и измеряют относительную влажность от 0% до 100%. Эти датчики выполняют высокоточные измерения окружающей среды. Датчики данного типа используются в области промышленности и метеорологии. Резистивные датчики Они измеряют изменение электрического импеданса, или сопротивления гигроскопической среды (в качестве которой может выступать проводящий полимер или соль) с помощью ионов. Сопротивление этого чувствительного элемента изменяется в зависимости от влажности. Данные датчики не очень точно измеряют значения относительной влажности ниже 5%. Однако их преимущество заключается в меньшей стоимости. Поэтому если вам не требуется высокая точность измерения, они станут хорошим выбором. Датчики точки росы Они измеряют температуру точки росы, то есть температуру, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе, начинает конденсироваться. Таким образом, они позволяют определить влажность воздуха. Эти датчики имеют более сложное устройство, чем предыдущие, и чаще используются в лабораторных условиях.

Почему стоит выбрать емкостный датчик влажности?

Емкостный датчик влажности ROTRONIC

• они надежные, точные и стабильные
• они имеют быстрое время отклика
• они обеспечивают широкий диапазон измерения относительной влажности (от 0% до 100%)
• кроме того, они обладают широким температурным диапазоном (от -70 до +200°C)
• они имеют небольшие размеры и легко интегрируются в существующее оборудование
• они устойчивы к воздействию конденсата, пыли и химических веществ

• они менее точны при очень низких уровнях влажности (менее 10%)
• они дороже резистивных датчиков

Почему стоит выбрать резистивный датчик влажности?

Резистивный датчик влажности Rotronic

• они немного экономичнее емкостных датчиков
• они могут быть заменены на месте без необходимости калибровки
• они пригодны для работы в среднем диапазоне относительной влажности (от 20% до 90%).

• они не подходят для работы в экстремальных условиях
• они чувствительны к конденсату и химическим веществам.

Почему стоит выбрать датчик точки росы?

Датчик точки росы Ahlborn

• они обладают высокой долговременной устойчивостью
• они быстро реагируют на изменение влажности
• они устойчивы к конденсату

• они требуют чистой производственной среды
• они не линейны при относительной влажности ниже нескольких процентов
• дорогие по сравнению с другими технологиями

Как выбрать датчик влажности?

• Диапазон измерения
• Точность
• Разрешение
• Выходной сигнал и тип электрического разъема
• Установка и соединение
• Рабочая температура и уровень защиты в зависимости от условий эксплуатации

ПОХОЖИЕ РУКОВОДСТВА

Как правильно выбрать уровнемер

• Какие критерии учитывать при выборе уровнемера?
• Какие технологии используются в уровнемерах?
• Где применяются уровнемеры?