湿度传感器的应用

来源：百度文库编辑：神马文学网时间：2024/04/26 06:36:54

随着全球一体化，国内产品面临巨大挑战。各行业特别是传统产业都急切需要进行改造和提升。湿度是影响纺织品质量的一个重要原因，在制药行业里和食品行业里，则基本上凭经验，很少有人使用湿度传感器或二氧化碳传感器。在农业方面各地建立了越来越多的新型温室大棚，种植蔬菜，花卉等；养殖业对环境的测控也日感迫切，对于空气的测量技术的需求也越来越大。对于传统的如二氧化碳传感器，二氧化碳变送器等的要求也越来越高。
   现在在湿度测试领域大部分湿敏元件性能还只能在普通温度环境下使用。而在特殊情况下如印染行业在纱锭烘干中，温度能达到120摄氏度或更高温度；在食品行业中，食物的烘烤温度能达到80-200摄氏度左右；耐高温材料，如陶瓷过滤器的烘干等能达到200摄氏度以上。而普通的湿度传感器是很难测量的。
   如何提升湿度传感器的性能，得先了解它的基本原理：高分子电容式湿度传感器通常都是在绝缘的基片诸如玻璃、陶瓷、硅等材料上，用丝网漏印或真空镀膜工艺做出电极，再用浸渍或其它办法将感湿胶涂覆在电极上做成电容元件。湿敏元件在不同相对湿度的大气环境中，因感湿膜吸附水分子而使电容值呈现规律性变化。在设计和制作工艺中很难组到感湿特性全湿程线性。作为电容器，高分子介质膜的厚度d和平板电容的效面积S也和温度有关。温度变化所引起的介质几何尺寸的变化将影响C值。高分子聚合物的平均热线胀系数可达到的量级。例如硝酸纤维素的平均热线胀系数为108x10-5/℃。随着温度上升，介质膜厚d增加，对C呈负贡献值；但感湿膜的膨胀又使介质对水的吸附量增加，即对C呈正值贡献。可见湿敏电容的温度特性受多种因素支配，在不同的湿度范围温漂不同；在不同的温区呈不同的温度系数；不同的感湿材料温度特性不同。总之，高分子湿度传感器的温度系数并非常数，而是个变量。所以通常传感器生产厂家能在-10-60摄氏度范围内是传感器线性化减小温度对湿敏元件的影响。
     当前在湿敏元件的开发和研究中，电阻式湿度传感器应当最适用于湿度控制领域，其代表产品氯化锂湿度传感器具有稳定性、耐温性和使用寿命长多项重要的优点。氯化锂湿敏器件属于电解质感湿性材料，氯化锂电解质感湿液依据当量电导随着溶液浓度的增加而下降。电解质溶解于水中降低水面上的水蒸气压的原理而实现感湿。氯化锂湿度传感器其特有的长期稳定性是其它感湿材料不可替代的，也是湿度传感器最重要的性能。经过感湿混合液的配制和工艺上的严格控制是保持和发挥这一特性的关键。

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