用四(si)點(diǎn)(dian)來(lai)說(shuo)明霍(huo)尼(ni)韋爾(er)HONEYWELL濕度傳感(gan)器的(de)工作原(yuan)理
濕敏元件(jian)是(shi)簡(jian)單(dan)的(de)濕度傳感(gan)器。濕(shi)敏元件(jian)主(zhu)要(yao)有(you)電(dian)阻式(shi)、電(dian)容(rong)式(shi)兩(liang)大(da)類。
濕(shi)敏電阻的特(te)點(diǎn)(dian)是(shi)在基片(pian)上覆(fu)蓋(gai)壹層用(yong)感(gan)濕材料制成(cheng)的(de)膜(mo)，當(dāng)(dang)空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)水(shui)蒸(zheng)氣(qi)吸附在感(gan)濕(shi)膜(mo)上時(shi)，元件(jian)的(de)電(dian)阻率(lv)和電(dian)阻值(zhi)都(dou)發(fā)(fa)生(sheng)變化(hua)，利(li)用這壹(yi)特(te)性(xing)即(ji)可(ke)測量(liang)濕(shi)度。
濕敏電容(rong)壹(yi)般(ban)是(shi)用(yong)高(gao)分(fen)子薄(bo)膜(mo)電容(rong)制(zhi)成(cheng)的(de)，常(chang)用(yong)的高分(fen)子材(cai)料(liao)有聚(ju)苯乙(yi)烯、聚酰(xian)亞(ya)胺(an)、酪(lao)酸(suan)醋酸(suan)纖(xian)維等。當(dāng)(dang)環(huán)境(jing)濕度發(fā)(fa)生(sheng)改變(bian)時(shi)，濕敏電容(rong)的(de)介(jie)電常(chang)數(shù)(shu)發(fā)(fa)生(sheng)變化(hua)，使(shi)其電容(rong)量(liang)也(ye)發(fā)(fa)生(sheng)變化(hua)，其電容(rong)變(bian)化(hua)量(liang)與(yu)相對(dui)濕度成(cheng)正(zheng)比(bi)。
電子式(shi)濕(shi)敏傳感(gan)器的(de)準(zhǔn)確度可(ke)達(dá)2-3%RH，這(zhe)比(bi)幹濕球測(ce)濕(shi)精度高。
濕(shi)敏元件(jian)的(de)線(xian)性(xing)度及抗汙(wu)染(ran)性(xing)差，在檢(jian)測(ce)環(huán)境(jing)濕(shi)度時(shi)，濕敏元件(jian)要(yao)長(chang)期(qi)暴(bao)露在待(dai)測(ce)環(huán)境(jing)中(zhong)，很(hen)容(rong)易(yi)被(bei)汙(wu)染(ran)而(er)影響其測量(liang)精(jing)度及長(chang)期(qi)穩(wěn)定性(xing)。這(zhe)方面沒有(you)幹(gan)濕(shi)球測(ce)濕方(fang)法好。下(xia)面(mian)對(dui)各(ge)種(zhong)霍(huo)尼(ni)韋爾(er)HONEYWELL濕度傳感(gan)器進(jìn)(jin)行(xing)簡(jian)單(dan)的(de)介(jie)紹。
1、氯(lv)化(hua)鋰(li)濕度傳感(gan)器
（1）電(dian)阻式(shi)氯(lv)化(hua)鋰(li)濕度計
di壹(yi)個(ge)基於(yu)電(dian)阻-濕度特(te)性(xing)原(yuan)理的氯(lv)化(hua)鋰(li)電濕敏元件(jian)是(shi)美(mei)國標(biāo)(biao)準(zhǔn)(zhun)局的F.W.Dunmore研制出(chu)來的(de)。這(zhe)種(zhong)元件(jian)具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的精(jing)度，同時(shi)結(jié)(jie)構(gòu)(gou)簡(jian)單(dan)、價廉(lian)，適用於(yu)常(chang)溫常濕(shi)的測控(kong)等壹(yi)系(xi)列(lie)優(yōu)點(diǎn)(dian)。
氯(lv)化(hua)鋰(li)元件(jian)的(de)測(ce)量(liang)範(fàn)圍(wei)與(yu)濕敏層的(de)氯(lv)化(hua)鋰(li)濃度及其它(ta)成(cheng)分(fen)有關(guān)。單(dan)個(ge)元件(jian)的(de)有(you)效感濕(shi)範(fàn)圍(wei)壹般(ban)在20%RH 以(yi)內(nèi)。例(li)如(ru)0.05%的濃度對(dui)應(yīng)的感(gan)濕範(fàn)圍(wei)約為（80～100）%RH ，0.2%的濃度對(dui)應(yīng)範(fàn)圍(wei)是(shi)（60～80）%RH 等。由(you)此可(ke)見，要(yao)測(ce)量(liang)較(jiao)寬(kuan)的濕(shi)度範(fàn)圍(wei)時(shi)，必須(xu)把(ba)不(bu)同濃度的元件(jian)組(zu)合(he)在壹(yi)起(qi)使(shi)用(yong)。可(ke)用於(yu)全(quan)量(liang)程(cheng)測量(liang)的(de)濕度計組(zu)合(he)的元件(jian)數(shù)(shu)壹(yi)般(ban)為5個，采(cai)用(yong)元件(jian)組(zu)合(he)法的(de)氯(lv)化(hua)鋰(li)濕度計可(ke)測範(fàn)圍(wei)通(tong)常為（15～100）%RH，國外有些(xie)產(chǎn)品聲稱(cheng)其測量(liang)範(fàn)圍(wei)可(ke)達(dá)（2 ～100）%RH 。
（2）露點(diǎn)(dian)式(shi)氯(lv)化(hua)鋰(li)濕度計
露點(diǎn)(dian)式(shi)氯(lv)化(hua)鋰(li)濕度計是(shi)由(you)美(mei)國的 Forboro 公司首(shou)先研制出(chu)來的(de)，其後(hou)我國和許(xu)多(duo)國家都做(zuo)了(le)大(da)量(liang)的(de)研究工作。這種(zhong)濕(shi)度計和上述電阻式(shi)氯(lv)化(hua)鋰(li)濕度計形(xing)式(shi)相(xiang)似(si)，但(dan)工(gong)作原(yuan)理卻(que)*不(bu)同(tong)。簡(jian)而(er)言之，它(ta)是(shi)利(li)用氯(lv)化(hua)鋰(li)飽(bao)和水(shui)溶(rong)液的(de)飽(bao)和水(shui)汽(qi)壓(ya)隨溫度變化(hua)而(er)進(jìn)(jin)行(xing)工(gong)作的。
2、碳濕(shi)敏元件(jian)
碳濕(shi)敏元件(jian)是(shi)美(mei)國的 E.K.Carver 和 C.W.Breasefield 於(yu)1942年(nian)首(shou)先提(ti)出(chu)來(lai)的(de)，與(yu)常用的(de)毛(mao)發(fā)(fa)、腸衣(yi)和氯(lv)化(hua)鋰(li)等探(tan)空(kong)元件(jian)相(xiang)比(bi)，碳濕(shi)敏元件(jian)具(ju)有(you)響應(yīng)速(su)度快(kuai)、重復(fù)(fu)性(xing)好、無沖蝕(shi)效應(yīng)(ying)和滯(zhi)後(hou)環(huán)(huan)窄等優(yōu)(you)點(diǎn)(dian)，因(yin)之令人矚目(mu)。我國氣(qi)象(xiang)部門(men)於(yu)70年(nian)代初開(kai)展碳濕(shi)敏元件(jian)的(de)研制，並(bing)取(qu)得了(le)積(ji)極(ji)的成(cheng)果(guo)，其測量(liang)不(bu)確定度不超過±5%RH ，時(shi)間常數(shù)在正(zheng)溫時(shi)為2～3s，滯(zhi)差壹(yi)般(ban)在7%左(zuo)右(you)，比(bi)阻穩(wěn)定性(xing)亦較(jiao)好。
3、氧化(hua)鋁(lv)濕度計
氧化(hua)鋁(lv)傳感器的(de)突出優(yōu)(you)點(diǎn)(dian)是(shi)，體(ti)積(ji)可(ke)以(yi)非(fei)常(chang)?。ɡ?li)如(ru)用於(yu)探(tan)空(kong)儀的(de)濕敏元件(jian)僅(jin)90μm厚(hou)、12mg重(zhong)），靈(ling)敏度高（測(ce)量(liang)下(xia)限達(dá)-110℃露點(diǎn)(dian)），響(xiang)應(yīng)(ying)速(su)度快(kuai)（壹般(ban)在 0.3s 到(dao) 3s 之間），測量(liang)信(xin)號直(zhi)接(jie)以(yi)電參量(liang)的(de)形式(shi)輸出(chu)，大(da)大(da)簡化(hua)了(le)數(shù)(shu)據(jù)處(chu)理程(cheng)序，等等。另外(wai)，它(ta)還(hai)適用於(yu)測(ce)量(liang)液體(ti)中(zhong)的(de)水(shui)分(fen)。如上特(te)點(diǎn)(dian)正(zheng)是(shi)工(gong)業(yè)和氣(qi)象(xiang)中(zhong)的(de)某(mou)些測量(liang)領(lǐng)(ling)域所(suo)希(xi)望(wang)的(de)。因(yin)此它(ta)被(bei)認(rèn)(ren)為(wei)是(shi)進(jìn)(jin)行(xing)高(gao)空(kong)大(da)氣(qi)探(tan)測(ce)可(ke)供選擇的(de)幾種(zhong)合(he)乎要(yao)求(qiu)的傳(chuan)感器之壹(yi)。也(ye)正是(shi)因(yin)為(wei)這(zhe)些特(te)點(diǎn)(dian)使(shi)人們(men)對(dui)這種方(fang)法產(chǎn)生(sheng)濃厚(hou)的(de)興趣。然而(er)，遺憾的是(shi)盡(jin)管許多(duo)國家的專(zhuan)業(yè)人員為(wei)改進(jìn)(jin)傳感(gan)器的(de)性(xing)能(neng)進(jìn)(jin)行(xing)了(le)不(bu)懈(xie)的努(nu)力(li)，但(dan)是(shi)在探(tan)索(suo)生(sheng)產(chǎn)質(zhì)量(liang)穩(wěn)定的(de)產(chǎn)品的工(gong)藝(yi)條件，以(yi)及提(ti)高性(xing)能(neng)穩(wěn)定性(xing)等與(yu)實(shí)(shi)用(yong)有關(guān)的(de)重要(yao)問(wen)題(ti).
上始(shi)終(zhong)未(wei)能(neng)取(qu)得重大(da)的突(tu)破(po)。因(yin)此，到(dao)目(mu)前為(wei)止，傳感(gan)器通(tong)常只能(neng)在特(te)定的條件和有(you)限的範(fàn)圍(wei)內(nèi)使(shi)用(yong)。近(jin)年來，這(zhe)種方(fang)法在工(gong)業(yè)中(zhong)的(de)低霜(shuang)點(diǎn)(dian)測(ce)量(liang)方(fang)面開(kai)始(shi)嶄露頭(tou)角(jiao)。
4、陶瓷(ci)濕度傳感(gan)器
HONEYWELL濕(shi)度傳感(gan)器在濕(shi)度測量(liang)領(lǐng)(ling)域中(zhong)，對(dui)於(yu)低濕和高(gao)濕(shi)及其在低溫和高(gao)溫條件下(xia)的(de)測(ce)量(liang)，到(dao)目前為(wei)止仍(reng)然是(shi)壹(yi)個(ge)薄(bo)弱(ruo)環(huán)(huan)節(jié)，而(er)其中(zhong)又(you)以(yi)高溫條件下(xia)的(de)濕(shi)度測量(liang)技(ji)術(shù)(shu)為落後(hou)。以(yi)往(wang)，通(tong)風(fēng)幹濕(shi)球濕(shi)度計幾乎(hu)是(shi)在這(zhe)個(ge)溫度條件下(xia)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)的(de)wei壹方法，而(er)該(gai)法在實(shí)(shi)際(ji)使(shi)用(yong)中(zhong)亦存(cun)在種(zhong)種(zhong)問(wen)題(ti)，無(wu)法令人滿意(yi)。另壹(yi)方(fang)面，科(ke)學(xué)(xue)技(ji)術(shù)(shu)的進(jìn)(jin)展，要(yao)求(qiu)在高(gao)溫下(xia)測(ce)量(liang)濕(shi)度的場(chang)合(he)越來越多(duo)，例(li)如(ru)水(shui)泥、金(jin)屬(shu)冶煉(lian)、食品加(jia)工(gong)等涉(she)及工(gong)藝條件和質(zhì)量(liang)控(kong)制的許多(duo)工業(yè)過程(cheng)的濕度測量(liang)與(yu)控制。因(yin)此，自60年代起，許(xu)多(duo)國家開(kai)始(shi)竟相(xiang)研制適用於(yu)高(gao)溫條件下(xia)進(jìn)(jin)行(xing)測(ce)量(liang)的(de)濕度傳感(gan)器。 考(kao)慮(lv)到傳感器的(de)使(shi)用(yong)條件，人們(men)很(hen)自然地把探(tan)索(suo)方(fang)向(xiang)著(zhe)眼(yan)於(yu)既具(ju)有吸水(shui)性(xing)又(you)能耐高溫的某(mou)些無機(jī)物(wu)上。實(shí)(shi)踐(jian)已(yi)經(jīng)證明，陶(tao)瓷(ci)元件(jian)不(bu)僅(jin)具有濕(shi)敏特(te)性(xing)，而(er)且(qie)還(hai)可(ke)以(yi)作為感(gan)溫元件(jian)和氣(qi)敏元件(jian)。這(zhe)些(xie)特(te)性(xing)使(shi)它(ta)極(ji)有可(ke)能成(cheng)為(wei)壹(yi)種(zhong)有發(fā)(fa)展前途(tu)的多(duo)功能傳感(gan)器。他們(men)於(yu) 1980 年(nian)研制成(cheng)稱(cheng)之為(wei)“濕(shi)瓷 - Ⅱ型(xing)"和“濕(shi)瓷(ci) - Ⅲ型"的(de)多(duo)功能傳感(gan)器。前者(zhe)可(ke)測控(kong)溫度和濕(shi)度，主要(yao)用(yong)於(yu)空(kong)調(diào)，後(hou)者(zhe)可(ke)用來(lai)測量(liang)濕(shi)度和諸(zhu)如(ru)酒精(jing)等多(duo)種有(you)機(jī)蒸氣(qi)，主(zhu)要(yao)用(yong)於(yu)食(shi)品加(jia)工(gong)方面。
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