Выбираем датчики влажности

Влажность изменяет физические параметры материалов и скорость химических реакций. При слишком низкой влажности чаще возникают опасные для электронного оборудования электростатические разряды, а слишком высокая влажность способствует росту бактерий и плесени, что, в свою очередь, отрицательно сказывается на чистоте технологических процессов и здоровье сотрудников. На сайте https://beskonta.ru/ вы найдете не только датчики влажности, но и фотобарьеры, датчики температуры, давления, бесконтактные выключатели... В статье представлены методы измерения влажности и типы используемых датчиков.

Методы измерения уровня влажности условно разделяют на гигроскопические и конденсационные

В устройствах первой категории, к которым относятся, например, датчики сопротивления и емкостные датчики, используются изменения электрических свойств конкретных материалов, возникающие в результате поглощения влаги из окружающей среды. В свою очередь, в конденсационных гигрометрах, т.е. в датчиках с охлаждаемым зеркалом влажность определяется косвенно по измерению температуры конденсации.

Емкостные гигрометры

По конструкции емкостной датчик относительной влажности напоминает конденсатор. Он содержит два металлических электрода и тонкий слой гигроскопичного полимера, действующего как диэлектрик, расположенный между ними. Поверхность верхнего электрода, как правило, пористая, чтобы защитить гигроскопичный слой от конденсации и загрязнения.

Подложку датчика в основном производят, используя стекло, керамику или кремний. Изменение диэлектрической проницаемости гигроскопичного материала пропорционально относительной влажности вблизи устройства. Изменение емкости в гигрометрах этого типа обычно составляет от 0,2 до 0,5 пФ при изменении относительной влажности на 1% и номинальной емкости 100... 500 пФ в условиях относительной влажности 50% и + 25° С. Время отклика емкостного датчика обычно 30 - 60 с.

Датчик влажности с охлаждаемым зеркалом

В гигрометрах с охлаждаемым зеркалом относительная влажность определяется на основе измерения температуры точки росы и температуры окружающей среды. Самым важным элементом этого типа счетчика является зеркало, заключенное в камеру, через которую проходит воздух.

Зеркало охлаждают до конденсации водяного пара на его поверхности. Элементом, регулирующим температуру зеркала, обычно является ячейка Пельтье, а для обнаружения конденсации используется оптическая система, состоящая из источника света (светодиода) и светоприемника. Температура поверхности зеркала постоянно контролируется приклеенным к нему тонкопленочным датчиком Pt100. Одновременно измеряется температура влажного газа.

Гигрометры сопротивления

Датчики сопротивления RH измеряют проводимость гигроскопичного материала (например, проводящего полимера), которая изменяется из-за поглощения воды. Большинство датчиков этого типа имеют время отклика от 10 до 30 секунд, сопротивление от 1 кОм до 100 МОм, а средний срок службы превышает 5 лет, хотя химические пары и другие загрязнители могут его уменьшить.

Недостатком резистивных гигрометров является то, что они имеют тенденцию давать ошибочные результаты при появлении конденсата на поверхности датчика. Чтобы этого не произошло, используются специальные керамические покрытия. В этом случае датчик состоит из металлических электродов, нанесенных на керамическую подложку, покрытую проводящим полимерно-керамическим покрытием, и дополнительно помещается в пластиковый корпус с противопылевым фильтром.