以下是各种湿度传感器的简要介绍。
1、氯化锂湿度传感器
(1)电阻氯化锂湿度计
第一个基于电阻湿度特性的氯化锂电池湿敏元件是美国标准局开发出来的。该元件精度高,结构简单、便宜,适用于常温常湿测控等一系列优点。
氯化锂元件的测量范围与湿敏层的氯化锂浓度等成分有关。单个元件的有效感湿范围一般为20%RH以内。例如0.05%浓度对应的感湿范围约为(80100)%RH,0.2%浓度对应范围为(6080)%RH等等。可见,要测量较宽的湿度范围,必须将不同浓度的元件组合在一起。可用于全量程测量的湿度计组合一般为5个元件,氯化锂湿度计组合法的可测范围一般为(15100)%RH,一些国外产品声称其测量范围可达(2100)%RH。
(2)露点氯化锂湿度计
该湿度计与上述电阻氯化锂湿度计相似,但工作原理完全不同。简而言之,它使用氯化锂饱和水溶液的饱和水蒸气压随温度的变化而工作。
2、碳湿敏元件
碳湿敏元件来自美国1942年首次提出,与常用毛发相匹配、与氯化锂等探空元件相比,碳湿敏元件响应速度快、重复性好、无冲蚀效果、滞后环窄等优点引人注目。20世纪70年代初,中国气象部门开发了碳湿敏元件,取得了积极成果,测量不确定性不超过±5%RH,正温时间常数为2~3s,滞差一般在7%左右,比阻稳定性好。
3、氧化铝湿度计
氧化铝传感器的突出优点是体积可以很小,12mg高灵敏度,测量信号以电参量的形式直接输出,大大简化了数据处理程序等。此外,它还适用于测量液体中的水分。以上特征是工业和气象学中一些测量领域所希望的。因此,它被认为是几种合格的高空大气探测传感器之一。正是因为这些特性,人们才对这种方法产生了浓厚的兴趣。
然而,遗憾的是,尽管许多国家的专业人员不懈努力提高传感器的性能,但他们正在探索与实用性有关的重要问题,如生产质量稳定的产品的工艺条件和提高性能稳定性。
从未取得重大突破。因此,到目前为止,传感器通常只能在特定条件和有限的范围内使用。近年来,这种方法开始出现在工业低霜点测量中。
4、陶瓷湿度传感器
在湿度测量领域,低湿度、高湿度及其在低温、高温条件下的测量仍是一个薄弱环节,其中高温条件下的湿度测量技术最为落后。过去,通风干湿球湿度计几乎是在这种温度条件下使用的唯一方法,在实际使用中也存在各种问题,不令人满意。另一方面,科学技术的进步需要越来越多的场合来测量湿度,如水泥、金属冶炼、许多涉及工艺条件和质量控制的工业过程的湿度测量和控制,如食品加工。
因此,自20世纪60年代以来,许多国家开始开发适合在高温条件下测量的湿度传感器。考虑到传感器的使用条件,人们自然会关注一些具有吸水性和耐高温性的无机物。实践证明,陶瓷元件不仅具有湿敏特性,而且可作为温度感应元件和气敏元件。这些特性使它很可能成为一种有前途的多功能传感器。它们于1980年开发出来,称之为1980年。“湿瓷-Ⅱ型”和“湿瓷-Ⅲ型”多功能传感器。前者可测量和控制温度和湿度,主要用于空调,后者可测量湿度和酒精等有机蒸汽,主要用于食品加工。
以上是几种应用广泛的传感器,还有其他根据不同原理开发的湿度传感器,这里就不一一介绍了。