隨著全球一體化,國內產(chǎn)品面臨巨大挑戰(zhàn)。各行業(yè)特別是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)都急切需
要進行改造和提升。濕度是影響紡織品質量的一個重要原因,在制藥行業(yè)里和食品行業(yè)里,則基本上憑經(jīng)驗,很少有人使用濕度傳感器或二氧化碳傳感器。在農業(yè)方面各地建立了越來越多的新型溫室大棚,種植蔬菜,花卉等;養(yǎng)殖業(yè)對環(huán)境的測控也日感迫切,對于空氣的測量技術的需求也越來越大。對于傳統(tǒng)的如二氧化碳傳感器,二氧化碳變送器等的要求也越來越高。
現(xiàn)在在濕度測試領域大部分濕敏元件性能還只能在普通溫度環(huán)境下使用。而在特殊情況下如印染行業(yè)在紗錠烘干中,溫度能達到120攝氏度或更高溫度;在食品行業(yè)中,食物的烘烤溫度能達到80-200攝氏度左右;耐高溫材料,如陶瓷過濾器的烘干等能達到200攝氏度以上。而普通的濕度傳感器是很難測量的。
如何提升濕度傳感器的性能,得先了解它的基本原理:高分子電容式濕度傳感器通常都是在絕緣的基片諸如玻璃、陶瓷、硅等材料上,用絲網(wǎng)漏印或真空鍍膜工藝做出電極,再用浸漬或其它辦法將感濕膠涂覆在電極上做成電容元件。濕敏元件在不同相對濕度的大氣環(huán)境中,因感濕膜吸附水分子而使電容值呈現(xiàn)規(guī)律性變化。
在設計和制作工藝中很難組到感濕特性全濕程線性。作為電容器,高分子介質膜的厚度d和平板電容的效面積S也和溫度有關。溫度變化所引起的介質幾何尺寸的變化將影響C值。高分子聚合物的平均熱線脹系數(shù)可達到 的量級。例如硝酸纖維素的平均熱線脹系數(shù)為108x10-5/℃。隨著溫度上升,介質膜厚d增加,對C呈負貢獻值;但感濕膜的膨脹又使介質對水的吸附量增加,即對C呈正值貢獻。可見濕敏電容的溫度特性受多種因素支配,在不同的濕度范圍溫漂不同;在不同的溫區(qū)呈不同的溫度系數(shù);不同的感濕材料溫度特性不同。
總之,高分子濕度傳感器的溫度系數(shù)并非常數(shù),而是個變量。所以通常傳感器生產(chǎn)廠家能在-10-60攝氏度范圍內是傳感器線性化減小溫度對濕敏元件的影響。 當前在濕敏元件的開發(fā)和研究中,電阻式濕度傳感器應當最適用于濕度控制領域,其代表產(chǎn)品氯化鋰濕度傳感器具有穩(wěn)定性、耐溫性和使用壽命長多項重要的優(yōu)點。
任何行業(yè)的工作都離不開空氣,而空氣的濕度又與工作、生活、生產(chǎn)有直接聯(lián)系,使?jié)穸鹊谋O(jiān)測與控制越來越顯得重要。濕度傳感器的應用主要有如下幾個方面:
(1) 氣候監(jiān)測 天氣測量和預報對工農業(yè)生產(chǎn)、軍事及人民生活和科學實驗等方面都有重要意義,因而濕度傳感器是必不可少的測濕設備,如樹脂膨散式濕度傳感器已用于氣象氣球測濕儀器上。
(2) 溫室養(yǎng)殖 現(xiàn)代農林畜牧各產(chǎn)業(yè)都有相當數(shù)量的溫室,溫室的濕度控制與溫度控制同樣重要,把濕度控制在農作物、樹木、畜禽等生長適宜的范圍,是減少病蟲害、提高產(chǎn)量的條件之一。
(3) 工業(yè)生產(chǎn) 在紡織、電子、精密機器、陶瓷工業(yè)等部門,空氣濕度直接影響產(chǎn)品的質量和產(chǎn)量,必須有效地進行監(jiān)測調控。
(4) 物品儲藏 各種物品對環(huán)境均有一定的適應性。濕度過高過低均會使物品喪失原有性能。如在高濕度地區(qū),電子產(chǎn)品在倉庫的損害嚴重,非金屬零件會發(fā)霉變質,金屬零件會腐蝕生銹。
(5) 精密儀器的使用保護 許多精密儀器、設備對工作環(huán)境要求較高。環(huán)境濕度必須控制在一定范圍內,以保證它們的正常工作,提高工作效率及可靠性。如電話程控交換機工作濕度在55 % ±10 %較好。溫度過高會影響絕緣性能,過低易產(chǎn)生靜電,影響正常工作。
氯化鋰濕敏器件屬于電解質感濕性材料,氯化鋰電解質感濕液依據(jù)當量電導隨著溶液濃度的增加而下降。電解質溶解于水中降低水面上的水蒸氣壓的原理而實現(xiàn)感濕。 氯化鋰濕度傳感器其特有的長期穩(wěn)定性是其它感濕材料不可替代的,也是濕度傳感器最重要的性能。經(jīng)過感濕混合液的配制和工藝上的嚴格控制是保持和發(fā)揮這一特性的關鍵。
傳感器在人們的生活拌演著不可或缺的角色,相信隨著科學的進步,它們的性能將會最來最好。