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淺談露點(diǎn)傳感器的幾種工作原理

日期:2024-08-10 10:22
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摘要: 1、電容式工作原理 電容式濕度傳感器類(lèi)似一個(gè)平面電容,下端電極附著(zhù)在承載基底上,一般是陶瓷材質(zhì)。薄膜聚合物吸濕層作為電介質(zhì),它的上方是上層電極,不僅作為另一個(gè)電極,還允許水氣滲透進(jìn)入聚合物。水氣分子進(jìn)入或離開(kāi)吸濕聚合物,直到水分含量和環(huán)境空氣或其他氣體保持動(dòng)態(tài)平衡為止。聚合物的電介質(zhì)強度和水氣含量成正比。而電介質(zhì)強度又影響電容值,該變化被記錄下來(lái)經(jīng)過(guò)處理后,以便給出相對濕度結果。如同時(shí)測量溫度,還可以給出露點(diǎn)值或者絕對濕度值。 2、阻抗法工作原理 阻抗濕度產(chǎn)品是堅固耐用的、性?xún)r(jià)比高...

1、電容式工作原理
電容式濕度傳感器類(lèi)似一個(gè)平面電容,下端電極附著(zhù)在承載基底上,一般是陶瓷材質(zhì)。薄膜聚合物吸濕層作為電介質(zhì),它的上方是上層電極,不僅作為另一個(gè)電極,還允許水氣滲透進(jìn)入聚合物。水氣分子進(jìn)入或離開(kāi)吸濕聚合物,直到水分含量和環(huán)境空氣或其他氣體保持動(dòng)態(tài)平衡為止。聚合物的電介質(zhì)強度和水氣含量成正比。而電介質(zhì)強度又影響電容值,該變化被記錄下來(lái)經(jīng)過(guò)處理后,以便給出相對濕度結果。如同時(shí)測量溫度,還可以給出露點(diǎn)值或者絕對濕度值。

2、阻抗法工作原理

阻抗濕度產(chǎn)品是堅固耐用的、性?xún)r(jià)比高的工業(yè)測量?jì)x表,可提供從微水含量到環(huán)境濕度條件下可靠的水分分析。阻抗產(chǎn)品適用于大多數的氣體,以及危險場(chǎng)合應用(易燃易爆氣體)和很多腐蝕性氣體
陶瓷傳感器的制造工藝采用了先進(jìn)的厚薄膜技術(shù)。傳感器的工作原理是基于多孔感濕層對水分子的吸收。該吸濕活性層如同三明治一樣被夾在陶瓷基底上的兩個(gè)導電層之間,厚度非常薄不到一微米(一微米等于百萬(wàn)分之一米),而頂部允許水分子自由進(jìn)入傳感器的多孔導電層相比更薄。因此,當周?chē)h(huán)境的濕度發(fā)生變化的時(shí)候,傳感器對濕度變化會(huì )做出極其快速的反應。

3、石英晶振法工作原理

水分測量的石英晶振( QCM )技術(shù)是通過(guò)監控帶吸濕涂層的石英晶體的頻率變化來(lái)實(shí)現的,該晶體對水分有特別靈敏的響應。晶體表面涂層吸收一定量的水分導致有效質(zhì)量增加,從而降低晶體的共振頻率,使該頻率直接對應到水氣分壓。上述過(guò)程完全可逆,并不受長(cháng)期漂移影響,可靠性高、重復性好!
4、鏡面式工作原理

冷鏡儀表的基本特性使該類(lèi)產(chǎn)品既可以用于需要特別可靠和穩定的現場(chǎng)測量,也可以作為校驗其他設備的實(shí)驗室標準。帕爾貼半導體電熱制冷元件對一個(gè)微型的不銹鋼拋光鏡面進(jìn)行降溫,一直降到被測氣體的露點(diǎn)為止。一旦達到該溫度點(diǎn),鏡面表面會(huì )形成結露。一個(gè)光電回路用來(lái)監測結露的形成,根據從鏡面的反射光強的降低情況,對冷鏡儀表進(jìn)行電路控制,從而調整帕爾貼的制冷功率。
就這樣,鏡面會(huì )控制在一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),此時(shí)的蒸發(fā)和冷凝速率完全相同。該狀態(tài)下的鏡面溫度(用一鉑電阻溫度計測量得到)就等同于氣體的露點(diǎn)溫度。

5、激光法工作原理

激光(TDLAS)產(chǎn)品,在氣體流中,利用光和分子的相互作用,測量氣體中指定成分的含量。通過(guò)對激光工作溫度的控制,和驅動(dòng)電流,產(chǎn)生特定的可以被水分吸收的波長(cháng),在電磁波譜中該波長(cháng)在紅外線(xiàn)區域附近,激光可以進(jìn)行**的調整。這種波長(cháng)的激光對水分子有著(zhù)特殊的作用,這種激光的能量會(huì )使水分子產(chǎn)生振動(dòng),并且水分子會(huì )吸收激光能量。
這種效應可以用來(lái)計算背景氣中的水含量。氣體通過(guò)一個(gè)小腔室,激光穿過(guò)氣體檢測器。如果樣氣中存在水,激光的能量將被吸收,導致激光能量衰減。采用數字信號處理技術(shù),通過(guò)衰減的能量值可以計算出背景氣中的水含量。
這款產(chǎn)品采用非接觸技術(shù),即使在惡劣的環(huán)境下應用,例如甲烷成分不斷變化或酸氣中,依然具有維護成本低的優(yōu)勢。

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