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淺談露點(diǎn)傳感器的幾種工作原理

日期:2024-09-20 11:00
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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(qiáng)度和水氣含量成正比。而電介質(zhì)強(qiáng)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(duì)濕度結(jié)果。如同時(shí)測(cè)量溫度,還可以給出露點(diǎn)值或者絕對(duì)濕度值。 2、阻抗法工作原理 阻抗?jié)穸犬a(chǎn)品是堅(jiān)固耐用的、性價(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(qiáng)度和水氣含量成正比。而電介質(zhì)強(qiáng)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(duì)濕度結(jié)果。如同時(shí)測(cè)量溫度,還可以給出露點(diǎn)值或者絕對(duì)濕度值。

2、阻抗法工作原理

阻抗?jié)穸犬a(chǎn)品是堅(jiān)固耐用的、性價(jià)比高的工業(yè)測(cè)量?jī)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(shù)的氣體,以及危險(xiǎn)場(chǎng)合應(yīng)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(duì)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(dǎo)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(dǎo)電層相比更薄。因此,當(dāng)周?chē)h(huán)境的濕度發(fā)生變化的時(shí)候,傳感器對(duì)濕度變化會(huì)做出極其快速的反應(yīng)。

3、石英晶振法工作原理

水分測(cè)量的石英晶振( QCM )技術(shù)是通過(guò)監(jiān)控帶吸濕涂層的石英晶體的頻率變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的,該晶體對(duì)水分有特別靈敏的響應(yīng)。晶體表面涂層吸收一定量的水分導(dǎo)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(duì)應(yīng)到水氣分壓。上述過(guò)程完全可逆,并不受長(zhǎng)期漂移影響,可靠性高、重復(fù)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(wěn)定的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量,也可以作為校驗(yàn)其他設(shè)備的實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)。帕爾貼半導(dǎo)體電熱制冷元件對(duì)一個(gè)微型的不銹鋼拋光鏡面進(jìn)行降溫,一直降到被測(cè)氣體的露點(diǎn)為止。一旦達(dá)到該溫度點(diǎn),鏡面表面會(huì)形成結(jié)露。一個(gè)光電回路用來(lái)監(jiān)測(cè)結(jié)露的形成,根據(jù)從鏡面的反射光強(qiáng)的降低情況,對(duì)冷鏡儀表進(jìn)行電路控制,從而調(diào)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(jì)測(cè)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(cè)量氣體中指定成分的含量。通過(guò)對(duì)激光工作溫度的控制,和驅(qū)動(dòng)電流,產(chǎn)生特定的可以被水分吸收的波長(zhǎng),在電磁波譜中該波長(zhǎng)在紅外線區(qū)域附近,激光可以進(jìn)行**的調(diào)整。這種波長(zhǎng)的激光對(duì)水分子有著特殊的作用,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(yīng)可以用來(lái)計(jì)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(cè)器。如果樣氣中存在水,激光的能量將被吸收,導(dǎo)致激光能量衰減。采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù),通過(guò)衰減的能量值可以計(jì)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(yīng)用,例如甲烷成分不斷變化或酸氣中,依然具有維護(hù)成本低的優(yōu)勢(shì)。

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