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湿度传感器的重要性

工业环境中配有 HMP9 探头的 Indigo200 变送器
Justin Walsh_Vaisala
Justin Walsh
Business Development Engineer
Published: Apr 3, 2020
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创新与灵感

湿度传感器是环境监测应用中最常用的仪表之一。为何?因为它们是在寻求打造舒适、安全和节能的环境时必须正确控制的最重要测量参数之一。例如,湿度传感器最常用于暖通空调、生物医学、食品加工、制药、气象、微电子、农业和结构运行状况监测等行业。让我们快速了解一下现代湿度传感器的发展历程,并关注这些仪表为何如此重要 - 以及维萨拉的 HUMICAP® 解决方案如何为您提供帮助。

现代湿度传感器 - 在维萨拉的发展历程

湿度定义为空气中的水蒸气量。最常用的术语是“相对湿度”(RH),因为这一湿度数量是相对于温度的。纵观相对湿度测量的发展历史,已经有许多方法可用来完成该任务。早期的湿度计测量吸收水蒸气的不同材料的物理变化,示例包括动物毛发和纸卷。这些方法经证明并不准确,测量范围有限且维护要求较高。 

然后开发了计算相对湿度的其他方法,某些方法沿用至今,例如悬吊式干湿计和冷镜式湿度计。这些方法使用蒸发和冷凝来间接测量和计算湿度水平,但是它们并非始终为理想之选。随着在天气和研究应用中对更精确和全范围的相对湿度测量需求的不断增长,需要更精确和低维护量的解决方案。  

在发明晶体管之后开发了第一款电子湿度传感器。这些传感器以测量电阻为基础,所含材料会吸收水蒸气,其电阻会相应地发生变化。但这些传感器也有缺点,例如稳定性差、精度有限以及难以对湿度水平下降做出响应(也称为时滞现象)。

为了克服这些缺点并为气象观测技术提供更高的可靠性,维萨拉于 1973 年开发出了世界上第一台基于薄膜聚合物的电容式湿度传感器

湿度传感器的工作原理

现代电容式湿度传感器由一种聚合物和两个电极组成:聚合物与空气中的水蒸气反应,而电极在聚合物的每一侧各有一个。随着空气湿度的变化,聚合物将吸收和释放水蒸气,从而改变传感器的电容。电容的变化是通过两个电极测量的,这两个电极与数字装置通信,而此数字装置负责解释并传输读数。事实证明,这种类型的传感器可以长期稳定按预期并可靠地运行。

使用 HUMICAP® 传感器监测湿度

维萨拉湿度传感器称为 HUMICAP,能够以较高的稳定性和快速的响应时间测量整个相对湿度范围。这项技术使气象探空气球能够对迅速变化的大气条件做出响应,从而可以更好地了解世界的天气,并提高了我们进行气象预报的能力。 

多年来,维萨拉 HUMICAP 湿度传感器在工业、生命科学以及湿度测量可以改善质量和舒适度的其他应用中发现了更多的用途。结合高质量的温度传感器,现代湿度计可以计算出许多有用的基于湿度的变量,例如露点、焓值、绝对湿度和百万分率 (ppm)。

与变送器或仪表相结合,维萨拉 HUMICAP 湿度传感器可以将其测量数据传递给需要使用这些数据做出重大决策的人员和系统。从手持式湿度计到工业级探头和变送器,不使用精确的湿度测量来改善条件或工艺过程的环境寥寥无几。

现代的基于聚合物的电容式湿度传感器已成为全球监测设备的标准,维萨拉 HUMICAP 传感器为该技术设定了性能基准。尽管市场上有许多仿品和改制产品,但 HUMICAP 技术仍在不断发展和改进,可提供最高质量最高水准的测量数据。
 

不同类型的湿度仪表

HUMICAP 技术已应用到各种各样的仪表中。尽管起源于气象探空气球,但今天最常见的是用于暖通空调应用的室内传感器。。这些传感器可以安装在墙壁上、管道系统以及冰箱中。室外传感器也很常见,因为它们用于气象站和飞机上以检测结冰情况。 

专用传感器也已发展到可在极具挑战性的环境中发挥作用,例如烤箱、环境测试室和高压管道中。还改制出了各种不同的湿度传感器来测量油中的溶解水,这有助于保护我们的能源基础设施。 

通过进一步的改造,可开发用于气动和呼吸空气的低湿度露点测量装置。维萨拉 DRYCAP® 传感器建立在 HUMICAP 技术的基础上,可为超干燥的应用提供测量。

最终,世界经济中鲜少有领域不测量或不考虑湿度,而维萨拉 HUMICAP 湿度传感器技术可提供高质量、可靠和准确的信息,我们依靠这些信息来改进流程并做出明智的决策。

有关更多信息,请下载维萨拉湿度电子指南联系我们

 

 

 


 

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