Что такое датчик влажности?

Что такое датчик влажности?

Датчик влажности — это датчик, который измеряет влажность воздуха.

Обычно это датчик, который измеряет относительную влажность насыщенного водяного пара. Иногда он используется в сочетании с датчиком температуры в виде датчика температуры/влажности. Конечно, существуют также датчики влажности, которые определяют абсолютную влажность, но датчики влажности, которые определяют относительную влажность, более распространены.

Датчики влажности используются не только в бытовых приборах, таких как кондиционеры и сушилки, но также в обслуживании машин и обработке пищевых продуктов.

Применение датчиков влажности

Датчики влажности широко используются в бытовой технике, офисном оборудовании, таком как принтеры, системах кондиционирования воздуха в домах, зданиях и помещениях, а также на промышленных объектах, таких как фабрики и склады.

Примеры каждого применения следующие:

1. Товары для дома общего назначения

Датчики влажности устанавливаются в изделиях для общего бытового использования. Например, они используются в кондиционерах, холодильниках, автомобилях, сушилках, очистителях воздуха, увлажнителях и т. д. Датчики влажности незаменимы для изделий для кондиционирования воздуха, которые регулируют воздушную среду.

2. Оборудование для автоматизации делопроизводства

Датчики влажности также используются в оборудовании для автоматизации делопроизводства, таком как принтеры и т. д. Поскольку оборудование для автоматизации делопроизводства не переносит экстремальную сухость или влажность, датчики влажности используются для измерения внешней среды и предотвращения сбоев оборудования.

3. Промышленное применение

Датчики влажности также широко используются в промышленных приложениях. Они используются для контроля влажности на предприятиях по переработке пищевых продуктов и на заводах по выращиванию растений, а также на предприятиях по производству полупроводников и других производственных площадках и в складских помещениях. Датчики влажности также используются в местах, где важен контроль влажности, например, в производственных и рабочих средах медицинского оборудования и в аэрокосмической промышленности.

4. Приложения для хранения

Контроль влажности также очень важен при хранении экспонатов в музеях и художественных галереях. Поэтому датчики влажности играют важную роль в контроле влажности в местах хранения.

Принцип работы датчиков влажности

Датчики влажности созданы для измерения относительной влажности. Датчик влажности измеряет влажность воздуха и вычисляет ее как относительное значение к насыщенной влажности при температуре окружающей среды для получения относительной влажности.

Датчики влажности, предназначенные для измерения абсолютной влажности, с другой стороны, измеряют количество водяного пара на кубический метр в пространстве. Эта абсолютная влажность не зависит от температуры и указывает количество водяного пара в пространстве, и также называется объемной абсолютной влажностью.

Типы датчиков влажности

Электронные полимерные датчики влажности являются наиболее распространенным типом датчиков влажности и далее классифицируются на «тип изменения сопротивления» и «тип изменения емкости». Оба типа состоят из электрода и полимерной мембраны, а изменения влажности из-за поглощения влаги полимерной мембраной извлекаются как изменения электрических сигналов между электродами.

1. Датчик влажности резистивного типа

Датчик влажности резистивного типа обнаруживает электрические сигналы, соответствующие изменениям влажности, путем улавливания изменений электрического сопротивления. Он имеет структуру, в которой электроды в форме гребня расположены так, что они обращены друг к другу, а полимерная мембрана расположена так, чтобы заполнять зазор между электродами, обращенными друг к другу в форме гребня.

Когда полимерная мембрана поглощает влагу и вода адсорбируется, ионы в мембране могут свободно перемещаться, и сопротивление мембраны изменяется из-за этих ионов. Это изменение сопротивления мембраны вызывает изменение сопротивления (импеданса) между электродами, поэтому влажность может быть обнаружена по изменению электрического сопротивления.

Датчики влажности типа изменения электрического сопротивления имеют простую конструкцию и могут производиться серийно. Они также относительно недороги и долговечны, и поскольку они измеряют электрическое сопротивление, они обладают преимуществами устойчивости к шуму и подходят для зон с высокой влажностью. Однако у них есть недостаток, заключающийся в том, что обнаружение не работает хорошо при низкой влажности.

2. Датчики влажности типа изменения емкости

Датчик влажности «типа изменения емкости» использует конденсаторную технологию для обнаружения электрических сигналов, соответствующих изменениям влажности, путем захвата электрической емкости. Он состоит из влагопроницаемого электрода, размещенного между диэлектриком из полимерной пленки, такой как целлюлоза или ПВС, которая поглощает влагу, и электрода поверх обычного электрода.

Со стороны электрода, передающего влагу, влага из воздуха поглощается полимерной мембраной независимо от наличия или отсутствия электрода, а емкость диэлектрика полимерной мембраны изменяется в зависимости от количества поглощенной влаги. В результате различия во влажности или изменения влажности могут быть обнаружены как изменения емкости.

Преимущество датчика влажности с изменением емкости заключается в том, что он более чувствителен и имеет более быстрое время отклика, чем резистивный тип. Однако датчики влажности с изменением емкости имеют недостаток в виде сложных схем.

Другая информация о датчиках влажности

1. Типы датчиков влажности

Существует два типа датчиков влажности: один в виде небольшого элемента, подключенного к электронной схеме, а другой имеет датчик влажности, размещенный внутри измерительной секции в форме зонда. Некоторые типы устойчивы к конденсации, а другие слабы к конденсации, поэтому необходимо выбирать подходящий тип в соответствии с применением.

2. Срок службы датчика влажности

Датчики влажности постепенно изнашиваются в течение многих лет непрерывного использования, и, естественно, снижается их точность измерения. Кроме того, соединение между датчиком влажности и внешним выходом также будет изнашиваться. Учитывая эти факторы, срок службы датчика составляет около 2–5 лет в зависимости от рабочей среды и типа установленного датчика.

3. Датчик влажности для смартфонов

В последние годы все большее количество смартфонов оснащается датчиками температуры и влажности. Чтобы измерить температуру и влажность с помощью таких смартфонов, оснащенных датчиками температуры/влажности, необходимо загрузить бесплатное приложение или другое программное обеспечение.

Во многих случаях смартфоны, не имеющие датчика температуры/влажности, можно использовать для измерения температуры и влажности, подключив внешний датчик.

Беспроводные датчики, работающие со смартфонами, включают датчики температуры и влажности с функцией Bluetooth. Такие внешние датчики обычно называют «датчиками окружающей среды». Многие из этих датчиков окружающей среды имеют несколько функций, таких как датчик температуры, освещенности, давления воздуха, шума и т. д., в дополнение к датчику влажности.