Con lo sviluppo dei tempi, settori quali la ricerca scientifica, l'agricoltura, il riscaldamento, la ventilazione e l'aria condizionata, il tessile, le sale computer, l'aerospaziale e l'elettricità richiedono sempre più l'uso diumiditàsensori. La domanda di qualità del prodotto sta diventando sempre più elevata e il controllo dell'ambientetemperaturae l'umidità, così come il monitoraggio e l'analisi del contenuto di umidità dei materiali industriali, sono diventati tutti comunitecnicorequisiti. I sensori di umidità e la misurazione dell'umidità sono settori emersi nelanni '90Come utilizzare efficacemente i sensori di umidità e come giudicare l'prestazionedei sensori di umidità resta una questione tecnica piuttosto complessa per l'utente medio.
Ecco alcuni riferimenti su come selezionare i sensori di umidità:
Classificazione e caratteristiche dei sensori di umidità: I sensori di umidità si dividono in sensori di tipo resistivo ecapacità-tipo, e la forma base del prodotto è quella di rivestire un materiale di rilevamento sul substrato per formare una membrana di rilevamento. Dopoacquail vapore presente nell'aria viene adsorbito sul materiale di rilevamento, l'impedenza e la costante dielettrica dell'elemento cambiano in modo significativo, formando così un elemento sensibile all'umidità.
Precisione e stabilità a lungo termine: la precisione dei sensori di umidità dovrebbe essere compresa tra ±2% e ±5% di umidità relativa. È difficile raggiungere questo livello e, di solito, la deriva è entro il ±2%. Anche superiore.
TemperaturaCoefficiente dei sensori di umidità: oltre a essere sensibili all'umidità ambientale, i sensori di umidità sono anche molto sensibili alla temperatura. Il coefficiente di temperatura è generalmente compreso tra 0,2 e 0,8% RH/℃ e può variare a seconda dell'umidità relativa. La deriva lineare della temperatura dei sensori di umidità influisce direttamente sull'effetto di compensazione, mentre una deriva non lineare della temperatura spesso non consente di ottenere buoni risultati di compensazione.SoltantoCon la compensazione hardware del monitoraggio della temperatura è possibile ottenere effetti di compensazione reali. L'intervallo di temperatura di esercizio della maggior parte dei sensori di umidità difficilmente supera i 40 °C.
Energiafornitura di sensori di umidità: la maggior parte dei materiali sensibili all'umidità come ceramiche di ossido metallico, polimeri e cloruro di litio subiscono cambiamenti di prestazioni o addirittura guasti quando si applica una corrente continuavoltaggioPertanto, questi sensori di umidità devono essere alimentati da CAenergia.
Intercambiabilità: attualmente, l'intercambiabilità dei sensori di umidità rappresenta un problema significativo. Sensori dello stesso modello non possono essere sostituiti, il che ne compromette seriamente l'efficacia e complica la manutenzione e la messa in servizio. Alcuni produttori hanno compiuto diversi sforzi in questo senso, ottenendo buoni risultati.
Calibrazione dell'umidità: la calibrazione dell'umidità è più difficile di quella della temperatura. Per la calibrazione della temperatura si utilizzano solitamente termometri standard, ma per la calibrazione dell'umidità si utilizzano solitamente metodi di calibrazione con soluzione salina satura, e si dovrebbe anche misurare la temperatura.
Diversi metodi per valutare inizialmente le prestazioni dei sensori di umidità: in assenza di una difficile calibrazione dei sensori di umidità, è possibile utilizzare alcuni metodi semplici e convenienti per valutare le prestazioni dei sensori di umidità.
Determinazione della coerenza: acquistare più di due sensori di umidità dello stesso tipo e produttore. Più sono, meglio è. Posizionarli insieme e confrontare i valori di uscita. In condizioni relativamente stabili, osservare la coerenza del test. Ulteriori test possono essere eseguiti registrando a intervalli nell'arco delle 24 ore e osservando in diverse condizioni di umidità e temperatura, come alta, media e bassa umidità, per osservare appieno la coerenza e la stabilità del prodotto, comprese le caratteristiche di compensazione della temperatura.
Rilevamento dell'umidità soffiando con la bocca o utilizzando altri metodi di umidificazione: osservare la sensibilità, la riproducibilità, le prestazioni di assorbimento e desorbimento dell'umidità, nonché la risoluzione e la portata massima del prodotto.
Prova nelle scatole aperte e chiuse: confrontale e verifica se sono coerenti e osserva l'effetto termico.
Prova ad alta e bassa temperatura (secondo lo standard nel manuale): testare e confrontare con le registrazioni prima e dopo il ritorno alla normalità, per esaminare l'adattabilità alla temperatura del prodotto e osservarne la consistenza.
Le prestazioni del prodotto dipendono in ultima analisi dai metodi di rilevamento completi e appropriati del reparto di controllo qualità.saturazionePer la calibrazione viene utilizzata una soluzione salina, oppure è possibile confrontare e testare il prodotto. La calibrazione a lungo termine durante l'utilizzo prolungato del prodotto è necessaria anche per valutare in modo più completo la qualità del sensore di umidità.
Analisi di diversi prodotti di sensori di umidità sul mercato: sono emersi sul mercato molti prodotti di sensori di umidità nazionali ed esteri, con sensori di umidità di tipo capacitivosensibileelementi più comuni. I tipi di materiali di rilevamento includono principalmente polimeri, litiocloruroe ossidi metallici.
I vantaggi degli elementi sensibili all'umidità di tipo capacitivo sono la rapida velocità di risposta, le dimensioni ridotte e la buona linearità. Sono relativamente stabili. Alcuni prodotti esteri offrono anche prestazioni operative ad alta temperatura. Tuttavia, i prodotti ad alte prestazioni di questo tipo provengono principalmente dall'estero e sono relativamente costosi. Alcuni prodotti a basso costo sul mercato spesso non soddisfano gli standard sopra menzionati, con scarsa linearità, coerenza e riproducibilità. La variazione negli intervalli di umidità inferiore e superiore (inferiore al 30% di umidità relativa e superiore all'80% di umidità relativa) è significativa. Alcuni prodotti utilizzano microcomputer a chip singolo per la compensazione e la correzione, il che riduce la precisione e introduce gli svantaggi di ampie deviazioni e scarsa linearità. Indipendentemente dagli elementi sensibili all'umidità di tipo capacitivo di fascia alta o bassa, la stabilità a lungo termine non è ideale. Dopo un utilizzo prolungato, la deriva è spesso significativa e la variazione degli elementi sensibili all'umiditàcapacitàI valori sono a livello di pF. Una variazione dell'1% di umidità relativa è inferiore a 0,5 pF e la deriva dei valori di capacità causa spesso errori di decine di UR%. La maggior parte degli elementi sensibili all'umidità di tipo capacitivo non ha le prestazioni necessarie per funzionare a temperature superiori a 40 °C e spesso si guastano o si danneggiano.
Anche gli elementi capacitivi sensibili all'umidità presentano alcune carenze in termini di resistenza alla corrosione. Spesso richiedono un elevato livello di pulizia ambientale. Alcuni prodotti sono inoltre soggetti a guasti, come guasti alla luce e guasti elettrostatici. I sensori di umidità in ceramica a ossido metallico presentano gli stessi vantaggi dei sensori di umidità capacitivi, ma l'ostruzione dei pori ceramici da parte della polvere può causare guasti ai componenti. Spesso si ricorre all'accensione per rimuovere la polvere, ma l'effetto non è ottimale e non può essere utilizzato in ambienti infiammabili ed esplosivi. I materiali di rilevamento in allumina non possono superare la debolezza dell'"invecchiamento naturale" della struttura superficiale e l'impedenza è instabile. I sensori di umidità in ceramica a ossido metallico presentano anche lo svantaggio di una scarsa stabilità a lungo termine.
I sensori di umidità al cloruro di litio offrono il vantaggio principale di un'eccellente stabilità a lungo termine. Grazie a un rigoroso processo produttivo, gli strumenti e i sensori prodotti possono raggiungere elevata precisione, buona stabilità e linearità, garantendo un'affidabile durata a lungo termine. I sensori di umidità al cloruro di litio non possono essere sostituiti da altri materiali di rilevamento in termini di stabilità a lungo termine.
Data di pubblicazione: 26 febbraio 2024