人類的(de)(de)生存和(he)(he)社會活(huo)動與(yu)(yu)濕度(du)(du)(du)密切相關。隨著(zhu)現(xian)代(dai)化的(de)(de)實(shi)現(xian),很難找出一個與(yu)(yu)濕度(du)(du)(du)無關的(de)(de)領域來。由(you)于應用領域不同(tong)(tong),對(dui)濕度(du)(du)(du)傳感(gan)器的(de)(de)技(ji)術要求也(ye)(ye)不同(tong)(tong)。從制造角度(du)(du)(du)看(kan),同(tong)(tong)是濕度(du)(du)(du)傳感(gan)器,材料、結(jie)構不同(tong)(tong),工藝不同(tong)(tong).其性(xing)能和(he)(he)技(ji)術指(zhi)標有很大差(cha)(cha)異,因而價格也(ye)(ye)相差(cha)(cha)甚遠(yuan)。對(dui)使用者來說,選擇濕度(du)(du)(du)傳感(gan)器時,首(shou)先(xian)要搞清楚需要什(shen)么樣(yang)的(de)(de)傳感(gan)器;自己的(de)(de)財力(li)允許選購什(shen)么檔次(ci)的(de)(de)產品,權衡好“需要與可能”的(de)關系,不致于盲(mang)目行事。我們(men)從(cong)與用戶的(de)來往(wang)中,覺(jue)得有以下幾(ji)個問題值得注意。
1.選(xuan)擇測(ce)量范(fan)圍(wei)
和測量重量、溫度一(yi)樣,選擇濕度傳感器首先(xian)要確定測量范圍(wei)。除了氣象(xiang)、科研部門外,搞溫、濕度測控的一(yi)般(ban)不需(xu)要全濕程(0-100%RH)測(ce)(ce)(ce)量(liang)。在(zai)當今的(de)(de)信息(xi)時代(dai),傳感器(qi)技術與計算(suan)機技術、自(zi)動(dong)控(kong)制拄(zhu)術緊密結合(he)著。測(ce)(ce)(ce)量(liang)的(de)(de)目的(de)(de)在(zai)于控(kong)制,測(ce)(ce)(ce)量(liang)范(fan)圍(wei)(wei)與控(kong)制范(fan)圍(wei)(wei)合(he)稱使用(yong)范(fan)圍(wei)(wei)。當然,對不(bu)(bu)需要搞測(ce)(ce)(ce)控(kong)系統(tong)的(de)(de)應用(yong)者來說,直接選(xuan)擇通用(yong)型濕(shi)度(du)儀(yi)就可以(yi)了。下面列(lie)舉一些應用(yong)領(ling)域對濕(shi)度(du)傳感器(qi)使用(yong)溫度(du)、濕(shi)度(du)的(de)(de)不(bu)(bu)同要求,供(gong)使用(yong)者參考(見(jian)表1)。用戶根據需要向傳感器(qi)生產廠提(ti)出測(ce)量范圍,生產廠優先保證用戶在使用范圍內傳感器(qi)的(de)性能穩定一致,求得(de)合理的(de)性能價格比,對雙方來講是(shi)一件相得(de)益(yi)彰的(de)事(shi)情。
2、選擇(ze)測(ce)量精度(du)
和(he)測量范圍一樣,測量精度(du)同是傳感器zui重要的指標。每提高—個(ge)(ge)百(bai)分(fen)點.對傳(chuan)感器來說就是上一個(ge)(ge)臺階,甚至是上一個(ge)(ge)檔次。因為要達到不同的(de)精度,其制(zhi)造成(cheng)本相差很大,售(shou)價也相差甚遠。例如進(jin)口的(de)1只廉價的濕度傳感器只有幾美(mei)元,而(er)1只供(gong)標定用的全濕程濕度傳(chuan)感器要幾百美(mei)元,相差近百倍。所以使用者一(yi)定要量體裁衣,不(bu)宜(yi)盲目(mu)追求“高、精、尖”。
生產廠(chang)商往往是分段給(gei)出其(qi)濕度傳感器的精度的。如(ru)中、低(di)溫(wen)段(0一80%RH)為±2%RH,而高(gao)濕段(80—100%RH)為(wei)±4%RH。而且此精(jing)度是在(zai)某一(yi)溫度下(如25℃)的(de)值。如在不同(tong)溫度(du)下使用(yong)濕度(du)傳(chuan)感(gan)器.其示值還要考慮(lv)溫度(du)漂移的(de)影響。*,相對(dui)濕度(du)是溫度(du)的(de)函數,溫度(du)嚴重地影響著空間內的(de)相對(dui)濕度(du)。溫度(du)每(mei)變(bian)化(hua)0.1℃。將產生0.5%RH的濕度(du)變化(hua)(誤差)。使用場合(he)如(ru)果難以(yi)做到恒溫(wen),則提出過高(gao)的(de)測(ce)濕精度是不合(he)適的(de)。因為(wei)濕度隨(sui)著(zhu)溫(wen)度的(de)變化也(ye)漂忽不定的(de)話,奢談(tan)測(ce)濕精度將失去實際意義。所以(yi)控(kong)濕首(shou)先要控(kong)好(hao)溫(wen),這就(jiu)是大(da)量應用的(de)往往是溫(wen)濕度—體(ti)化傳感器而不單純是濕(shi)度傳感器的緣故。
多數情況下,如(ru)果沒有的控溫手段,或(huo)者被測空(kong)間是(shi)非密(mi)封的,±5%RH的(de)精度就足夠了(le)。對于要(yao)求控制恒溫、恒濕的(de)局部(bu)空間,或者需要(yao)隨(sui)時跟蹤記錄濕度變(bian)化的(de)場合(he),再選用(yong)±3%RH
以(yi)上精度的濕(shi)度傳(chuan)感(gan)器。與此(ci)相(xiang)對(dui)應(ying)的溫度傳(chuan)感(gan)器.其測溫精度須足±0.3℃以(yi)上,起碼(ma)是±0.5℃的。而(er)精度高于±2%RH的要求恐怕連(lian)校準傳感器(qi)的標準濕(shi)度(du)發(fa)生(sheng)器(qi)也難以做(zuo)到,更(geng)何(he)況傳感器(qi)自身了(le)。國家(jia)標準物質研究中心(xin)濕(shi)度(du)室的文章認為(wei):“相對濕度測量儀(yi)表(biao),即使在(zai)20—25℃下,要達(da)到2%RH的(de)準(zhun)確(que)度仍是很困難的(de)。”
3、考慮(lv)時(shi)漂(piao)和(he)溫漂(piao)
幾(ji)乎(hu)所有的(de)傳(chuan)感器都存在時漂和(he)溫漂。由于濕度傳(chuan)感器必須和(he)大氣中的(de)水汽相接觸(chu),所以不能密封。這就(jiu)決(jue)定(ding)了它的(de)穩定(ding)性和(he)壽命是有限的(de)。一般情況下,生產廠商會標(biao)明1次標定(ding)的有效(xiao)使用時間為1年或(huo)2年,到期負責重(zhong)新標定。請使用者在選擇傳(chuan)感器時(shi)考(kao)慮好日(ri)后(hou)重(zhong)新標定的渠道,不要貪(tan)圖(tu)便宜或迷信洋貨而忽略了售后(hou)服(fu)務問屬。
溫漂在(zai)上(shang)1節已經(jing)提到。選擇濕度傳感(gan)器要考(kao)慮應用場合的溫度變(bian)化范圍(wei),看所選傳感器在溫(wen)(wen)度下能否(fou)正常工作,溫(wen)(wen)漂是否(fou)超出(chu)設計指標。要(yao)提醒使用者注(zhu)意的是:電(dian)容式(shi)濕度傳感器的溫(wen)(wen)度系數α是(shi)個變(bian)量,它隨使用(yong)溫度(du)、濕(shi)度(du)范圍而(er)異。這是(shi)因為(wei)水和(he)高分子(zi)聚合物的(de)(de)介(jie)電系(xi)數隨溫度(du)的(de)(de)改變(bian)是(shi)不(bu)同步的(de)(de),而(er)溫度(du)系(xi)數α又主(zhu)要(yao)取決于水和感(gan)濕(shi)材料的(de)介電系數(shu),所(suo)以電容式濕(shi)敏元件的(de)溫度(du)系數(shu)并非常數(shu)。電容式濕(shi)度(du)傳感(gan)器(qi)在常溫、中(zhong)濕(shi)段的(de)溫度(du)系數(shu)zui小,5-25℃時,中低濕(shi)段(duan)的(de)溫漂(piao)可忽略(lve)不計。但在高(gao)(gao)溫高(gao)(gao)濕(shi)區(qu)或(huo)(huo)負溫高(gao)(gao)濕(shi)區(qu)使(shi)用時,就(jiu)一定要考慮溫漂(piao)的(de)影響,進行必要的(de)補償或(huo)(huo)訂(ding)正(zheng)。 領(ling)域(yu) 部門 溫度(℃) 溫(wen)度(%RH)
紡(fang)織 紡(fang)紗(sha)廠 23 60
織布廠 18 85
醫藥 制藥(yao)廠 10~ 30 50~60
手術室(shi) 23~ 26 50~60
輕工 印刷廠 23~ 27 49~51
卷煙廠 21~ 24 55~65
火柴(chai)廠 18~22 50
電子(zi) 半(ban)導體 22 30~45
計算機房 20~30 40~70
通 訊 電纜充氣 -10~30 0~20
食 品 啤酒發酵 4~8 50~70
農業 良種培育 15~40 40~75
人工大棚 5~40 40~100
倉(cang)儲 水果冷凍(dong) -3~5 80~90
地(di)下菜窖 -3~ -1 70~ 80
文物(wu)保管 16~18 50~55
注:在不同(tong)領(ling)域(yu)的使用范圍(%RH/℃)
4.與傳(chuan)統測濕方法的關系
早(zao)在18世紀人(ren)類就發明(ming)了干濕球和毛發濕度計(ji),而電(dian)子式(shi)濕度傳感器是(shi)近幾十年.特別是(shi)近20年才(cai)迅速發展起來的。新舊(jiu)事(shi)物的交替(ti)與人們的觀(guan)念轉變很有關系(xi)。由于干濕球、毛(mao)發濕度(du)計的價(jia)格仍明(ming)顯低于濕度(du)傳(chuan)(chuan)感(gan)器,造成一部分人對(dui)電子濕度(du)傳(chuan)(chuan)感(gan)器價(jia)格的不認可。正好(hao)像用(yong)慣了掃(sao)帚的人改用(yong)吸(xi)(xi)塵(chen)器時,總覺(jue)得花幾百元錢(qian)買一臺吸(xi)(xi)塵(chen)器有些不上算,不如花幾元錢(qian)買把掃(sao)帚那樣心(xin)理容易(yi)平衡。
由于傳統(tong)測濕方法在人(ren)們的(de)腦海中印象太(tai)深了(le)(le),一些人(ren)形成了(le)(le)只有干濕球(qiu)濕度(du)(du)(du)計才是準(zhun)確(que)的(de)固(gu)有概念。有些用戶拿干濕球(qiu)濕度(du)(du)(du)計來對比剛(gang)購得的(de)濕度(du)(du)(du)傳感(gan)器,如發現(xian)示值不同(tong),馬上認為濕度(du)(du)(du)傳感(gan)器不準(zhun)。須(xu)知(zhi)干濕球(qiu)的(de)準(zhun)確(que)度(du)(du)(du)只有5%一7%RH,不但低于(yu)電(dian)子濕度(du)(du)(du)傳感(gan)器(qi),而且還取(qu)決于(yu)干球、濕球兩支溫度(du)(du)(du)計(ji)本(ben)身(shen)的(de)精(jing)度(du)(du)(du);濕度(du)(du)(du)計(ji)必須(xu)處(chu)于(yu)通風(feng)(feng)狀態:只有紗布水(shui)套、水(shui)質、風(feng)(feng)速都(dou)(dou)滿足(zu)一定(ding)(ding)要(yao)(yao)求時(shi),才能達到規定(ding)(ding)的(de)準確度(du)(du)(du)。濕度(du)(du)(du)傳感(gan)器(qi)生(sheng)產廠在產品出廠前都(dou)(dou)要(yao)(yao)采(cai)用標準濕度(du)(du)(du)發生(sheng)器(qi)來逐支標定(ding)(ding),zui常用分流式標準濕度(du)(du)(du)發生(sheng)器(qi)來進行標定(ding)(ding)。所(suo)以希望用戶在需要(yao)(yao)校(xiao)準時(shi)也采(cai)用相同的(de)方法,避免用準確度(du)(du)(du)低的(de)器(qi)具去校(xiao)準或比(bi)對精(jing)度(du)(du)(du)高的(de)傳感(gan)器(qi)。
5、其(qi)它注意事(shi)項
濕度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)是非密封性(xing)(xing)(xing)的(de),為保(bao)護測量的(de)準確(que)度(du)和穩定(ding)性(xing)(xing)(xing),應盡(jin)量避免在酸(suan)性(xing)(xing)(xing)、堿性(xing)(xing)(xing)及含有機(ji)溶劑的(de)氣氛中(zhong)使用。也避免在粉(fen)塵較大的(de)環(huan)境(jing)中(zhong)使用。為正確(que)反映(ying)欲(yu)測空(kong)間的(de)濕度(du),還應避免將(jiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)安放(fang)(fang)在離墻壁太近或(huo)空(kong)氣不流通的(de)死角處(chu)。如果被(bei)測的(de)房間太大,就應放(fang)(fang)置多(duo)個傳(chuan)感(gan)器(qi)。
有的濕度(du)傳(chuan)感器(qi)(qi)對供電(dian)電(dian)源要求(qiu)比較(jiao)高,否則將影響測量精度(du).或者傳(chuan)感器(qi)(qi)之間相(xiang)互干擾(rao),甚至無法(fa)工作。使用時應技(ji)要求(qiu)提供合適的、符合精度(du)要求(qiu)的供電(dian)電(dian)源。
傳(chuan)感器(qi)需(xu)要(yao)進行遠距離信號傳(chuan)輸時(shi),要(yao)注意(yi)信號的衰減(jian)問(wen)題。當傳(chuan)輸距離超(chao)過(guo)200m以上時(shi),建(jian)議(yi)選用(yong)頻率輸出信號的濕度傳感(gan)器。
由于濕(shi)(shi)敏(min)(min)元件(jian)都存在一定(ding)的(de)分散性,無論進(jin)口(kou)或國產的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)都需逐支調試(shi)標定(ding)。大多數(shu)在更換濕(shi)(shi)敏(min)(min)元件(jian)后需要重(zhong)新調試(shi)標定(ding),對于測量精度比較高(gao)的(de)濕(shi)(shi)度傳(chuan)感(gan)器(qi)尤(you)其重(zhong)要。