kategorier: Udvalgte artikler » Hjemmeautomatisering
Antal visninger: 90.158
Kommentarer til artiklen: 8
Fugtighedsfølere - hvordan de er arrangeret og fungerer
En enhed, der måler niveauet af fugtighed kaldes et hygrometer eller bare en fugtighedsføler. I hverdagen er fugtighed en vigtig parameter, og ofte ikke kun for almindeligt liv, men også for forskellige udstyr, og for landbrug (jordfugtighed), og meget mere.
Især vores velbefindende afhænger meget af graden af luftfugtighed. Særligt følsomme over for luftfugtighed er vejrafhængige mennesker såvel som personer, der lider af hypertension, bronkial astma, sygdomme i det kardiovaskulære system.
Med høj lufttørring føler selv sunde mennesker ubehag, døsighed, kløe og irritation af huden. Ofte kan tør luft provokere sygdomme i luftvejene, der starter med akutte luftvejsinfektioner og akutte luftvejsvirusinfektioner og slutter endda med lungebetændelse.
Hos virksomheder kan luftfugtighed påvirke sikkerheden for produkter og udstyr, og i landbruget er jordfugtighedens indflydelse på frugtbarhed osv. Entydig. fugtighedsfølere - hygrometre.
Nogle tekniske enheder kalibreres oprindeligt til den strengt krævede betydning, og nogle gange for at finjustere enheden er det vigtigt at have den nøjagtige værdi af fugtighed i miljøet.
fugtighed kan måles ved flere af de mulige værdier:
-
For at bestemme fugtigheden i både luft og andre gasser foretages målinger i gram pr. Kubikmeter, når det gælder den absolutte fugtighedsværdi, eller i enheder af RH, når det kommer til relativ fugtighed.
-
Til måling af fugtighedsindholdet i faste stoffer eller i væsker er målinger i procent af massen af testprøverne egnede.
-
For at bestemme fugtighedsindholdet i dårligt blandede væsker vil ppm (hvor mange dele vand pr. 1.000.000 dele af prøvenes vægt) tjene som måleenhed.
I henhold til handlingsprincippet er hygrometre opdelt i:
-
kapacitiv;
-
modstand;
-
termistor;
-
optisk;
-
e.
1) Kapacitiv fugtighedsføler
Kapacitive hygrometre er i det enkleste tilfælde kondensatorer med luft som dielektrikum i spalten. Det er kendt, at den dielektriske konstant i luft er direkte relateret til fugtighed, og ændringer i den dielektriske fugtighed fører også til ændringer i kapacitansen af luftkondensatoren.
En mere kompleks version af en kapacitiv fugtighedsføler i luftspalten indeholder en dielektrisk med en dielektrisk konstant, der kan variere meget under påvirkning af fugtigheden. Denne fremgangsmåde forbedrer sensorens kvalitet bedre end kun med luft mellem kondensatorpladerne.
Den anden mulighed er velegnet til målinger angående vandindholdet i faste stoffer. Det studerede objekt placeres mellem pladerne i en sådan kondensator, for eksempel kan objektet være en tablet, og selve kondensatoren er forbundet til det svingende kredsløb og til den elektroniske generator, mens den naturlige frekvens af det opnåede kredsløb måles, og den kapacitet, der opnås ved at indføre testprøven, "beregnes" ud fra den målte frekvens.
Naturligvis har denne metode nogle ulemper, for eksempel hvis prøvefugtigheden er under 0,5%, vil den være unøjagtig, derudover skal den målte prøve renses for partikler med en høj dielektrisk konstant, og formen af prøven er også vigtig under måling, den skal ikke ændring under undersøgelsen.
Den tredje type kapacitiv fugtighedsføler er et kapacitivt tyndfilmshygrometer. Det inkluderer et underlag, hvorpå to kamselektroder påføres. I dette tilfælde spiller kamselektroder rollen som plader.Med henblik på termisk kompensation indføres der yderligere to temperatursensorer i sensoren.
2) Modstandsfugtighedsføler
En sådan sensor inkluderer to elektroder, der er aflejret på et underlag, og et lag af materiale aflejres oven på selve elektroderne, som adskiller sig i en ret lav modstand, men det varierer meget afhængigt af fugtigheden.
Et egnet materiale i indretningen kan være aluminiumoxid. Denne oxid godt absorberer vand fra det ydre miljø, mens dets specifikke modstand varierer markant. Som et resultat vil den totale modstand af målekredsen for en sådan sensor være væsentligt afhængig af fugtighed. Så værdien af den strømende strøm indikerer fugtighedsniveauet. Fordelen ved sensorer af denne type er deres lave pris.
3) Termistor fugtighedsføler
En termistorhygrometer består af et par identiske termistorer. Husk forresten det termistor - Dette er en ikke-lineær elektronisk komponent, hvis modstand er meget afhængig af dens temperatur.
En af termistorerne inkluderet i kredsløbet er placeret i et forseglet kammer med tør luft. Og den anden er i et kammer med huller, hvorigennem luft med en karakteristisk fugtighed trænger ind i det, hvis værdi skal måles. Termistorer er forbundet i et brokredsløb, spænding tilføres en af broens diagonaler, og aflæsninger læses fra den anden diagonal.
I tilfælde, hvor spændingen ved udgangsterminalerne er nul, er temperaturerne på begge komponenter ens, derfor er fugtigheden den samme. I det tilfælde, hvor udgangen modtager en ikke-nul spænding, indikerer dette tilstedeværelsen af en forskel i fugtighed i kamrene. Fugtigheden bestemmes således af værdien af den spænding, der opnås under målingerne.
En uerfaren forsker kan stille et ret spørgsmål, hvorfor ændrer temperaturen på en termistor, når den interagerer med fugtig luft? Og tinget er, at med stigende luftfugtighed, begynder vand at fordampe fra termistorkassen, mens kabinetemperaturen falder, og jo højere luftfugtigheden er, desto mere intensiv foregår fordampningen, og jo hurtigere afkøles termistoren.
4) Optisk (kondens) fugtighedsføler
Denne type sensor er mest nøjagtig. Grundlaget for den optiske fugtighedsføler er et fænomen forbundet med begrebet "dugpunkt". Når temperaturen når dugpunktet, er gasformige og flydende faser i tilstanden termodynamisk ligevægt.
Så hvis du tager et glas og installerer det i et gasformigt medium, hvor temperaturen på undersøgelsestidspunktet er over dugpunktet, og derefter starter køleprocessen for dette glas, vil der ved en specifik temperaturværdi begynde at dannes vandkondensation på glasoverfladen, denne vanddamp begynder at passere ind i væskefasen . Denne temperatur vil kun være dugpunktet.
Så duggpunktets temperatur er uløseligt forbundet og afhænger af parametre som fugtighed og tryk i miljøet. Som et resultat, når det er muligt at måle dugpunktets tryk og temperatur, vil det være let at bestemme fugtigheden. Dette princip tjener som grundlag for betjening af optiske fugtighedsfølere.
Det enkleste kredsløb for en sådan sensor består af en LED, der lyser på en spejloverflade. Spejlet reflekterer lyset, ændrer dets retning og dirigerer det til fotodetektoren. I dette tilfælde kan spejlet opvarmes eller afkøles ved hjælp af en speciel høj-præcisions temperaturstyringsenhed. Ofte er en sådan enhed en termoelektrisk pumpe. Selvfølgelig er en sensor til måling af temperatur monteret på spejlet.
Før målingerne startes, indstilles spejlets temperatur til en værdi, der åbenbart er højere end dugpunktstemperaturen. Udfør derefter en gradvis afkøling af spejlet.I det øjeblik, hvor temperaturen begynder at krydse dugpunktet, kondenseres dråber vand straks på overfladen af spejlet, og lysstrålen fra dioden bryder på grund af dem, spreder sig, og dette vil føre til et fald i strømmen i fotodetektor-kredsløbet. Gennem feedback interagerer fotodetektoren med spejlets temperaturregulator.
Så afhængig af information, der er opnået i form af signaler fra en fotodetektor, holder temperaturkontrolleren temperaturen på spejleoverfladen nøjagtigt lig med dugpunktet, og temperatursensoren viser følgelig temperaturen. Så med kendt tryk og temperatur kan du nøjagtigt bestemme de grundlæggende indikatorer for fugtighed.
Den optiske fugtighedsføler har den højeste nøjagtighed, som ikke kan opnås af andre typer sensorer, plus fraværet af hysterese. Ulempen er den højeste pris af alle, plus et stort elforbrug. Derudover skal man sørge for, at spejlet er rent.
5) Elektronisk hygrometer
Princippet for drift af den elektroniske luftfugtighedsføler er baseret på en ændring i koncentrationen af elektrolyt, der dækker ethvert elektrisk isolerende materiale. Der er sådanne enheder med automatisk opvarmning med henvisning til dugpunktet.
Ofte måles dugpunktet over en koncentreret opløsning af lithiumchlorid, som er meget følsom over for minimale luftfugtighedsændringer. For maksimal bekvemmelighed er en sådan hygrometer ofte yderligere udstyret med et termometer. Denne enhed har høj nøjagtighed og lav fejl. Den er i stand til at måle fugtighed uanset omgivelsestemperaturen.
Enkle elektroniske hygrometre i form af to elektroder er også populære, som simpelthen klæber i jorden og styrer dens fugtighed i henhold til graden af ledningsevne, afhængigt af denne fugtighed. Disse sensorer er populære blandt fans. Arduino, da det er let at opsætte automatisk vanding af en haveseng eller blomster i en gryde, i tilfælde af at det ikke er praktisk eller praktisk at vande manuelt.
Før du køber en sensor, skal du overveje, hvad du skal bruge til at måle, relativ eller absolut fugtighed, luft eller jord, hvad der er det forventede måleområde, om hysterese er vigtig, og hvilken nøjagtighed der er behov for. Den mest nøjagtige sensor er optisk. Vær opmærksom på IP-beskyttelsesklassen, driftstemperaturområdet, afhængigt af de specifikke forhold, hvor sensoren vil blive brugt, om parametrene passer til dig.
Se også på elektrohomepro.com
: