濕度傳感器 應(yīng)用：溫濕度傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域有哪些
描述
隨著智能化的發(fā)展，傳感器是智能設(shè)備上的必然配置，更多的溫濕度傳感器被使用到智能設(shè)備。下面就來看看有哪些智能領(lǐng)域應(yīng)用到了溫濕度傳感器。
溫濕度傳感器在中心機房中的應(yīng)用：
隨著互聯(lián)網(wǎng)的興起與快速發(fā)展，信息的交換與傳播速度越來越快，信息量也越來越大。中心機房成為了一些公司及相關(guān)機構(gòu)進行數(shù)據(jù)存儲、處理、共享的重要場所，確保機房內(nèi)服務(wù)器或者處理器正常運轉(zhuǎn)對于企業(yè)至關(guān)重要。由于機房內(nèi)多為電子設(shè)備，環(huán)境溫濕度會直接影響其工作狀況，因此溫濕度傳感器成為機房環(huán)境綜合監(jiān)測系統(tǒng)中必不可少的部分。
現(xiàn)代電子計算設(shè)備中使用了大批的各種半導(dǎo)體器件，在進行長時間工作狀態(tài)下都會發(fā)熱升溫，當(dāng)溫度升高時，各器件的性能就會隨之下降。而發(fā)熱的半導(dǎo)體向空氣中釋放熱量會使環(huán)境溫度升高，使得自身的散熱效果減弱，進一步導(dǎo)致半導(dǎo)體器件溫度升高，影響設(shè)備正常運作。通過溫濕度傳感器對環(huán)境溫度進行檢測，當(dāng)溫度過高時啟動機房降溫措施，確保環(huán)境溫度正常。
此外，機房中的濕度也需要保持在合適的范圍內(nèi)。因為若空氣相對濕度過低時，即空氣過于干燥時，靜電壓會顯著升高，嚴(yán)重危害設(shè)備和人員安全;空氣濕度過高時，空氣中水蒸氣容易在電路表面形成水膜，造成電路和飛弧現(xiàn)象。
溫濕度傳感器用于智能農(nóng)業(yè)的監(jiān)測中
“智能農(nóng)業(yè)”，就是應(yīng)用計算機與網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、無線通信等技術(shù)，實現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精細(xì)管理、遠(yuǎn)程控制和災(zāi)變預(yù)警等功能的集成技術(shù)系統(tǒng)。 在土壤中設(shè)置了多層的濕度傳感器， 在這個過程當(dāng)中，如果土壤濕度傳感器長時間的低于20%，這時候整個系統(tǒng)， 就會給企業(yè)的指揮部提出預(yù)警。
溫濕度傳感器推廣了“智能大棚”建設(shè)。技術(shù)員在家里通過電腦或者是手機，都可直接遙控指揮。如發(fā)現(xiàn)棚內(nèi)的溫度已經(jīng)超過35度，技術(shù)員可以通過手機遙控直接把整個設(shè)施棚內(nèi)的風(fēng)機打開。土壤濕度低于35%了，立即開始噴淋灌溉，立即開始補水，人可以做到在任何時間任何地點來進行這一塊管控。利用溫室模型，實現(xiàn)了智能大棚遠(yuǎn)程管理模式。
在智能手機等消費電子的應(yīng)用
阻礙智能手機廠商采用溫濕度傳感器的主要原因，可能并非來自傳感器本身。怎樣使其轉(zhuǎn)化為手機用戶的有利信息成為應(yīng)用的關(guān)鍵。針對溫濕度傳感器的應(yīng)用開發(fā)已經(jīng)越來越多。
在消費電子領(lǐng)域，溫濕度傳感器的傳統(tǒng)應(yīng)用是天氣預(yù)報以及室內(nèi)監(jiān)測。 隨著Windows8、Android4.0增加了對于溫濕度傳感器的API支持，相關(guān)的第三方應(yīng)用開發(fā)者將可以在此基礎(chǔ)上開發(fā)大量的應(yīng)用軟件。
用于消費類電子產(chǎn)品上的溫濕度傳感器精度可能并不需要達(dá)到那么高，5%濕度精度、0.5℃溫度精度已經(jīng)可以滿足客戶需求。隨著傳感器價格的持續(xù)降低，相信未來不只是高端手機，包括中、低端的智能手機都會考慮加入這一功能。
遠(yuǎn)程智能監(jiān)護
新型的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)-遠(yuǎn)程智能嬰兒看護器，讓這成為可能，父母可以通過遠(yuǎn)程智能嬰兒看護儀，隨時監(jiān)控寶寶睡眠活動狀態(tài)。
目前，一些嬰兒監(jiān)控儀內(nèi)置有高精度的溫濕度傳感器，應(yīng)用程序中會顯示房間的溫度和濕度，能夠幫助父母清楚地了解寶寶睡眠時的溫濕度環(huán)境，通過Wi-Fi和LAN，設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)。即使在上班工作，想寶寶的時候只要啟動iPhone上的應(yīng)用程序就可以看到。
遠(yuǎn)程嬰兒看護器上中的溫濕度傳感器要求傳感器具有小尺寸低功耗的特點， 從而可用于低耗能與無線兼容的場合，更加節(jié)能延長了系統(tǒng)電池壽命。應(yīng)用中不進行測量時傳感器便進入休眠模式，此模式下耗電僅1uA，而傳感器在滿負(fù)荷工作時耗電也僅僅是750uA。 這使其廣泛地應(yīng)用于嬰兒監(jiān)護儀、呼吸設(shè)備等應(yīng)用中。
國內(nèi)著名傳感器線上商城工采網(wǎng)從國外進口了多款高質(zhì)量的溫濕度傳感器，接下來小編就給大家介紹其中三款比較好的溫濕度傳感器，首先是法國Humirel公司生產(chǎn)的數(shù)字輸出溫濕度傳感器 - HTU21D型號， HTU21D是即插即用的濕度和溫度復(fù)合傳感器，是需要可靠和精確測量的OEM應(yīng)用的理想選擇。是針對交通類應(yīng)用而設(shè)計的一系列模塊化產(chǎn)品，采用適合回流焊的DFN封裝，尺寸僅為3 x 3 x 1mm；提供經(jīng)過校正的，線性的I？C數(shù)字輸出信號。傳感器的溫度感應(yīng)元件能夠有效對氣體、液體或固體進行測量，此外，傳感器還可以檢測電量低，校驗和用于改善通訊可靠性。這一切得益于其高性能的靈敏度、測量精度和穩(wěn)定性，同時易安裝的螺紋構(gòu)造提供了在嚴(yán)苛環(huán)境下使用的可靠性。HTU21D溫濕度傳感器眾多的機械和電子接口簡化了安裝工作，從而既能滿足不同客戶的特定應(yīng)用需求，也能方便地與已有的大多數(shù)應(yīng)用相兼容。
接下來是Humirel公司生產(chǎn)的 模擬輸出溫濕度傳感器- HTG3515CH，是一款基于Humirel 公司的濕敏電容制成的溫濕度傳感器，HTG3515CH是一個帶溫濕度一體輸出接口的模塊，專門為 OEM 客戶設(shè)計應(yīng)用在需要一個可靠，精密測量的地方。帶有微型控制芯片，濕度為線性電壓輸出，帶 10Kohm NTC 溫度輸出。HTG3515CH可用于大批量生產(chǎn)和要求測量精度較高的地方。
最后是法國Humirel公司生產(chǎn)的 電容式濕度傳感器 - HS1101LF，電容式濕度傳感器HS1101LF是一款電容式相對濕度傳感器，濕敏傳感器HS1101/HS1101LF傳感器基于獨特工藝設(shè)計的濕敏電容元件。全互換性，在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下不需校正，長時間飽和下快速脫濕，可以自動化焊接，包括波峰焊，高可靠性與長時間穩(wěn)定性，專利的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)，可用于線性電壓或頻率輸出回路，快速反應(yīng)時間快。適用于大批量，低成本應(yīng)用。
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濕度傳感器 應(yīng)用：濕度傳感器及其應(yīng)用.ppt
濕度傳感器及其應(yīng)用 一、濕度傳感器概述 1．濕度的表示方法 2．濕度傳感器的主要特性 二、濕度傳感器的分類及工作原理 濕度傳感器種類很多，沒有統(tǒng)一分類標(biāo)準(zhǔn)。按探測功能來分，可分為絕對濕度型、相對濕度型和結(jié)露型；按傳感器的輸出信號來分，可分為電阻型、電容型和電抗型，電阻型最多，電抗型最少；按濕敏元件工作機理來分，又分為水分子親和力型和非水分子親和力型兩大類，其中水分子親和力型應(yīng)用更廣泛；按材料來分，可分為陶瓷型、有機高分子型、半導(dǎo)體型和電解質(zhì)型等。下面按材料分類分別加以介紹。 1．半導(dǎo)體陶瓷濕度傳感器 2．高分子濕度傳感器 3．含水量檢測 課題二 環(huán)境濕度控制 任務(wù)目標(biāo) ★ 熟悉環(huán)境濕度控制的常用方法。 房間濕度控制裝置的設(shè)計 一、任務(wù)分析 1、設(shè)計目標(biāo)： 濕度控制是將環(huán)境濕度和參考濕度進行比較，根據(jù)比較結(jié)果，開關(guān)加濕設(shè)備或除濕設(shè)備，以保證環(huán)境濕度滿足濕度要求。 2、房間濕度控制電路方框圖 ： （4）石英振動式濕敏傳感器 該類傳感器是在石英振子的電極表面涂覆高分子材料感濕膜，當(dāng)膜吸濕時，由于膜的重量變化而使石英振子共振頻率變化，從而檢測出環(huán)境濕度，傳感器在0~50℃時，濕度檢測范圍為0%~100%RH，誤差±5%RH。 石英振動式濕敏傳感器還能檢測露點，當(dāng)石英振子表面結(jié)露時，振子的共振頻率會發(fā)生變化，同時共振阻抗增加。 通常將空氣或其他氣體中的水分含量稱為“濕度”，將固體物質(zhì)中的水分含量稱為“含水量”，即固體物質(zhì)中所含水分的質(zhì)量與總質(zhì)量之比的百分?jǐn)?shù) 。 （1）稱重法 測出被測物質(zhì)烘干前后的重量GH和GD，含水量的百分?jǐn)?shù)為 （3-4） 這種方法很簡單，但烘干需要時間，檢測的實時性差，而且有些產(chǎn)品不能采用烘干法。 （2）電導(dǎo)法 固體物質(zhì)吸收水分后電阻變小，用測定電阻率或電導(dǎo)率的方法便可判斷含水量。 （3）電容法 水的介電常數(shù)遠(yuǎn)大于一般干燥固體物質(zhì)，因此用電容法測物質(zhì)的介電常數(shù)從而測出含水量是相當(dāng)靈敏的。造紙廠的紙張含水量可用電容法測量。 （4）紅外吸收法 水分對波長為1.94um的紅外線吸收較強，而對波長為1.81um紅外線幾乎不吸收。由上述兩種波長的濾光片對紅外光進行輪流切換，根據(jù)被測物對這兩種波長的能量吸收的比值便可判斷含水量。 （5）微波吸收法 水分對波長為1.36cm附近的微波有顯著吸收現(xiàn)象，而植物纖維對此波段的吸收僅為水的幾十分之一，利用這一原理可制成測木材、煙草、糧食和紙張等物質(zhì)中含水量的儀表。微波法要注意被測物料的密度和溫度對檢測結(jié)果的影響，這種方法的設(shè)備稍為復(fù)雜一些。 階段小結(jié) 濕度信息由濕度傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺ㄟ^濕敏元件的電量信號（電阻、電容等）隨環(huán)境濕度變化而變化的特性來檢測。濕度傳感器的分類方法繁多，種類各不相同，感濕機理千差萬別。 濕度較難檢測，原因在于濕度信息的傳遞較復(fù)雜。濕度信息必須靠其信息物質(zhì)——水對濕敏元件直接接觸來完成。因此，濕敏元件不能密封、隔離，必須直接暴露于待測的環(huán)境中，而水在自然環(huán)境中容易發(fā)生三態(tài)變化。當(dāng)其液化或結(jié)冰時，往往使?jié)衩羝骷母叻肿硬牧匣螂娊赓|(zhì)材料溶解、腐蝕或老化，給測量帶來不利。濕度傳感器目前最主要的技術(shù)性難點就是長期穩(wěn)定性差及互換性差。 一、環(huán)境濕度控制的方法 空氣相對濕度為45%~60%時人體感覺最為舒適，也不容易引起疾病。當(dāng)空氣濕度高于65%或低于38%時，微生物繁殖滋生最快；當(dāng)相對濕度在45%~55%時，病菌的死亡率較高。為了使環(huán)境濕度滿足要求，就要采用一定的控制方法來改變濕度。如果濕度過高，則要進行除濕；反之，如果濕度過低，則要進行加濕。 1．除濕技術(shù) 空氣除濕是一門涉及多個學(xué)科的綜合性技術(shù)，目前已被廣泛應(yīng)用于儀器儀表、生物、環(huán)保、紡織、冶金、化工、石化、原子能、航空、航天等領(lǐng)域。常用的空氣除濕技術(shù)主要有冷卻除濕、吸附除濕和吸收除濕等。 （1）冷卻除濕 冷卻除濕的原理是濕空氣溫度降低到露點溫度以下時會析出水汽。在實現(xiàn)時，冷卻除濕要使用制冷式冷源，先通過降低蒸發(fā)器表面溫度使空氣溫度降到露點溫度以下，從而析出水汽，降低空氣的含濕量，再利用部分或全部冷凝熱加熱冷卻后的空氣，從而降低空氣的相對濕度，達(dá)到除濕目的。凡通過這種方式將密封空間內(nèi)空氣中的水分排出以降低濕度的除濕方式均屬冷卻除濕。 制冷除濕機典型結(jié)構(gòu)： 圖3-13 一般制冷除濕機結(jié)構(gòu) 蒸發(fā)器：制冷劑在其中沸騰，吸收被冷卻介質(zhì)的熱量后，由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)。 壓縮機：消耗一定的外界功后，把蒸發(fā)器中的氣態(tài)制冷劑吸入，并壓縮到冷凝壓力后排入冷凝器中。 冷凝器（再熱器）：氣態(tài)制冷劑在冷凝器中將熱量傳遞給冷卻介質(zhì)（空氣或常溫水）后，冷凝成液體。 膨脹閥（節(jié)流閥）：將冷凝后的高壓液態(tài)制冷劑通過其節(jié)流作用，降低到蒸發(fā)壓力后，送入蒸發(fā)器中。 制冷系統(tǒng)工作流程為： 壓縮機將蒸發(fā)器所
濕度傳感器 應(yīng)用：濕度傳感器的幾種典型應(yīng)用
濕度傳感器主要用于測量空氣中相對濕度或優(yōu)良濕度。
(一)在濕度測量系統(tǒng)中的應(yīng)用(1)在70℃以下(通常在-40℃以上)時，若環(huán)境較干凈，則使用高分子傳感器，污染嚴(yán)重的使用陶瓷傳感器(加熱清洗再生型)。由于它存在加熱清洗過程，不能連續(xù)測量，且耗能較大(1～10W)。但壽命長，使用時可選加熱清周期較長的傳感器，如氯氧基磷灰石陶瓷傳感器，2～3個月洗一次，此外，內(nèi)熱式比外熱型耗能低。
(2)在70～100℃范圍內(nèi)測濕度，使用具有加熱清洗的陶瓷傳感器，為提高精度可進行線性及溫度補償。為了實現(xiàn)更高精度則要配以微機.在高溫高濕時需頻繁地加熱清洗，如80% RH以上時，需30S清冼一次，*好裝有自動加熱清洗裝置。
(3)在100～150℃范圍內(nèi)測濕度，在國際上，大都采用陶瓷濕度傳感器制作高溫濕度儀。
(二)在工業(yè)過程自動控制中的應(yīng)用為了改善產(chǎn)品的質(zhì)量和節(jié)能，通常在產(chǎn)品干燥系統(tǒng)、反應(yīng)堆的濕度控制、鍋爐水蒸氣的漏泄檢測、集成電路或磁頭加工廠的空調(diào)等大都使用陶瓷濕度傳感器進行控制;各種空調(diào)系統(tǒng)、醫(yī)療系統(tǒng)的濕度控制可采用高分子或陶瓷濕度傳感器進行。
(三)在蒸汽檢漏系統(tǒng)中的應(yīng)用在火力發(fā)電站、原子能電站、蒸汽機車、鍋爐等高溫高壓設(shè)備中，為了預(yù)防漏氣，防止人身事故，可使用濕度傳感器進行檢漏。
(四)在其他系統(tǒng)中的應(yīng)用在家電中濕度傳感器可用作加濕機、除濕機濕度檢測、空調(diào)、酒柜、干衣機等濕度測量。
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濕度傳感器 應(yīng)用：濕度傳感器的生活應(yīng)用
隨著全球一體化，國內(nèi)產(chǎn)品面臨巨大挑戰(zhàn)。各行業(yè)特別是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)都急切需
要進行改造和提升。濕度是影響紡織品質(zhì)量的一個重要原因，在制藥行業(yè)里和食品行業(yè)里，則基本上憑經(jīng)驗，很少有人使用濕度傳感器或二氧化碳傳感器。在農(nóng)業(yè)方面各地建立了越來越多的新型溫室大棚，種植蔬菜，花卉等；養(yǎng)殖業(yè)對環(huán)境的測控也日感迫切，對于空氣的測量技術(shù)的需求也越來越大。對于傳統(tǒng)的如二氧化碳傳感器，二氧化碳變送器等的要求也越來越高。
現(xiàn)在在濕度測試領(lǐng)域大部分濕敏元件性能還只能在普通溫度環(huán)境下使用。而在特殊情況下如印染行業(yè)在紗錠烘干中，溫度能達(dá)到120攝氏度或更高溫度；在食品行業(yè)中，食物的烘烤溫度能達(dá)到80-200攝氏度左右；耐高溫材料，如陶瓷過濾器的烘干等能達(dá)到200攝氏度以上。而普通的濕度傳感器是很難測量的。
如何提升濕度傳感器的性能，得先了解它的基本原理：高分子電容式濕度傳感器通常都是在絕緣的基片諸如玻璃、陶瓷、硅等材料上，用絲網(wǎng)漏印或真空鍍膜工藝做出電極，再用浸漬或其它辦法將感濕膠涂覆在電極上做成電容元件。濕敏元件在不同相對濕度的大氣環(huán)境中，因感濕膜吸附水分子而使電容值呈現(xiàn)規(guī)律性變化。
在設(shè)計和制作工藝中很難組到感濕特性全濕程線性。作為電容器，高分子介質(zhì)膜的厚度d和平板電容的效面積S也和溫度有關(guān)。溫度變化所引起的介質(zhì)幾何尺寸的變化將影響C值。高分子聚合物的平均熱線脹系數(shù)可達(dá)到 的量級。例如硝酸纖維素的平均熱線脹系數(shù)為108x10-5/℃。隨著溫度上升，介質(zhì)膜厚d增加，對C呈負(fù)貢獻(xiàn)值；但感濕膜的膨脹又使介質(zhì)對水的吸附量增加，即對C呈正值貢獻(xiàn)。可見濕敏電容的溫度特性受多種因素支配，在不同的濕度范圍溫漂不同；在不同的溫區(qū)呈不同的溫度系數(shù)；不同的感濕材料溫度特性不同。
總之，高分子濕度傳感器的溫度系數(shù)并非常數(shù)，而是個變量。所以通常傳感器生產(chǎn)廠家能在-10-60攝氏度范圍內(nèi)是傳感器線性化減小溫度對濕敏元件的影響。 當(dāng)前在濕敏元件的開發(fā)和研究中，電阻式濕度傳感器應(yīng)當(dāng)最適用于濕度控制領(lǐng)域，其代表產(chǎn)品氯化鋰濕度傳感器具有穩(wěn)定性、耐溫性和使用壽命長多項重要的優(yōu)點。
任何行業(yè)的工作都離不開空氣，而空氣的濕度又與工作、生活、生產(chǎn)有直接聯(lián)系，使?jié)穸鹊谋O(jiān)測與控制越來越顯得重要。濕度傳感器的應(yīng)用主要有如下幾個方面：
（1） 氣候監(jiān)測 天氣測量和預(yù)報對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、軍事及人民生活和科學(xué)實驗等方面都有重要意義，因而濕度傳感器是必不可少的測濕設(shè)備，如樹脂膨散式濕度傳感器已用于氣象氣球測濕儀器上。
（2） 溫室養(yǎng)殖 現(xiàn)代農(nóng)林畜牧各產(chǎn)業(yè)都有相當(dāng)數(shù)量的溫室，溫室的濕度控制與溫度控制同樣重要，把濕度控制在農(nóng)作物、樹木、畜禽等生長適宜的范圍，是減少病蟲害、提高產(chǎn)量的條件之一。
（3） 工業(yè)生產(chǎn) 在紡織、電子、精密機器、陶瓷工業(yè)等部門，空氣濕度直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，必須有效地進行監(jiān)測調(diào)控。
（4） 物品儲藏 各種物品對環(huán)境均有一定的適應(yīng)性。濕度過高過低均會使物品喪失原有性能。如在高濕度地區(qū)，電子產(chǎn)品在倉庫的損害嚴(yán)重，非金屬零件會發(fā)霉變質(zhì)，金屬零件會腐蝕生銹。
（5） 精密儀器的使用保護 許多精密儀器、設(shè)備對工作環(huán)境要求較高。環(huán)境濕度必須控制在一定范圍內(nèi)，以保證它們的正常工作，提高工作效率及可靠性。如電話程控交換機工作濕度在55 % ±10 %較好。溫度過高會影響絕緣性能，過低易產(chǎn)生靜電，影響正常工作。
氯化鋰濕敏器件屬于電解質(zhì)感濕性材料，氯化鋰電解質(zhì)感濕液依據(jù)當(dāng)量電導(dǎo)隨著溶液濃度的增加而下降。電解質(zhì)溶解于水中降低水面上的水蒸氣壓的原理而實現(xiàn)感濕。 氯化鋰濕度傳感器其特有的長期穩(wěn)定性是其它感濕材料不可替代的，也是濕度傳感器最重要的性能。經(jīng)過感濕混合液的配制和工藝上的嚴(yán)格控制是保持和發(fā)揮這一特性的關(guān)鍵。
傳感器在人們的生活拌演著不可或缺的角色，相信隨著科學(xué)的進步，它們的性能將會最來最好。
