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    “恒溫恒濕試驗箱”濕度控制器的工作原理

    日期:2021-12-01 11:46
    瀏覽次數:731
    摘要: “恒溫恒濕試驗箱”濕度控制器的工作原理 簡單說,濕度控制器主要由 濕度傳感器 和 加濕器 構成。 濕度傳感器原理(基礎知識)一.大氣的濕度及露點 [1].優良濕度和相對濕度 在許多與大氣的濕度有關的現象里,如農作物的生長綿紗的斷頭以及人們的感覺等等,都與大氣的優良濕度沒有直接的關系,主要與大氣中的水汽離飽和狀態的遠近程度有關。比如,同樣是6mmHg的優良濕度,如果在炎熱的夏季中午,由于離當時的飽和水汽壓(31.38mmHg)尚遠,使人感到干燥,如果是在初冬的傍晚,由于水汽壓接近當時的飽和水汽壓(...

    恒溫恒濕試驗箱”濕度控制器的工作原理
      簡單說,濕度控制器主要由 濕度傳感器 和 加濕器 構成。

    濕度傳感器原理(基礎知識)一.大氣的濕度及露點

    [1].優良濕度和相對濕度
    在許多與大氣的濕度有關的現象里,如農作物的生長綿紗的斷頭以及人們的感覺等等,都與大氣的優良濕度沒有直接的關系,主要與大氣中的水汽離飽和狀態的遠近程度有關。比如,同樣是6mmHg的優良濕度,如果在炎熱的夏季中午,由于離當時的飽和水汽壓(31.38mmHg)尚遠,使人感到干燥,如果是在初冬的傍晚,由于水汽壓接近當時的飽和水汽壓(18.05mmHg)而使人感到潮濕。因此通常把大氣的優良濕度跟當時氣溫下飽和水汽壓的百分偶稱為大氣的相對濕度,即
    式中H——相對濕度
    D——大氣的優良濕度(mmHg)
    Ds——當時氣溫下的飽和水汽壓(mmHg)

    地球表面的大氣層是由78%的氮氣、21%的氧氣和一小部分二氧化碳、水汽以及其他一些惰性氣體混合而成的。由于地面上的水和動植物會發生水份蒸發現象,因而地面上不斷地在生成水份,使大氣中含有水汽的量在不停地變化。由于水份的蒸發及凝結的過程總是伴隨著吸熱和放熱,因此大氣中的水汽的多少不但會影響大氣的濕度,而且使空氣出現潮濕或干燥現象。大氣的干濕程度,通常是用大氣中水汽的密度來表示的。即每1m3大氣所含水汽的克數來表示,它稱為大氣的優良濕度。

    要想直接測量出大氣的水汽密度,方法比較復雜。而理論計算表明,在一般的氣溫條件下,大氣的水汽密度,與大氣中水汽的壓強數值十分接近。所以大氣的水汽密度又可以規定為大氣中所含水汽的壓強,又把它稱為大氣的優良濕度,用符號D表示,常用的單位是mmHg。。


    上式表明,若大氣中所含水汽的壓強等于當時氣溫下的飽和水汽壓時,這時大氣的相對濕度等于100%RH。

    [1].露點
    降低溫度可以使未飽和水汽變成飽和水汽。露點就是指使大氣中原來所含有的未飽和水汽變成飽和水汽所必須降低的溫度。因此只要能測出露點,就可以通過一些數據表查得當時大氣的優良濕度。

    當大氣中的未飽和水汽接觸到溫度較低的物體時,就會使大氣中的未飽和水汽達到或接近飽和狀態,在這些物體上凝結成水滴。這種現象被稱為結露。結露對農作物有利,但對電子產品則是有害的。

    二.濕敏傳感器的分類

    水是一種極強的電解質。水分子有較大的電偶極矩,在氫原子附近有極大的正電場,因而它有很大的電子親和力,使得水分子易吸附在固體表面并滲透到固體內部。利用水分子這一特性制成的濕度傳感器稱為水分子親和力型傳感器。而把與水分子親和力無關的濕度傳感器稱為非水分子親和力型傳感器。在現代工業上使用的濕度傳感器大多是水分子親和力型傳感器,它們將濕度的變化轉換為阻抗或電容值的變化后輸出。

    舉個例子,機械濕度表原理:機械式指針濕度表的濕敏元件, 有毛發式的, 也有在金屬游絲上涂敷高分子親水塑料材料制造的。其原理與機械式濕度傳感器相同, 都屬長度變化式, 利用長度變化產生的位移來驅動指針軸, 使指針在表盤上移動, 從而實現濕度的計量功能。因此具有機械式濕度傳感器相同的弱點, 即反應遲鈍, 滯后時間長也可長達一二十分鐘, 不能對微量水份變化發生反應, 顯示誤差大, 一般在±5%, 高的可達±10%以上, 年飄移值大, 不穩定, 易老化變質, 影響壽命。雖然其不能準確可靠計量, 顯示的數值只能作參考,但由于其價格低廉,無需電信號也能工作,
    如對機械式濕度傳感器的某個控制位置的濕度控制值進行定義,則其控制誤差高可達±15%以上,其與機械式指針濕度表的±5%顯示誤差之間就回產生高可達±20%的累積誤差。

    機械式濕度采樣和控制顯示的產品雖然存在這些不足,但由于其產品價格低,因而也被要求不高的用戶使用。
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