淺談露點傳感器的幾種工作原理
1、電容式工作原理
電容式濕度傳感器類似一個平面電容,下端電極附著在承載基底上,一般是陶瓷材質(zhì)。薄膜聚合物吸濕層作為電介質(zhì),它的上方是上層電極,不僅作為另一個電極,還允許水氣滲透進入聚合物。水氣分子進入或離開吸濕聚合物,直到水分含量和環(huán)境空氣或其他氣體保持動態(tài)平衡為止。聚合物的電介質(zhì)強度和水氣含量成正比。而電介質(zhì)強度又影響電容值,該變化被記錄下來經(jīng)過處理后,以便給出相對濕度結(jié)果。如同時測量溫度,還可以給出露點值或者絕對濕度值。
2、阻抗法工作原理
阻抗?jié)穸犬a(chǎn)品是堅固耐用的、性價比高的工業(yè)測量儀表,可提供從微水含量到環(huán)境濕度條件下可靠的水分分析。阻抗產(chǎn)品適用于大多數(shù)的氣體,以及危險場合應(yīng)用(易燃易爆氣體)和很多腐蝕性氣體
陶瓷傳感器的制造工藝采用了先進的厚薄膜技術(shù)。傳感器的工作原理是基于多孔感濕層對水分子的吸收。該吸濕活性層如同“三明治”一樣被夾在陶瓷基底上的兩個導(dǎo)電層之間,厚度非常薄—不到一微米(一微米等于百萬分之一米),而頂部允許水分子自由進入傳感器的多孔導(dǎo)電層相比更薄。因此,當周圍環(huán)境的濕度發(fā)生變化的時候,傳感器對濕度變化會做出極其快速的反應(yīng)。
3、石英晶振法工作原理
水分測量的石英晶振( QCM )技術(shù)是通過監(jiān)控帶吸濕涂層的石英晶體的頻率變化來實現(xiàn)的,該晶體對水分有特別靈敏的響應(yīng)。晶體表面涂層吸收一定量的水分導(dǎo)致有效質(zhì)量增加,從而降低晶體的共振頻率,使該頻率直接對應(yīng)到水氣分壓。上述過程完全可逆,并不受長期漂移影響,可靠性高、重復(fù)性好!
4、鏡面式工作原理
冷鏡儀表的基本特性使該類產(chǎn)品既可以用于需要特別可靠和穩(wěn)定的現(xiàn)場測量,也可以作為校驗其他設(shè)備的實驗室標準。帕爾貼半導(dǎo)體電熱制冷元件對一個微型的不銹鋼拋光鏡面進行降溫,一直降到被測氣體的露點為止。一旦達到該溫度點,鏡面表面會形成結(jié)露。一個光電回路用來監(jiān)測結(jié)露的形成,根據(jù)從鏡面的反射光強的降低情況,對冷鏡儀表進行電路控制,從而調(diào)整帕爾貼的制冷功率。
就這樣,鏡面會控制在一個動態(tài)平衡狀態(tài),此時的蒸發(fā)和冷凝速率完全相同。該狀態(tài)下的鏡面溫度(用一鉑電阻溫度計測量得到)就等同于氣體的露點溫度。
5、激光法工作原理
激光(TDLAS)產(chǎn)品,在氣體流中,利用光和分子的相互作用,測量氣體中指定成分的含量。通過對激光工作溫度的控制,和驅(qū)動電流,產(chǎn)生特定的可以被水分吸收的波長,在電磁波譜中該波長在紅外線區(qū)域附近,激光可以進行**的調(diào)整。這種波長的激光對水分子有著特殊的作用,這種激光的能量會使水分子產(chǎn)生振動,并且水分子會吸收激光能量。
這種效應(yīng)可以用來計算背景氣中的水含量。氣體通過一個小腔室,激光穿過氣體檢測器。如果樣氣中存在水,激光的能量將被吸收,導(dǎo)致激光能量衰減。采用數(shù)字信號處理技術(shù),通過衰減的能量值可以計算出背景氣中的水含量。
這款產(chǎn)品采用非接觸技術(shù),即使在惡劣的環(huán)境下應(yīng)用,例如甲烷成分不斷變化或酸氣中,依然具有維護成本低的優(yōu)勢。