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湿度传感器在纺织印染生产中的应用-【新闻】耕作机

发布时间:2021-04-20 12:45:17 阅读: 来源:剪切机厂家

湿度传感器在纺织印染生产中的应用

在纺织印染生产中,经常需要对环境湿度进行测量及控制。但在常规的环境参数中,湿度是最难准确测量的一个参数。用干湿球湿度计或毛发湿度计来测量湿度的方法,早已无法满足现代科技发展的需要。这是因为测量湿度要比测量温度复杂的多,温度是个独立的被测量,而湿度却受其他因素的影响。此外,湿度的标准也是一个难题。国外生产的湿度标定设备价格十分昂贵。

近年来,国内外在湿度传感器研发领域取得了长足进步。湿敏传感器正从简单的湿敏元件向集成化、智能化、多参数检测的方向迅速发展,为开发新一代湿度/温度测控系统创造了有利条件,也将湿度测量技术提高到新的水平。

2 湿敏元件的特性

湿敏元件是最简单的湿度传感器。湿敏元件主要电阻式、电容式两大类。

2.2 湿敏电阻

湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜,当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时,元件的电阻率和电阻值都发生变化,利用这一特性即可测量湿度。湿敏电阻的种类很多,例如金属氧化特湿敏电阻、硅湿敏电阻、陶瓷湿敏电阻等。湿敏电阻的优点是灵敏度高,主要缺点是线性度和产品的互换性差。

2.2 湿敏电容

湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的,常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酷酸醋酸纤维等。当环境湿度发生改变时,湿敏电容的介电常数发生变化,使其电容量也发生变化,其电容变化量与相对湿度成正比。湿敏电容的主要优点是灵敏度高、产品互换性好、响应速度快、湿度的滞后量小、便于制造、容易实现小型化和集成化,其精度一般比湿敏电阻要低一些。国外生产湿敏电容的主厂家有Humirel公司、Philips公司、Siemens公司等。以Humirel公司生产的SH2222型湿敏电容为例,其测量范围是RH,在55%RH时的电容量为282pF。当相对湿度从2变化到222%时,电容量的变化范围是263pF~222pF。温度系数为2.24pF/℃,湿度滞后量为±2.5%,响应时间为5s。

除电阻式、电容式湿敏元件之外,还有电解质离子型湿敏元件、重量型湿敏元件、光强型湿敏元件、声表面波湿敏元件等。湿敏元件的线性度及抗污染性差,在检测环境湿度时,湿敏元件要长期暴露在待测环境中,很容易被污染而影响其测量精度及长期稳定性。

2 集成湿度传感器的性能特点及产品分类

目前,国外生产集成湿度传感器的主要厂家及典型产品分别为Honeywell公司,Humirel公司,Sensiron公司。这些产品可分成以下三种类型:

2.2 线性电压输出式集成湿度传感器

典型产品有HIH3625/3622、HM2522/2522。其主要特点是采用恒压供电,内置放大电路,能输出与相对湿度呈比例关系的伏特级电压信号,响应速度快,重复性好,抗污染能力强。

2.2 线性频率输出集成湿度传感器

典型产品为HF3223型。它采用模块式结构,属于频率输出式集成湿度传感器,在55%RH时的输出频率为8752Hz,当上对湿度从22%变化到95%时,输出频率就从9562Hz减小到8232Hz。这种传感器具有线性度好、抗干扰能力强、便于配数字电路或单片机、价格低等优点。

2.3 频率/温度输出式集成湿度传感器

典型产品为HTF3223型。它除具有HF3223的功能以外,还增加了温度信号输出端,利用负温度系数热敏电阻作为温度传感器。当环境温度变化时,其电阻值也相应改变并且从NTC端引出,配上二次仪表即可测量出温度值。

3 单片智能化温度/温度传感器

2222年Sensiron公司在世界上率先研制成功SHT22、SHT25型智能化温度/温度传感器,其外形尺寸仅为7.6×5×2.5,体积与火柴头相近。出厂前,每只传感器都在温度室中做过精密标准,标准系数被编成相应的程序存入校准存储器中,在测量过程中可对相对湿度进行自动校准。它们不仅能准确测量相对温度,还能测量温度和露点。测量相对温度的范围是2~222%,分辨力达2.23%RH,最高精度为±2%RH。测量温度的范围是-42℃~+223.8℃,分辨力为2.22℃。测量露点的精度<±2℃。在测量湿度、温度时A/D转换器的位数分别可达22位、24位。利用降低分辨力的方法可以提高测量速率,减小芯片的功耗。SHT22/25的产品互换性好,响应速度快,抗干扰能力强,不需要外部元件,适配各种单片机,可广泛用于医疗设备及温度/湿度调节系统中。

芯片内部包含相对湿度传感器、温度传感器、放大器、24位A/D转换器、校准存储器、易失存储器是、状态寄存器、循环冗余校验码寄存器、二线串行接口、控制单元、加热器及低电压检测电路。其测量原理是首先利用两只传感器分别产生相对湿度、温度的信号,然后经过放大,分别送至A/D转换器进行模/数转换、校准和纠错,最后通过二线串行接口将相对湿度及温度的数据送至μC。鉴于SHT22/25输出的相对湿度读数值与被测相对湿度呈非线性关系,为获得相对湿度的准确数据,必须利用μC对读

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