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濕度與濕敏傳感器

2020-11-25 12:49 作者:雙線彩虹  | 我要投稿

人類的生存和社會活動與濕度密切相關,隨著現(xiàn)代化的發(fā)展,很難找出一個與濕度無關的領域來。濕敏傳感器是由濕敏元件和轉(zhuǎn)換電路等組成,將環(huán)境濕度變換為電信號的裝置,在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、氣象、醫(yī)療以及日常生活等方面都得到了廣泛的應用,特別是隨著科學技術的發(fā)展,人們對于濕度的檢測和控制越來越重視并進行了大量的研制工作。

濕度的檢測要比其他物理量困難得多,一方面是由于空氣中的水蒸氣含量少;另一方面是由于潮濕的環(huán)境往往都具有酸性或者堿性,就會使得濕敏材料不同程度地受到腐蝕而失去原有的性能;再有就是測量濕度時都是接觸測量,因此濕敏器件只能暴露于待測環(huán)境中,不能密封,對于測量都有影響。所以說濕敏傳感器的制作工藝困難,導致其測量精度和性能都相對差一些。

最早人們根據(jù)用頭發(fā)隨濕度變化而伸長或縮短的原理制作了毛發(fā)濕度計,但其精度不夠高,后來逐漸有了電阻濕度計,半導體濕度計是近年來才出現(xiàn)的。

濕度是指物質(zhì)中所含水蒸氣的量,目前的濕敏傳感器多數(shù)是測量氣氛中的水蒸氣含量通常用絕對濕度、相對濕度和露點(或露點溫度)來表示。

1.絕對濕度

絕對濕度(absolute humidity)是指在標準狀態(tài)下,單位體積的空氣中含水蒸氣的質(zhì)量,即水蒸氣密度。

2.相對濕度

相對濕度(relative humidity)指濕空氣的絕對濕度與相同溫度下可能達到的最大絕對濕度之比,也可表示為濕空氣中水蒸氣分壓力Pv與相同溫度下水的飽和壓力Pw之比。

相對濕度是一個無量綱的量,在實際的測量場合,一般都使用相對濕度。飽和水蒸氣氣壓與氣體的溫度和氣體的壓力有關,當溫度和壓力變化時,因飽和水蒸氣壓變化,所以氣體的水蒸氣壓即使相同,其相對濕度也會發(fā)生變化,溫度越高,飽和水蒸氣壓越大。所以提到相對濕度,必須同時說明環(huán)境溫度,否則,所說的相對濕度就失去確定的意義。

3.露點

水的飽和蒸氣壓隨溫度的降低而逐漸下降。在同樣的水蒸氣壓下,溫度越低,則空氣的水蒸氣壓與同溫度下水的飽和蒸氣壓差值越小。在一定大氣壓下,將含水蒸氣的空氣冷卻,當降到某溫度時,空氣中的水蒸氣達到飽和狀態(tài),開始從氣態(tài)變成液態(tài)而凝結(jié)成露珠,這種現(xiàn)象稱為結(jié)露。此時的溫度稱為露點或露點溫度。如果這一特定溫度低于0℃,水汽將凝結(jié)成霜。又稱為霜點溫度。兩者統(tǒng)稱為露點空氣中水蒸氣壓越小,露點越低,因而可用露點表示空氣中的濕度。

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