化学性传感器是各类传感器中开发比较晚,但发展却是最快的一种,本文湿度传感器就是化学传感器的一种,除此之外还有PH值,离子气体,烟雾也都发展出传感器。在目前此类传感器应用十分广泛,且渐渐的都朝具有优良耐环境性、寿命长、价格低廉的方向发展。
湿度传感器为测定相对湿度、绝对湿度或是测定露点的传感器。目前市面上湿度传感器的种类很多,而其应用范围也都不一样,概略以其使用的温湿度范围来分,可列出如表1所示。一般湿度传感器用以检出湿度或结露等的方法主要有以下四种:
(1)测定感湿材料因水气的吸收、脱离,或结露而产生的电气阻抗或电容量的变化。
(2)测定因 湿度变化而产生气体热传导度的差异。
(3)测定因湿度变化或结露而产生的水晶振动子的共振频率变化。
(4)测定因湿度变化α射线穿越水滴而造成的衰减以及光的吸收及反射。
上述所采用的测定方法必须配合测试环境的不同来做选择,而目前市面上采用最多的测定方式则是第一种,因为其测定方式、信号舍取方式都相当简便,且价格便宜。以其制造材料的不同来区分的话,大致可以分为下列六类:
(1)LiCl 之类的电解质838电子
(2)Se,Ge 之类的半导体材料。
(3)MgCr2O4,ZnCr2O4,TiO2,SnO2 等金属氧化物熔合体。
(4)Al2O3 之类的多孔质金属氧化膜。
(5)在尼龙之类高分子材料中散布导电粉而成的材料。
(6)有机或无机的高分子电解质膜。
表1:
行业
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应用范围
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使用温度、湿度范围
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应用
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温度(℃)
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湿度(%PH)
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家电
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空调机器
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5~40
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40~70
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空调设备
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干燥机
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80
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0~40
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衣类干燥
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电子范围
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5~100
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2~100
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食品的加热与调理控制
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VTR
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-5~60
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60~100
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防止结露
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汽 车
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自动防雾气
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-20~80
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50~100
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防止结露
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医 疗
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治疗器
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10~30
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80~100
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呼吸器系
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保育器
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10~30
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50~80
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空调设备
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工 业
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纤维
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10~30
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50~100
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制丝
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干燥机
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50~100
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0~50
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业、木材的干燥
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粉体水份
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5~100
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0~50
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窑业原料
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干燥食品
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50~100
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0~50
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食品保存
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电子部品制造
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5~40
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0~50
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磁头、LSI IC
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农林畜产
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房舍空调
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5~40
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0~100
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空调设备
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茶烟防霜
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-10~60
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50~100
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防止结露
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爬虫动物饲养
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20~25
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40~70
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增加湿度,健康管理
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测 定
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恒温恒湿槽
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-5~100
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0~100
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精密测定
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射频探测器
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-50~40
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0~100
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气象高精度测定
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湿度计
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5~100
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0~100
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控制记录装置
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其 他
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土壤中水份
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-20~50
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0~100
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植物培育、土砂崩塌
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感湿材料做成的传感器大致又可分为七大种类:
(1)电解质湿度传感器。
(2)高分子湿度传感器。
(3)陶瓷湿度传感器。
(4)晶体振荡湿度传感器。
(5)半导体湿度传感器。
(6)厚膜湿度传感器。
(7)结露湿度传感器。
分类
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感湿材料
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检出法
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电解质类
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LiCl+Polyviny1 Alcho1 Polystyrene
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电阻
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硫酸化膜
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电阻
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硫酸钾膜
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电阻
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LiC1饱和溶液
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电阻
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半导体类
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Se(Ge或 Si) 蒸镀膜
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电阻
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Si+SiO2+PAPA (Polyamino Phenylacetylene)
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电阻
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金属氧化物类 (陶质类)
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Fe3O4 Colloid涂布膜
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电阻
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Cr2O3 Ni2O3 Fe2O3
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电阻
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玻璃陶质膜
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电容
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Fe2O3-K2O 陶质
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阻电
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ZnO-Li2O-V2O5陶质
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电阻
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Mg Cr2O4类陶质
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电容
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高分子类
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Al2O3+环氧树脂 (epoxy)
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电阻或电容
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多乳质树脂膜
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电 容
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有机物类
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塞璐璐+碳
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电 阻
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酢酸 Butyr Cellalose
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电 容
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树脂碳
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电 阻
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Polyamid+水晶振荡器
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共振频率
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湿度传感器工作原理-湿度传感器应用-种类