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高分子电容式湿度传感器通常都是在绝缘的基片诸如玻璃、陶瓷、硅等材料上,用丝网漏印或真空镀膜工艺做出电极,再用浸渍或其它办法将感湿胶涂覆在电极上做成电容元件。湿敏元件在不同相对湿度的大气环境中,因感湿膜吸附水分子而使电容值呈现规律性变化,此即为湿度传感器的基本机理。影响高分子电容型元件的温度特性,除作为介质的高分子聚合物的介质常数ε及所吸附水分子的介电常数ε受温度影响产生变化外,还有元件的几何尺寸受热膨胀系数影响而产生变化等因素。根据德拜理论的观点,液体的介电常数ε是一个与温度和频率有关的无量纲常数。水分子的ε在T=5℃时为78.36,在T=20℃时为79.63。有机物ε与温度的关系因材料而异,且不完全遵从正比关系。在某些温区ε随T呈上升趋势,某些温区ε随T增加而下降。多数文献在对高分子湿敏电容元件感湿机理的分析中认为:高分子聚合物具有较小的介电常数,如聚酰亚胺在低湿时介电常数为3.0一3.8。而水分子介电常数是高分子ε的几十倍。因此高分子介质在吸湿后,由于水分子偶极距的存在,大大提高了吸水异质层的介电常数,这是多相介质的复合介电常数具有加和性决定的。由于ε的变化,使湿敏电容元件的电容量C与相对湿度成正比。在设计和制作工艺中很难组到感湿特性全湿程线性。作为电容器,高分子介质膜的厚度d和平板电容的效面积S也和温度有关。温度变化所引起的介质几何尺寸的变化将影响C值。高分子聚合物的平均热线胀系数可达到的量级。例如硝酸纤维素的平均热线胀系数为108x10-5/℃。随着温度上升,介质膜厚d增加,对C呈负贡献值;但感湿膜的膨胀又使介质对水的吸附量增加,即对C呈正值贡献。可见湿敏电容的温度特性受多种因素支配,在不同的湿度范围温漂不同;在不同的温区呈不同的温度系数;不同的感湿材料温度特性不同。总之,高分子湿度传感器的温度系数并非常数,而是个变量。所以通常传感器生产厂家能在-10-60摄氏度范围内是传感器线性化减小温度对湿敏元件的影响。 比较优质的产品主要使用聚酰胺树脂,产品结构概要为在硼硅玻璃或蓝宝石衬底上真空蒸发制作金电极,再喷镀感湿介质材料(如前所述)形式平整的感湿膜,再在薄膜上蒸发上金电极.湿敏元件的电容值与相对湿度成正比关系,线性度约±2%。虽然,测湿性能还算可以但其耐温性、耐腐蚀性都不太理想,在工业领域使用,寿命、耐温性和稳定性、抗腐蚀能力都有待于进一步提高。陶瓷湿敏传感器是近年来大力发展的一种新型传感器。优点在于能耐高温,湿度滞后,响应速度快,体积小,便于批量生产,但由于多孔型材质,对尘埃影响很大,日常维护频繁,时常需要电加热加以清洗易影响产品质量,易受湿度影响,在低湿高温环境下线性度差,特别是使用寿命短,长期可靠性差,是此类湿敏传感器迫切解决的问题。当前在湿敏元件的开发和研究中,电阻式湿度传感器应当最适用于湿度控制领域,其代表产品氯化锂湿度传感器具有稳定性、耐温性和使用寿命长多项重要的优点,氯化锂湿敏传感器已有了五十年以上的生产和研究的历史,有着多种多样的产品型式和制作方法,都应用了氯化锂感湿液具备的各种优点尤其是稳定性最强。 氯化锂湿敏器件属于电解质感湿性材料,在众多的感湿材料之中,首先被人们所注意并应用于制造湿敏器件,氯化锂电解质感湿液依据当量电导随着溶液浓度的增加而下降。电解质溶解于水中降低水面上的水蒸气压的原理而实现感湿。 氯化锂湿敏器件的衬底结构分柱状和梳妆,以氯化锂聚乙烯醇涂覆为主要成份的感湿液和制作金质电极是氯化锂湿敏器件的三个组成部分。多年来产品制作不断改进提高,产品性能不断得到改善,氯化锂感湿传感器其特有的长期稳定性是其它感湿材料不可替代的,也是湿度传感器最重要的性能。在产品制作过程中,经过感湿混合液的配制和工艺上的严格控制是保持和发挥这一特性的关键。
如何选用湿度传感器 随着时代的发展,科研、农业、暖通、纺织、机房、航空航天、电力等工业部门,越来越需要采用湿度传感器,对产品质量的要求越业越高,对环境温、湿度的控制以及对工业材料水份值的监测与分析都已成为比较普遍的技术条件之一。湿度传感器产品及湿度测量属于90年代兴起的行业。如何使用好湿度传感器,如何判断湿度传感器的性能,这对一般用户来讲,仍是一件较为复杂的技术问题。 下列此文供大家参考。
[b][b][font=宋体]产品概述[/font][/b][/b][font=宋体][font=Times New Roman]FD-[/font][/font][font=宋体][font=Times New Roman]350[/font][/font][font=宋体][font=宋体]土壤水分传感器由电源模块、变送模块、漂零及温度补偿模块、数据处理模块等组成。[/font] 采用[font=Times New Roman]FDR[/font][font=宋体]频域法,可以实时精确测定各种土壤不同剖面的水分含量。传感器内置信号采样及放大、零点漂移及温度补偿功能,用户接口简洁、方便。外型小巧轻便,便于携带和连接。[/font][/font][font=宋体][b][b][font=宋体][font=Times New Roman]1[/font][font=宋体]、[/font][/font][font=宋体]功能特点[/font][/b][font=宋体]◆[/font][/b][font=宋体][font=宋体]探测范围广,以中央探针为中心,围绕中央探针的直径[/font]10cm、高10cm的圆柱体[/font][b][font=宋体]◆[/font][/b][font=宋体][font=宋体]高耐腐蚀探针,对被测介质的适应性广泛,使用寿命长[/font][/font][font=宋体]◆结构设计合理,保证使用寿命[/font][font=宋体]◆[/font][font=宋体]土质影响较小,[/font][font=宋体]应用地区广泛[/font][font=宋体]◆[/font][font=宋体]测量精度高,[/font][font=宋体]性能可靠,确保正常工作[/font][font=宋体]◆[/font][font=宋体]响应速度快[/font][font=宋体],数据传输效率高[/font][b][font=宋体][font=Times New Roman]2[/font][font=宋体]、[/font][/font][font=宋体]适用范围[/font][/b][font=宋体]广泛适用于节水农业灌溉、温室大棚蔬菜、花卉园艺、草地牧场、植物培养、科学试验[/font][font=宋体],[/font][font=宋体]混凝土泥浆[/font][font=宋体]等领域[/font][font=宋体]的水分含量测量[/font][font=宋体]。[/font][b][font=宋体][font=Times New Roman]3[/font][font=宋体]、[/font][/font][font=宋体]工作、存储条件[/font][/b][font=宋体][font=宋体]工作温度:[/font][font=Times New Roman]-40[/font][font=宋体]~[/font][font=Times New Roman]85[/font][font=宋体]°[/font][font=Times New Roman]C [/font][font=宋体]工作湿度:[/font][font=Times New Roman]0[/font][font=宋体]~[/font][font=Times New Roman]100%RH[/font][/font][font=宋体][font=宋体]储存温度:[/font][font=Times New Roman]-40[/font][font=宋体]~[/font][font=Times New Roman]125[/font][font=宋体]°[/font][font=Times New Roman]C [/font][font=宋体]储存湿度:<[/font][font=Times New Roman]80%[/font][font=宋体](无凝结)[/font][/font][b][font=宋体]⊙[/font][b][font=宋体]工作原理[/font][/b][/b][font=宋体][font=Arial]FDR[/font][font=宋体]频域法测量,利用电磁脉冲原理、根据电磁波在介质中传播频率来测量土壤的表观介电常数[/font][font=Arial]([/font][font=宋体]ε[/font][font=Arial]),[/font][font=宋体]从而得到土壤容积含水量[/font][font=Arial]([/font][font=宋体]θ[/font][font=Arial]v)[/font][font=宋体]。[/font][/font][b][font=宋体]⊙[/font][b][font=宋体]技术参数[/font][/b][/b][font=宋体]测量参数:土壤容积含水率[/font][font=宋体]测量范围:[/font][font=宋体]干土[/font][font=宋体]~[/font][font=宋体]饱和土[/font][font=宋体][font=宋体]测量精度:[/font]±[font=Times New Roman]3%[/font][/font][font=宋体]响应时间:[/font][font=宋体][font=Times New Roman]2[/font][/font][font=宋体]秒[/font][font=宋体]测量主频:[/font][font=宋体][font=Times New Roman]350[/font][/font][font=宋体][font=宋体]M[/font][font=Times New Roman]Hz[/font][/font][font=宋体][font=宋体]防护等级:[/font][font=Times New Roman]IP68[/font][/font][font=宋体]探针长度:[/font][font=宋体][font=Times New Roman]57m[/font][/font][font=宋体][font=Times New Roman]m[/font][/font][font=宋体]探针[/font][font=宋体]宽度[/font][font=宋体]:[/font][font=宋体][font=Times New Roman]14[/font][/font][font=宋体][font=Times New Roman]mm[/font][/font][font=宋体]密封材料:环氧树脂[/font][font=宋体]测量区域:以探针为中心,围绕中央探针的直径[/font][font=宋体]10[/font][font=宋体]cm、高[/font][font=宋体]10[/font][font=宋体]cm的圆柱体[/font][font=宋体]电缆长度:[/font][font=宋体]2[/font][font=宋体][font=宋体]米[/font] (标配)[/font][font=宋体][font=宋体]信号输出:(标记[/font]“[/font][font=Wingdings][font=Times New Roman]t[/font][/font][font=宋体]”为您所购买使用的型号)[/font][font=Wingdings][font=宋体]¨[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=Times New Roman]RS485[/font][font=宋体]型:[/font][/font][font=宋体] [font=宋体]工作电压:[/font][font=Times New Roman]5[/font][font=宋体]~[/font][font=Times New Roman]24V [/font][/font][font=宋体] [font=宋体]工作电流:[/font][font=Times New Roman]4~6mA[/font][font=宋体],典型值[/font][font=Times New Roman]4mA[/font][font=宋体]([/font][font=Times New Roman]RS485[/font][font=宋体]型)[/font][/font][font=宋体][font=宋体] 输出信号:[/font][font=Times New Roman]MODBUS-RTU[/font][font=宋体]协议[/font][/font][font=Wingdings][font=宋体]¨[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体]电压型:[/font][font=宋体][font=宋体] 工作电压:[/font][font=Times New Roman]5[/font][font=宋体]~[/font][font=Times New Roman]24V [/font][/font][font=宋体][font=宋体] 工作电流:[/font][font=Times New Roman]4~6mA[/font][font=宋体],典型值[/font][font=Times New Roman]4mA[/font][font=宋体]([/font][font=Times New Roman]RS485[/font][font=宋体]型)[/font][/font][font=宋体][font=宋体] 输出信号:[/font][font=Times New Roman]0[/font][font=宋体]~[/font][font=Times New Roman]2V DC[/font][font=宋体](可定制[/font][font=Times New Roman]0.4[/font][font=宋体]~[/font][font=Times New Roman]2V DC [/font][font=宋体])[/font][/font][font=Wingdings][font=宋体]¨[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体]电流型:[/font][font=宋体][font=宋体] 工作电压:[/font][font=Times New Roman]12[/font][font=宋体]~[/font][font=Times New Roman]24V[/font][/font][font=宋体][font=宋体] 工作电流:[/font][font=Times New Roman]4~6mA[/font][font=宋体],典型值[/font][font=Times New Roman]4mA[/font][font=宋体]([/font][font=Times New Roman]RS485[/font][font=宋体]型)[/font][/font][font=宋体][font=宋体] 输出信号:[/font][font=Times New Roman]0[/font][font=宋体]~[/font][font=Times New Roman]20mA,[/font][font=宋体](可定制[/font][font=Times New Roman]4[/font][font=宋体]~[/font][font=Times New Roman]20mA[/font][font=宋体])[/font][/font][b][b][font=宋体]接线定义[/font][/b][/b][/font][table][tr][td][align=center][b][font=宋体]线色[/font][/b][/align][/td][td][align=center][font=宋体]棕线[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]黑线[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]蓝线[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]灰线[/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][b][font=宋体]模拟[/font][/b][/align][/td][td][align=center][font=宋体]电源正[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]电源负[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]信号[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体] [/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][b][font=宋体]485[/font][/b][/align][/td][td][align=center][font=宋体]电源正[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]电源负[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]485A[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]485B[/font][/align][/td][/tr][/table][b][font=宋体]⊙[/font][font=宋体]MODBUS[/font][font=宋体]-RTU[/font][font=宋体]协议[/font][font=宋体]([/font][font=宋体]可定制[/font][font=宋体])[/font][/b][font=宋体]◆[/font][font=宋体] [/font][font=宋体]通讯方式:[/font][font=宋体]RS[/font][font=宋体]485 [/font][font=宋体]通讯,传送距离[/font][font=宋体] 1000[/font][font=宋体]米[/font][font=宋体] [/font][font=宋体]◆[/font][font=宋体] [/font][font=宋体]通讯速率:[/font][font=宋体]9600,n,8,1[/font][font=宋体]◆[/font][font=宋体] [/font][font=宋体]通讯协议:[/font][font=宋体]MODBUS-RTU[/font][font=宋体]协议,出厂站号出(设备地址)为[/font][font=宋体]2[/font][font=宋体]号站,依需要可以进行修改。[/font][font=宋体]ModBus[/font][font=宋体]-RTU[/font][font=宋体]协议的命令包括:[/font][b][font=宋体][font=宋体]读出湿度的数值(出厂为[/font]2号站)[/font][/b][font=宋体]读取湿度值命令格式举例:[/font][font=宋体]02 03 00 00 00 02 C4 38[/font][font=宋体][font=宋体]注:开始的第一个字节[/font]02是站号,如果你已修改过站号设置,应将第一位的 02 修改为您设置的站号,最后两位C4,38是 16位的CRC校验。[/font][font=宋体]返回湿度的命令格式举例:[/font][font=宋体]02 03 04 01 C2 01 1F 29 6B[/font][font=宋体][font=宋体]注:[/font]01[/font][font=宋体] [/font][font=宋体]C2所在的位4.5位为温度的值,01[/font][font=宋体] [/font][font=宋体]1F所在的位6,7位为湿度的值,客户自行计算CRC校验是否正确。[/font][font=宋体]数据解析方法:[/font][font=宋体][font=宋体]温度[/font]=0x01C2/10-30=15 ℃[/font][font=宋体][font=宋体]湿度[/font]=0X011F/10=28.7%[/font][b][font=宋体]修改自身站号[/font][/b][font=宋体]方法一:知道现在站号,发送如下指令[/font][b][i][font=宋体]02[/font][/i][/b][font=宋体] [font=宋体]06 10 00 00 [/font][/font][b][font=宋体]03[/font][/b][font=宋体] [font=宋体]CD 38[/font][/font][font=宋体][font=宋体]或者使用[/font]10功能码也可:[/font][b][i][font=宋体]02[/font][/i][/b][font=宋体] [font=宋体]10 10 00 00 01 02 00 [/font][/font][b][font=宋体]03[/font][/b][font=宋体] [font=宋体]E3 60 [/font][/font][font=宋体][font=宋体]其功能是将站号由[/font]2号改为3号[/font][font=宋体]方法二:[/font][font=宋体][font=宋体]忘了原站站号,需要将产品独自连接到电脑上,注意总线上不能有其它[/font]485产品,用0号站对其操作,指令如下:[/font][font=宋体] [/font][font=宋体]00 06 10 00 00 [/font][b][font=宋体]03[/font][/b][font=宋体] [font=宋体]CC DA [/font][/font][font=宋体]注:正体大字替换为希望修改成的目标站号值即可。[/font][b][font=宋体]⊙[/font][b][font=宋体]操作说明[/font][/b][/b][font=宋体][font=宋体]([/font][font=Times New Roman]1[/font][font=宋体])传感器有两种插用方法:[/font][/font][font=宋体][font=宋体]①传感器竖插使用(见下图[/font][font=Times New Roman]1[/font][font=宋体]):将传感器垂直[/font][font=Times New Roman]90[/font][font=宋体]度插入被测土壤中,插入时请勿摇晃传感器,以防传感器探针被压弯,损坏探针。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]②多路传感器平插使用(见下图[/font][font=Times New Roman]2[/font][font=宋体]):将传感器平行插入被测土壤中。此方法用于多层土壤水分检测,湿度头间距[/font][font=Times New Roman]10cm[/font][font=宋体]排列,防止相互干扰。插入时请勿摇晃传感器,以防传感器探针被压弯,损坏钢针。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]([/font][font=Times New Roman]2[/font][font=宋体])当感觉被测土壤里有硬块或异物时,请重新选择被测土壤位置继续检测。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]([/font][font=Times New Roman]3[/font][font=宋体])操作注意事项:[/font][/font][font=宋体]①测量前应选择密度均匀的土壤作为被测对象[/font][font=宋体]②请勿将传感器探针插入硬土块中,防止探针损坏[/font][font=宋体]③不可直接拽拉电缆将传感器移出土壤,用手握住环氧树脂外包装被测土壤[/font][font=宋体]④使用完毕后,用毛刷扫除探针上的尘[/font][font=宋体]土[/font][font=宋体],并用柔软的布擦干探针,保护湿度探头干净,增加使用寿命[/font][font=宋体]。[/font][font=宋体][font=宋体]本传感器采用[/font]FDR法(频域法)测量土壤湿度,可对应出土壤容积含水率。[/font][font=宋体][font=宋体]售后保障:质保一年,终身维护,耿静13315060562[font=宋体] [/font][/font][/font]