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[align=center][font=宋体][font=宋体]色谱仪器常用传感器[/font] [font=宋体]气敏传感器[/font][/font][/align][align=center][font='Times New Roman'] [/font][/align][align=center][font='Times New Roman'][font=宋体]概述[/font][/font][/align][font=宋体][font=宋体]气敏传感器是用来检测气体类别、浓度和成分的传感器,对于环境保护和安全监督方面起着极重要的作用。气敏传感器可鉴别和检测的气体种类繁多,型号和工作原理差异也比较大。气敏传感器的应用主要有:酒后驾驶的现场速测、一氧化碳气体的检测、瓦斯气体的检测、煤气的检测、氟利昂([/font][font=Times New Roman]R11[/font][font=宋体]、[/font][font=Times New Roman]R12[/font][font=宋体])的检测、人体口腔口臭的检测等。[/font][/font][font='Times New Roman'] [/font][align=center][font=宋体]简介[/font][/align][font=宋体]气敏传感器又称气体传感器,是将气体成分与浓度变化等信息转变成相对应的电信号,以此达到对气体成分与浓度测量的设备。气敏传感器是传感器领域的非常重要的一个方向,在大气环境、气体监测、航天航空、工业生产、汽车排放监控、食品安全等诸多领域有着广泛的应用。[/font][font=宋体]由传感器的组成及其工作特性,可以将气体传感器分成:半导体型气体传感器、接触燃烧型气体传感器、固体电解质型气体传感器、表面声波型气体传感器、光学型气体传感器、石英型振荡型气体传感器、电化学型气体传感器等。[/font][font=宋体][font=宋体]气敏传感器需要直接接触待测的气体环境,外观特征较为明显,一般情况下带有金属网格外壳以利于气体流通和感知,如图[/font][font=Times New Roman]1[/font][font=宋体]所示。[/font][/font][align=center][img=,207,112]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211300831065877_198_1604036_3.jpg!w672x363.jpg[/img][font='Times New Roman'] [/font][/align][align=center][font=宋体][font=宋体]图[/font][font=Times New Roman]1 [/font][font=宋体]气敏传感器外观[/font][/font][/align][font=宋体][font=宋体]气敏传感器允许温度环境较低,一般不高于[/font][font=Times New Roman]150[/font][font=宋体]℃。色谱工作者或者维修员,可以在某些型号的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱仪[/color][/url]柱温箱中找到此部件。[/font][/font][font=宋体]常规[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱仪[/color][/url]模块的漏液检测,经常采用热敏电阻传感器。当色谱系统泄漏的液体流动相接触传感器表面,由于液体流动相的蒸发,热敏电阻阻值发生变化,色谱系统感知到此电阻变化即确认系统泄漏。对于柱温箱,热敏电阻的检测方式不太适用,如果柱温较高,泄漏的少量流动相可能会较快气化,不能接触热敏电阻表面,而采用气敏传感器可以良好解决这一问题。[/font][font=宋体]对于工作在一定温度下的柱温箱,少量的有机溶剂渗漏和蒸发,都可以迅速被气敏传感器感知到,并发出报警,提醒色谱工作者进行检查和处理。[/font][font=宋体]但是需要注意气敏传感器对于不同化学组成的流动相泄漏,其检测敏感程度不同。一般挥发性较强的有机流动相,气敏传感器的灵敏度较高,水相检测灵敏度相对较低。[/font][font='Times New Roman'] [/font][align=center][font=宋体]小结[/font][/align][font=宋体]简单说明气敏传感器的基本原理。[/font]
[align=left]温湿度传感器是指可以将温度和湿度的量转换为易于测量和处理的电信号的设备或设备。市场上的[b]温湿度传感器[/b]通常测量温度的量和相对湿度的量。那么什么才是相对湿度呢?[/align]我们日常生活中最常见的湿度物理量是空气的相对湿度。以%RH表示。在物理量的推导中,相对湿度与温度密切相关。一定体积的封闭气体,温度越高,相对湿度越低,温度越低,相对湿度越高。它涉及复杂的热工程知识。相对湿度:如计量方法中所规定,湿度定义为“物体状态量”。日常生活中提到的湿度是相对湿度,表示为RH%。简而言之,在与空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]同的条件下,气体(通常在空气中)中的水蒸气量(水蒸气压)和饱和水蒸气量(饱和水蒸气压)的百分比。绝对湿度:指每单位体积中空气中实际含有的水蒸气量,通常以克为单位。温度对绝对湿度有直接影响。通常,温度越高,水蒸气蒸发越多,绝对湿度越大 相反,绝对湿度很小。饱和湿度:在一定温度下每单位体积空气中可含有的最大水蒸气量。如果超过此限制,多余的水蒸气将冷凝并变成水滴。此时的空气湿度称为饱和湿度。空气的饱和湿度不固定。它随温度而变化。温度越高,单位体积空气中可含有的水蒸气越多,饱和湿度越大。因此我们在测量环境的温度与湿度的时候需要用到[b]温湿度传感器[/b],根据不同环境的要求需要选择不同型号参数的温湿度传感器,以便对环境进行精准测量,下面OFweek Mall说一下在挑选温湿度传感器的过程中要注意的要素:1、温湿度传感器频率响应问题:温湿度传感器的频率响应特性决定了要测量的频率范围。测量条件必须在允许的频率范围内保持不失真。实际上,温湿度传感器的响应总是有一定的延迟,延迟时间越短越好。2、线性范围:温湿度传感器的线性范围是输出与输入成比例的范围。理论上,在此范围内,灵敏度保持不变。温湿度传感器的线性范围越宽,范围越大,保证测量精度。选择温湿度传感器时,确定传感器类型时,首先需要确定范围是否令人满意。3、灵敏度:通常,在温湿度传感器的线性范围内,期望传感器的灵敏度尽可能高。因为只有灵敏度高,所以对应于测量变化的输出信号的值相对较大,这有利于信号处理。然而,应该注意的是,温湿度传感器的灵敏度高,并且与测量无关的外部噪声容易混入,并且被放大系统放大,这影响测量精度。因此,应要求温湿度传感器本身具有高信噪比并减少来自外界的影响。OFweek Mall列举一下常用的温湿度传感器:[b]法国Humirel 电容式湿度传感器-HS1101LF [/b]特点:可靠性高,长期稳定性好;专利的固态聚合物结构;适合线性电压输出或频率输出电路;快速响应,低温度系数;互换性好,标准条件下无需重新校正;[img=,256,233]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810291413239435_8090_3422752_3.png!w256x233.jpg[/img][b]OFweek Mall 法国Humirel 电容式温湿度传感器 -HTF3226LF [/b]特点:1、采用专利电容HS1101/HS1101LF设计制造2、宽量程:10~95%RH,稳定,比例线性的频率输出3、精度±5%RH ,工作温度范围 -30~80℃4、温度特性好5、高可靠性与长时间稳定性6、低成本温湿度传感器https://mall.ofweek.com/263.html丨温度传感器丨湿度传感器丨土壤湿度传感器
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。