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溫濕度傳感器的選擇與應(yīng)用
溫濕度傳感器的選擇與應(yīng)用
由于溫度與濕度不管是從物理量本身還是在實(shí)際人們的生活中都有著密切的關(guān)系，所以溫濕度一體的傳感器就會(huì)相應(yīng)產(chǎn)生。溫濕度傳感器是指能將溫度量和濕度量轉(zhuǎn)換成容易被測(cè)量處理的電信號(hào)的設(shè)備或裝置。市場(chǎng)上的溫濕度傳感器一般是測(cè)量溫度量和相對(duì)濕度量。
溫度是度量物體冷熱的物理量，是國(guó)際單位制中7個(gè)基本物理量之一。在生產(chǎn)和科學(xué)研究中，許多物理現(xiàn)象和化學(xué)過程都是在一定的溫度下進(jìn)行的，人們的生活也和他密切相關(guān)。 而濕度很久以前就與生活存在著密切的關(guān)系，但用數(shù)量來進(jìn)行表示較為困難。對(duì)濕度的表示方法有絕對(duì)濕度、相對(duì)濕度、露點(diǎn)、濕氣與干氣的比值（重量或體積）等等。日常生活中最常用的表示濕度的物理量是空氣的相對(duì)濕度，用%RH表示。在物理量的導(dǎo)出上相對(duì)濕度與溫度有著密切的關(guān)系。一定體積的密閉氣體，其溫度越高相對(duì)濕度越低，溫度越低，其相對(duì)濕度越高。
溫濕度傳感器在選擇時(shí)需要注意測(cè)量范圍、測(cè)量精度、時(shí)漂和溫漂等。其中測(cè)量精度是濕度傳感器最重要的指標(biāo)，每提高—個(gè)百分點(diǎn)，對(duì)濕度傳感器來說就是上一個(gè)臺(tái)階，甚至是上一個(gè)檔次。因?yàn)橐_(dá)到不同的精度，其制造成本相差很大，售價(jià)也相差甚遠(yuǎn)。所以使用者一定要量體裁衣，不宜盲目追求“高、精、尖”。如在不同溫度下使用濕度傳感器，其示值還要考慮溫度漂移的影響。
溫濕度傳感器應(yīng)用在眾多領(lǐng)域， 特別是在實(shí)時(shí)記錄溫濕度變化的工作中最為廣泛。以最近比較關(guān)注的乙肝疫苗為例。在疫苗、菌苗等生物制品從制藥廠成品倉庫發(fā)運(yùn)，到給有關(guān)人群接種的冷鏈儲(chǔ)運(yùn)過程中，通過對(duì)其所處環(huán)境溫度的監(jiān)測(cè)記錄，可以確認(rèn)其質(zhì)量，保證免疫接種效果。溫濕度傳感器方便、可靠地解決了這一問題。不同的疫苗、菌苗對(duì)于儲(chǔ)運(yùn)環(huán)境溫度有不同的要求。要確保菌、疫苗在儲(chǔ)運(yùn)過程中的安全，必須對(duì)儲(chǔ)運(yùn)過程中的環(huán)境溫度進(jìn)行全過程的檢測(cè)記錄，而且應(yīng)該是全自動(dòng)的檢測(cè)記錄，不應(yīng)有任何的人為因素，以提高數(shù)據(jù)的可靠性。高品質(zhì)高精度的溫濕度傳感器可以完美的完成這一功能，因?yàn)樗梢栽跊]有外界電源供電的情況下還可以長(zhǎng)時(shí)間記錄。
溫濕度傳感器在紡織業(yè)定型機(jī)節(jié)能改造中的應(yīng)用
定型機(jī)在排除廢氣中既有水蒸汽、煙氣，又有熱空氣。如何提升水蒸汽、煙氣的含量，減少排放的熱空氣，從而達(dá)到減少能量的消耗。國(guó)家發(fā)改委《印染行業(yè)準(zhǔn)入條件》中要求“定型機(jī)及各種烘燥工藝中安裝濕度在線監(jiān)測(cè)裝置”。目前大多數(shù)印染廠所采用的溫濕度的調(diào)節(jié)方式都是簡(jiǎn)單的手動(dòng)調(diào)節(jié)方式。具體調(diào)節(jié)由設(shè)備頂部的排氣風(fēng)機(jī)控制，排氣管道上裝有手動(dòng)的調(diào)節(jié)閥門，當(dāng)設(shè)備內(nèi)的濕度過大時(shí)，調(diào)節(jié)閥門角度使通風(fēng)量增大，這樣就降低了設(shè)備內(nèi)的濕度；反之則使通風(fēng)量減少。但對(duì)烘箱內(nèi)的溫濕度只能從經(jīng)驗(yàn)中得知，誤差較大時(shí)，能造成嚴(yán)重的能源浪費(fèi)。若采用智能化的監(jiān)控方式，則是一種節(jié)約能源的有效途徑。
在給定的烘干時(shí)間內(nèi)，烘箱內(nèi)水分蒸發(fā)量與織物的原料成分、面料密度、幅寬、烘干前后本身含水率以及烘干速度等參數(shù)有關(guān)?？椢锖嬖飼r(shí)，必須同時(shí)具備兩個(gè)條件：提供使水分蒸發(fā)所需的熱量；使已汽化水分離開織物，形成水蒸汽分壓梯度。當(dāng)生產(chǎn)品種確定以后，烘干過程中的成本取決于所需補(bǔ)充的新鮮空氣用量和排出空氣中的水分含量。
烘燥機(jī)在不同的排氣濕度情況下，“蒸發(fā)效率”和“能耗”的變化是非線性的。當(dāng)排氣濕度低于20％時(shí)，能耗急劇增加，而蒸發(fā)效率變化甚微，當(dāng)將排氣濕度作相當(dāng)小的調(diào)節(jié)時(shí)，對(duì)蒸發(fā)效率影響很小，而能耗卻顯著減少。通常情況下將20％作為烘燥機(jī)排氣濕度的最佳值。
定型機(jī)熱利用效率不到30%，其中最大的熱損失是排氣過程中。經(jīng)測(cè)定，排氣濕度在5%時(shí)，空氣體積是水蒸汽的19 被；而排氣濕度20%時(shí)，空氣體積是水蒸汽的4 倍。相差水蒸汽體積15 倍的熱空氣所攜帶的熱量完全是浪費(fèi)，裝高溫濕度測(cè)控儀，自動(dòng)控制定型機(jī)烘干濕度，可以節(jié)省大量加溫費(fèi)用。
溫濕度傳感器在環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用
溫濕度傳感器在各類公共設(shè)施中的應(yīng)用也非常普遍，這里以地鐵為例。由于地鐵的運(yùn)量大，也就是乘客流量大，所需要的新風(fēng)量變化大。因此地鐵的空調(diào)負(fù)荷變化大，要實(shí)現(xiàn)節(jié)能必須借助于自動(dòng)控制的手段。作為自動(dòng)控制系統(tǒng)必不可少的組成部分，溫濕度傳感器在地鐵中越來越多的起著重要的作用，主要使用的傳感器有室內(nèi)溫濕度傳感器、管道溫濕度傳感器。
一般可以在車站的站廳和站臺(tái)區(qū)等公共區(qū)內(nèi)以及重要的設(shè)備房?jī)?nèi)設(shè)置室內(nèi)溫濕度傳感器，以監(jiān)測(cè)車站實(shí)時(shí)的溫度及濕度。這些參數(shù)可以幫助運(yùn)營(yíng)人員對(duì)車站各系統(tǒng)工況進(jìn)行合理的調(diào)整，以保持車站公共區(qū)始終處于較為舒適的環(huán)境、確保設(shè)備房一直處于合適的溫度之下。室內(nèi)溫濕度傳感器一般裝在車站站廳、站臺(tái)以及設(shè)備房的墻面上或頂上。
與此同時(shí)，可以在車站的新風(fēng)室和回風(fēng)室安裝管道溫濕度傳感器，以監(jiān)測(cè)室外新風(fēng)和車站內(nèi)的溫度以及濕度。環(huán)境控制系統(tǒng)可以根據(jù)傳感器采集到的數(shù)據(jù)來判斷車站的環(huán)境質(zhì)量，并根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)好的各種工況來進(jìn)行自動(dòng)切換，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)車站環(huán)境的自動(dòng)控制，使得車站環(huán)境始終處于較為舒適的環(huán)境之中，并最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。管道溫濕度傳感器一般安裝在新風(fēng)室和回風(fēng)室的墻壁上。
圖2所示為HD200系列溫濕度傳感器，該產(chǎn)品適用于較為惡劣的工況環(huán)境，穩(wěn)定性佳，易于安裝和維護(hù)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要對(duì)溫度、相對(duì)濕度、露點(diǎn)進(jìn)行兩兩組合測(cè)量，并將其轉(zhuǎn)換為模擬電流環(huán)輸出，符合EMC電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)。變送器外殼材質(zhì)為鋁合金，探桿材質(zhì)為SS304不銹鋼，探頭材質(zhì)為SS316不銹鋼，燒結(jié)過濾器為SS316不銹鋼，柵格過濾器為鍍鉻ABS，殼體防護(hù)等級(jí)IP65，探桿長(zhǎng)度250-260mm。
溫濕度傳感器的發(fā)展趨勢(shì)
在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，特別是那些環(huán)境因素對(duì)生產(chǎn)過程影響比較大的車間，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境因素的監(jiān)測(cè)很重要，而隨著工業(yè)自動(dòng)化的迅速發(fā)展，工業(yè)以太網(wǎng)在工業(yè)中應(yīng)用的普及，它能使用戶對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的一些環(huán)境因素實(shí)現(xiàn)一個(gè)遠(yuǎn)程的監(jiān)測(cè)，突顯其便利性和適時(shí)性。圖3是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，溫濕度傳感器掛在集線器上，集線器在給溫濕度傳感器供電的同時(shí)，還對(duì)傳感器采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳遞；集線器通過工業(yè)以太網(wǎng)來與上位機(jī)相連，數(shù)據(jù)信息就通過工業(yè)以太網(wǎng)傳送到上位機(jī)。通過上位機(jī)用戶可以遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的溫度與濕度。
由于溫度與濕度不管是從物理量本身還是在實(shí)際人們的生活中都有著密切的關(guān)系，所以溫濕度一體的傳感器就會(huì)相應(yīng)產(chǎn)生。溫濕度傳感器是指能將溫度量和濕度量轉(zhuǎn)換成容易被測(cè)量處理的電信號(hào)的設(shè)備或裝置。市場(chǎng)上的溫濕度傳感器一般是測(cè)量溫度量和相對(duì)濕度量。
溫度是度量物體冷熱的物理量，是國(guó)際單位制中7個(gè)基本物理量之一。在生產(chǎn)和科學(xué)研究中，許多物理現(xiàn)象和化學(xué)過程都是在一定的溫度下進(jìn)行的，人們的生活也和他密切相關(guān)。 而濕度很久以前就與生活存在著密切的關(guān)系，但用數(shù)量來進(jìn)行表示較為困難。對(duì)濕度的表示方法有絕對(duì)濕度、相對(duì)濕度、露點(diǎn)、濕氣與干氣的比值（重量或體積）等等。日常生活中最常用的表示濕度的物理量是空氣的相對(duì)濕度，用%RH表示。在物理量的導(dǎo)出上相對(duì)濕度與溫度有著密切的關(guān)系。一定體積的密閉氣體，其溫度越高相對(duì)濕度越低，溫度越低，其相對(duì)濕度越高。
溫濕度傳感器在選擇時(shí)需要注意測(cè)量范圍、測(cè)量精度、時(shí)漂和溫漂等。其中測(cè)量精度是濕度傳感器最重要的指標(biāo)，每提高—個(gè)百分點(diǎn)，對(duì)濕度傳感器來說就是上一個(gè)臺(tái)階，甚至是上一個(gè)檔次。因?yàn)橐_(dá)到不同的精度，其制造成本相差很大，售價(jià)也相差甚遠(yuǎn)。所以使用者一定要量體裁衣，不宜盲目追求“高、精、尖”。如在不同溫度下使用濕度傳感器，其示值還要考慮溫度漂移的影響。
溫濕度傳感器應(yīng)用在眾多領(lǐng)域， 特別是在實(shí)時(shí)記錄溫濕度變化的工作中最為廣泛。以最近比較關(guān)注的乙肝疫苗為例。在疫苗、菌苗等生物制品從制藥廠成品倉庫發(fā)運(yùn)，到給有關(guān)人群接種的冷鏈儲(chǔ)運(yùn)過程中，通過對(duì)其所處環(huán)境溫度的監(jiān)測(cè)記錄，可以確認(rèn)其質(zhì)量，保證免疫接種效果。溫濕度傳感器方便、可靠地解決了這一問題。不同的疫苗、菌苗對(duì)于儲(chǔ)運(yùn)環(huán)境溫度有不同的要求。要確保菌、疫苗在儲(chǔ)運(yùn)過程中的安全，必須對(duì)儲(chǔ)運(yùn)過程中的環(huán)境溫度進(jìn)行全過程的檢測(cè)記錄，而且應(yīng)該是全自動(dòng)的檢測(cè)記錄，不應(yīng)有任何的人為因素，以提高數(shù)據(jù)的可靠性。高品質(zhì)高精度的溫濕度傳感器可以完美的完成這一功能，因?yàn)樗梢栽跊]有外界電源供電的情況下還可以長(zhǎng)時(shí)間記錄。
溫濕度傳感器在紡織業(yè)定型機(jī)節(jié)能改造中的應(yīng)用
定型機(jī)在排除廢氣中既有水蒸汽、煙氣，又有熱空氣。如何提升水蒸汽、煙氣的含量，減少排放的熱空氣，從而達(dá)到減少能量的消耗。國(guó)家發(fā)改委《印染行業(yè)準(zhǔn)入條件》中要求“定型機(jī)及各種烘燥工藝中安裝濕度在線監(jiān)測(cè)裝置”。目前大多數(shù)印染廠所采用的溫濕度的調(diào)節(jié)方式都是簡(jiǎn)單的手動(dòng)調(diào)節(jié)方式。具體調(diào)節(jié)由設(shè)備頂部的排氣風(fēng)機(jī)控制，排氣管道上裝有手動(dòng)的調(diào)節(jié)閥門，當(dāng)設(shè)備內(nèi)的濕度過大時(shí)，調(diào)節(jié)閥門角度使通風(fēng)量增大，這樣就降低了設(shè)備內(nèi)的濕度；反之則使通風(fēng)量減少。但對(duì)烘箱內(nèi)的溫濕度只能從經(jīng)驗(yàn)中得知，誤差較大時(shí)，能造成嚴(yán)重的能源浪費(fèi)。若采用智能化的監(jiān)控方式，則是一種節(jié)約能源的有效途徑。
在給定的烘干時(shí)間內(nèi)，烘箱內(nèi)水分蒸發(fā)量與織物的原料成分、面料密度、幅寬、烘干前后本身含水率以及烘干速度等參數(shù)有關(guān)?？椢锖嬖飼r(shí)，必須同時(shí)具備兩個(gè)條件：提供使水分蒸發(fā)所需的熱量；使已汽化水分離開織物，形成水蒸汽分壓梯度。當(dāng)生產(chǎn)品種確定以后，烘干過程中的成本取決于所需補(bǔ)充的新鮮空氣用量和排出空氣中的水分含量。
烘燥機(jī)在不同的排氣濕度情況下，“蒸發(fā)效率”和“能耗”的變化是非線性的。當(dāng)排氣濕度低于20％時(shí)，能耗急劇增加，而蒸發(fā)效率變化甚微，當(dāng)將排氣濕度作相當(dāng)小的調(diào)節(jié)時(shí)，對(duì)蒸發(fā)效率影響很小，而能耗卻顯著減少。通常情況下將20％作為烘燥機(jī)排氣濕度的最佳值。
定型機(jī)熱利用效率不到30%，其中最大的熱損失是排氣過程中。經(jīng)測(cè)定，排氣濕度在5%時(shí)，空氣體積是水蒸汽的19 被；而排氣濕度20%時(shí)，空氣體積是水蒸汽的4 倍。相差水蒸汽體積15 倍的熱空氣所攜帶的熱量完全是浪費(fèi)，裝高溫濕度測(cè)控儀，自動(dòng)控制定型機(jī)烘干濕度，可以節(jié)省大量加溫費(fèi)用。
溫濕度傳感器在環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用
溫濕度傳感器在各類公共設(shè)施中的應(yīng)用也非常普遍，這里以地鐵為例。由于地鐵的運(yùn)量大，也就是乘客流量大，所需要的新風(fēng)量變化大。因此地鐵的空調(diào)負(fù)荷變化大，要實(shí)現(xiàn)節(jié)能必須借助于自動(dòng)控制的手段。作為自動(dòng)控制系統(tǒng)必不可少的組成部分，溫濕度傳感器在地鐵中越來越多的起著重要的作用，主要使用的傳感器有室內(nèi)溫濕度傳感器、管道溫濕度傳感器。
一般可以在車站的站廳和站臺(tái)區(qū)等公共區(qū)內(nèi)以及重要的設(shè)備房?jī)?nèi)設(shè)置室內(nèi)溫濕度傳感器，以監(jiān)測(cè)車站實(shí)時(shí)的溫度及濕度。這些參數(shù)可以幫助運(yùn)營(yíng)人員對(duì)車站各系統(tǒng)工況進(jìn)行合理的調(diào)整，以保持車站公共區(qū)始終處于較為舒適的環(huán)境、確保設(shè)備房一直處于合適的溫度之下。室內(nèi)溫濕度傳感器一般裝在車站站廳、站臺(tái)以及設(shè)備房的墻面上或頂上。
與此同時(shí)，可以在車站的新風(fēng)室和回風(fēng)室安裝管道溫濕度傳感器，以監(jiān)測(cè)室外新風(fēng)和車站內(nèi)的溫度以及濕度。環(huán)境控制系統(tǒng)可以根據(jù)傳感器采集到的數(shù)據(jù)來判斷車站的環(huán)境質(zhì)量，并根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)好的各種工況來進(jìn)行自動(dòng)切換，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)車站環(huán)境的自動(dòng)控制，使得車站環(huán)境始終處于較為舒適的環(huán)境之中，并最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。管道溫濕度傳感器一般安裝在新風(fēng)室和回風(fēng)室的墻壁上。
圖2所示為HD200系列溫濕度傳感器，該產(chǎn)品適用于較為惡劣的工況環(huán)境，穩(wěn)定性佳，易于安裝和維護(hù)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要對(duì)溫度、相對(duì)濕度、露點(diǎn)進(jìn)行兩兩組合測(cè)量，并將其轉(zhuǎn)換為模擬電流環(huán)輸出，符合EMC電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)。變送器外殼材質(zhì)為鋁合金，探桿材質(zhì)為SS304不銹鋼，探頭材質(zhì)為SS316不銹鋼，燒結(jié)過濾器為SS316不銹鋼，柵格過濾器為鍍鉻ABS，殼體防護(hù)等級(jí)IP65，探桿長(zhǎng)度250-260mm。
溫濕度傳感器的發(fā)展趨勢(shì)
在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，特別是那些環(huán)境因素對(duì)生產(chǎn)過程影響比較大的車間，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境因素的監(jiān)測(cè)很重要，而隨著工業(yè)自動(dòng)化的迅速發(fā)展，工業(yè)以太網(wǎng)在工業(yè)中應(yīng)用的普及，它能使用戶對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的一些環(huán)境因素實(shí)現(xiàn)一個(gè)遠(yuǎn)程的監(jiān)測(cè)，突顯其便利性和適時(shí)性。圖3是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，溫濕度傳感器掛在集線器上，集線器在給溫濕度傳感器供電的同時(shí)，還對(duì)傳感器采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳遞；集線器通過工業(yè)以太網(wǎng)來與上位機(jī)相連，數(shù)據(jù)信息就通過工業(yè)以太網(wǎng)傳送到上位機(jī)。通過上位機(jī)用戶可以遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的溫度與濕度。
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