湿度センサーの仕組み
* 湿度センサーとは何ですか?なぜそれが生活や生産にとって重要なのか。?
湿度は、健康や快適さから産業プロセスや電子機器のパフォーマンスに至るまで、私たちの生活のさまざまな側面に影響を与える可能性がある重要な環境パラメータです。湿度センサーは、空気中の水蒸気の量を測定するデバイスであり、気象監視、HVAC システム、食品保管、医療機器、消費者向け、産業用、生物医学的、環境向けなどの幅広い用途で使用されています。 、湿度を測定および監視するためのアプリケーションなど。
* 湿度センサーはどのように機能しますか?
つまり、湿度センサーのプローブは、空気中の温度や電流を変える変化を検出します。ほとんどの湿度プローブは、2 つの導電体 (電極) に依存し、電極間に非導電性ポリマー フィルムを挟んで電場を生成します。周囲の空気からの水分がフィルム上に集まり、2 つの電極間の電圧レベルに変化が生じます。この変化はデジタル測定値に変換され、気温を考慮した相対湿度を読み取ることができます。
湿度センサープローブはセンサー全体にとって非常に重要です。HENGKO は、焼結金属湿度センサー プローブの専門メーカーです。いくつかの複雑な状態を監視するための主なアプリケーション。耐久性、耐食性に優れているため、過酷な環境での使用に適しています。
したがって、湿度プローブの詳細について、またはモニター デバイスやプロジェクト向けに特別な湿度センサー プローブをカスタマイズする OEM については、お問い合わせください。以下に、業界用湿度センサーとして一般的な湿度プローブをいくつか示します。これをチェックしてください。
* 湿度センサー – 分類と動作原理
湿度センサーの種類
数種類の湿度センサーが市場で入手可能ですが、それぞれに長所と短所があります。動作原理とセンサー材料に基づいて、容量センサー、抵抗センサー、熱伝導センサー、乾湿センサーの 4 種類の湿度センサーがあります。
1) 静電容量式湿度センサー
容量性湿度センサーは、最も一般的に使用されるタイプの 1 つです。これらは、湿度の変化に応じた材料の誘電率の変化を測定することによって機能します。誘電率は、電界内で電気エネルギーを蓄える材料の能力を測定します。
容量性湿度センサーは通常 2 つの電極で構成され、一方の電極は空気から水蒸気を吸収する吸湿性材料でコーティングされています。吸湿性材料が水蒸気を吸収すると、2 つの電極間の誘電率に変化が生じ、これがセンサーによって測定されます。
1. 静電容量式湿度センサーの利点
1.1 出力電圧はほぼ線形です。
1.2 長期間の使用でも安定した結果が得られます。
1.3 広範囲の相対湿度を検出可能。
2. 静電容量式湿度センサーの欠点
2.1 センサーと信号回路からの距離は非常に限られています。
3. 静電容量式湿度センサーの応用
容量性湿度センサーは、以下を含むがこれらに限定されない幅広い用途で使用されます。
HVAC システム
プリンターとファックス
気象観測所
自動車
食品加工
冷蔵庫、オーブン、乾燥機
2) 抵抗式湿度センサー
湿度計としても知られる抵抗湿度センサーは、湿度の変化に応じた材料の電気抵抗の変化を測定することによって機能します。最も一般的なタイプの抵抗式湿度センサーはポリマーベースのセンサーで、水蒸気にさらされると抵抗が変化する導電性ポリマーフィルムで構成されています。
ポリマーフィルムが空気中の水蒸気を吸収すると膨張して導電性が高まり、センサーを通過する電流が増加します。この抵抗の変化は空気中の水蒸気の量に比例し、湿度レベルを測定するために測定できます。
抵抗式湿度センサーの利点
- 低コスト
- 小さいサイズ
- センサーと信号回路間の距離は長くても構いません (遠隔操作に適しています)。
- 校正標準がないため、互換性が高くなります。
抵抗式湿度センサーの欠点
抵抗湿度センサーは、化学蒸気やその他の汚染物質に敏感です。
水溶性製品と併用すると出力値がずれる場合があります。
抵抗式湿度センサーのアプリケーション:
抵抗性または導電性の湿度センサーは、比較的サイズが小さい低コストのセンサーです。これらは、産業、家庭、住宅、商業用途でよく使用されます。
3) 熱伝導率湿度センサー
熱伝導率湿度センサーは、湿度の変化に応じて混合ガスの熱伝導率を測定することによって機能します。これらは、加熱された感知要素と、それらの間の温度差を測定する温度センサーで構成されます。
感知素子が水蒸気を吸収すると、その熱伝導率が低下し、温度センサーが測定できる温度の変化が生じます。この温度変化は空気中の水蒸気の量に比例し、湿度レベルを決定するために使用できます。
熱伝導率湿度センサーのメリット
1. 高温環境や腐食性の高い環境に適しています。
2. 非常に耐久性があります
3. 他のタイプに比べて解像度が高い
熱伝導率湿度センサーの欠点
窒素とは異なる熱特性を持つガスにさらされると、読み取り値の測定に影響を与える可能性があります。
熱伝導率湿度センサーの応用例
熱伝導率湿度センサーの一般的な用途には次のようなものがあります。
乾燥炉
製薬工場
オーエンズ
衣類乾燥機と乾燥機
食物の脱水
4) 乾湿湿度センサー
冷却ミラーセンサーとしても知られる乾湿湿度センサーは、水蒸気が表面で凝結する温度を測定します。それらは、表面に露や霜が付くまで冷却された鏡で構成されています。この結露が発生する温度は、ミラーの周囲の空気の相対湿度の関数です。
1. 乾湿湿度センサーのメリット
- 正確な測定: 乾湿湿度センサーは、空気中の湿度レベルを非常に正確に測定します。温度と相対湿度の組み合わせを使用して露点を計算し、空気中の水分含有量をより正確に読み取ります。
- 広範囲: 乾湿湿度センサーは、非常に乾燥した環境から高湿度の環境まで、広範囲の湿度レベルを測定できます。
- 高速応答時間: これらのセンサーは応答時間が速いため、湿度レベルの変化を迅速に検出し、リアルタイムのフィードバックを提供できます。
- 耐久性: 乾湿湿度センサーは通常、過酷な環境に耐えるように構築されており、さまざまな用途に使用できます。
2. 乾湿湿度センサーの欠点
コスト: 乾湿湿度センサーは、他のタイプの湿度センサーに比べて高価になる場合があります。これは、使用されるテクノロジーの複雑さと、提供される測定値の精度によるものです。
3. 乾湿湿度センサーの応用
- HVAC システム: これらのセンサーは、湿度レベルを制御し、快適な室内環境を維持するために、暖房、換気、空調 (HVAC) システムで一般的に使用されます。
- 農業: 農業では、温室湿度センサーを使用して温室内の湿度レベルを監視および制御し、植物の最適な生育条件を確保できます。
- 産業用途: 乾湿湿度センサーは、製品の品質と安全性にとって湿度管理が重要な製造プロセスや保管施設の湿度レベルを測定するために産業環境でも使用されます。
- 気象学: これらのセンサーは、大気中の湿度レベルを測定および追跡し、気象パターンの予測に役立てるために気象学者によって使用されます。
* 校正とメンテナンス
湿度センサーを使用して正確さと信頼性を確保するには、校正が不可欠です。ほとんどの湿度センサーは、精度を維持するために定期的な校正を必要とし、校正の頻度はアプリケーションやセンサーの種類によって異なります。
湿度センサーを校正するいくつかの方法には、飽和食塩水などの既知の湿度レベルの基準物質と、正確な湿度レベルを生成できる専用の校正機器が含まれます。
※湿度センサーの応用例
湿度センサーは、空気中の水分含有量または相対湿度を測定する電子デバイスです。これらは次のような幅広い用途で使用されています。
1. HVAC システム:湿度センサーは、室内の湿度レベルを制御するために HVAC システムで使用されます。最適な湿度レベルを維持するのに役立ち、室内の空気の質を改善し、カビや細菌の増殖を減らすことができます。
2. 気象観測所:湿度センサーは気象観測所で空気中の相対湿度を測定するために使用されます。この情報は、気象パターンを予測し、正確な天気予報を提供するために使用されます。
3. 食料貯蔵庫：湿度センサーは食品保管施設で湿度レベルを監視し、腐敗を防ぐために使用されます。これらは食品中の最適な水分含有量を維持するのに役立ち、賞味期限を延ばすことができます。
4. 医療機器：湿度センサーは、ネブライザーや酸素濃縮器などの医療機器で、患者に供給される空気の湿度レベルを監視および制御するために使用されます。
5. 農業：湿度センサーは、農業において土壌の湿度レベルを監視し、温室内の水分含有量を制御するために使用されます。それらは作物の収量を向上させ、水の消費量を削減するのに役立ちます。
6. 自動車産業:湿度センサーは、自動車業界で車内の湿度レベルを制御するために使用されます。窓の曇りを防ぎ、空気の質を改善し、快適な運転体験を提供します。
7. 産業用途:湿度センサーは、乾燥、コーティング、印刷などのさまざまな産業用途で使用されています。生産プロセスの湿度レベルの監視と制御に役立ち、最終製品の品質を向上させることができます。
全体として、湿度センサーは湿度レベルを監視および制御するために多くのアプリケーションで使用されます。製品の品質を向上させ、エネルギー消費を削減し、人間と動物により快適で健康的な環境を提供することができます。
※湿度プローブの選び方
以下は、湿度センサーを選択する際に考慮する必要がある要素の一部です。
1. 正確さ：湿度プローブの精度は考慮すべき重要な要素です。より正確なプローブは、より正確な湿度測定を提供します。少なくとも ±2% 相対湿度 (RH) の精度を持つプローブを探してください。
2. 範囲：プローブが測定できる湿度の範囲を考慮してください。測定する必要がある湿度レベルをカバーする範囲のプローブを選択してください。
3. 安定性：プローブの安定性は、長期間にわたって一貫した信頼性の高い測定を保証するために重要です。長期安定性に優れたプローブを探してください。
4. 反応時間：湿度の変化を迅速に測定する必要がある場合、プローブの応答時間は重要です。ニーズに合った応答時間のプローブを選択してください。
5. 環境条件：プローブが使用される条件を考慮してください。温度と湿度の範囲、および化学物質やその他の汚染物質にさらされる可能性がある場合は、適切なプローブを選択してください。
6.較正：精度を維持するには、プローブを定期的に校正する必要があります。校正の容易さと、メーカーが校正サービスを提供しているかどうかを考慮してください。
7. 互換性:プローブが測定システムまたはデータロガーと互換性があることを確認してください。
8. 料金：プローブのコストと予算内に収まるかどうかを検討してください。さまざまなタイプのプローブがさまざまな価格帯で提供されているため、ニーズと予算に合ったものをお選びください。
湿度プローブを選択するときは、精度、範囲、安定性、応答時間、環境条件、校正、互換性、およびコストを考慮してください。適切なプローブを選択すると、正確で信頼性の高い湿度測定が保証されます。
7. 湿度センサーに関するFAQ
1. 湿度センサーにはどのような種類がありますか?
最も一般的なタイプの湿度センサーは、容量性、抵抗性、熱伝導性です。
2. 湿度センサーが測定できる湿度の範囲はどれくらいですか?
ほとんどの湿度センサーは、0% から 100% までの相対湿度を測定できます。
3. 湿度センサーの精度はどれくらいですか?
湿度センサーの精度はセンサーの種類と品質によって異なります。ほとんどのセンサーの精度範囲は +/- 2% ～ +/- 5% です。
4. 湿度センサーの標準的な応答時間はどれくらいですか?
湿度センサーの応答時間は、センサーの種類と品質によって異なります。ほとんどのセンサーの応答時間は数秒から数分です。
5. 湿度センサーはどのくらいの頻度で校正する必要がありますか?
湿度センサーの校正頻度は、センサーの種類と品質、および用途によって異なります。一般に、センサーは少なくとも年に 1 回校正する必要があります。
6. 湿度センサーの動作温度範囲はどれくらいですか?
湿度センサーの動作温度範囲は、センサーの種類と品質によって異なります。ほとんどのセンサーは、-40°C ～ 80°C の範囲内で動作します。
7. 湿度センサーは屋外で使用できますか?
はい、湿度センサーは屋外でも使用できますが、直射日光や湿気にさらされないようにする必要があります。
8. 湿度センサーの用途は何ですか?
湿度センサーは、HVAC システム、温室、食品加工、製造、研究室などのさまざまな用途に使用されます。
9. 湿度センサーは他の種類のガスも検出できますか?
いいえ、湿度センサーは空気の水分含有量を測定するために特別に設計されており、他の種類のガスを検出することはできません。
10. 湿度センサーの寿命はどれくらいですか?
湿度センサーの寿命は、センサーの種類や品質、用途によって異なります。ほとんどのセンサーの寿命は 2 ～ 10 年ですが、適切なメンテナンスと校正を行えば最長 20 年持続するものもあります。
当社の高品質湿度センサーまたは温度湿度プローブに関してご質問やご不明な点がございましたら、お気軽にお問い合わせください。当社の専門家チームはいつでも喜んでお手伝いし、必要な情報を提供いたします。電子メールでご連絡いただけます。ka@hengko。当社は、優れた顧客サービスを提供し、お客様のお問い合わせにタイムリーに対応することに尽力しています。当社の製品にご興味をお持ちいただきありがとうございます。すぐにご連絡をお待ちしております。
投稿日時: 2023 年 2 月 17 日
