工控自動化技術文摘：“高溫濕度測量”讓您的機器“萎靡不振”

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“高溫濕度測量”讓您的機器“萎靡不振”
北京九純健科技發展有限公司

“高溫濕度測量”讓您的機器“萎靡不振”
九純健讓您的設備“興奮不已”
進入21世紀後，特別在我國加入WTO後，國內產品麵臨巨大挑戰。各行業特別是傳統產業都急切需要應用電子技術、自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)進(jin)行(xing)改(gai)造(zao)和(he)提(ti)升(sheng)。例(li)如(ru)紡(fang)織(zhi)行(xing)業(ye)，溫(wen)濕(shi)度(du)是(shi)影(ying)響(xiang)紡(fang)織(zhi)品(pin)質(zhi)量(liang)的(de)重(zhong)要(yao)因(yin)素(su)，但(dan)紡(fang)織(zhi)企(qi)業(ye)對(dui)溫(wen)濕(shi)度(du)的(de)測(ce)控(kong)手(shou)段(duan)仍(reng)很(hen)粗(cu)糙(cao)，十(shi)分(fen)落(luo)後(hou)，絕(jue)大(da)多(duo)數(shu)仍(reng)在(zai)使(shi)用(yong)幹(gan)濕(shi)球(qiu)濕(shi)度(du)計(ji)，采(cai)用(yong)人(ren)工(gong)觀(guan)測(ce)，人(ren)工(gong)調(tiao)節(jie)閥(fa)門(men)、風feng機ji的de方fang法fa，其qi控kong製zhi效xiao果guo可ke想xiang而er知zhi。製zhi藥yao行xing業ye裏li也ye基ji本ben如ru此ci。而er在zai食shi品pin行xing業ye裏li，則ze基ji本ben上shang憑ping經jing驗yan，很hen少shao有you人ren使shi用yong濕shi度du傳chuan感gan器qi。值zhi得de一yi提ti的de是shi，隨sui著zhe農nong業ye向xiang產chan業ye化hua發fa展zhan，許xu多duo農nong民min意yi識shi到dao必bi需xu擺bai脫tuo落luo後hou的de傳chuan統tong耕geng作zuo、yangzhifangshi，caiyongxiandaikexuejishulaiyingfujinkounongchanpindetiaozhan，bingdajinguowaishichang。gedijianlileyuelaiyueduodexinxingwenshidapeng，zhongzhifanjijieshucai，huahui；養殖業對環境的測控也日感迫切；調溫冷庫的大量興建都給溫濕度測控技術提供了廣闊的市場。我國已引進荷蘭、以色列等國家較先進的大型溫室四十多座，自動化程度較高，成本也高。國內正在逐步消化吸收有關技術，一般先搞調溫、調光照，控通風；第二步搞溫濕度自動控製及CO2測控。此外，國家糧食儲備工程的大量興建，對溫濕度測控技術提也提出了要求。
但(dan)目(mu)前(qian)，在(zai)濕(shi)度(du)測(ce)試(shi)領(ling)域(yu)大(da)部(bu)分(fen)濕(shi)敏(min)元(yuan)件(jian)性(xing)能(neng)還(hai)隻(zhi)能(neng)使(shi)用(yong)在(zai)通(tong)常(chang)溫(wen)度(du)環(huan)境(jing)下(xia)。在(zai)需(xu)要(yao)特(te)殊(shu)環(huan)境(jing)下(xia)測(ce)濕(shi)的(de)應(ying)用(yong)場(chang)合(he)大(da)部(bu)分(fen)國(guo)內(nei)包(bao)括(kuo)許(xu)多(duo)國(guo)外(wai)濕(shi)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)都(dou)會(hui)“皺起眉頭”！liruzaishangmiantidaofangzhiyinranxingye，shipinxingye，naigaowencailiaoxingyedeng，douxuyaozaigaowenqingkuangxiaceliangshidu。yibanqingkuangxia，yinranxingyezaishadinghongganzhong，wendunengdadao120攝氏度或更高溫度；在食品行業中，食物的烘烤溫度能達到80-200攝氏度左右；耐高溫材料，如陶瓷過濾器的烘幹等能達到200攝氏度以上。在這些情況下，普通的濕度傳感器是很難測量的。
高分子電容式濕度傳感器通常都是在絕緣的基片諸如玻璃、陶瓷、矽gui等deng材cai料liao上shang，用yong絲si網wang漏lou印yin或huo真zhen空kong鍍du膜mo工gong藝yi做zuo出chu電dian極ji，再zai用yong浸jin漬zi或huo其qi它ta辦ban法fa將jiang感gan濕shi膠jiao塗tu覆fu在zai電dian極ji上shang做zuo成cheng電dian容rong元yuan件jian。濕shi敏min元yuan件jian在zai不bu同tong相xiang對dui濕shi度du的de大da氣qi環huan境jing中zhong，因yin感gan濕shi膜mo吸xi附fu水shui分fen子zi而er使shi電dian容rong值zhi呈cheng現xian規gui律lv性xing變bian化hua，此ci即ji為wei濕shi度du傳chuan感gan器qi的de基ji本ben機ji理li。影ying響xiang高gao分fen子zi電dian容rong型xing元yuan件jian的de溫wen度du特te性xing，除chu作zuo為wei介jie質zhi的de高gao分fen子zi聚ju合he物wu的de介jie質zhi常chang數shuε及所吸附水分子的介電常數ε受溫度影響產生變化外，還有元件的幾何尺寸受熱膨脹係數影響而產生變化等因素。根據德拜理論的觀點，液體的介電常數ε是一個與溫度和頻率有關的無量綱常數。水分子的ε在T＝5℃時為78.36，在T＝20℃時為79.63。有機物ε與溫度的關係因材料而異，且不完全遵從正比關係。在某些溫區ε隨T呈上升趨勢，某些溫區ε隨T增加而下降。多數文獻在對高分子濕敏電容元件感濕機理的分析中認為：高分子聚合物具有較小的介電常數，如聚酰亞胺在低濕時介電常數為3.0一3.8。而水分子介電常數是高分子εdejishibei。yincigaofenzijiezhizaixishihou，youyushuifenzioujijudecunzai，dadatigaolexishuiyizhicengdejiedianchangshu，zheshiduoxiangjiezhidefuhejiedianchangshujuyoujiahexingjuedingde。youyuε的變化，使濕敏電容元件的電容量C與相對濕度成正比。在設計和製作工藝中很難組到感濕特性全濕程線性。作為電容器，高分子介質膜的厚度d和平板電容的效麵積S也和溫度有關。溫度變化所引起的介質幾何尺寸的變化將影響C值。高分子聚合物的平均熱線脹係數可達到的量級。例如硝酸纖維素的平均熱線脹係數為108x10-5/℃。隨著溫度上升，介質膜厚d增加，對C呈負貢獻值；但感濕膜的膨脹又使介質對水的吸附量增加，即對C呈正值貢獻。可見濕敏電容的溫度特性受多種因素支配，在不同的濕度範圍溫漂不同；在不同的溫區呈不同的溫度係數；不同的感濕材料溫度特性不同。總之，高分子濕度傳感器的溫度係數並非常數，而是個變量。所以通常傳感器生產廠家能在-10-60攝氏度範圍內是傳感器線性化減小溫度對濕敏元件的影響。
國外廠家比較優質的產品主要使用聚酰胺樹脂，產品結構概要為在硼矽玻璃或藍寶石襯底上真空蒸發製作金電極，再噴鍍感濕介質材料（如前所述）形式平整的感濕膜，再在薄膜上蒸發上金電極.濕敏元件的電容值與相對濕度成正比關係，線性度約±2%。雖然，測濕性能還算可以但其耐溫性、耐腐蝕性都不太理想，在工業領域使用，壽命、耐溫性和穩定性、抗腐蝕能力都有待於進一步提高。
陶(tao)瓷(ci)濕(shi)敏(min)傳(chuan)感(gan)器(qi)是(shi)近(jin)年(nian)來(lai)大(da)力(li)發(fa)展(zhan)的(de)一(yi)種(zhong)新(xin)型(xing)傳(chuan)感(gan)器(qi)。優(you)點(dian)在(zai)於(yu)能(neng)耐(nai)高(gao)溫(wen)，濕(shi)度(du)滯(zhi)後(hou)，響(xiang)應(ying)速(su)度(du)快(kuai)，體(ti)積(ji)小(xiao)，便(bian)於(yu)批(pi)量(liang)生(sheng)產(chan)，但(dan)由(you)於(yu)多(duo)孔(kong)型(xing)材(cai)質(zhi)，對(dui)塵(chen)埃(ai)影(ying)響(xiang)很(hen)大(da)，日(ri)常(chang)維(wei)護(hu)頻(pin)繁(fan)，時(shi)常(chang)需(xu)要(yao)電(dian)加(jia)熱(re)加(jia)以(yi)清(qing)洗(xi)易(yi)影(ying)響(xiang)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)，易(yi)受(shou)濕(shi)度(du)影(ying)響(xiang)，在(zai)低(di)濕(shi)高(gao)溫(wen)環(huan)境(jing)下(xia)線(xian)性(xing)度(du)差(cha)，特(te)別(bie)是(shi)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)短(duan)，長(chang)期(qi)可(ke)靠(kao)性(xing)差(cha)，是(shi)此(ci)類(lei)濕(shi)敏(min)傳(chuan)感(gan)器(qi)迫(po)切(qie)解(jie)決(jue)的(de)問(wen)題(ti)。
當前在濕敏元件的開發和研究中，電阻式濕度傳感器應當最適用於濕度控製領域，其代表產品氯化鋰濕度傳感器具有穩定性、耐(nai)溫(wen)性(xing)和(he)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)長(chang)多(duo)項(xiang)重(zhong)要(yao)的(de)優(you)點(dian)，氯(lv)化(hua)鋰(li)濕(shi)敏(min)傳(chuan)感(gan)器(qi)已(yi)有(you)了(le)五(wu)十(shi)年(nian)以(yi)上(shang)的(de)生(sheng)產(chan)和(he)研(yan)究(jiu)的(de)曆(li)史(shi)，有(you)著(zhe)多(duo)種(zhong)多(duo)樣(yang)的(de)產(chan)品(pin)型(xing)式(shi)和(he)製(zhi)作(zuo)方(fang)法(fa)，都(dou)應(ying)用(yong)了(le)氯(lv)化(hua)鋰(li)感(gan)濕(shi)液(ye)具(ju)備(bei)的(de)各(ge)種(zhong)優(you)點(dian)尤(you)其(qi)是(shi)穩(wen)定(ding)性(xing)最(zui)強(qiang)。
lvhualishiminqijianshuyudianjiezhiganshixingcailiao，zaizhongduodeganshicailiaozhizhong，shouxianbeirenmensuozhuyibingyingyongyuzhizaoshiminqijian，lvhualidianjiezhiganshiyeyijudangliangdiandaosuizherongyenongdudezengjiaerxiajiang。dianjiezhirongjieyushuizhongjiangdishuimianshangdeshuizhengqiyadeyuanliershixianganshi。
lvhualishiminqijiandechendijiegoufenzhuzhuangheshuzhuang，yilvhualijuyixichuntufuweizhuyaochengfendeganshiyehezhizuojinzhidianjishilvhualishiminqijiandesangezuchengbufen。duonianlaichanpinzhizuobuduangaijintigao，chanpinxingnengbuduandedaogaishan，lvhualiganshichuanganqiqiteyoudechangqiwendingxingshiqitaganshicailiaobuketidaide，yeshishiduchuanganqizuizhongyaodexingneng。zaichanpinzhizuoguochengzhong，jingguoganshihunheyedepeizhihegongyishangdeyangekongzhishibaochihefahuizheyitexingdeguanjian。
九純健人依托於國家計量科學研究院、中科院自動化研究所、化工研究院等大型科研單位從事溫濕度傳感器產品的研製、生sheng產chan。選xuan用yong氯lv化hua鋰li感gan濕shi材cai料liao作zuo為wei主zhu攻gong方fang向xiang，生sheng產chan氯lv化hua鋰li濕shi敏min傳chuan感gan器qi及ji相xiang關guan變bian送song器qi，自zi動dong化hua儀yi表biao等deng產chan品pin，在zai吸xi取qu了le國guo內nei外wai此ci項xiang技ji術shu的de成cheng功gong經jing驗yan的de同tong時shi，努nu力li克ke服fu傳chuan統tong產chan品pin存cun在zai的de各ge項xiang弱ruo點dian，取qu得de實shi質zhi性xing進jin展zhan。產chan品pin選xuan用yong了leAl2O3及SiO2陶瓷基片為襯底，基片麵積大大縮小，采用特殊的工藝處理，耐濕性和粘覆性均大大提高。使用燒結工藝，在襯底集片上燒結5個9degongyechunjinzhichengdeshuzhuangdianji，lvhualiganshihunheyeshiyongxinchanpintianjiajiheguyouchengfenhunhejingguoteshudelaohuahetufugongyihou，shiminjipiandeshiyongshouminghechangqiwendingxingdadatigao，tebieshinaiwenxingdadaole-40℃-120℃，以多片濕敏元件組合的獨特工藝，是傳感器感濕範圍為1%RH-98%RH，具備了15%RH範fan圍wei以yi下xia的de測ce量liang性xing能neng，漂piao移yi曲qu線xian和he感gan濕shi曲qu線xian均jun實shi現xian了le較jiao好hao的de線xian性xing化hua水shui平ping，使shi濕shi度du補bu償chang得de以yi方fang便bian實shi施shi並bing較jiao容rong易yi地di保bao證zheng了le寬kuan溫wen區qu的de測ce濕shi精jing度du。采cai用yong循xun環huan降jiang溫wen裝zhuang置zhi封feng閉bi係xi統tong，先xian對dui對dui被bei測ce氣qi體ti采cai樣yang，然ran後hou降jiang溫wen檢jian測ce並bing確que保bao絕jue對dui濕shi度du的de恒heng定ding，使shi探tan頭tou耐nai溫wen範fan圍wei提ti高gao到dao600℃左右，大大增強了高溫下測濕的功能。成功解決了“高溫濕度測量”這一濕度測量領域難題。現在，不采用任何裝置直接測量150度以內環境中的濕度的分體式高溫型溫濕度傳感器JCJ200W已成功應用在木材烘幹，高低溫試驗箱等係統中。同時，JCJ200Y產品能耐溫高達600度，也已成功應用在印染行業紗錠自動烘幹係統、食品自動烘烤係統、特殊陶瓷材料的自動烘幹係統、出口大型烘幹機械等方麵，並表現出良好的效果。
九純健科技技術團隊主要來自外企專家，並擁有畢業於清華大學、北航、工業大學、化工大學等著名學府的傳感、測控技術、儀器、儀表、自動化控製、計量等學科專業人才；並把更多、更高、更新的技術應用到產品中，從而保證了產品各項性能指標達到了行業先進水平。
九純健人多年來從事傳感、測控技術的研究，擁有一支行業專家帶頭的科研攻關隊伍，注重新技術開發、應用，新技術設計、推廣、生產，並為全國各地用戶提供OEM貼牌生產服，在質量上深得用戶的信賴與好評，真正體現了生產大廠的風範與品質。
“客戶至上”是九純健人多年來發展的宗旨，並對廣大客戶鄭重承諾：量身定做、成套供應、快速交貨、終身服務。九純健科技希望在互利互惠的基礎上，與國內外同行一道，攜手合作，共同開創智能自動化的明天。

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