Устройство и принцип работы датчика влажности

В быту и на производстве содержание воды в окружающей среде имеет большую важность. От этого показателя зависит не только самочувствие человека, но и сохранность продукции, оборудования, плодородность почвы. Чтобы контролировать его, необходимо применять гигрометры. В данной статье мы рассмотрим принцип работы датчика влажности. Также вы узнаете о самых распространенных видах оборудования и их преимуществах.

Виды и принцип работы датчиков влажности

Гигрометр — это прибор, с помощью которого определяется содержание воды в окружающей среде. По принципу действия датчики влажности подразделяются на 5 типов. Некоторые устройства изначально откалиброваны под необходимые параметры. В других случаях требуется точная настройка гигрометра с использованием данных о содержании воды в окружающей среде.

• Емкостные. Устройство подобного датчика влажности достаточно простое. Оборудование представляет собой конденсаторы с воздухом в зазоре. Более сложные емкостные устройства имеют в зазоре твердое вещество-диэлектрик. Такое оборудование показывает более точные измерения, чем воздушное. Оно применяется для определения относительного содержания воды в твердых объектах. При этом они должны быть полностью очищены от частиц с высокой диэлектрической проницаемостью, иметь неизменную форму, а влажность образца не должна быть ниже 0,5 %.
• Резистивные. В подобных гигрометрах на подложке закреплены два электрода, а поверх них — материал с малым сопротивлением, меняющимся в зависимости от степени содержания в окружающей среде воды. Чаще всего это оксид алюминия. Он поглощает влагу и изменяет удельное сопротивление. Таким образом можно измерить показатель влажности.
• Термисторные. Такое оборудование имеет в конструкции два одинаковых нелинейных электронных компонента с зависящим от температуры самого термистора сопротивлением. Один элемент размещается в герметичной камере, наполненной сухим воздухом. Другой — в емкости с отверстиями. Сквозь них проникает воздух, параметры которого необходимо измерить. Принцип работы датчика влажности следующий: на одну диагональ подается ток, а другая выдает показания. С учетом этих данных и определяется содержание жидкости в объекте.
• Оптические. Выдают наиболее точные показатели. Принцип действия данных гигрометров основан на достижении точки росы, когда под воздействием изменения температур на зеркале устройства образуется водяная капля. В конструкции датчика есть светодиод, направление луча которого меняется после преодоления точки росы, перемещая его на фотодетектор и рассеивая. Напряжение в цепи уменьшается, фотодетектор подает сигнал на регулятор температуры зеркала, который удерживает показатель в точке росы, а датчик показывает содержание воды в окружающей среде.
• Электронные. Устройство такого датчика влажности базируется на измерении концентрации электролита, покрывающего электроизоляционный материал. Кроме того, существует оборудование с автоматическим подогревом и принципом работы с помощью точки росы, которая определяется над концентратом хлорида лития. Раствор чувствителен даже к минимальным отклонениям, поэтому подобные приборы высокоточны и могут производить измерения независимо от температуры воздуха. Также существуют датчики-электроды, которые погружаются в почву и выявляют уровень влажности с учетом проводимости.

Простейшие схемы наиболее распространенных типов датчиков:

Схема емкостного датчика

Схема емкостного тонкопленочного датчика

Выбирая датчик, определите заранее, для чего он будет использоваться — измерения показателей почвы, воздуха или иных веществ и объектов. Также необходимо определить диапазон замеров, желательную точность данных. Учитывайте класс защиты IP и диапазон рабочих температур. Если вы затрудняетесь с выбором устройства, свяжитесь с менеджером «ОвенКомплектАвтоматика». Он расскажет подробнее о характеристиках каждого гигрометра и поможет определиться.