kategoriler: Öne Çıkan Makaleler » Ev otomasyonu
Görüntülenme sayısı: 90,158
Makale hakkında yorumlar: 8
Nem sensörleri - nasıl düzenlendikleri ve çalıştıkları
Nem seviyesini ölçen cihaza higrometre veya sadece nem sensörü denir. Günlük yaşamda nem, sadece sıradan yaşam için değil, aynı zamanda çeşitli ekipman ve tarım (toprak nemi) ve çok daha fazlası için önemli bir parametredir.
Özellikle, refahımız büyük ölçüde hava neminin derecesine bağlıdır. Neme karşı özellikle hassas olan hava koşullarına bağlı insanlar ve ayrıca hipertansiyon, bronşiyal astım, kardiyovasküler sistem hastalıkları olan insanlardır.
Yüksek hava kuruluğu ile sağlıklı insanlar bile cildin rahatsızlığını, uyuşukluğunu, kaşıntısını ve tahrişini hisseder. Genellikle kuru hava, akut solunum yolu enfeksiyonları ve akut solunum yolu viral enfeksiyonları ile başlayıp pnömoni ile biten solunum sistemi hastalıklarına neden olabilir.
İşletmelerde hava nemi, ürün ve ekipmanların güvenliğini etkileyebilir ve tarımda toprak neminin doğurganlık üzerindeki etkisi açıktır. nem sensörleri - higrometreler.
Bazı teknik cihazlar başlangıçta kesinlikle gerekli olan öneme göre kalibre edilir ve bazen cihazın ince ayarını yapmak için ortamdaki nemin tam değerine sahip olmak önemlidir.
nem olası değerlerden birkaçı ile ölçülebilir:
-
Hem havanın hem de diğer gazların nemini belirlemek için, mutlak nem değeri söz konusu olduğunda ölçümler metreküp başına gram olarak veya bağıl nem söz konusu olduğunda RH biriminde gerçekleştirilir.
-
Katıların veya sıvıların nem içeriğini ölçmek için test numunelerinin kütlesinin yüzdesi olarak ölçümler uygundur.
-
Kötü karıştırılmış sıvıların nem içeriğini belirlemek için ppm (numunenin ağırlığının 1.000.000 kısmı başına kaç parça su) ölçüm birimi olarak işlev görecektir.
Eylem ilkesine göre, higrometreler ayrılır:
-
kapasitif;
-
direnç;
-
termistör;
-
optik;
-
e.
1) Kapasitif nem sensörü
Kapasitif higrometreler, en basit durumda, boşluktaki dielektrik olarak hava ile kapasitörlerdir. Havada dielektrik sabitinin doğrudan nem ile ilişkili olduğu ve dielektrik nemindeki değişikliklerin de hava kondansatörünün kapasitansında değişikliklere yol açtığı bilinmektedir.
Hava boşluğundaki kapasitif nem sensörünün daha karmaşık bir versiyonu, nem etkisi altında büyük ölçüde değişebilen bir dielektrik sabiti olan bir dielektrik içerir. Bu yaklaşım, sensörün kalitesini kapasitör plakaları arasındaki havadan daha iyi hale getirir.
İkinci seçenek katıların su içeriği ile ilgili ölçümler için çok uygundur. İncelenen nesne, böyle bir kapasitörün plakaları arasına yerleştirilir, örneğin nesne bir tablet olabilir ve kapasitörün kendisi salınım devresine ve elektronik jeneratöre bağlanırken elde edilen devrenin doğal frekansı ölçülür ve test numunesi sokularak elde edilen kapasitans ölçülen frekanstan “hesaplanır”.
Tabii ki, bu yöntemin de bazı dezavantajları vardır, örneğin, örnek nemi% 0,5'in altındaysa, yanlış olacaktır, buna ek olarak, ölçülen numune yüksek dielektrik sabitine sahip parçacıklardan temizlenmelidir, ayrıca, numunenin şekli ölçüm sürecinde önemlidir, çalışma sırasında değişiklik.
Üçüncü tip kapasitif nem sensörü kapasitif bir ince film higrometredir. İki tarak elektrodunun uygulandığı bir substrat içerir. Bu durumda, tarak elektrotları plakaların rolünü oynar.Termal telafi amacıyla, sensöre ayrıca iki sıcaklık sensörü daha eklenir.
2) Rezistif nem sensörü
Böyle bir sensör, bir substrat üzerinde biriken iki elektrot içerir ve elektrotların üstüne, oldukça düşük bir dirençte farklılık gösteren bir malzeme tabakası uygulanır, ancak neme bağlı olarak büyük ölçüde değişir.
Cihazdaki uygun bir malzeme alümina olabilir. Bu oksit kuyusu suyu dış ortamdan emer, özgül direnci belirgin olarak değişir. Sonuç olarak, böyle bir sensörün ölçüm devresinin toplam direnci neme önemli ölçüde bağlı olacaktır. Böylece, akan akımın değeri nem seviyesini gösterecektir. Bu tip sensörlerin avantajı düşük fiyatlarıdır.
3) Termistör nem sensörü
Bir termistör higrometresi, bir çift özdeş termistörden oluşur. Bu arada, şunu hatırla termistör - Direnci sıcaklığına büyük ölçüde bağımlı olan doğrusal olmayan bir elektronik bileşendir.
Devreye dahil edilen termistörlerden biri kuru hava ile kapalı bir odaya yerleştirilir. Ve diğeri - içerisine karakteristik neme sahip havanın girdiği deliklerin bulunduğu bir odada, değerinin ölçülmesi gerekiyor. Termistörler bir köprü devresine bağlanır, köprünün köşegenlerinden birine voltaj uygulanır ve okumalar diğer diyagonalden okunur.
Çıkış terminallerindeki voltajın sıfır olması durumunda, her iki bileşenin sıcaklığı eşittir, bu nedenle nem aynıdır. Çıktının sıfır olmayan bir voltaj alacağı durumda, bu, odacıklardaki nem farkının varlığını gösterir. Böylece, nem ölçümler sırasında elde edilen voltajın değeri ile belirlenir.
Deneyimsiz bir araştırmacı adil bir soru sorabilir, bir termistörün sıcaklığı nemli hava ile etkileşime girdiğinde neden değişir? Ve mesele şu ki, artan nem ile su termistör kutusundan buharlaşmaya başlarken, durum sıcaklığı azalır ve nem ne kadar yüksek olursa, buharlaşma o kadar yoğun olur ve termistör daha hızlı soğur.
4) Optik (yoğuşma) nem sensörü
Bu tip sensör en doğrudur. Optik nem sensörünün temeli "çiğ noktası" kavramı ile ilişkili bir olgudur. Sıcaklık çiğlenme noktasına ulaştığında, gaz ve sıvı fazlar termodinamik denge durumundadır.
Bu nedenle, bir cam alıp, araştırma sırasında sıcaklığın çiğ noktasının üzerinde olduğu gazlı bir ortama monte ederseniz ve daha sonra bu camın soğutma işlemine başlarsanız, o zaman belirli bir sıcaklık değerinde cam yüzeyinde su yoğunlaşması oluşmaya başlar, bu su buharı sıvı faza geçmeye başlar . Bu sıcaklık sadece çiğlenme noktası olacaktır.
Bu nedenle, çiğ noktası sıcaklığı ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır ve ortamdaki nem ve basınç gibi parametrelere bağlıdır. Sonuç olarak, çiğlenme noktasının basıncını ve sıcaklığını ölçme yeteneğine sahip olmak, nemi belirlemek kolay olacaktır. Bu ilke, optik nem sensörlerinin çalışması için temel görevi görür.
Böyle bir sensörün en basit devresi, bir ayna yüzeyinde parlayan bir LED'den oluşur. Ayna ışığı yansıtır, yönünü değiştirir ve fotodetektöre yönlendirir. Bu durumda, ayna özel bir yüksek hassasiyetli sıcaklık kontrol cihazı vasıtasıyla ısıtılabilir veya soğutulabilir. Genellikle böyle bir cihaz bir termoelektrik pompadır. Tabii ki, aynaya bir sıcaklık sensörü monte edilmiştir.
Ölçümlere başlamadan önce, aynanın sıcaklığı, çiy noktası sıcaklığından açıkça daha yüksek bir değere ayarlanır. Ardından aynanın kademeli olarak soğutulmasını sağlayın.Sıcaklığın çiğlenme noktasını geçmeye başladığı anda, su damlaları hemen ayna yüzeyinde yoğunlaşmaya başlar ve diyottan gelen ışık demeti onlar nedeniyle kırılır, saçılır ve bu fotodetektör devresindeki akımda bir azalmaya yol açar. Geri bildirim yoluyla, fotodetektör aynanın sıcaklık kontrol cihazı ile etkileşime girer.
Bu nedenle, bir fotodetektörden sinyaller şeklinde alınan bilgilere dayanarak, sıcaklık kontrolörü ayna yüzeyindeki sıcaklığı tam olarak çiğlenme noktasına eşit tutacaktır ve sıcaklık sensörü buna göre sıcaklığı gösterecektir. Böylece, bilinen basınç ve sıcaklık ile nemin temel göstergelerini doğru bir şekilde belirleyebilirsiniz.
Optik nem sensörü, diğer sensör tipleri tarafından elde edilemeyen en yüksek hassasiyete ve ayrıca histerezis yokluğuna sahiptir. Dezavantaj, en yüksek fiyatın yanı sıra büyük bir elektrik tüketimidir. Ayrıca aynanın temiz olduğundan emin olmak için dikkat edilmelidir.
5) Elektronik higrometre
Elektronik hava nem sensörünün çalışma prensibi, herhangi bir elektrik yalıtım malzemesini kaplayan elektrolit konsantrasyonundaki değişikliğe dayanmaktadır. Çiğlenme noktasına göre otomatik ısıtmalı bu tür cihazlar vardır.
Genellikle çiğlenme noktası, nemdeki minimum değişikliklere karşı çok hassas olan konsantre bir lityum klorür çözeltisi üzerinde ölçülür. Maksimum rahatlık için, böyle bir higrometre genellikle ek olarak bir termometre ile donatılmıştır. Bu cihaz yüksek doğruluk ve düşük hataya sahiptir. Ortam sıcaklığına bakılmaksızın nemi ölçebilir.
İki elektrot şeklindeki basit elektronik higrometreler de popülerdir, bu da toprağa yapışır ve nemini bu neme bağlı olarak iletkenlik derecesine göre kontrol eder. Bu sensörler fanlar arasında popülerdir. Arduino, manuel olarak su için uygun veya uygun olmaması durumunda, bir bahçe yatağının veya bir tencerede çiçeğin otomatik olarak sulanmasını ayarlamak kolaydır.
Bir sensör satın almadan önce, neyi ölçmeniz gerekeceğini, bağıl veya mutlak nem, hava veya toprak, beklenen ölçüm aralığı nedir, histerezinin önemli olup olmadığını ve hangi hassasiyetin gerekli olduğunu düşünün. En doğru sensör optiktir. IP koruma sınıfına, çalışma sıcaklığı aralığına, sensörün kullanılacağı özel koşullara, parametrelerin sizin için uygun olup olmadığına bağlı olarak dikkat edin.
Ayrıca bkz. electro-tr.tomathouse.com
: