Papel para sensores
En el campo de las pruebas de humedad, el rendimiento de la mayoría de los sensores de humedad sólo se puede utilizar en ambientes de temperatura normal. En aplicaciones que requieren medición de humedad en entornos especiales, ¡la mayoría de los sensores de humedad nacionales y extranjeros fruncirán el ceño! Por ejemplo, como se mencionó anteriormente, la industria de impresión y teñido de textiles, la industria alimentaria, la industria de materiales resistentes a altas temperaturas, etc., necesitan medir la humedad en condiciones de alta temperatura. En términos generales, en la industria de la impresión y el teñido, la temperatura puede alcanzar los 120 grados Celsius o más durante el secado con husillo; en la industria alimentaria, la temperatura de horneado de los alimentos puede alcanzar entre 80 y 200 grados Celsius en el secado a alta temperatura; Los materiales resistentes, como filtros cerámicos, secos, etc., pueden alcanzar más de 200 grados centígrados. En estos casos, los sensores de humedad habituales son difíciles de medir.
Los sensores de humedad capacitivos de polímero generalmente utilizan procesos de serigrafía o recubrimiento al vacío para fabricar electrodos sobre sustratos aislantes como vidrio, cerámica, silicio, etc., y luego usan inmersión u otros métodos para cubrirlos con pegamento sensible a la humedad. el electrodo para formar un elemento capacitivo. En ambientes atmosféricos con diferente humedad relativa, el valor de capacitancia del sensor de humedad cambia regularmente debido a la adsorción de moléculas de agua por la película sensible a la humedad. Este es el mecanismo básico del sensor de humedad. Las características de temperatura de los componentes capacitivos del polímero se ven afectadas por los cambios en la constante dieléctrica ε del polímero como medio y la constante dieléctrica ε de las moléculas de agua adsorbidas que se ven afectadas por la temperatura. Además, las dimensiones geométricas del componente se ven afectadas por. El coeficiente de expansión térmica. Factores que producen cambios. Según la teoría de Debye, la constante dieléctrica ε de un líquido es una constante adimensional relacionada con la temperatura y la frecuencia. El ε de las moléculas de agua es 78,36 a T=5°C y 79,63 a T=20°C. La relación entre la materia orgánica ε y la temperatura varía de un material a otro y no sigue una relación completamente proporcional. En algunas áreas de temperatura, ε muestra una tendencia ascendente con T, y en algunas áreas de temperatura, ε disminuye con el aumento de T. En el análisis del mecanismo de detección de humedad de los componentes de condensadores poliméricos sensibles a la humedad, la mayor parte de la literatura cree que los polímeros tienen una constante dieléctrica pequeña, como la poliimida, que tiene una constante dieléctrica de 3,0 a 3,8 a baja humedad. La constante dieléctrica de las moléculas de agua es decenas de veces mayor que la de los polímeros. Por lo tanto, después de que el medio polimérico absorbe humedad, debido a la existencia del momento dipolar de las moléculas de agua, la constante dieléctrica de la capa heterogénea que absorbe agua aumenta considerablemente. Esto está determinado por la naturaleza aditiva de la constante dieléctrica compuesta de la multifase. medio. Debido al cambio de ε, la capacitancia C del elemento capacitivo sensible a la humedad es proporcional a la humedad relativa. Es difícil lograr linealidad en todo el rango de humedad de las características de detección de humedad en el proceso de diseño y producción. Como condensador, el espesor d de la película dieléctrica de polímero y el área efectiva S del condensador de placas también están relacionados con la temperatura. Los cambios en las dimensiones geométricas del medio causados por cambios de temperatura afectarán el valor de C. El coeficiente de expansión térmica promedio de los polímeros puede alcanzar un orden de magnitud. Por ejemplo, el coeficiente de expansión térmica promedio de la nitrocelulosa es 108x10-5/℃. A medida que aumenta la temperatura, el espesor de la película del medio d aumenta, lo que contribuye negativamente a C; sin embargo, la expansión de la película sensible a la humedad aumenta la cantidad de agua absorbida por el medio, lo que contribuye positivamente a C; Se puede ver que las características de temperatura de los condensadores sensibles a la humedad están dominadas por muchos factores. La variación de temperatura es diferente en diferentes rangos de humedad, los coeficientes de temperatura son diferentes en diferentes zonas de temperatura y las características de temperatura de diferentes materiales sensibles a la humedad son diferentes; diferente. En resumen, el coeficiente de temperatura del sensor de humedad de polímero no es una constante, sino una variable. Por lo tanto, normalmente los fabricantes de sensores pueden linealizar el sensor en el rango de -10 a 60 grados Celsius para reducir el impacto de la temperatura en el sensor de humedad.
Los productos de alta calidad de fabricantes extranjeros utilizan principalmente resina de poliamida. La estructura del producto es la siguiente: los electrodos de oro se fabrican mediante evaporación al vacío sobre un sustrato de vidrio de borosilicato o zafiro, y luego se coloca el material dieléctrico sensible a la humedad. rociado (como se mencionó anteriormente)) forma una película plana sensible a la humedad y luego evapora los electrodos de oro en la película. El valor de capacitancia del sensor de humedad es proporcional a la humedad relativa y la linealidad es de aproximadamente ±2. Aunque el rendimiento de la medición de humedad es aceptable, su resistencia a la temperatura y a la corrosión no son ideales para su uso en el campo industrial, es necesario mejorar aún más la vida útil, la resistencia a la temperatura, la estabilidad y la resistencia a la corrosión.
El sensor de humedad cerámico es un nuevo tipo de sensor que se ha desarrollado vigorosamente en los últimos años.
Las ventajas son la resistencia a altas temperaturas, el retraso de la humedad, la velocidad de respuesta rápida, el tamaño pequeño y la facilidad para la producción en masa. Sin embargo, debido al material poroso, tiene un gran impacto sobre el polvo y el mantenimiento diario es frecuente. para la limpieza, que puede afectar fácilmente la calidad del producto y se ve fácilmente afectado por la humedad. La mala linealidad en ambientes de baja humedad y alta temperatura, especialmente la corta vida útil y la poca confiabilidad a largo plazo, son problemas urgentes que este tipo de productos sensibles a la humedad. El sensor necesita resolver.
En el desarrollo y la investigación actuales de sensores de humedad, los sensores de humedad resistivos deberían ser los más adecuados para el campo del control de la humedad. Su producto representativo, el sensor de humedad de cloruro de litio, tiene estabilidad, resistencia a la temperatura y una larga vida útil. Esta es una ventaja importante. Los sensores de humedad de cloruro de litio tienen una historia de producción e investigación de más de cincuenta años. Tienen una variedad de tipos de productos y métodos de producción, todos los cuales aplican las diversas ventajas de los sensores de humedad de cloruro de litio. estable.
Los dispositivos sensores de humedad de cloruro de litio son materiales electrolíticos sensores de humedad. Entre muchos materiales sensores de humedad, se notaron y utilizaron por primera vez en la fabricación de dispositivos sensores de humedad con electrolitos de cloruro de litio. basado en el equivalente La conductancia disminuye a medida que aumenta la concentración de la solución. El principio de disolución del electrolito en agua reduce la presión del vapor de agua en la superficie del agua para lograr la detección de humedad.
La estructura del sustrato del sensor de humedad de cloruro de litio se divide en formas columnares y peinadas. El líquido sensible a la humedad recubierto con alcohol polivinílico de cloruro de litio como componente principal y el electrodo de oro se utilizan para fabricar cloruro de litio. Sensor de humedad. A lo largo de los años, la fabricación de productos ha mejorado continuamente y el rendimiento del producto ha mejorado continuamente. La estabilidad única a largo plazo del sensor de humedad de cloruro de litio es irreemplazable por otros materiales sensores de humedad y también es el rendimiento más importante del sensor de humedad. Durante el proceso de producción del producto, la preparación de la mezcla sensible a la humedad y el control estricto del proceso son la clave para mantener y ejercer esta característica.
En China, Jiuchunjian Technology depende de grandes unidades de investigación científica como el Instituto Nacional de Metrología, el Instituto de Automatización de la Academia China de Ciencias y el Instituto de Investigación de la Industria Química para participar en el desarrollo y producción de productos de sensores de temperatura y humedad. Elegimos materiales de cloruro de litio sensibles a la humedad como nuestro enfoque principal para producir sensores sensibles a la humedad de cloruro de litio y transmisores relacionados, instrumentos automatizados y otros productos. Mientras absorbemos la experiencia exitosa de esta tecnología en el país y en el extranjero, nos esforzamos por superar varios problemas existentes. en los productos tradicionales y logró avances sustanciales. El producto utiliza sustratos cerámicos de Al2O3 y SiO2 como sustrato. El área del sustrato se reduce considerablemente. Adopta un proceso especial para mejorar en gran medida la resistencia a la humedad y la adhesión. Mediante un proceso de sinterización, se sinteriza un electrodo de revestimiento hecho de oro puro industrial con 5 9 sobre la pila de sustrato. La mezcla sensible a la humedad de cloruro de litio se mezcla con nuevos aditivos del producto e ingredientes inherentes. Después de procesos especiales de envejecimiento y recubrimiento, la humedad. sensible La vida útil y la estabilidad a largo plazo del sustrato han mejorado enormemente, especialmente la resistencia a la temperatura ha alcanzado -40 ℃ -120 ℃ Con el proceso único de combinar múltiples sensores de humedad, el sensor tiene un rango de detección de humedad de 1RH-. 98RH, con un rango de temperatura de 15RH. El rendimiento de medición, la curva de deriva y la curva de humedad logran un buen nivel de linealización por debajo del rango, lo que hace que la compensación de humedad sea fácil de implementar y garantiza fácilmente la precisión de la medición de humedad en un amplio rango de temperatura. Se utiliza un sistema cerrado con un dispositivo de enfriamiento circulante para muestrear primero el gas a medir, luego enfriarlo para detectar y garantizar la humedad absoluta constante, lo que aumenta el rango de temperatura de la sonda a aproximadamente 600 °C, mejorando en gran medida la función de Medición de humedad a altas temperaturas. Resolvió con éxito el problema de la "medición de humedad a alta temperatura" en el campo de la medición de humedad. Ahora, el sensor dividido de alta temperatura y humedad JCJ200W, que mide directamente la humedad en el ambiente dentro de 150 grados sin usar ningún dispositivo, se ha utilizado con éxito en secado de madera, cámaras de prueba de alta y baja temperatura y otros sistemas. Al mismo tiempo, los productos JCJ200Y pueden soportar temperaturas de hasta 600 grados y también se han utilizado con éxito en sistemas automáticos de secado por husillo en la industria de impresión y teñido, sistemas automáticos de horneado de alimentos, sistemas automáticos de secado para materiales cerámicos especiales y secado para exportación a gran escala. maquinaria, etc., y han funcionado bien. El efecto ha llenado el vacío de la medición de alta temperatura y humedad en el campo del control de automatización doméstica y ha sentado una cierta base para el proceso de industrialización de mi país.