пні типи:
В· волосяні датчики, в яких використовується властивість волосся змінювати довжину при зміні вологості;
В· ємнісні датчики, в яких при зміні вологості змінюється електрична ємність конденсатора з гігроскопічним діелектриком;
В· резистивні датчики, в яких змінюється опір провідника, на поверхню якого нанесений гігроскопічний шар;
В· пьезосорбціонние датчики, в яких волога, поглинена гігроскопічним покриттям, змінює власну частоту коливань пьезокристалла, на поверхню якого нанесений гигроскопичний шар;
В· датчик температури точки роси, в якому фіксується температура, відповідна переходу дзеркального відображення металевою поверхнею в дифузне;
В· оптичний абсорбційний датчик, у якому реєструється частка поглиненої енергії світла в смугах поглинання парами води електромагнітного випромінювання.
Найдавніший, найбільш простий і найбільш дешевий датчик вологості являє собою звичайний волосся, натягнутий між двома пружинами. Для вимірювання вологості використовується властивість волосся змінювати довжину при зміні вологості. Незважаючи на гадану примітивність такого датчика і на те, що процес, що лежить в основі виміру, не визначається законами фізики та тому не піддається розрахунку, гігрометри з волосяними датчиками виготовляються у великій кількості.
Ємнісні датчики вологості в даний час за масовістю використання конкурують і навіть перевершують волосяні, оскільки по простоті і дешевизні вони не поступаються волосяним. Вимірюваної фізичної величиною є ємність конденсатора, а це означає, що в якості індикатора або вихідного пристрою може використовуватися будь-який вимірник ємності. На підкладку з кварцу наноситься тонкий шар алюмінію, що є однією з обкладок конденсатора.
На поверхні алюмінієвого покриття утвориться тонка плівка окису Al 2 O 3 . На окислену поверхню наноситься напиленням другий електрод з металу, вільно пропускає пари води. Такими матеріалами можуть бути тонкі плівки паладію, родію або платини. Зовнішній пористий електрод є другою обкладкою конденсатора.
Конструкція резистивного датчика вологості являє собою меандр із двох не стикаються електродів, на поверхню якого нанесений тонкий шар гигроскопического діелектрика. Останній, сорбируясь вологу з навколишнього середовища, змінює опір проміжків між електродами меандру. Про вологості судять по зміні опору або провідності такого елемента. p> Останнім часом з'явилися гігрометри, в основу роботи яких покладено фундаментальний фізичний закон поглинання електромагнітного випромінювання - закон Ламберта-Бугера-Бера. Згідно з цим законом через шари поглинаючого або розсіюючої речовини проходить електромагнітне випромінювання інтенсивністю I О» , рівне:
(5)
де I О» - інтенсивність випромінювання, що падає на поглинаючий стовп; N - концентрація поглинаючих атомів (число молекул в одиниці обсягу); l - довжина поглинаючого стовпа, Оґ О» - молекулярна константа, рівна площі В«ТініВ», створюваної одним атомом і вираженої у відповідних одиницях. p> Пари води мають інтенсивні смуги поглинання в інфрачервоній області спектра і в області довжин хвиль від 185 нм до 110 нм - у так званій вакуумній ультрафіолетовій області. Є окремі розробки по створенню інфрачервоних і ультрафіолетових оптичних вологомірів, і всі вони мають одне загальне позитивне якість - це вологоміри миттєвої дії. Під цим розуміється рекордно швидке встановлення аналітичного сигналу для проби, поміщеної між джерелом світла і фотоприймачем. Інші особливості оптичних датчиків визначаються тим, що в інфрачервоній області поглинання молекулами води відповідає обертально-коливальним ступеням свободи. Це означає, що ймовірності переходів, і, відповідно, перетину поглинання в законі Ламберта-Бугера-Бера залежать від температури об'єкта. У вакуумній ультрафіолетовій області перетин поглинання від температури не залежить. З цієї причини ультрафіолетові датчики вологості є більш кращими, але інфрачервона техніка, яка використовується в ІК датчиках вологості, набагато довша і простіше в експлуатації, ніж СУФ техніка.
У оптичних датчиків є й один загальний недолік - вплив на показання заважають компонентів. У інфрачервоній області це різні молекулярні гази, наприклад окису вуглецю, сірки, азоту, вуглеводні і т.д. У вакуумному ультрафіолеті основним котрий заважає компонентом є кисень. Проте м ожна вибрати довжини хвиль у ВУФ, де поглинання кисню мінімально, а поглинання парів води максимально. Наприклад, зручною областю є випромінювання резонансної лінії водню з довжиною хвилі А, = 121,6 нм. На цій довжині хвилі в кисню спостерігається В«вікноВ» прозорості в той час, як пари води помітно поглинають. Іншою можливістю є використання випромінювання ртуті з довжиною хвилі 184,9 нм. У цій області кисень випромінювання не поглинає і весь сигнал поглинання визначається парами води.
...
