ด้วยการพัฒนาของยุคสมัย อุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ การเกษตร ระบบปรับอากาศ สิ่งทอ ห้องคอมพิวเตอร์ การบินและอวกาศ และไฟฟ้า จำเป็นต้องใช้มากขึ้นเรื่อยๆความชื้นเซ็นเซอร์ ความต้องการคุณภาพผลิตภัณฑ์มีมากขึ้นเรื่อยๆ และการควบคุมสิ่งแวดล้อมอุณหภูมิและความชื้น รวมถึงการตรวจสอบและวิเคราะห์ปริมาณความชื้นของวัสดุอุตสาหกรรม กลายเป็นเรื่องปกติไปแล้วด้านเทคนิคความต้องการ เซ็นเซอร์ความชื้นและการวัดความชื้นเป็นอุตสาหกรรมที่เกิดขึ้นในทศวรรษ 1990. วิธีการใช้เซ็นเซอร์ความชื้นอย่างมีประสิทธิภาพและวิธีการประเมินผลงานเซ็นเซอร์ความชื้นยังคงเป็นปัญหาทางเทคนิคที่ค่อนข้างซับซ้อนสำหรับผู้ใช้ทั่วไป
ต่อไปนี้คือข้อมูลอ้างอิงบางส่วนเกี่ยวกับวิธีการเลือกเซ็นเซอร์ความชื้น:
การจำแนกประเภทและคุณลักษณะของเซนเซอร์ความชื้น: เซนเซอร์ความชื้นแบ่งออกเป็นประเภทความต้านทานและความจุ-ประเภทและรูปแบบพื้นฐานของผลิตภัณฑ์คือการเคลือบวัสดุตรวจจับบนพื้นผิวเพื่อสร้างเมมเบรนตรวจจับ หลังจากนั้นน้ำไอระเหยในอากาศจะถูกดูดซับไว้บนวัสดุตรวจจับ ทำให้ค่าอิมพีแดนซ์และค่าคงที่ไดอิเล็กตริกขององค์ประกอบเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ ทำให้เกิดองค์ประกอบที่ไวต่อความชื้น
ความแม่นยำและเสถียรภาพในระยะยาว: ความแม่นยำของเซ็นเซอร์ความชื้นควรอยู่ที่ ±2% ถึง ±5% RH ซึ่งการจะบรรลุระดับนี้ได้นั้นทำได้ยาก และโดยปกติแล้วค่าดริฟท์จะอยู่ที่ ±2% หรือสูงกว่านั้นด้วยซ้ำ
อุณหภูมิค่าสัมประสิทธิ์ของเซ็นเซอร์ความชื้น: นอกจากจะไวต่อความชื้นในสิ่งแวดล้อมแล้ว เซ็นเซอร์ความชื้นยังไวต่ออุณหภูมิมากอีกด้วย โดยค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 0.2 ถึง 0.8% RH/℃ และบางค่าอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความชื้นสัมพัทธ์ การเคลื่อนตัวของอุณหภูมิเชิงเส้นของเซ็นเซอร์ความชื้นส่งผลโดยตรงต่อผลการชดเชย และการเคลื่อนตัวของอุณหภูมิแบบไม่เชิงเส้นมักจะไม่สามารถบรรลุผลการชดเชยที่ดีได้เท่านั้นการชดเชยอุณหภูมิด้วยฮาร์ดแวร์ช่วยให้สามารถบรรลุผลการชดเชยที่แท้จริงได้ ช่วงอุณหภูมิการทำงานของเซ็นเซอร์ความชื้นส่วนใหญ่ยากต่อการเกิน 40 ℃
พลังการจัดหาเซ็นเซอร์ความชื้น: วัสดุที่ไวต่อความชื้นส่วนใหญ่ เช่น เซรามิกออกไซด์ของโลหะ โพลิเมอร์ และลิเธียมคลอไรด์ จะมีการเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพหรืออาจถึงขั้นล้มเหลวเมื่อใช้ DCแรงดันไฟฟ้าดังนั้นเซ็นเซอร์ความชื้นเหล่านี้จะต้องใช้พลังงานจากไฟฟ้ากระแสสลับพลัง.
ความสามารถในการเปลี่ยนแทนกันได้: ปัจจุบันมีปัญหาสำคัญเกี่ยวกับความสามารถในการเปลี่ยนแทนกันได้ของเซ็นเซอร์ความชื้น เซ็นเซอร์ของรุ่นเดียวกันไม่สามารถเปลี่ยนแทนกันได้ ซึ่งส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อประสิทธิภาพการใช้งานและเพิ่มความยากลำบากในการบำรุงรักษาและการใช้งาน ผู้ผลิตบางรายได้พยายามหลายวิธีในเรื่องนี้และประสบความสำเร็จอย่างดี
การสอบเทียบความชื้น: การสอบเทียบความชื้นนั้นยากกว่าการสอบเทียบอุณหภูมิ โดยทั่วไปแล้วเทอร์โมมิเตอร์มาตรฐานจะใช้ในการสอบเทียบอุณหภูมิ แต่สำหรับการสอบเทียบความชื้น มักจะใช้วิธีการสอบเทียบสารละลายเกลืออิ่มตัว และควรวัดอุณหภูมิด้วย
มีวิธีการต่างๆ หลายวิธีในการตัดสินประสิทธิภาพการทำงานของเซ็นเซอร์ความชื้นเบื้องต้น: ในกรณีที่ไม่มีการสอบเทียบเซ็นเซอร์ความชื้นที่ยาก อาจใช้วิธีการง่ายๆ และสะดวกบางอย่างในการตัดสินประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์ความชื้น
การกำหนดความสม่ำเสมอ: ซื้อเซ็นเซอร์ความชื้นชนิดและผู้ผลิตเดียวกันมากกว่า 2 ตัว ยิ่งมากยิ่งดี วางเซ็นเซอร์ทั้งสองตัวไว้ด้วยกันและเปรียบเทียบค่าเอาต์พุต ภายใต้สภาวะที่ค่อนข้างเสถียร ให้สังเกตความสม่ำเสมอของการทดสอบ การทดสอบเพิ่มเติมสามารถทำได้โดยบันทึกเป็นช่วงเวลาภายใน 24 ชั่วโมง และสังเกตในสภาวะความชื้นและอุณหภูมิที่แตกต่างกัน เช่น ความชื้นสูง ความชื้นปานกลาง และความชื้นต่ำ เพื่อสังเกตความสม่ำเสมอและความเสถียรของผลิตภัณฑ์อย่างสมบูรณ์ รวมถึงลักษณะการชดเชยอุณหภูมิ
การตรวจจับความชื้นโดยการเป่าด้วยปากหรือใช้วิธีการคุมความชื้นอื่นๆ: สังเกตความไว ความสามารถในการผลิตซ้ำ ประสิทธิภาพการดูดซับและการแยกความชื้น ตลอดจนความละเอียดและระยะสูงสุดของผลิตภัณฑ์
การทดสอบในกล่องเปิดและกล่องปิด: เปรียบเทียบและทดสอบว่ามีความสม่ำเสมอหรือไม่ และสังเกตผลกระทบจากความร้อน
การทดสอบที่อุณหภูมิสูงและต่ำ (ตามมาตรฐานในคู่มือ) : ทดสอบและเปรียบเทียบกับบันทึกก่อนและหลังจากกลับสู่ปกติ เพื่อตรวจสอบความสามารถในการปรับตัวต่ออุณหภูมิของผลิตภัณฑ์และสังเกตความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์
ประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ขึ้นอยู่กับวิธีการตรวจจับที่สมบูรณ์และเหมาะสมของแผนกตรวจสอบคุณภาพในที่สุดความอิ่มตัวสารละลายเกลือใช้สำหรับการสอบเทียบหรือสามารถเปรียบเทียบและทดสอบผลิตภัณฑ์ได้ การสอบเทียบในระยะยาวระหว่างการใช้งานผลิตภัณฑ์ในระยะยาวยังมีความจำเป็นเพื่อตัดสินคุณภาพของเซ็นเซอร์ความชื้นได้อย่างครอบคลุมมากขึ้น
การวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์เซ็นเซอร์ความชื้นหลายรายการในตลาด: ผลิตภัณฑ์เซ็นเซอร์ความชื้นในและต่างประเทศจำนวนมากได้เข้าสู่ตลาด โดยเซ็นเซอร์ความชื้นชนิดความจุอ่อนไหวธาตุที่พบได้ทั่วไปมากขึ้น ประเภทของวัสดุตรวจจับ ได้แก่ พอลิเมอร์ ลิเธียมคลอไรด์และโลหะออกไซด์
ข้อดีขององค์ประกอบที่ไวต่อความชื้นประเภทความจุคือความเร็วในการตอบสนองที่รวดเร็ว ขนาดเล็ก และความเป็นเส้นตรงที่ดี องค์ประกอบเหล่านี้ค่อนข้างเสถียร ผลิตภัณฑ์ต่างประเทศบางรายการยังมีประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูง อย่างไรก็ตาม ผลิตภัณฑ์ประสิทธิภาพสูงประเภทนี้ส่วนใหญ่มาจากต่างประเทศและค่อนข้างแพง ผลิตภัณฑ์ราคาถูกบางรายการในตลาดมักไม่เป็นไปตามมาตรฐานข้างต้น โดยมีความเป็นเส้นตรง ความสม่ำเสมอ และความสามารถในการทำซ้ำที่ไม่ดี การเปลี่ยนแปลงในช่วงความชื้นต่ำและสูง (ต่ำกว่า 30% RH และสูงกว่า 80% RH) มีความสำคัญ ผลิตภัณฑ์บางรายการใช้ไมโครคอมพิวเตอร์ชิปเดียวเพื่อชดเชยและแก้ไข ซึ่งลดความแม่นยำและทำให้เกิดข้อบกพร่องจากการเบี่ยงเบนขนาดใหญ่และความเป็นเส้นตรงที่ไม่ดี ไม่ว่าจะเป็นองค์ประกอบที่ไวต่อความชื้นประเภทความจุสูงหรือต่ำ ความเสถียรในระยะยาวนั้นไม่เหมาะสม หลังจากใช้งานเป็นเวลานาน การดริฟท์มักจะรุนแรง และการเปลี่ยนแปลงในความไวต่อความชื้นความจุค่าจะอยู่ที่ระดับ pF การเปลี่ยนแปลง RH 1% มีค่าน้อยกว่า 0.5 pF และค่าความจุที่เปลี่ยนแปลงไปมักทำให้เกิดข้อผิดพลาดหลายสิบ RH% องค์ประกอบที่ไวต่อความชื้นประเภทความจุส่วนใหญ่ไม่มีประสิทธิภาพในการทำงานที่อุณหภูมิสูงกว่า 40 ℃ และมักจะล้มเหลวหรือเสียหาย
องค์ประกอบที่ไวต่อความชื้นแบบคาปาซิทีฟยังมีข้อบกพร่องบางประการในแง่ของความต้านทานการกัดกร่อน โดยมักต้องการระดับความสะอาดที่สูงในสภาพแวดล้อม ผลิตภัณฑ์บางอย่างยังมีแนวโน้มที่จะล้มเหลว เช่น ความล้มเหลวของแสงและความล้มเหลวจากไฟฟ้าสถิต เซ็นเซอร์ความชื้นเซรามิกออกไซด์โลหะมีข้อดีเช่นเดียวกับเซ็นเซอร์ความชื้นแบบคาปาซิทีฟ แต่การอุดตันของรูพรุนเซรามิกอาจทำให้ส่วนประกอบล้มเหลวได้ มักใช้วิธีการเปิดเครื่องเพื่อกำจัดฝุ่น แต่ผลลัพธ์ไม่เหมาะสม และไม่สามารถใช้ในสภาพแวดล้อมที่ติดไฟและระเบิดได้ วัสดุตรวจจับอะลูมินาไม่สามารถเอาชนะจุดอ่อนของ "การเสื่อมสภาพตามธรรมชาติ" ของโครงสร้างพื้นผิวได้ และอิมพีแดนซ์ก็ไม่เสถียร เซ็นเซอร์ความชื้นเซรามิกออกไซด์โลหะยังมีข้อเสียคือมีเสถียรภาพในระยะยาวที่ไม่ดี
เซ็นเซอร์ความชื้นลิเธียมคลอไรด์มีข้อได้เปรียบที่โดดเด่นที่สุดคือความเสถียรในระยะยาวที่ยอดเยี่ยม ผ่านกระบวนการผลิตที่เข้มงวด เครื่องมือและเซ็นเซอร์ที่ผลิตขึ้นจึงสามารถบรรลุความแม่นยำสูง ความเสถียรที่ดี และความเป็นเส้นตรง ทำให้มั่นใจได้ถึงอายุการใช้งานที่ยาวนานและเชื่อถือได้ เซ็นเซอร์ความชื้นลิเธียมคลอไรด์ไม่สามารถแทนที่ด้วยวัสดุตรวจจับอื่นในแง่ของความเสถียรในระยะยาว
เวลาโพสต์ : 26 ก.พ. 2567