 |
Датчики и первичные преобразователи для измерения относительной влажности
|
|
|
|
Первичные преобразователи резистивного типа
· Резистивный тип чувствительного элемента (осуществляется преобразование «влажность-сопротивление»);
· Логарифмическая зависимость передаточной характеристики «влажность-сопротивление»;
· Измерение относительной влажности в естественном диапазоне;
· Малые габаритные размеры;
· Стабильность в работе долгое время;
· Невысокая стоимость.
· Применение: увлажнители, деувлажнители воздуха, гидрометры, управление влажностью.
| Модель | Фото | Особенности |
| H12K5 | 
| · Диапазон измерения – от 20 до 90%; · Сопротивление 22 кОм при 25 °C, 60% отн. влаж., 1 кГц |
| H25K5 | · Диапазон измерения – от 30 до 90%; · Сопротивление 25кОм при 25 °C, 60% отн. влаж., 1 кГц | |
| H25K5A | · Диапазон измерения – от 20 до 90%; · Сопротивление 25кОм при 25 °C, 60% отн. влаж., 1 кГц |
Первичные преобразователи емкостного типа
· Емкостной тип чувствительного элемента.
· Высокая линейность передаточной характеристики «влажность-емкость»;
· Измерение относительной влажности в полном диапазоне;
· Малая инерционность;
· Высокая точность;
· Малые габаритные размеры;
· Длительный срок службы;
· Применение: метеоприборы, увлажнители и деувлажнители воздуха, кондиционеры, видеомагнитофоны, видеокамеры, автомобильная электроника, антиобледенители и т.п.
| Модель | Фото | Особенности |
| · Диапазон измерения – от 0 до 100%; · Линейность: ±1% в диапазоне от 10 до 90% отн. влаж. · Собственная емкость 105пФ±5% при 33% отн. влаж., 1 кГц |
Датчики для измерения влажности и температуры
· Резистивный или емкостной типы чувствительного элемента для определения влажности;
· Встроенный терморезистор для измерения температуры;
· Выходной сигнал: напряжение для влажности, сопротивление для температуры.
|
|
|
· Высокая линейность преобразования.
· Температурная компенсация.
· Малая инерционность.
· Хорошая стабильность.
· Маленький размер.
· Низкая стоимость.
· Применение: увлажнители, деувлажнители воздуха, гидрометры, управление влажностью.
| Тип датчика | H200M и H300М 
| H500M 
| H600M
|
| Тип чувствительного элемента для определения влажности | Резистивный | Емкостной | Емкостной |
| Чувствительный элемент для определения температуры | Терморезистор 50 кОм | Терморезистор 50 кОм | Терморезистор 50 кОм |
| Диапазон измеряемой влажности | 10 – 95% | 0 – 100% | 0 – 100% |
| Основная погрешность | ±5% | ±4% | ±4% |
| Напряжение питания | 5 В ± 5% | 5 В ± 2% | 5 В ± 2% |
| Диапазон выходного напряжения | 0 ~ 3.0 В | 0.38 ~ 0.68 В | 0.38 ~ 0.68 В |
| Ток потребления | Не более 5 мА | Не более 1.5 мА | Не более 1.5 мА |
| Рабочий температурный диапазон | 0… +60 °С | 0… +50 °С | -20… +70 °С |
| Размер | 34 x 22 x 13 мм | 34,5 x 22 x 12 мм | 34,5 x 22 x 12 мм |
Датчики влажности
· На основе первичного преобразователя емкостного типа (осуществляется преобразование «влажность-емкость-напряжение»).
· Высокая линейность преобразования.
· Высокая точность.
· Малая инерционность.
· Высокая стабильность (1% в год).
· Маленький размер.
· Температурная компенсация.
· Сменное защитное канифольное покрытие позволяет использовать датчики в плохих условиях окружающей среды.
· Низкая стоимость.
· Применение: метеорологические станции, контроль влажности в производственных помещениях, устройства для измерения относительной влажности и т.д.
| Тип датчика | 808H5V5 
| 808H5V6 
|
| Диапазон измеряемой влажности | 0 – 100% | 0 – 100% |
| Основная погрешность | ±4% | ±4% |
| Напряжение питания | 5 В ± 5% | 3.3 В ± 3% |
| Диапазон выходного напряжения | 0.8 ~ 3.9 В | 0 ~ 3.0 В |
| Ток потребления | Не более 1.2 мА | Не более 200 мкА |
| Рабочий температурный диапазон | -40… +85 °С | -40… +85 °С |
| Размер | 12.5 x 8 x 5 мм | 12.2 x 8 x 4 мм |
| Расстояние между выводами | 2.54 мм | 2.54 мм |
Датчик влажности ДВТ-02И
|
|
|
Датчик влажности ДВТ-02И создан на базе двух
приборов: Датчика влажности ДВТ-02 и Индикатора
токовых сигналов ИТС 4–20
Датчик влажности ДВТ-02 предназначен для контроля и регулирования относительной влажности и температуры газообразных неагрессивных сред в промышленных, технологических и лабораторных установках и отображения измеренных значений на ж/к индикаторе.
Технические характеристики датчика влажности ДВТ-02И
| Диапазон напряжения питания | 12…36 В |
| Количество унифицированных токовых выходов 4–20 мА | |
| Рабочий диапазон канала измерения относительной влажности при температуре от -40…+85 °С | 0…98% |
| Погрешность преобразования относительной влажности | не более ±3,0% |
| Рабочий диапазон канала измерения температуры | -40…+85 °С |
| Погрешность преобразования температуры | не более ±1,0 °С |
| Постоянная времени измерения температуры | 2 мин |
| Максимальное сопротивление нагрузки | 1,0 кОм |
| Разрешающая способность цифровой части датчика | 0,1 |
| Цифровая фильтрация измеряемых параметров раздельная для каждого канала*: – глубина – полоса фильтра – период опроса | 1…10 0…9999 0,3…30 с |
| Выбор типа индикации | физические параметры относительной влажности и температуры или значения токовых сигналов |
| Потребляемая мощность | не более 0,2 ВА |
| Средняя наработка на отказ | не менее 20000 ч |
| Масса датчика | не более 0, 25 кг |
| Габаритные размеры | 90х55х25 мм |
| Длина зонда | 100; 200; 300; 400; 600; 800; 1000 мм |
5. Регуляторы влажности
Регулятор влажности предназначен для автоматического поддержания относительной влажности воздуха в диапазоне от 20 до 95% с точностью не хуже ± 1,5%. Прибор (рис. I 20) состоит из гигрометрического датчика – гигристора R1, релейного устройства на транзисторах V2-V4, V7 и блока питания.
На транзисторах V2-V4 релейного устройства собран триггер Шмитта. При относительной влажности воздуха, ниже установленной на шкале переменного резистора R3, транзистор V4 открыт до насыщения, и на диоде V5 имеется таксе напряжение, которое закрывает транзистор V2. Транзистор V7 выходного каскада также закрыт положительным напряжением на конденсаторе С2. Реле К1 обесточено. Воздух увлажняется.
|
|
|
При увеличении относительной влажности сопротивление гигристора R1 уменьшается, а следовательно, увеличивается отрицательное напряжение на базе транзистора V2. Когда оно превысит напряжение на диоде V5, триггер Шмитта переключится транзистор V2 откроется, a V4 закроется. Транзистор V7 откроется, сработает реле К1, контакты которого управляют исполнительным механизмом. Для повышения стабильности уровней срабатывания триггера Шмитта транзисторы V2 и V4 связаны через эмиттерный повторитель на транзисторе V3.
О включении напряжения питания и о режимах работы регулятора сигнализирует лампа Н1. При включении регулятора в сеть и малой относительной влажности ток через лампу HI ограничивается резистором R9*, и она светится слабо. Увеличение относительной влажности вызовет срабатывание реле К1, шунтирование резистора R9* контактами К1.1 и яркое свечение лампы HI.
В регуляторе реле К1 – РПУ-2 или РПГ на напряжение 24 В. В объектах с агрессивными или взрывоопасными средами реле К1 герметизируют.
Трансформатор Т1 намотан на магнитопроводе ШЛ12 X 16. Обмотка I содержит 5300 витков провода ПЭВ-1 – 0,1, обмотка II – 480 витков провода ПЭВ-1 – 0,35, III -145 витков провода ПЭВ-1–0,21. Сигнальная лампа HI – КМ на 24 В и 35 мА.
Датчик влажности – гигристор R1 – можно изготовить самостоятельно из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм по размерам, показанным на рисунке. Вытравленные электроды датчика серебрят или лудят, затем обезжиривают, покрывают насыщенным раствором хлористого лития или поваренной соли и просушивают. Сопротивление изготовленного датчика 120…30 кОм при относительной влажности воздуха 20…55%. Для работы в условиях повышенной влажности (50..95%) датчик выполняют из двустороннего стеклотекстолита без последующего покрытия влагочувсгвительным составом. Датчик к регулятору подсоединяют экранированным проводом.
Налаживание регулятора начинают с подбора резистора R2* для установки границ шкалы резистора R3, а затем градуируют шкалу. Для этого гигристор и контрольный психрометр помещают в камеру с изменяющейся влажностью. Психрометром определяют влажность в камере и, изменяя сопротивление резистора R3, добиваются срабатывания реле К1. Каждому значению влажности в камере соответствует свое положение движка резистора R3. По полученным точкам строят шкалу регулирования влажности.
|
|
|
При эксплуатации автоматического регулятора следует избегать конденсации влаги на гигристоре. Изменение характеристик датчика от запыления можно предотвратить, установив его вертикально и поместив в защитный кожух.
Гигростат в комнатном исполнении HGMINI
Назначение
Гидростат типа HG mini является контроллером с двухпозиционным (вкл \ выкл)
Регулированием относительной влажности воздуха. Он используется для управления работой увлажнителей и осушителей в офисах, компьютерных комнатах. Другими областями применения являются хранение пищевых продуктов, склады для хранения овощей и фруктов, теплицы, текстильная продукция, бумажная и печатная промышленности, производство пленок, медицинские учреждения. Гидростат HG Mini может использоваться при решении многих задач регулирования и мониторинга влажности.
Комнатный гидростат HG Miniсконструирован таким образом, что ручка настройки находится внутри корпуса. Это усложняет доступ к регулятору посторонних лиц.
Описание гидростата
Влагочувствительный элемент, производимый компанией Galltec под торговой маркой «Polyqa», состоит из нескольких синтетических нитей, каждая из которых содержит в себе 90 отдельных волокон диаметром 0,003 мм. После специальной обработки нити приобретают гигроскопические свойства.
Измерительный элемент абсорбирует и испаряет влагу, эффект набухания, проявляющийся главным образом в увеличении длины, передается системой рычагов микровыключателю с очень маленьким ходом штока. На изменение влажности воздуха измерительный элемент реагирует быстро и точно. При настройке уставки с помощью ручки регулятора система рычагов приводится в действие таким образом, что когда достигается установленное значение влажности воздуха, активируется микровыключатель.
Измерительный элемент располагается внутри корпуса и должен быть защищен от попадания пыли, грязи и воды. Данные гидростаты сконструированы для систем с нормальным атмосферным давлением.
Положение при монтаже должно быть выбрано таким образом, чтобы конденсат не мог проникнуть во внутренние части корпуса. При установке может быть выбрано любое положение, когда вентиляционные отверстия перпендикулярны направлению воздушного потока.
Технические данные
Измерительный диапазон ………………………………30…..100% RH
|
|
|
Точность измерений …………………………………….. 
3,0 RH
Рабочий диапазон …………………………………………35…100%
Гистерезис микропереключателя…………………….. – 4% RH
Схема подключения
Монтаж
· Нельзя допускать прямого контакта гигростатов с водой (например брызги при уборке климатических камер и т.п.);
· Место установки гигростата должно быть выбрано таким образом, чтобы влажность воздуха в этом месте соответствовала влажности воздуха измеряемого помещения;
· Гигростат должен располагаться в потоке воздуха.
Регуляторы относительной влажности воздуха типа ВЧ-510М и ВЧ-536М
применяются в системах микроклимата животноводческих помещений. Принцип действия двухпозиционного регулятора ВЧ-510М и трехпозиционного ВЧ-536М, работающих в комплекте с первичным преобразователем ДОВП-1, основан на методе «нуль- индикатор». При подключении первичного преобразователя влажности к влагорегулятору происходит сравнение напряжения постоянного тока преобразователя влажности, которое пропорционально значению относительной влажности воздуха, с напряжением постоянного тока, снимаемого с датчика влажности. Напряжение рассогласования поступает на модулятор и усиливается при помощи усилителя переменного тока. В зависимости от знака напряжения рассогласования фазочувствительный каскад управляет работой симметричного статического триггера в двухпозиционном регуляторе ВМ – 510М или двумя триггерами в трехпозиционном регуляторе ВЧ – 536М.
Триггеры подключены к обмоткам электромагнитных реле, которые обеспечивают включение и отключение исполнительных устройств в системе регулирования.
Влагорегуляторы ВМ – 510М и ВЧ – 536М выполнены в металлическом корпусе прямоугольной формы. Их соединяют с первичным преобразователем отдельным экранированным кабелем. Длина соединительного кабеля до 300 метров. Вероятность безотказной работы прибора за 2000 часов не менее 0,94. Ниже приводятся основные технические данные приборов.
| тип | ВМ – 510М | ВЧ – 536М |
| Диапазон регулируемой относительной влажности воздуха, % | 20…100 | 40…100 |
| Температура регулируемой среды, о С | 5…35 | 5…35 |
| Диапазон регулирования зоны возврата (нечувствительности) относительной влажности воздуха, % | 2…10 | 2…10 |
| Основная погрешность регулятора относительной влажности воздуха, %, и не более | 
| 
|
| Разрывная мощность контактов выходного реле, Вт: при напряжении переменного тока 220 В; при напряжении постоянного тока 220 В | ||
| Потребляемая мощность, Вт | ||
| Напряжение питания, В | ||
| Колебания напряжения питания, % | +10… – 15 | +10… – 15 |
| Частота переменного тока, Гц | 
| 
|
| Температура окружающей среды, о С | -30…+50 | -30…+50 |
| Относительная влажность воздуха при температуре окружающей среды 35о С, % | до 95 | До 95 |
| Габариты, мм | 
| 
|
| Масса, кг |
Заключение
Влажность газов, жидкостей и твердых материалов – один из важных показателей в технологических процессах. Влажность газов, например, необходимо измерять в сушильных установках, при очистке газов, в газосборниках, при кондиционировании воздуха и т.д. Измерение содержания воды в нефти, спиртах, ацетоне проводят в процессах нефтепереработки и нефтехимии, в пульпах – в производстве серной кислоты и минеральных удобрений. Измерение влажности твердых сыпучих материалов занимает важное место в производстве красок, минеральных удобрений, строительных материалов; влажность волокнистых материалов определяет качество продукции при производстве бумаги и картона. В данной курсовой работе мною были рассмотрены методы и средства измерения влажности, приборы для измерения влажности, а также регуляторы влажности, позволяющие контролировать влажность в помещении на необходимом уровне.
|
|
|
