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无机电解质湿度传感器

时间:2008/11/13 9:20:00  作者:  来源:IC72  浏览人数:1273
 
 

      无机电解质是以离子导电的物质,典型的是氯化锂湿敏元件。

      氯化锂湿敏元件敏感机理

      氯化锂是典型的离子晶体。氯化锂溶液中的Li和Cl是以正、负离子形式存在。

      当溶液置于一定湿度环境中,若环境相对湿度高,氯化锂吸收水分而使其电离程度提高,导电能力增强,从而使氯化锂湿敏元件电阻降低;反之,环境相对湿度变低.氯化锂将释放出部分水分而使其电离程度下降,导电能力下降,其电阻上升;所以用氯化锂湿敏元件可实现对相对湿度的测量(个人理解,与p310理解角度不同)。

      P310:不挥发盐(加氯化锂)溶解于水,降低了水的蒸气压,同时盐的浓度降低,电阻率增加(水的蒸气压越低,盐的浓度越低,电阻率越高?à相对湿度越小,电阻越高)。

      ①、登莫(Dunmore)式

      结构

      登莫式传感器是在聚苯乙烯圆管上做出两条相互平行的铝引线作为电极,在该聚苯乙烯管上涂覆一层经过适当碱化处理的聚乙烯醋酸盐和氯化锂水溶液的混合液,以形成均匀薄膜。若只采用一个传感器件,则其检测范围狭窄。因此,设法将氯化锂含量不同的几种传感器组合使用,使其检测范围能达到(20一90)%的相对湿度。

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      A为用聚苯乙烯包封的铝管;B为用聚乙烯醋酸盐覆盖在A上的铝丝。

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      氯化锂湿敏特性曲线

      ②、浸渍式(1)

      浸渍式传感器是在基片材料上直接浸渍氯化锂溶液构成的。这类传感器的浸渍基片材料为天然树皮。在基片上浸渍氯化锂溶液。

      这种方式与登莫式不同,它部分地避免了高湿度下所产生的湿敏膜的误差。由于采用了表面积大的基片材料,并直接在基片上浸渍氯化锂溶液,因此这种传感器具有小型化的特点。它适应于微小空间的湿度检测。

      但是,与登莫式传感器一样,若仅使用一个这种传感器,则所能检测的湿度范围狭窄。因此,为了能够对传感器材料所能检测的整个湿度范围((20一90)%的相对湿度)都能进行检则,就必须使用几个特性不同(改变氯化锂溶液浓度的器件)的传感器。

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      玻璃带上浸LiCl湿度传感器结构

      如图所示,阻值的对数与相对湿度(50一85)%RH成线性关系;

      同样,若仅采用一支传感器,则所能检口的湿度范围也较窄。应设法用(1-1.5)%不同浓度的氯化锂来检测(40一80)%RH范围的湿度。这样就能完成整(20一80)%RH湿度范围的检测。

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      玻璃带上浸LiCl湿度传感器感湿特性曲线

      ③、光硬化树脂电解质湿敏元件

      将树脂、氯化理、感光剂和水按一定比例配成胶体溶液,浸涂在蒸镀有电极的塑料基片上,干燥后放置在紫外线下、助膜剂曝光并热处理,即可形成耐温耐湿的感湿膜。

      它可在80℃湿度下使用,并且有较好助耐水性,不怕“冲蚀”,从而提高了元件的性能。

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