湿度传感器的生活应用

随着全球一体化，国内产品面临巨大挑战。各行业特别是传统产业都急切需

要进行改造和提升。湿度是影响纺织品质量的一个重要原因，在制药行业里和食品行业里，则基本上凭经验，很少有人使用湿度传感器或二氧化碳传感器。在农业方面各地建立了越来越多的新型温室大棚，种植蔬菜，花卉等；养殖业对环境的测控也日感迫切，对于空气的测量技术的需求也越来越大。对于传统的如二氧化碳传感器，二氧化碳变送器等的要求也越来越高。

现在在湿度测试领域大部分湿敏元件性能还只能在普通温度环境下使用。而在特殊情况下如印染行业在纱锭烘干中，温度能达到120摄氏度或更高温度；在食品行业中，食物的烘烤温度能达到80-200摄氏度左右；耐高温材料，如陶瓷过滤器的烘干等能达到200摄氏度以上。而普通的湿度传感器是很难测量的。

如何提升湿度传感器的性能，得先了解它的基本原理：高分子电容式湿度传感器通常都是在绝缘的基片诸如玻璃、陶瓷、硅等材料上，用丝网漏印或真空镀膜工艺做出电极，再用浸渍或其它办法将感湿胶涂覆在电极上做成电容元件。湿敏元件在不同相对湿度的大气环境中，因感湿膜吸附水分子而使电容值呈现规律性变化。

在设计和制作工艺中很难组到感湿特性全湿程线性。作为电容器，高分子介质膜的厚度d和平板电容的效面积S也和温度有关。温度变化所引起的介质几何尺寸的变化将影响C值。高分子聚合物的平均热线胀系数可达到 的量级。例如硝酸纤维素的平均热线胀系数为108x10-5/℃。随着温度上升，介质膜厚d增加，对C呈负贡献值；但感湿膜的膨胀又使介质对水的吸附量增加，即对C呈正值贡献。可见湿敏电容的温度特性受多种因素支配，在不同的湿度范围温漂不同；在不同的温区呈不同的温度系数；不同的感湿材料温度特性不同。

总之，高分子湿度传感器的温度系数并非常数，而是个变量。所以通常传感器生产厂家能在-10-60摄氏度范围内是传感器线性化减小温度对湿敏元件的影响。 当前在湿敏元件的开发和研究中，电阻式湿度传感器应当最适用于湿度控制领域，其代表产品氯化锂湿度传感器具有稳定性、耐温性和使用寿命长多项重要的优点。

任何行业的工作都离不开空气，而空气的湿度又与工作、生活、生产有直接联系，使湿度的监测与控制越来越显得重要。湿度传感器的应用主要有如下几个方面：

（1） 气候监测 天气测量和预报对工农业生产、军事及人民生活和科学实验等方面都有重要意义，因而湿度传感器是必不可少的测湿设备，如树脂膨散式湿度传感器已用于气象气球测湿仪器上。

（2） 温室养殖 现代农林畜牧各产业都有相当数量的温室，温室的湿度控制与温度控制同样重要，把湿度控制在农作物、树木、畜禽等生长适宜的范围，是减少病虫害、提高产量的条件之一。

（3） 工业生产　在纺织、电子、精密机器、陶瓷工业等部门，空气湿度直接影响产品的质量和产量，必须有效地进行监测调控。

（4） 物品储藏　各种物品对环境均有一定的适应性。湿度过高过低均会使物品丧失原有性能。如在高湿度地区，电子产品在仓库的损害严重，非金属零件会发霉变质，金属零件会腐蚀生锈。

（5） 精密仪器的使用保护　许多精密仪器、设备对工作环境要求较高。环境湿度必须控制在一定范围内，以保证它们的正常工作，提高工作效率及可靠性。如电话程控交换机工作湿度在55 % ±10 %较好。温度过高会影响绝缘性能，过低易产生静电，影响正常工作。

氯化锂湿敏器件属于电解质感湿性材料，氯化锂电解质感湿液依据当量电导随着溶液浓度的增加而下降。电解质溶解于水中降低水面上的水蒸气压的原理而实现感湿。 氯化锂湿度传感器其特有的长期稳定性是其它感湿材料不可替代的，也是湿度传感器最重要的性能。经过感湿混合液的配制和工艺上的严格控制是保持和发挥这一特性的关键。

传感器在人们的生活拌演着不可或缺的角色，相信随着科学的进步，它们的性能将会最来最好。