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电解质湿度传感器工作原理

发布时间:2010-02-20 18:00:49  来源:资料室    作者:   更新20171217 130422

1. 构造与原理
电解质湿度传感器,早在1938 年就已经被开发出来了,例如:氯化锂(LiCl)与聚醋酸乙烯(polyvinyl acetate)混合的感湿材料,其制作方式是在聚苯乙烯(polystyrene)圆筒上,以二条钯(Pd)线平行卷绕成电极,再涂上聚醋酸乙烯(polyvinyl acetate)与氯化锂(LiCl)水溶液的混合物,再经干燥处理,即成感湿材料。如图1 所示即为其构造,当LiCl 膜吸湿时,Li+离子在膜中容易移动,使两钯电极间之阻抗减少,因此由测定电极间的阻抗,可得知湿度的变化。图2 所示为其特性曲线,由图中可知其湿度测定范围较窄,约在30%RH 之内,但是此类的传感器有一方法可改善测湿范围,即在材料中加以改进,因 LiCl的掺杂量高低会影响测定湿度范围,因此可以准备数个 Cl 含量不同的传感器,同时测试即可。

图1 电解质湿度传感器的构造

图2 中A、B、C 三条特性曲线即为不同LiCl量造成的不同测试范围。但是由于使用多个传感器将造成测定上的不便,若要改进此一缺点,可由玻璃纤维制的带状物吸入LiCl 或以植物芯渗入 LiCl 溶液等取代聚苯乙烯圆筒,特别是后者被实用化而应用在物理 及化学上的测定之用。图3为植物芯中渗入LiCl湿度传感器的特性曲线,若和图2比较,其测定范围扩大至90%RH。

图2 电解质传感器特性

A:LiCl 12.2%
B:LiCl 1.0%
C:LiCl 0.25%


图3 植物芯渗入LiCl 的湿度传感器特性
(测定湿度范围较广)
2. 特性:
电解质湿度传感器本身体积很小约(4mm×8mm×0.5mm),故一般用来测定狭小空间的湿度及湿度分析,测定时不像干湿球式湿度计,会受风速影响,故可连续测定,其测定之精密度约在±3%之内。另外在使用时要注意的是感湿剂 LiCl易溶于水,故置于结露状态下,感湿剂会流出,将大大影响其特性,使用者需特别注意。


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