Der Feuchtigkeitssensor wird auch als Hygrometer bezeichnet. Es handelt sich um ein Gerät zur Messung der Luftfeuchtigkeit in einem Raum. Letzteres ist sowohl für das tägliche Leben als auch für Produktionsprozesse wichtig.
Zu Hause ist die Luftfeuchtigkeit wichtig für das Wohlbefinden der Bewohner eines Hauses. Was die Produktionsprozesse betrifft, so sind einige Geräte empfindlich gegenüber der Luftfeuchtigkeit und werden sogar an diese angepasst.
Inhalt
Terminologie
Es ist wichtig zu verstehen, was Luftfeuchtigkeitssensoren sind, da nicht alle Benutzer wissen, wofür sie verwendet werden.
Es gibt einen Sensor für absolute und einen für relative Luftfeuchtigkeit. Ersteres bezieht sich auf die genaue Menge an Wasser in der Luft (gemessen in g/cc). Der Feuchtigkeitsgehalt kann auch in Prozent angegeben werden. Für diese Angabe gilt eine Obergrenze von 100 %. Sie wird auch als maximale Sättigungsschwelle bezeichnet. Ein anderer Name dafür ist Wassersättigung. Hier beginnt der Kondensationsprozess.
Es besteht eine Korrelation zwischen der Feuchtigkeitskapazität und der Umgebungstemperatur. Je höher die Temperatur, desto mehr Feuchtigkeit kann sich im gleichen Luftvolumen sammeln. Aus diesem Grund sind sowohl digitale als auch analoge Geräte häufig zusätzlich mit einem Temperatursensor ausgestattet.
Das Verhältnis zwischen dem Feuchtigkeitswert und der absoluten Luftfeuchtigkeit ist die relative Luftfeuchtigkeit. Wenn diese Werte gleich sind, tritt ein Zustand ein, der "Taupunkt" genannt wird.
Sie müssen diese Terminologie verstehen, bevor Sie ein Gerät kaufen, da die Sensoren nach einer Reihe von Kriterien ausgewählt werden.
Arten von Sensoren und ihre Funktionsweise
Feuchtigkeitssensoren gibt es in verschiedenen Ausführungen. Auf dem Markt gibt es vier Haupttypen:
- Ein kapazitiver Feuchtigkeitsdetektor. Es handelt sich um einen Luftkondensator. Die Geräte werden sowohl für Industrieanlagen als auch für Haushaltsgeräte verwendet. Strukturell besteht ein solches Hygrometer aus einem Substrat, auf dem sich ein Dünnschicht-Polymerelement befindet. Das Substrat wird aus Keramik, Glas oder Silizium hergestellt. Die Vorteile dieser Geräte liegen darin, dass sie bei hohen Temperaturen arbeiten können und in der Industrie ihre Beständigkeit gegen chemische Dämpfe wichtig ist.
- Resistiver Sensor. Sein Funktionsprinzip beruht auf der Änderung des Widerstandswerts eines hygroskopischen Materials, die in Abhängigkeit vom Feuchtigkeitsgehalt auftritt. Detektoren dieser Art werden meist in Haushalten eingesetzt.
- Psychometrischer Sensor. Die Funktionsweise beruht auf der Tatsache, dass die Wärme durch Verdunstung verloren geht. Bei dieser Konstruktion werden zwei Detektoren verwendet: ein Trocken- und ein Nassdetektor. Der Temperaturunterschied wird gemessen, wodurch der Feuchtigkeitsgehalt der Luft bestimmt werden kann. In der Vergangenheit wurden solche Zähler seltener verwendet, da man ständig mit Tabellen nachsehen musste. Heutzutage sind sie digitale Instrumente mit hoher Genauigkeit und sehr einfach zu bedienen.
- Ansaugsensoren. Sie ähneln den psychometrischen Geräten, sind jedoch mit einem Ventilator ausgestattet, der ein Gas- oder Luftgemisch vorantreibt. Es ist ratsam, solche Geräte dort zu installieren, wo die Luftbewegung schwach und unregelmäßig ist.
Unabhängig davon, ob Sie einen kapazitiven oder psychometrischen Sensor für die relative Luftfeuchtigkeit einsetzen, sind Sie an Zuverlässigkeit interessiert. Das heißt, wie gut das Gerät unter feuchten Bedingungen funktioniert, welche Faktoren seine Genauigkeit beeinträchtigen können und so weiter.
Konstruktion von Widerstandsdetektoren
Feuchtigkeitsdetektoren dieser Art müssen Änderungen des elektrischen Widerstands in einer hygroskopischen Umgebung erkennen. Dabei handelt es sich um Materialien wie Salz, leitfähiges Polymer oder andere Arten von Substraten. Meistens wird immer noch die zweite Option verwendet. Um die Prinzipien der Bestimmung zu verstehen - wie man mit diesem Gerät die Feuchtigkeit misst -, muss man sich mit seiner Konstruktion befassen.
Bei den resistiven Feuchtesensoren handelt es sich um Elektroden aus einer Metalllegierung, die mit Hilfe eines Fotowiderstands auf ein Substrat aufgebracht werden, oder um Elektroden, die auf einen Kunststoff- oder Glaszylinder gewickelt sind. Das Substrat wird mit dem zuvor erwähnten leitfähigen Polymer oder einer Kochsalzlösung beschichtet. Manchmal wird das Substrat mit einer anderen chemischen Verbindung, einschließlich Säure, behandelt.
Wenn Wasserdampf auf die Sensorelemente trifft, zersetzen sich die Ionengruppen, was die elektrische Leitfähigkeit erhöht. Diese wird gemessen und hilft bei der Bestimmung des Feuchtigkeitsgrades.
Ein Sensor dieser Art arbeitet schnell genug. Die meisten Modelle haben eine Reaktionszeit von 10-30 Sekunden. Der Widerstandsbereich reicht von 1 kOhm bis 100 mOhm. Tragbare Mehrkomponentensensoren haben weniger Funktionen als ihre teureren Gegenstücke. Aber für den Hausgebrauch ist das ausreichend.
Die Verwendung eines solchen elektronischen digitalen Feuchtesensors ermöglicht eine gute Messgenauigkeit. Sie werden in einem speziellen Computersystem kalibriert.
Resistive Sensoren sind resistent gegen Umwelteinflüsse. Sie können zwischen -40°C und +100°C betrieben werden. Darüber hinaus haben solche Geräte auch in der Produktion eine normale Lebensdauer von mindestens 5 Jahren, von der häuslichen Nutzung ganz zu schweigen.
Aber es kommt darauf an, an welcher Stelle sie installiert werden. Wenn sie ständig chemischen Dämpfen oder Ölen ausgesetzt sind, verkürzt sich ihre Lebensdauer.
Ein kurzer Überblick über die auf dem Markt erhältlichen Geräte und ihre Anwendungen
Wenn man Kondenswasser auf dem Badezimmerspiegel sieht, denkt man an den Einbau eines Feuchtigkeitsreglers im Raum. Vor allem, wenn dort mehrere Elektrogeräte gleichzeitig in Betrieb sind. Die Wahl eines Feuchtemelders für das Badezimmer sollte verantwortungsbewusst getroffen werden.
Unter den Widerstandsgeräten gilt das SYH-2RS als eine gute Wahl. Er kann bei Temperaturen bis zu +85 °C betrieben werden und hat gute technische Eigenschaften. Die Genauigkeit des Sensors beträgt nur ca. 5%. Einer der Vorteile ist seine kompakte Bauweise.
Das Gehäuse ist weniger als 2,9 mm dick und ca. 10 mm lang; einmal installiert, ist das Gerät praktisch unsichtbar und beschädigt den Innenraum nicht. Es wird mit einer 220-Volt-Stromversorgung betrieben.
Wie viele moderne Sensoren kann er sogar den Hauptnachteil von Widerstandsgeräten überwinden, nämlich die Verringerung der Messgenauigkeit bei Kondenswasserbildung. Meistens werden jedoch stattdessen billigere chinesische Äquivalente verwendet.
Unter den im Reich der Mitte hergestellten Produkten werden die meisten Sensoren von unbekannten Herstellern produziert. Von den chinesischen Modellen sind das DHT22 und das DHT11 die beliebtesten. Die zweite Version kostet weniger, aber die erste ist von höherer Qualität.
Diese Geräte werden gleichzeitig mit einem Ventilator installiert. Deshalb sparen manche Hausbesitzer einfach an den Sensoren und bevorzugen chinesische Produkte, obwohl diese einen geringeren Temperaturbereich haben und die Lebensdauer nicht bis zu 5 Jahre betragen kann.
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