【HETA】空调设备冬季防结霜，竟是它在起关键作用！
感测“露点”的湿度感测器一般应用在空调设备内的防止结霜系统，是设备重要的组成部分。今天我们就来看一看能防止结霜的湿度感测器的原理、类型、精度等。
湿度传感器是个什么鬼？湿度是表示环境中含水量的一个指标，空气的干湿程度叫做“湿度”。而湿度传感器测量的类型更加广泛，根据测量的指标进行区分，湿度传感器可以分为相对湿度、绝对湿度与露点这三种。湿度的表达方式序号名称单位1绝对湿度g/m32相对湿度%RH3水蒸气分压Pa4露点td5水分含量ppm6潮湿度g/kg7蒸汽浓度g/cm38蒸汽浓度g/kg9热含量kJ/kg在日常生活中的湿度测量是“相对湿度”的测量，用%RH表示，比较容易发现的有空调、冰箱、婴儿保温箱等，它们会用到湿度传感器进行实时检测。
相对湿度是绝对湿度与饱和湿度之间的比，它的值显示水蒸气的饱和度有多高。比如说相对湿度50%表示空气含有达到同温度的空气的饱和点的一半的水蒸气量。相对湿度超过100%的空气中的水蒸气一般凝结出来。随着温度的增高空气中可以含的水就越多，也就是说，在同样多的水蒸气的情况下温度升高相对湿度就会降低。由此可见，湿度是和温度息息相关的，湿度的舒适度不能脱离温度。例如：对人体比较适宜的相对湿度为：夏季室温25℃时，相对湿度控制在40%－50%比较舒适；冬季室温20℃时，相对湿度控制在60%－70%。湿度的检测和分类对于湿度的检测人类发明了很多方法，根据工作原理的不同进行分类，一般有：1、伸缩式这是使用历史较久的传感器， 如最早出现的毛发湿度计。主要是根据测定材料的在不同湿度时伸缩不同进行湿度测量， 材料选用毛发、尼龙丝等。由于毛发、尼龙丝湿度敏感元件的反应速度慢，相对湿度与输出位移量的变化不成线性关系，使用的时间长久之后，易塑性变形和老化，但这种敏感元件因具有构造简单，工作可靠，价廉和不需要经常维护等优点，虽然精度不高(一般为±15%)，但能满足舒适性空调等一般要求。毛发湿度计的构造如下图：
毛发湿度计构造原理图
一种毛发湿度计2、蒸发式也称为干湿球湿度计，利用当大气压力和风速不变时，水分蒸发时必须向外界吸收热能这一效应研制而成。方法是采用两个相同的温度传感器分别放于被测湿度场和饱和湿度场中，当空气中的相对湿度发生变化时， 两个温度传感器就会出现差值，从而测定空气中的相对湿度。
干湿球湿度计原理图
一种干湿球测量湿度样式Wet-bulb Pluses:可靠、简单，便于维护，无需校准，容易判断是否故障，仅有两种典型失效情况：湿球纱布需要更换或者供水失效。湿球纱布更换的成本低廉。3、露点式当一固体冷却至足以使周围水蒸气凝固时，固体上面开始结露。测出此物体表面的温度，即露点温度。获得此量后， 再加上温度和气压，就可以换算为任何需要的湿度表示。4、电子式利用材料的电特性与空气中湿度变化呈现一定的关系确定气体湿度。主要有：①电阻式，利用吸湿性能较好的物质吸附水汽后电阻发生变化而制得， 但由于电阻受温度影响较大， 固有的温度系数使其不能工作在很宽的温度范围内。②电容式，利用感湿材料吸水后介电常数发生变化而改变电容值。它与电阻型湿度计相比有显著的优势：灵敏度高， 功耗低， 温漂小， 其优良的性能受到了科学家们的普遍关注。由于易于与COMS工艺相结合， 便于实现小型化、集成化， 因此现在市面上出售的湿度计绝大部分都是电容型的。
一种湿度传感器结构示意图
湿度传感器
一种湿度传感器样式湿度传感器如何选型？生产厂商往往是分段给出其湿度传感器的精度的。如中、低湿段(0一80%RH)为±2%RH，而高湿段(80—100%RH)为±4%RH。而且此精度是在某一指定温度下(如25℃)的值。如在不同温度下使用湿度传感器．其示值还要考虑温度漂移的影响。众所周知，相对湿度是温度的函数，温度严重地影响着指定空间内的相对湿度。温度每变化0.1℃。将产生0.5%RH的湿度变化(误差)。使用场合如果难以做到恒温，则提出过高的测湿精度是不合适的。因为湿度随着温度的变化也漂忽不定的话，奢谈测湿精度将失去实际意义。所以控湿首先要控好温，这就是大量应用的往往是温湿度—体化传感器而不单纯是湿度传感器的缘故。
图：某湿度传感器的内部结构多数情况下，如果没有精确的控温手段，或者被测空间是非密封的，±5%RH的精度就足够了。对于要求精确控制恒温、恒湿的局部空间，或者需要随时跟踪记录湿度变化的场合，再选用±3%RH。以上精度的湿度传感器，与此相对应的温度传感器．其测温精度须足±0.3℃以上，起码是±0.5℃的。而精度高于±2%RH的要求恐怕连校准传感器的标准湿度发生器也难以做到，更何况传感器自身了。国家标准物质研究中心湿度室的文章认为：“相对湿度测量仪表，即使在20—25℃下，要达到2%RH的准确度仍是很困难的。”湿度传感器的测量范围和测量精度1、测量范围和测量重量、温度一样，选择湿度传感器首先要确定测量范围。除了气象、科研部门外，搞温、湿度测控的一般不需要全湿程（0-100%RH）测量。在当今的信息时代，传感器技术与计算机技术、自动控制技术紧密结合着。测量的目的在于控制，测量范围与控制范围合称使用范围。当然，对不需要搞测控系统的应用者来说，直接选择通用型湿度仪就可以了。2、测量精度和测量范围一样，测量精度同是传感器最重要的指标。每提高—个百分点．对传感器来说就是上一个台阶，甚至是上一个档次。因为要达到不同的精度，其制造成本相差很大，售价也相差甚远。例如进口的1只廉价的湿度传感器只有几美元，而1只供标定用的全湿程湿度传感器要几百美元，相差近百倍。所以使用者一定要量体裁衣，不宜盲目追求“高、精、尖”。生产厂商往往是分段给出其湿度传感器的精度的。参照以上传感器的选型讲述，在不同温度下使用湿度传感器，其示值还要考虑温度漂移的影响。