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氧化铝湿度传感器

发布日期:2017-01-18来源:

氧化铝湿度传感器氧化铝湿度计是广泛使用的低湿测量技术, 可以在非常广泛的湿度范围内进行在线连续监测。

一.原理

氧化铝湿度计,其敏感器部分为一独特的氧化铝结构,该湿敏元件是用特殊的加工方法制成的。通常是将铝片(棒)进行氧化,形成厚度为一定,孔径均匀一致的氧化铝层,然后用真空蒸发法在氧化铝上镀上一层金膜,铝片基底和金层形成两个电极,用引线接出即构成一湿敏元件。在测量时,由于金层很薄,水蒸气分子可迅速透过,然后在氧化铝的孔壁上达到平衡,(其他分子不能透过)。进入空壁的中水分子数量与被测气体中的水蒸气压有函数关系。同时,氧化铝层所吸收水分子数决定了相应的电导率, 湿敏元件的电阻是一个具体的数值,也就可以成为水蒸气的直接量度。氧化铝湿敏元件反应非常迅速,当水蒸气浓度从10000 微克/升降至10 微克/升时,t63 小于5 秒钟。氧化铝湿度计测量水蒸气含量的范围是从露点/霜点+20℃到-120℃,相当于从20000 微克水/升到0.001 微克水/升。此仪器测量湿度的下限灵敏度比其他湿度计至少高两个数量级。

密析尔先进陶瓷氧化铝湿度传感器传统的氧化铝感湿元件的制作方法存在结构不稳定的问题。不稳定的层状结构会产生基层剥离,导致零点漂移,出现总是偏干的趋势。位于剑桥郡的英国密析尔仪表公司,和剑桥大学的专家一起创新研发了先进的陶瓷氧化铝传感器,采用了独特的陶瓷金属化技术和厚膜技术。陶瓷金属化是运用于半导体行业的技术。首先,在陶瓷上覆涂形成一层牢固均匀的纯铝, 得到具有高热稳定性,化学稳定性和极好的物理强度的传感器基层。与传统的酸性氧化形成氧化铝不同, 密析尔采用的是厚膜技术,在纯铝表面形成仅一微米厚的氧化铝层。这样形成的氧化层具有非常清晰的边界, 厚度均匀一致, 长期稳定性大为改进。和传统氧化铝湿度传感器相比,密析尔先进陶瓷湿度传感器最直接的表现是可以耐受诸如H2S这样的腐蚀性气体, 而且可以在30Mpa 的压力下长期正常工作, 即使压力出现骤变也完全没有问题; 对传统氧化铝传感器来说,这种情况会导致灾难性的后果。

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此外, 密析尔先进陶瓷湿度传感器还具有以下优点:

• 结构坚固牢靠

• 卓越的重复性和可靠的长期稳定性

• 反应速度快捷

• 露点范围宽

• 测量精度高达±1 °C露点

传感器技术

传感器的工作原理非常简单。在稳定的陶瓷基底上,上下两个导电层和多孔渗水的吸湿活性导形成如同“三明治”一样的结构。中间的吸湿活性层很薄,仅1微米厚,多孔的上导电层(0.1微米厚)引导水蒸气进入传感器内部。这样,当工业过程气体为干燥(启动)和有潮气侵入(动作)时,变送器对湿度变化会作出极其快速的反应。坚固可靠密析尔陶瓷湿度变送器除了对潮气变化神速敏感,而且因为结构异常坚固。为保护变送器避免污染和大颗粒子的侵蚀,变送器外壳使用的是烧结不锈钢或者特氟隆材料作为过滤保护。经过时间和实践应用的考验,密析尔陶瓷湿度变送器无论对纯净气体还是有腐蚀气体场所均能正常工作。探头可承受绝大多数种类的强酸介质-比如100%的硫化氢-在这样的情况下,密析尔用户说,其它传感器是无法幸存的。如果现场有油或其它液体或固体污染,可以用蒸馏水或高度纯净的溶剂如丙酮,或用两者一起清洁密析尔的变送器。如果按照密析尔制定的清洁程序清洁变送器传感探头,对传感探头不会有任何损坏,也不会影响变送器的校验精度。

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宽范围的工作压力

陶瓷湿度变送器不但能承受高压,还能安全而又灵敏地工作在快速变化的压力中。某些低质量劣等结构的露点变送器会由于工业过程突然增压或减压而损坏。而密析尔陶瓷湿度变送器结构设计充分考虑了这些应用场合的要求,能工作在30 MPa (300 bar)上限而无任何影响。真实完整的校验所有密析尔陶瓷湿度变送器校验覆盖了全露点范围从-100~+20°C露点,使用最先进

的电脑控制的、带质量流量监控器操作的湿度发生器,对每个变送器分别进行校验。露点校验的间隔为10°C。校验数据记录在单片处理存储器内。因而保证了变送器最佳校验精度,方便了再校准的执行,使用户能根据自己的质量保证要求保养密析尔的变送器。

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