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随着测量仪器朝向自动化、集成化、智能化发展,能防窃取、信息安全、保密性等级高等功能于一体的无线网络化技术



测量仪器是科学研究实验中不可缺少的基础仪器,在高质量发展新时期发挥的重要性不言而喻。随着测量仪器朝向自动化、集成化、智能化发展,分析测量仪器行业发展空间十分广阔。图片 1

作为国际竞争战略的重要标志性产业,传感器以其技术含量高、市场前景广阔等特点备受世界各国的关注。在传感器技术与制造工艺上,美、德、日等工业发达国家的###制造公司处于国际市场的###地位。从国际整体发展状况来看,传感器技术主要有以下几方面发展趋势。

直销温湿度计温湿度计用来测定环境的温度及湿度,以确定产品生产或仓储的环境条件。也应用于人们日常生活。应用较为广泛。
当空气中有很多水气时,我们说空气是潮湿的。湿度的概念经常使用相对湿度来形容空气中水气的多少。简单的说即是空气像是一条毛巾。如果你倒泻了一杯水,你能用一条毛巾吸收水。但其实毛巾其实可以吸收比一杯更多的水。或许他可以吸收五至十杯的水。空气中所拥有有的水气的数量只是空气中能够拥有的水气的一部分,因此相对湿度是一百分比。当相对湿度是百分之一百时,空气是饱和的。好像一条浸湿的毛巾一样,空气能不能再吸收水分。当相对湿度是百分之一百并且空气是饱和时,蒸发和沉积处在平衡状态。到达平衡时再次说明的蒸发增加的数量,作为水分沉淀物。水蒸汽在空中被叫为湿度。因为水蒸汽的分子这样细小所以他们不能被看出,研究湿度的人们已经发展有创造性的方法来测量水蒸汽的数量。湿度计的历史或许是里安纳度—-一个在15世纪在意大利里出生的人—是##个想出这一个仪器量度出空气中的水蒸气含量.。他将一干燥的棉花放在一个天砰的一侧上。然后他安置一个正是与棉花相同的重量的对象在天砰的另一侧。当干燥的棉花从空气吸收水蒸汽,它变得更重并且这个天砰的这侧开始降落。在两重量之间的不同是湿度的度量标准。科学家使用一台称为”psychrometer”的仪器测量相对湿度。”psychrometer”由两个绑在一起的温度计造成。一个温度计的泡被用清水浸过的材料包着。开始量度相对湿度时,要把psychrometer旋转直至被包着的温度计维持一个稳定的温度,而这温度一定比干的那个温度计低。实际的空气温度被干燥的那个温度计量度。在两温度之间的不同被叫为”wet-bulbdepression”是来自物质的水的蒸发的结果。科学家记录低干的温度计的温度和”wet-bulbdepression”,然后制成一个图表,来计算相对湿度。这个也是干湿球湿度计的工作原理。分类按测量方法分类*干湿球湿度计*露点湿度计*毛发湿度计*库伦湿度计*电化学湿度计*光学型湿度计按显示分类指针温湿度计和数字温湿度计按精度级别分类民用温湿度计和工业温湿度计湿度定义在计量法中规定,湿度定义为”物象状态的量”。日常生活中所指的湿度为相对湿度,用RH%表示。总言之,即气体中所含水蒸气量与其空气相同情况下饱和水蒸气量的百分比。湿度很久以前就与生活存在着密切的关系,但用数量来进行表示较为困难。对湿度的表示方法有####湿度、相对湿度、露点、湿气与干气的比值等等。测量方法温湿度计湿度测量从原理上划分有二、三十种之多。但湿度测量始终是世界计量领域中###的难题之一。一个看似简单的量值,深究起来,涉及相当复杂的物理-化学理论分析和计算,初涉者可能会忽略在湿度测量中必需注意的许多因素,因而影响传感器的合理使用。常见的湿度测量方法有:动态法(双压法、双温法、分流法),静态法,露点法,干湿球法和电子式传感器法。①
双压法、双温法是基于热力学P、V、T平衡原理,平衡时间较长,分流法是基于####湿气和####干空气的精确混合。由于采用了现代测控手段,这些设备可以做得相当精密,却因设备复杂,昂贵,运作费时费工,主要作为标准计量之用,其测量精度可达±2%RH以上。②
静态法中的饱和盐法,是湿度测量中常见的方法,简单易行。但饱和盐法对液、气两相的平衡要求很严,对环境温度的稳定要求较高。用起来要求等很长时间去平衡,低湿点要求更长。特别在室内湿度和瓶内湿度差值较大时,每次开启都需要平衡6~8小时。③
露点法是测量湿空气达到饱和时的温度,是热力学的直接结果,准确度高,测量范围宽。计量用的精密露点仪准确度可达±0.2℃甚至更高。但用现代光-电原理的冷镜式露点仪价格昂贵,常和标准湿度发生器配套使用。④
干湿球法,这是18世纪就发明的测湿方法。历史悠久,使用普遍。干湿球法是一种间接方法,它用干湿球方程换算出湿度值,而此方程是有条件的:即在湿球附近的风速必需达到2.5m/s以上。普通用的干湿球温度计将此条件简化了,所以其准确度只有5~7%RH,干湿球也不属于静态法,不要简单地认为只要提高两支温度计的测量精度就等于提高了湿度计的测量精度。⑤电子式湿度传感器法电子式湿度传感器产品及湿度测量属于90年代兴起的行业,
国内外在湿度传感器研发领域取得了长足进步。湿敏传感器正从简单的湿敏元件向集成化、智能化、多参数检测的方向迅速发展,为开发新一代湿度测控系统创造了有利条件,也将湿度测量技术提高到新的水平。这里需了解两点:##,由于湿度是温度的函数,温度的变化决定性地影响着湿度的测量结果。无论那种方法,精确地测量和控制温度是##位的。须知即使是一个隔热良好的恒温恒湿箱,其工作室内的温度也存在一定的梯度。所以此空间内的湿度也难以完全均匀一致。第二,由于原理和方法差异较大,各种测量方法之间难以直接校准和认定,大多只能用间接办法比对。所以在两种测湿方法之间相互校对全湿程(相对湿度0~100%RH)的测量结果,或者要在所有温度范围内校准各点的测量结果,是十分困难的事。例如通风干湿球湿度计要求有规定风速的流动空气,而饱和盐法则要求严格密封,两者无法比对。应用湿敏传感器在工业、农业、气象、医疗以及日常生活等方面都得到了广泛的应用,特别是随着科学技发展,对于湿度的检测和控制越来越受到人们的重视并进行了大量的研制工作。通常,理想的湿敏传感器的特性要求是,适合于在宽温、湿范围内使用,测量精度要高;使用寿命要长,稳定性好;响应速度快,湿滞回差小,重现性好;灵敏度高,线形好,温度系数小;制造工艺简单,易于批量生产,转换电路简单,成本低;抗腐蚀,耐低温和高温特性等。

1.传感器技术本身变革的3个方向:微型化、智能化和可移动性。

2.无线网络化技术应用。适应野外恶劣的自然环境与条件,能保持精度高、寿命长、高可靠和长期稳定性好,能防窃取、信息安全、保密性等级高等功能于一体的无线网络化技术。

3.运用新原理、新结构、新材料,以实现微功耗、低成本、高可靠性等参数指标的提升。如薄膜技术、光纤、纳米技术、人工假鼻、皮肤、人工手腕、髋关节等技术,动态模拟与动画、高倍与远程数据采集与仿真技术,为野外特殊环境下传感器配备和提供的微能量获取与收集技术。

4.研发更高技术和创新类产品,并重视产业化技术。如地震、飓风等自然灾害预报与监测类传感器产品。

5.拓展市场应用领域。如自然环境与生活基础设施类产品开发与工艺技术研究、复杂状况的各种产品结构设计。例如:跟踪沙漠、森林、海洋、大气等条件变化,以及桥梁、道路和建筑等各种无线网络传感器。

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