湿度计用于光谱仪器室的湿度自动控制

研究了用湿度计作传感器的湿度自动控制系统。经长时间的运行证明，该系统具有可靠、实用和价廉的特点，完全能满足光谱仪器室的实际需求。     

基于C#的湿度传感器校准平台设计

针对大量湿度传感器出厂或使用前需要定标或进行误差补偿的技术需求,本文基于C#语言和SQL数据库技术,构建了一种采用传感器融合算法的大批量湿度传感器数据自校准平台。首先通过饱和盐溶液构建标准湿度环境,然后通过MT4080D数字电桥对待校准湿度传感器进行多次测量,之后把测量值矩阵和标准值导入基于最小二乘和加权融合算法的平台进行处理,得到不同固定点湿度环境下传感器标定和补偿的校准数据。该设计实现了操作简单,成本低廉,响应时间短,运算速度快的湿度传感器的软件校准算法平台,具有一定实际应用价值。     

简易头发湿度计

利用头发随着空气湿度增加而伸长、降低而皱缩特性,制作了简易头发湿度计,并探究了头发伸长量与相对湿度的关系.结果表明:湿度较低时,单位湿度变化引起的头发伸长量较大;头发原长越长,当湿度变化时头发总的伸长量越长.应用自制简易头发湿度计测量了环境的湿度,测量结果与标准湿度计基本一致.     

声学湿度传感器

空气中的声速取决于空气中水分的含量。本文所介绍的湿度传感器就是通过测量空气中水分对声速的影响来测量空气中水分的容积百分率。传感器唯一暴露在受检测环境部分是一对不锈钢管(见图1)。该传感器非常结实,可用于恶劣环境,如用于纸厂控制纸张干度的环境,大多数湿度传感器是不能在那种场合工作的。 根据热力学基本原理和气体动力学理论,空气中水蒸气的容积百分率x与声速有下列关系:     

聚酰亚胺(PI)薄膜用于光纤布拉格光栅湿度传感器的特性分析

研究了湿敏聚合物--聚酰亚胺(PI)薄膜用于光纤布拉格光栅湿度传感器的原理及应用,并对其传感特性进行了分析与测量.实验表明:镀有聚酰亚胺(PI)薄膜的光纤布拉格光栅的反射峰位置漂移量与湿度呈线性关系,容易标定,实现了对湿度的高精度测量.用这种材料制作的湿度传感器比其他类型湿度传感器性能优越.     

金属—Al2O3—硅结构湿度传感器

金属-Al2O3-硅结构(以下简称Si-MOS)电容型湿度传感器主要用于三个方面:微电子器件及IC气密封装内腔气相湿度的非破坏性检测;器件及IC封装工艺保护气氛湿度的在线监测;各种永久性气体中微量水分的连续监测.在物理研究中,还可对混合气相中的水分压进行连续检测. 微电子器件封壳内的水汽含量过高,会使器件或IC发生金属弥散、MOS反型、布线长毛分枝以及其他失效;估计因湿气过高所导致的失效要占器件总失效的50%以上.Si-MOS湿度传感器正是为了满足这种检测需要和控制工艺过程而发明的,因此具有重大的实用意义. 一般高可靠性器件的内腔体…     

探空湿度测量太阳辐射误差修正流体动力学研究

针对太阳辐射加热导致的误差显著限制了相对湿度测量的准确度,提出一种新颖的相对湿度误差修正方法—–基于流体动力学的数值分析法.在流体-固体耦合传热数值模拟分析中考虑探空湿度传感器的外部热环境情况,施加对流-太阳辐射耦合热边界条件,建立了地面到32 km高空不同气压和温度条件下探空湿度传感器的温度误差分析模型.结合Goff-Gratch饱和水汽压逼近公式,进而提出了相应的相对湿度误差流体动力学数值分析模型,并且着重研究了太阳辐射方向、传感器尺寸、反射率和衬底材料热导率等物理参数对相对湿度误差的影响.分析数值仿真结果表明:随着海拨的升高,其与太阳辐射加热引起的相对湿度误差之间存在非线性的单调递增关系;太阳辐射方向对于湿度测量精度的影响显著,当太阳辐射方向垂直于传感器正面时误差最大、传感器顶部时次之、侧面时误差最小;虽然通过减小探空湿度传感器的尺寸、降低衬底材料的热导率以及提高反射率均可以一定程度地降低太阳辐射加热引起的相对湿度误差,但是在低气压高空条件下,太阳辐射加热误差对于湿度准确性的影响仍然十分明显,需加以修正.与实验结果对比表明,基于流体动力学模拟仿真的相对湿度误差数值分析法为辐射误差修正提供了一种新的途径.     

光纤布拉格光栅嵌入SMS光纤结构的湿度传感器

提出了一种基于光纤布拉格光栅嵌入单模-多模纤芯-单模(single-mode-multimode fiber core-single mode, SMS)光纤结构的湿度传感器。当环境湿度变化时,SMS光纤结构的干涉光谱会发生漂移,而光纤布拉格光栅对湿度不敏感,其纤芯基模保持不变。因此利用SMS光纤结构对环境湿度的敏感性去调制光纤布拉格光栅纤芯基模,通过检测光纤布拉格光栅纤芯基模的反射能量变化就可以实现湿度测量。数值模拟了SMS光纤结构的内部光场分布规律,理论计算了不同环境折射率时,多模纤芯的长度、直径对SMS光纤结构输出能量耦合系数的影响。理论模拟表明,随着环境折射率变化,SMS光纤结构中传输的纤芯基模的输出能量耦合系数会发生变化。同时制作了传感器样品并对其进行了传感实验研究,实验结果表明多模纤芯长35 mm、纤芯直径为85 μm的传感器在45%～95%RH湿度变化范围内,湿度灵敏度为0.06 dBm·(%RH)-1。在20～80 ℃温度范围内,传感器的温度灵敏度为0.008 nm·℃-1,温度所带来的湿度测量误差为0.047%RH·℃-1。传感器具有制作简单、灵敏度高、反射式能量检测等优点,在湿度测量领域有一定的应用价值。     

电阻和电容型湿度传感器的物理性能及其应用

1 引言 在电子科学技术日益发达的今天,人类对自身的生活环境及工作环境要求越来越高.湿度的监测与控制在国民经济各个部门,如国防、科研、煤炭开采和井下监测以及人民生活等诸多领域有着非常广泛的应用.     

石墨烯量子点法布里珀罗光纤湿度传感器

制作了一种利用普通单模光纤和石墨烯量子点材料共同构建的法布里珀罗湿度传感器.利用搭建的实验系统,在环境相对湿度11%RH～85%RH范围内进行了湿度响应实验,并对湿度上升和下降过程分别进行了测量.湿度上升过程中灵敏度为0.560 6nm/RH%,线性度为0.999 47;湿度下降过程中灵敏度为0.565 5nm/RH%,线性度达0.999 36.实验结果表明,该湿度传感器具有较高的响应灵敏度、较好的线性响应特性和测量重复性.另外对该传感头的温度响应特性进行实验研究,得到了较好的线性响应结果,温度响应灵敏度为0.035nm/℃,残差平方和为0.012 41,灵敏度标准差为2.305×10-4,湿度响应灵敏度约为温度响应的17倍.对其动态响应特性进行了典型测试,在相对湿度43%条件下得到了干涉光谱波长漂移的动态响应数据,得到了较快的动态响应,其响应时间和恢复时间分别为6.5s和9.0s.研究结果为研制低成本、易制作、高灵敏的光纤湿度传感器提供了一种有益的探索.     

基于光纤锥级联结构的湿度传感器

提出了一种基于普通单模光纤粗锥级联结构的马赫-曾德尔干涉湿度传感器.将两根单模光纤对芯熔融成一个粗锥,并依次级联,形成光纤锥-单模光纤-光纤锥-单模光纤-光纤锥结构.外界环境湿度、温度的改变使传感器的纤芯基模和包层模的光程差发生改变,引起传感器干涉光谱发生变化.通过监测干涉谱波长和能量的变化实现对外界物理量的测量.实验结果表明,当空气中湿度在35~95%RH范围内变化时,传感器的湿度灵敏度为-0.065dB/%RH,线性度为0.997;当温度在30~80℃范围内变化时传感器的温度灵敏度为69.4pm/℃,线性度为0.998.该传感器可以避免温湿度的交叉影响,实现单参量的同时在线区分测量.     

基于FPGA的智能建筑湿度检测控制系统设计

在信息化社会,智能建筑越来越多的被提及,智能建筑是指对建筑内外信息交换、舒适性、便利性和节能性的要求;建筑物室内湿度是人们在其中生活、工作、生产的重要考量因素;而随着技术发展,以高效稳定的FPGA芯片为核心的控制系统开始向智能建筑领域应用部署;因此文章提出并设计了基于FPGA的智能建筑湿度检测控制系统方案;文中采用硬件分析和软件设计相结合的方法;硬件分析需要对系统做一个整体把握并寻找经济实惠、稳定可靠的芯片,硬件的可靠是系统稳定工作的前提;软件设计需要将系统的工作方式和实际可能遇到的问题考虑进去,提高系统的容错能力;最后软硬结合并实验实践操作验证系统的可靠性;在实验结果中,该系统可以有效的调节室内的湿度并根据遇到的问题发出警告提示;得出结论,以FPGA控制器为核心的系统,可以担起智能建筑的湿度检测控制任务,并稳定工作。     

基于光纤锥和纤芯失配的Mach-Zehnder干涉湿度传感器

介绍了一种简单且灵敏度较高的Mach-Zehnder干涉湿度传感器.将单模光纤和多模光纤渐变熔接光纤锥,色散补偿光纤被熔接在两个多模渐变光纤之间,形成了单模光纤-光纤锥-多模渐变光纤-色散补偿光纤-多模渐变光纤-光纤锥-单模光纤结构的传感器.光纤锥起到了增加包层模能量的作用,两个多模渐变光纤节点作为光耦合器,从而形成光纤Mach-Zehnder干涉仪.外界环境湿度的变化,将使得传感器透射谱能量发生变化,通过测量干涉谱波峰峰值能量实现对湿度的测量.实验结果表明干涉谱波峰峰值能量与环境湿度之间存在良好的线性关系.当环境湿度在35%RH—85%RH范围内变化,一段由20 mm色散补偿光纤组成的传感器,其灵敏度为-0.0668 dB/%RH,相关度为0.995.该传感器结构紧凑、尺寸小、制造工艺简单,这使其可以被广泛用于湿度测量.     

快速响应恢复的PI-SiO2/NiI2比色湿度传感器

有机-无机杂化型比色湿度传感器可通过电学信号和颜色变化获取环境湿度,并因其特征颜色区分度高、稳定性好、制备工艺简单等优点,在湿度监测领域具有广阔的应用前景,但其通常响应恢复时间长,从而不利于湿度实时监测.本文在聚酰亚胺(PI)-碘化镍(NiI₂)有机无机杂化材料中掺杂纳米SiO₂微球制备得到PI-SiO₂/NiI₂复合薄膜及比色湿度传感器,对其表面形貌和湿敏特性进行了研究.结果显示, PI-SiO₂/NiI₂薄膜具有蜂巢状的表面形貌,传感器的特征颜色显著,湿度响应时间小于1.5 s,恢复时间小于18 s.研究表明,纳米SiO₂微球掺杂能够较为显著地改善有机-无机杂化型比色湿度传感器的响应恢复特性,这对于传感器性能的提升具有一定参考意义.     

基于倏逝波的锥形光纤马赫-曾德尔湿度传感器

提出了一种基于倏逝波原理的光纤马赫-曾德尔湿度传感器,传感器是在2个单模光纤粗锥的传感臂中心通过绝热火焰熔融拉锥处理而成。光由传感器输入端传入,经过第1个粗锥时,将激发出若干高阶模,各模式光传输经过细锥区进入第2个粗锥时被耦合进入传感器输出端。当外界湿度变化时,细锥区倏逝场随之变化,最终导致透射谱能量变化。通过测量透射谱能量变化,可以实现环境湿度传感测量。实验结果表明,在35%~85%RH的湿度变化范围内,透射谱的能量具有相同变化趋势,处于水蒸气吸收峰附近的干涉谷湿度响应灵敏度可达0.157 dBm/%RH,温度交叉灵敏度仅为0.014 %RH/ ℃。该传感器因其制作简单、灵敏度高,温度交叉敏感小等特点,具有很好的应用前景。     

干湿表测量氢冷发电机氢气湿度的研究

1引言在我国火力发电厂中，目前普遍使用阿斯曼通风式干湿表测定氢冷汽轮发电机内冷却介质氢气的绝对湿度，在实际测量中由于没满足干湿表使用所需的测量条件和测量操作不得法，所以测量结果相对偏差很大。往往是同一时刻、同一工况下、不同的测量者得出差别很大的测量结果，这种相对误差可高达30～50％。这种状况往往造成对发电机氢气湿度监控的误导而导致发电机内湿度严重超标，已经诱发了多次机组事故，给国民经济造成了巨大损失[1]。因此弄清干湿表测定氢冷发电机氢气湿度的误差来源，找到消除误差的措施对于发电机氢气湿度实施准确严格…     

基于U型波导耦合单微环结构的高灵敏度湿度传感器

首次提出了一种基于U型波导耦合的新型单微环结构湿度传感器,该传感器以聚酰亚胺(polyimide,P1)作为感湿材料,当外界环境相对湿度变化时,引起感湿部位折射率的相应变化,导致传感器的输出光谱发生漂移。根据传输矩阵法推导U型波导耦合单微环结构的传递函数,重点讨论了不同感湿部位对输出光谱的影响,通过Matlab理论仿真,确定以U型波导耦合单微环结构整体作为最佳感湿部位。当U型波导的两个耦合点间的距离为微环周长的整数倍时,相比于传统的单微环结构,自由光谱范围(FSR)实现加倍。外界相对湿度从10%RH变化到100%RH时,传感器的输出光谱漂移量在0.027～0.191 μm之间变化,灵敏度高达0.001 8 μm/%RH,相比于具有高灵敏度的光纤光栅类湿度传感器,灵敏度提高了10~100倍,实现了在高灵敏度感湿的同时兼顾谐振峰两侧大范围的滤波选频。     

毛发湿度计的湿度响应特性

将不同种类的毛发湿度计置于密闭湿度箱中,改变环境湿度,记录毛发湿度计湿度.研究结果表明在不同环境湿度下,在达到饱和响应时间之前毛发湿度计示数变化与时间有非线性关系.毛发湿度计对环境湿度响应速率在环境湿度条件下不一致,且响应速率在环境湿度较小时大于环境湿度较大时.     

湿度对教学媒体的影响

教学媒体（包括硬件和软件）在保管和使用中,人们通常只注重其所处环境的温度,：而对湿度比较轻视．其实,湿度对教学媒体的正常使用有很大的影响．     

光纤光栅锈蚀传感器在不同湿度下的特性研究

钢结构的锈蚀监测对于钢结构安全的早期预警非常重要.本文提出了一种制备布喇格光纤光栅锈蚀传感器的方法,并研究了该传感器在不同湿度环境下的传感规律.结合磁控溅射和电镀的方法在光栅侧表面制备了Fe-C合金传感膜;利用扫描电子显微镜观察其侧表面形貌;检测在相对湿度60%和99%下中心波长的变化,进而分析该光纤光栅探头在不同湿度...