Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

Za mnoge proizvodne procese vrlo je važno održavati potrebnu mikroklimu, posebno određeni sadržaj vodene pare u zraku ili plinu. U tu svrhu koriste se instrumenti kao što su higrometar i higrostat. Prvo mjerenje sadržaja vodene pare, potonje održava potrebnu razinu. Na slici 1 prikazan je uređaj Rosa-10, korišten u industriji i poljoprivredi.

Slika 1. Domaći uređaji Rosa-10 u različitim verzijama

No, senzor vlažnosti se koristi ne samo u proizvodnji (na primjer, za određivanje svojstava drva), već se može koristiti za reguliranje suhoće zraka u prostoriji (slika 2), mjerenje zasićenja tla vodom itd. Predlažemo razmatranje uređaja i principa rada takvih uređaja. To će u velikoj mjeri pomoći njihovoj pravilnoj uporabi u domaćoj sferi, primjerice, za izradu ispušnog ventilatora u kupaonici, termostat za kupku ili senzor temperature i vlažnosti u stakleniku.

Slika 2. Svi moderni klimatski sustavi opremljeni su modulom koji mjeri vlažnost.

Prije prelaska na teoriju definiramo terminologiju.

terminologija

Apsolutna vlažnost znači sadržaj vode (u gramima) u jednom kubnom metru zraka. Prema tome, mjerna jedinica ove vrijednosti je g / m3. Stanje u kojem sadržaj vode u plinu doseže svoju maksimalnu vrijednost (100%) naziva se maksimalni prag zasićenja ili kapacitet zadržavanja vode. Kada se dostigne to ograničenje, počinje proces kondenzacije.

Treba napomenuti da je kapacitet vode izravno proporcionalan temperaturi: što je veća, to se više vode može sadržavati u istom volumenu plina. Zbog toga je digitalni ili analogni modul za mjerenje vlage gotovo uvijek opremljen senzorom temperature.

Pređimo na definiciju koja opisuje relativnu vlažnost. Ova vrijednost pokazuje omjer kapaciteta vode i apsolutne vlage, koji odgovara temperaturnom režimu u vrijeme mjerenja. Stanje u kojem su te vrijednosti jednake naziva se "točka rosišta".

Sada kada smo se odlučili za terminologiju, razmotrit ćemo postojeće tipove senzora i otkriti na kojem principu svaka od njih radi.

Vrste senzora i njihov princip rada

Najraširenije su četiri vrste uređaja, od kojih svaka ima svoje specifičnosti:

  1. Kapacitivni. Zapravo, ovo je običan zračni kondenzator. Princip rada temelji se na promjeni dielektričnih svojstava zraka, ovisno o sadržaju vodene pare u njemu, što uzrokuje povećanje ili smanjenje kapaciteta.
    Slika 3. Kapacitivni senzor HCH-1000 sa širokim rasponom mjerenja vlažnosti
  2. Buntovna. Osnova za rad takvog uređaja je načelo promjene otpornosti higroskopnog materijala, ovisno o njegovom sadržaju vlage. Primjer je SYH-2RS detektor (slika 4).
Slika 4. Senzor vode SYH-2RS

Budući da se detektori ovog tipa najčešće koriste u amaterskim krugovima, vratit ćemo se razmatranju njihovih uređaja.

  1. Psihometrijskih. Načelo djelovanja ovog tipa izgrađeno je na fizičkim svojstvima gubitka topline tijekom isparavanja. Dizajn koristi suhi i mokri detektor, temperaturna razlika između njih omogućuje nam određivanje sadržaja vodene pare u zraku. Prethodno su se za to koristile posebne psihometrijske tablice, pojava digitalne tehnologije uvelike je pojednostavila proces.
    Slika 5. Mjerač vlage HIT-1 i njegov digitalni analog
  2. Aspiracija. Ovaj se tip razlikuje od prethodnog zbog prisutnosti ventilatora za potiskivanje mješavine zraka ili plina. Slika 6 prikazuje sličan model. Takav uređaj našao je široku primjenu u onim mjestima gdje postoji slabo ili povremeno kretanje zraka.
Slika 6. Mjerilo aspiracije MB-4M

Vodili smo najčešće vrste detektora, u stvari, oni su mnogo veći. Na primjer, tu je i optički senzor, gdje se raspršivanje svjetlosti koristi kada se kondenzacija formira nakon postizanja točke rosišta, termalnog (dva termistora u otvorenoj i zatvorenoj komori), kanala, itd.

Otporni na tip uređaja

Sada ćemo, kao što smo i obećali, razmotriti konstrukcijske značajke senzora tipa otpornika na primjeru modela SYH-2RS.

Slika 7. Otporni senzorski uređaj

1) - bočni pogled; 2) - pogled odozgo.

legenda:

  • a - keramička podloga;
  • b - odložene elektrode;
  • c - higroskopni premaz na bazi aluminijevog oksida.

Kao što možete vidjeti, dizajn senzora je vrlo jednostavan, a to je zbog niske cijene uređaja ove vrste. A ako uzmemo u obzir zamjenjivost takvih elemenata, ne čudi da u većini kućnih uređaja za dom (npr. Senzor propuštanja vode), amateri radije koriste otporničke senzore.

Kratak pregled uređaja dostupnih na tržištu

Razmotrite uređaje koji mogu biti korisni u svakodnevnom životu, počnimo s prekidačem za vlažnost zraka HIG-2 (Sl. 8), koji služi za kontrolu napa u kupaonici.

Slika 8. HIG-2 modul s relejnim izlazom

Ključne značajke:

  • uređaj se napaja iz 220-voltnog kućnog napajanja;
  • rad pri relativnoj vlažnosti od 60% do 90% (set);
  • dopuštena struja opterećenja - ne više od 2 A;
  • vrijeme rada ventilatora nakon okidanja se postavlja pomoću tajmera (2-20 min.).

Kako spojiti senzor vlage HIG-2?

Za ispravno spajanje uređaja dovoljno je slijediti shemu u uputama za uređaj, što je prikazano na slici 9. \ t

Slika 9. Povezivanje ventilatora s modulom za kontrolu vlažnosti

Na terminalnom bloku uređaja postoje odgovarajuće oznake, stoga ova operacija neće uzrokovati poteškoće. Ako ožičenje stana ili na ventilator sama nije predviđeno za uzemljenje, onda ne možete ga spojiti, samo ne nužno staviti prekidač na ulaznu snagu.

Oni koji su fascinirani konceptom “pametne kuće” sigurno će biti zainteresirani za vanjski senzor Mi Smart (sl. 10). Kada instalirate posebnu aplikaciju na pametni telefon, možete dobiti informacije o temperaturi i vlažnosti u stanu. Ako u takvom programu navedete određene parametre mikroklime, obavijestit će vas o kršenju uvjeta.

Slika 10. Xiaomi bežični senzor

Imajte na umu da ovaj uređaj ima prilično nisku mjernu pogrešku (za vlagu je unutar 3%, s obzirom na temperaturu, točnost očitanja je oko 0, 3 ° C). Značajan nedostatak je ne-softver, ali taj će se problem uskoro riješiti.

Za one koji žele navodnjavanje kapima staklenika uz senzor vlažnosti, možemo preporučiti Gardena senzor (Sl. 11), koji regulira rad ventila sustava istog proizvođača.

Slika 11. Gardena senzor koji upravlja sustavom za navodnjavanje

Za napajanje uređaja koriste se dvije alkalne baterije, koje traju 10-12 mjeseci neprekidnog rada.

Sada razmotrite karakteristike industrijskog modela digitalnog mjerila Ivit-M.T (Sl. 12), koji se može koristiti u industrijskom sektoru, poljoprivredi ili komunalnim poduzećima.

Slika 12. Mjerač vlage s daljinskim senzorom iz serije IVIT-M

Popis glavnih značajki:

  • za napajanje uređaj zahtijeva napon od 18-36 V;
  • relativna vlažnost može se mjeriti u rasponu od 5% do 95% (maksimalna pogreška ne veća od 4%);
  • mjerenje temperature zraka u rasponu od -40 ° C do 50 ° C (modifikacije H1, V) ili od -40 ° C do 60 ° (modeli H2, K1, K2), točnost 2 ° C;
  • uređaj može raditi u temperaturnom rasponu od -40 ° C do 50 ° C.

Ljubitelje eksperimenta zasigurno će zanimati senzori DHT11 i DHT22 (Sl. 13), koji se koriste zajedno s Arduino platformom. U mreži možete pronaći mnoga zanimljiva rješenja za ovu osnovnu bazu.

Slika 13. Senzori vlage za Arduino platformu

a) DHT22; b) DHT11.

Kao što se može vidjeti na slici, izgled ovih senzora je gotovo identičan, isto vrijedi i za pinouts. Tehničke karakteristike senzora su vrlo slične, osim za točnost i opseg mjerenja. Dajemo ove podatke.

Glavni tehnički parametri DHT11:

  • priključak na izvor stalnog napona od 3-5 V;
  • tijekom zahtjeva najviša razina potrošnje struje nije veća od 2, 5 mA;
  • granice izmjerene vlažnosti i temperature - 20-80% i 0-50 ° C, pogreška 5% i 2 ° C;
  • brzina uzorkovanja od 1 Hz, tj. možete primati podatke jednom u sekundi.

Sada usporedite ove parametre s točnijim modelom DHT22:

  • napon napajanja ostaje nepromijenjen, kao i potrošnja struje tijekom prijenosa podataka;
  • vlažnost se mjeri u cijelom rasponu od 0-100%, pogreška je u rasponu od 2-5%;
  • Granice izmjerene temperature su značajno proširene, u usporedbi s prethodnim modelom, minimum je -40 ° C, a maksimum +125 ° C.

Trošak tih uređaja je prilično pristupačan na Aliexpress, mogu se naručiti s besplatnom dostavom na 1, 28 dolara (DHT11) i 4, 9 dolara (DHT22). Ako kupite u Rusiji, cijena će biti oko jedan i pol do dva puta skuplji. Što se tiče osnovne platforme, Arduino Uno ploča se može kupiti u Kini za $ 25 - $ 48 (cijena ovisi o konfiguraciji). Softver i firmver se preuzimaju besplatno.

Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

Kategorija: