Il rilevamento dell'umidità e della temperatura è fondamentale, soprattutto durante i rigidi inverni che molti di noi stanno vivendo. È importante non solo nella vita quotidiana, ma anche nell'industria manifatturiera. Ad esempio, se i trasmettitori di umidità sono installati e utilizzati correttamente, i sistemi di automazione degli edifici possono determinare quando l'aria diventa troppo secca o troppo umida per garantire il comfort.
Come funziona quindi un sensore di temperatura e umidità?
Primo, Sensore di temperatura
I sensori di temperatura vengono utilizzati per determinare la quantità di calore o freddo prodotta da un oggetto o da un sistema. Sono in grado di rilevare qualsiasi variazione fisica di temperatura e di emettere segnali analogici o digitali. I sensori di temperatura si dividono in due categorie: i sensori di temperatura a contatto, che devono essere a contatto fisico con l'oggetto da misurare, monitorano le variazioni di temperatura per conduzione. I sensori di temperatura a contatto monitorano le variazioni di temperatura per convezione e irraggiamento.
Secondo,Sensore di umidità
L'umidità è la quantità di vapore acqueo presente nell'aria. La quantità di vapore acqueo nell'aria ha un impatto sul comfort umano e su diversi processi industriali. Il vapore acqueo influenza anche una varietà di processi fisici, chimici e biologici. I sensori di umidità funzionano rilevando le variazioni di corrente elettrica o di temperatura dell'aria. Esistono tre tipi principali di sensori di umidità: capacitivi, resistivi e termici. Ciascuno dei tre tipi monitora continuamente piccole variazioni nell'atmosfera per calcolare l'umidità dell'aria.
Un sensore di umidità capacitivoIl sensore di umidità resistivo determina l'umidità relativa interponendo una sottile striscia di ossido metallico tra due elettrodi. La capacità elettrica degli ossidi metallici varia con l'umidità relativa dell'atmosfera circostante. Le principali applicazioni sono in ambito meteorologico, commerciale e industriale. I sensori di umidità resistivi utilizzano ioni nei sali per misurare l'impedenza elettrica degli atomi. La resistenza degli elettrodi su entrambi i lati del mezzo salino cambia con l'umidità. Due sensori termici conducono elettricità in base all'umidità dell'aria circostante. Un sensore è sigillato in azoto secco, mentre l'altro è esposto all'aria ambiente. La differenza tra questi due valori indica l'umidità relativa.
Un sensore di umiditàè un dispositivo elettronico che rileva l'umidità nell'ambiente e la converte in un segnale elettrico. I sensori di umidità sono disponibili in diverse dimensioni e configurazioni; alcuni sono integrati in dispositivi portatili, come gli smartphone, mentre altri sono integrati in sistemi embedded più grandi, come i sistemi di monitoraggio della qualità dell'aria. Ad esempio, Trasmettitori di temperatura e umidità Hengko sono ampiamente utilizzati inILSettori meteorologico, medico, automobilistico, HVAC e manifatturiero. Il sensore di umidità ad alta precisione di livello industriale garantisce misurazioni accurate in qualsiasi tipo di ambiente ostile.
Terzo, metodo di calcolo
I sensori di umidità si classificano in sensori di umidità relativa (UR) e sensori di umidità assoluta (AH) a seconda del metodo utilizzato per calcolare l'umidità. I valori di umidità relativa vengono determinati confrontando una lettura di umidità in tempo reale a una data temperatura con l'umidità massima presente nell'aria a quella temperatura. Pertanto, il sensore di umidità relativa deve misurare la temperatura per calcolare l'umidità relativa. L'umidità assoluta, al contrario, viene determinata indipendentemente dalla temperatura.
In quarto luogo, l'applicazione dei sensori
I sensori di temperatura hanno applicazioni pratiche pressoché illimitate, in quanto vengono utilizzati anche in una varietà di prodotti medicali, tra cui dispositivi per la risonanza magnetica (MRI) e scanner ecografici portatili. I sensori di temperatura sono impiegati in diversi elettrodomestici nelle nostre case, dai frigoriferi e congelatori ai fornelli e forni, per garantire che raggiungano la temperatura corretta per cucinare, e persino nei dispositivi di riscaldamento/raffreddamento ad aria. Anche i normali caricabatterie li utilizzano per prevenire il sovraccarico o la sottocarica della batteria in base alla sua temperatura.
Sebbene possa sembrare improbabile che i sensori di temperatura vengano utilizzati nell'estrazione del petrolio, questi sono essenziali per garantire pratiche di estrazione sicure ed efficaci. La punta di perforazione è dotata di un sensore di temperatura all'estremità che avvisa gli operatori quando è necessario interrompere la perforazione, perché quando si surriscalda (a causa della continua perforazione in profondità), può rompersi.
Il sensore di temperatura è integrato nel radiatore dell'auto. Questo è fondamentale, perché quando l'acqua che circola nel motore raggiunge temperature pericolosamente elevate, il sistema avvisa il conducente che, se superate, potrebbero causare un guasto al motore e al sistema di climatizzazione. Regolando automaticamente i parametri in base alla temperatura, questa situazione viene efficacemente evitata senza mettere a rischio la sicurezza del conducente.
Sistemi HVACLa misurazione della temperatura è fondamentale per mantenere la temperatura ottimale in una stanza o in un edificio. I sensori di temperatura sono necessari in quasi tutti i condizionatori e impianti di climatizzazione di case e uffici. Possono essere utilizzati anche per rilevare perdite, individuando anomalie di temperatura insolite.
Le energie rinnovabili si basano su sensori di temperatura per funzionare in modo efficiente. Pompe di calore solari, turbine eoliche, applicazioni di combustione di biomassa e fonti di calore geotermiche dipendono tutte dalla regolazione e dalla misurazione della temperatura.
Quinto, Calibrazione di precisione
Per determinare la precisione del sensore, i valori ottenuti vengono confrontati con uno standard di riferimento. Per verificare la precisione dei sensori di umidità, abbiamo creato degli standard utilizzando un approccio basato su "sali saturi". In breve, quando determinati sali (composti ionici come il sale da cucina o il cloruro di potassio) vengono disciolti in acqua, creano un'atmosfera con un'umidità nota.
Questiproprietà chimicheVengono utilizzati per creare un microambiente con una percentuale nota di umidità relativa (UR) (lo standard di riferimento), che viene poi letta da un sensore. Più precisamente, prepareremo la soluzione nel serbatoio sigillato per mantenere l'atmosfera, quindi posizioneremo il sensore collegato all'interno del serbatoio sigillato. Dopodiché, il sensore verrà letto ripetutamente e i valori verranno registrati.
Possiamo sviluppare profili per il sensore in fase di test ripetendo questo processo con diversi sali, ognuno dei quali produce un'umidità relativa diversa. Poiché conosciamo l'umidità relativa di ogni microambientercipolla, possiamo confrontareil sensoreconfrontare le letture con i valori noti per determinare la precisione del sensore.
Se la deviazione è elevata ma non insormontabile, possiamo migliorare la precisione della misurazione utilizzando una procedura di calibrazione matematica nel software.
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