Датчики влажности фирмы HONEYWELL

Датчики влажности фирмы HONEYWELL.

Данная статья была опубликована в журнале `Chip News Украина` в 2005 году.

Сергей Соляник, менеджер по продажам продукции Honeywell ООО <Филур Электрик, ЛТД>

В данной статье рассмотрены основные типы, характеристики и особенности применения датчиков влажности фирмы Honeywell.

История развития компании Honeywell берет свое начало c 1885 года, когда ученый Альберт Батс запатентовал свое первое автоматическое устройство - термостат и регулятор для угольной печи, которое впоследствии получило название <заслонка designtimesp=28843>.

За более чем вековую историю развития компания Honeywell превратилась в лидера по производству оборудования и систем промышленной автоматизации, систем безопасности эксплуатаций зданий, сооружений, промышленных объектов. Компания является лидером по производству компонентов и систем контроля для авиационной, химической, энергетической промышленности. В 1999 году компания Honeywell получила звание <компании с самым широким ассортиментом продукции в мире designtimesp=28856>. На сегодняшний день оборот компании составляет 24 миллиарда долларов США, в компании работает около 120 000 сотрудников в 95 странах мира.

Одно из подразделений компании Sensing and Controls выпускает самый широкий спектр датчиков в мире. Благодаря оптимальному соотношению цена/качество, постоянно обновляемым технологиям производства, широко развернутой по всему миру дилерской сети датчики Honeywell завоевали популярность и узнаваемость.

В нашей стране особенно растет потребность в датчиках и аналитическом оборудовании, это связано как с производством нового высокотехнологического оборудования так и с модернизацией отработавших свой ресурс механизмов.

Подразделение Сенсорный Контроль производит:

датчики Холла
оптические и полупроводниковые датчики положения
датчики давления
датчики расхода газов
датчики температуры
датчики влажности
датчики тока
индуктивные датчики положения
ультразвуковые датчики расстояния
фотодатчики
лазерные диоды
световые барьеры
приборы для измерения pH, точки росы, концентрации растворенного в воде кислорода, концентрации CO₂
прецизионные электромеханические переключатели
конечные выключатели
оптико-волоконные компоненты
энкодеры

Штаб квартира данного подразделения находится в г. Фрипорт, штат Иллинойс, США.

Рассмотрим более детально одно из востребованных и актуальных на сегодняшний день направлений подразделения Сенсорного Контроля - ДАТЧИКИ ВЛАЖНОСТИ. Основные области применения: климат-контроль в промышленных, складских и административных помещениях, контроль технологических процессов, экологических параметров, метеорологический контроль и т.д.

Основные технические характеристики датчиков влажности приведены в Табл.1.

ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ

В основе построения датчиков влажности Honeywell лежит трехслойная конденсаторная структура, состоящая из платиновых электродов и специального термореактивного полимерного изолятора между ними (рис. 1). Вся эта структура размещена на подложке из кремния, на которой также выполнена интегральная схема нормализации и усиления сигнала. Через поры в верхнем электроде и благодаря конструктивной негерметичности корпуса датчика достигается равновесное содержание воды в окружающем воздухе и межэлектродном пространстве. Слой термореактивного полимера, покрывающий пористый платиновый электрод сверху, служит хорошей защитой чувствительного элемента от загрязнения пылью, маслами. В то же время такая защита способствует увеличению времени отклика датчика при изменении влажности. Для всех типов датчиков интегральная схема формирует линейно изменяющийся сигнал по напряжению, прямо пропорциональный напряжению питания и относительной влажности воздуха (формула 1).

Vout=Vs (0,0062(%RH)+0,16) [ 1 ]

где

Vs - напряжение питания

%RH - относительная влажность при 25 ⁰С

Истинное значение влажности при изменяющейся температуре можно определить по формуле 2.

RH=(%RH)/(1,0546-0,00216T) [ 2 ]

где

Т - температура в ⁰С

Для наиболее точного измерения влажности в датчиках серии HIH-3602 в корпус встроены датчики температуры (рис 2).

Особенности применения датчиков серии HIH-3602

Для работы в суровых климатических условиях и наиболее точного определения значения влажности вблизи точки росы фирма Honeywell выпускает серию HIH-3602 (рис. 3) с модификациями приведенными в Табл.1

Датчики выпускаются в корпусе ТО-5, в который встроен датчик температуры, для модели HIH-3602-A это NTC термистор номиналом 100кОм, для HIH-3602-С платиновый датчик температуры номиналом 1кОм. Возможны ситуации, когда при высоком значении относительной влажности (более 95%) при понижении температуры возможна конденсация паров воды, что влечет за собой <залипание designtimesp=29044> показаний на уровне 100% относительной влажности. Для предотвращения этого случая в датчиках серии HIH-3602 предусмотрен гидрофобный фильтр, выполненный из специально обработанной нержавеющей стали. Вывести из <спящего designtimesp=29050> состояния также помогает подача на датчик несколько повышенного напряжения питания, однако при этом возможно некоторое смещение калибровки на 2:3 %. Сама по себе конденсация и последующее испарение влаги не оказывает влияния на калибровку датчиков.

Основные преимущества серии HIH-3602

- наличие встроенного датчика температуры

- корпус с гидрофобным фильтром

- каждый датчик снабжен паспортом с индивидуальными данными

- лазерная подгонка элементов

- высокая устойчивость к воздействию химических веществ (кроме паров ацетона или этанола).

Особенности применения датчиков серии HIH-3610

Датчики серии HIH-3610 являются самыми массовыми по производству и применению в схемах к которым не предъявляются особые требования по точности измерения на предельной влажности (более 95%). Датчики изготовлены в SIP корпусе, причем модели HIH-3610-001(3) (рис. 4) имеют формованные выводы с шагом 2,54мм, у моделей HIH-3610-002(4) (рис.5) шаг между выводами 1,27мм. Также датчики серий HIH-3610-003(4) поставляются с индивидуальными паспортными данными. Выходной сигнал (напряжение) с датчика прямо пропорционален напряжению питания и относительной влажности воздуха.

К преимуществам данной серии можно отнести:

- высокая точность, компактность габаритов

- простота в использовании

- малое энергопотребление

- малое время отклика

- возможность проведения измерений в широком диапазоне давлений.

Недостатки:

- светочувствительны, требуют экранирования от яркого света.

Литература:

1. http://content.honeywell.com/sensing/prodinfo/humiditymoisture

2. http://content.honeywell.com/sensing/prodinfo/humiditymoisture/009012_2.pdf

3. http://content.honeywell.com/sensing/prodinfo/humiditymoisture/catalog/c15_97_0913.pdf