29.06.2020

Kosteushälytys. Korkean kosteuden hälytys Kosteusanturit

16.04.2014

Kaasumaisten väliaineiden, nesteiden, kiinteiden aineiden ja rakeisten kappaleiden kosteuden kvantitatiivisten indikaattoreiden määrittäminen on vaativa tehtävä lähes kaikilla teollisuuden, taloudellisen ja tieteellisen toiminnan aloilla sekä eri teollisuudenaloilla. Kaikki menetelmät kosteusindikaattoreiden määrittämiseksi on jaettu suoriin ja epäsuoriin. Suoraan menetelmään kuuluu testimateriaalin kuiva-aineen suora erottaminen kosteudesta. Epäsuorien menetelmien periaate on mitata fysikaalisia suureita, joilla on toiminnallinen suhde aineen tai materiaalin kosteuspitoisuuteen.

Tarve jatkuvasti mitata, ohjata ja säädellä eri aineiden kosteuspitoisuutta on edistänyt kompaktien sensorilaitteiden - kosteusanturien - kehitystä ja kehitystä. Ne helpottivat suuresti analysoitavan materiaalin vesimolekyylien pitoisuuden vuorokauden havaitsemista. Nykyaikaisten kosketusanturien on täytettävä useita vaatimuksia: korkean tarkkuuden, herkkyyden ja toimintanopeuden lisäksi näillä laitteilla on oltava laaja mittausalue, usean suuruusluokan kattavuus analysoidusta arvosta ja lukemien vakaus.

Anturisovellukset

Kosteusindikaattoreiden mittaus on tarpeen sellaisilla toiminta-alueilla kuin:

  • kemiallinen tuotanto;
  • polttoaineen kuljetus;
  • lääkkeet;
  • polymerointi;
  • karjanhoito;
  • tuotteiden varastointi;
  • jääkaappien ja pakastimien huolto;
  • puuteollisuus;
  • ruokakauppojen työ;
  • maatalousteollisuus jne.

Kosteusanturien tyypit

Kosteusanturit luokitellaan useiden kriteerien mukaan, kuten:

  • analysoitavan materiaalin kokonaistila ja rakenteelliset ominaisuudet;
  • olosuhteet ja toimintatapa - on antureita jatkuvaa ja erillistä ohjaus- ja mittaustoimintoja varten;
  • mittausmenetelmä - antureilla on virtaus- ja upotettava tyyppi;
  • menetelmä kosteusindikaattoreiden määrittämiseksi.

Viimeinen kriteeri vaikutti kahden suuren ryhmän valintaan, joilla on suuri kysyntä: sorptio- ja sorptio-impedanssianturit.

Sorptiokosteusanturit

Pienten kosteuspitoisuuksien määrittämiseen ja ohjaamiseen käytetään sorptiotyyppisiä antureita, joiden mittausperiaate perustuu pietsosorption ja sorptioimpendanssin seurantamenetelmiin.

Tällaisten antureiden pääasiallinen toiminnallinen elementti on sorptiokerros, joka joutuessaan kosketuksiin tutkimusväliaineen kanssa pystyy absorboimaan vesihöyryä. Usein tällaisena kerroksena toimii polymeerikalvo tai erittäin huokoisiin epäorgaanisiin oksideihin perustuva materiaali.

Mitä korkeammat materiaalin sisäonteloiden mittaominaisuudet ovat, sitä suurempi on siihen perustuvan anturin tehokkuus. Siksi huokoiset ja mesohuokoiset materiaalit toimivat optimaalisina analysointielementteinä. Samalla on tärkeää huomata, että tällaista materiaalia käyttävien antureiden kosteusherkkyyden kasvuun voi liittyä myös mittausvirheen kasvu. Tältä osin kosteusanturien kehittäminen ja tuotanto vaatii erityistä valvontaa ja herkän elementin muodostamistekniikoiden noudattamista.

Erilaisten väliaineiden kosteuden valvontaan käytetyt sorptioanturit voivat olla "sandwich"-rakenteena. Anturi on valmistettu lasikeraamisesta materiaalista tai polycorous-täytteestä valmistetuille alustoille. Elektrodit on valmistettu nikkelistä, jossa on vanadiinipinnoite. Herkkää hydrofiilistä kerrosta edustaa erityinen nanorakenteinen polymeerikalvo, joka muodostetaan erityisellä tekniikalla. Tuloksena olevan dielektrisen kalvon kerrokselle levitetään erityisen ohut kultapinnoite (tämän kalvon kalvot pystyvät valikoivasti läpäisemään vesimolekyylejä), joka ottaa haltuunsa toisen elektrodin toiminnan. Koskettimien suora sijainti alemman elektrodin tasolla varmistaa suunnittelun luotettavan toteutuksen. Aikavakiolla on väliä:

  • suhteellinen kosteusanturi – 1-2 s;
  • mikrokosteusanturille - 10 - 180 s, niin laaja alue määräytyy riippuvuuden perusteella tutkitun kosteuspitoisuuden tasosta.

Kosteusanturin erityinen lämpökäsittelytekniikka auttaa vähentämään laitteen virheen 2 prosenttiin.

Sandwich-tyyppinen kosteusanturi:

1. Anturin pohja;

2. Alaelektrodit;

3. Sorbenttikalvo;

4. Yläelektrodi.

Kosteusanturien toiminta liittyy usein lämpömittareiden käyttöön. Tämä auttaa lisäämään ympäristötutkimusten tarkkuutta, varmistamaan mittayksiköiden oikean muuntamisen ja saamaan tarkimmat absoluuttiset ja suhteelliset kosteusarvot.

Suhteellisen kosteuden antureilla on erityinen rooli ilmakehän, teollisuustilojen ja asuinrakennusten ilmaston seurannassa. Myöskään hydrometeorologisten laitteiden, anturit mukaan lukien, toiminta ei ole täydellistä ilman anturitietoja.

Mikrokosteusparametreja valvoville antureille on kysyntää erittäin puhtaiden aktiivisten kaasujen ja niiden väliaineiden (esimerkiksi argon tai happi) tutkimuksissa. Siksi elektroniikkateollisuus, laboratoriorakennukset jne. eivät tule toimeen ilman tällaisia ​​​​mittalaitteita.

Sorptio-impedanssianturit

Sorptio-impedanssityyppiset anturit auttavat määrittämään kosteuspitoisuuden eri väliaineissa. Näiden kosteusvalvontalaitteiden edut ovat:

  • yliherkkyys;
  • yksinkertainen valmistustekniikka;
  • tuotteen tiiviys.

Tällaisen anturin toiminta perustuu sorptiokerroksen kompleksisen vastuksen riippuvuuteen sen absorboiman kosteuden määrästä. Tällaisilla kosteusantureilla voi olla kaksi suunnitteluvaihtoehtoa:

  • edellä kuvattu "sandwich"-rakenne;
  • elektrodien tasaisella sijoittelulla, ne ovat usein kamman muotoisia.

Sorptio-impedanssin kosteusmittauslaitteiden kalibrointiominaisuudet riippuvat sorptiomateriaalista. Aluksi hygroskooppiset ioneja muodostavat lisäaineet suolojen muodossa (kuten litiumkloridi, berylliumfluoridi jne.) toimivat sorptiokerroksena. Tämän tyyppisille mittausantureille on ominaista puutteet - indikaattoreiden alhainen vakaus, pienempi herkkyys ja suuri virheiden todennäköisyys.

Tämän perusteella nykyaikaiset valmistajat käyttävät harvoin ioneja muodostavia suoloja itsenäisenä kosteutta vastaanottavana aineena. Hygroskooppinen suola anturien valmistuksessa on saanut apuroolin - sitä käytetään kyllästysmateriaalina tai lisäaineena kosteusherkkyyttä lisäävänä. Pääsovellus eri aloilla on saanut impedanssimittarit, joissa on metallioksidipohjaisia ​​polymeerisorbentteja (sekä orgaanisia että epäorgaanisia). Pinnoitteella voi olla ohutkalvo- tai paksukalvoversio.

Kosteusanturin parannusprosessi

Sekä kotimaisessa että ulkomaisessa kosteusanturien tuotannossa on nähtävissä tehokas kehityssuunta - innovatiivisten kosteusherkkien koostumusten kehitys. Yleensä tälle toimialalle ovat ominaisia ​​seuraavat ominaisuudet:

  • väistämätön siirtyminen ryhmätasomaiseen mikroelektroniikan tuotantotekniikkaan (käytetään sekä ohutkalvoa että paksukalvoa);
  • moniajolaitteiden luominen, esimerkiksi integroidut lämpötila- ja kosteusanturit. Tällaisten antureiden toiminta ei ainoastaan ​​paranna mittausten tarkkuutta, vaan johtaa myös niiden kalibrointiprosessin yksinkertaistamiseen;
  • kosteusantureiden sekä signaalinkäsittelytyökalujen yhtenäinen suunnittelujärjestelmä mikroprosessorien laajan käytön taustalla.

Useiden kosteusantureiden mallien olemassaolo voidaan selittää sillä, että mikään niistä ei ole universaali. Jokaisella anturityypillä on omat erityispiirteensä, sillä on etuja ja haittoja, mikä tarkoittaa, että laitteen valinnassa tulee ottaa huomioon sen sovelluksen erityispiirteet.


Kosteusvalvonta EKSIS-laitteilla

Ecological Sensors and Systems JSC kehittää valmistettujen kosteusantureiden pohjalta automatisoituja monikanavajärjestelmiä sekä instrumentoinnin kiinteitä ja mobiiliversioita. Jälkimmäisiä käytetään suhteellisen kosteuden ja lämpötilan indikaattoreiden (IVTM-7-linjan laitteet) tarkkailemiseen kaasujen mikrokosteuden tutkimuksessa (linja IVG-1).

On huomattava, että tutkimus- ja teknisissä julkaisuissa kosteusanturin käsite tarkoittaa laitteita, jotka sisältävät kosteusherkän elementin (anturin) ja sähköpiirin anturista tulevan signaalin vastaanottamiseksi ja muuntamiseksi vaadittuun arvoon. Tästä syystä valvontalaitteita kutsutaan usein antureiksi.

Kehitettyjä laitteita käytetään tuotantoolosuhteiden ongelmien ratkaisemiseen, mikä tarjoaa edellytykset työntekijän mukavalle ja turvalliselle työlle eri teollisuuden aloilla. Esimerkkinä on mittauslaitteiden käyttö elektroniikassa, kemianlaitoksissa, ydinvoimalaitoksissa jne.

Valmistetuilla laitteilla on kaikki tarvittavat ominaisuudet laitteiden yhdistämiseksi yhteiseksi mittausverkostoksi. Tällaisen verkon täydellinen sarja voi sisältää monikanavaisia ​​ja yksikanavaisia ​​laitteita, verkko- ja kannettavia malleja, mittausantureita. Innovatiivisten mittausjärjestelmien toiminnalle on ominaista hajautettu ohjausjärjestelmä, kauko-ohjaus (myös Internetin kautta) ja muut nykyaikaiset ohjaus- ja mittaustekniikat.

Kirjoitin paljon arvosteluja dacha-automaatiosta, ja koska puhumme dachasta, automaattinen kastelu on yksi automaation painopistealueista. Samalla kannattaa aina ottaa huomioon sademäärä, jotta pumppuja ei käytetä turhaan eikä vuoda sänkyjä. Monet kopiot ovat katkenneet matkalla kohti ongelmatonta maaperän kosteustietojen keräämistä. Katsauksessa on toinen vaihtoehto, joka kestää ulkoisia vaikutuksia.


Anturipari saapui 20 päivässä yksittäisissä antistaattisissa pusseissa:




Ominaisuudet myyjän sivuilla:):
Merkki: ZHIPU
Tyyppi: Tärinätunnistin
Materiaali: Blend
Lähtö: Kytkentäanturi

Purkaminen:


Langan pituus on noin 1 metri:


Itse anturin lisäksi sarja sisältää ohjauskortin:




Anturin antureiden pituus on noin 4 cm:


Anturin kärjet, se näyttää grafiitilta - likaannu mustiksi.
Juotamme koskettimet huiviin ja yritämme kytkeä anturin:




Kiinan myymälöissä yleisin maaperän kosteusanturi on tämä:


Monet ihmiset tietävät, että lyhyen ajan kuluttua ulkoinen ympäristö syö sen. Korroosion vaikutusta voidaan hieman vähentää kytkemällä virtaa välittömästi ennen mittausta ja sammuttamalla se, kun mittauksia ei tehdä. Mutta tämä ei paljon muuta, tältä omani näytti parin kuukauden käytön jälkeen:




Joku yrittää käyttää paksua kuparilankaa tai ruostumattomasta teräksestä valmistettuja tankoja, erityisesti aggressiivisiin ympäristöihin suunniteltu vaihtoehto on tarkastelun kohteena.

Laitetaan pakkauksen kortti sivuun ja käsitellään itse anturia. Resistiivinen anturi, muuttaa vastustaan ​​ympäristön kosteuden mukaan. On loogista, että ilman kosteaa ympäristöä anturin vastus on valtava:


Laskemme anturin vesilasiin ja näemme, että sen vastus on noin 160 kOhm:


Jos otat sen pois, kaikki palaa alkuperäiseen tilaansa:


Siirrytään kentällä suoritettaviin testeihin. Kuivassa maaperässä näemme seuraavaa:


Lisätään vähän vettä:


Lisää (noin litra):


Melkein kokonaan kaadettu puolitoista litraa:


Lisättiin toinen litra ja odotettiin 5 minuuttia:

Levyssä on 4 nastaa:
1 + tarjonta
2 maata
3 digitaalista lähtöä
4 analogista lähtöä
Soiton jälkeen kävi ilmi, että analoginen lähtö ja maa on kytketty suoraan anturiin, joten jos aiot käyttää tätä anturia kytkemällä sen analogiseen tuloon, kortissa ei ole paljon järkeä. Jos säädintä ei haluta käyttää, voit käyttää digitaalista lähtöä, kynnys asetetaan levyn potentiometrillä. Myyjän suosittelema kytkentäkaavio digitaalilähtöä käytettäessä:


Kun käytät digitaalista tuloa:


Kootaanpa pieni layout:


Käytin Arduino Nanoa täällä virtalähteenä lataamatta ohjelmaa. Digitaalinen lähtö kytketty LEDiin. Hassua, että laudan punaiset ja vihreät LEDit palavat missä tahansa potentiometrin asennossa ja anturiympäristön kosteudessa, ainoa asia on, että kun kynnys laukeaa, vihreä paistaa hieman heikommin:


Kun kynnys on asetettu, saadaan, että kun määritetty kosteus saavutetaan digitaalilähdössä 0, kun kosteus on puutteellinen, syöttöjännite on:




No, koska meillä on ohjain käsissämme, kirjoitamme ohjelman analogisen lähdön toiminnan tarkistamiseksi. Liitä anturin analoginen lähtö Arduino Nanon nastaan ​​A1 ja LED nastaan ​​D9.
const int analogInPin = A1; // sensor const int analogOutPin = 9; // Lähtö LEDiin int sensorValue = 0; // lukea arvo anturin int outputValue = 0; // PWM-nastalle annettu arvo LEDillä void setup() ( Serial.begin(9600); ) void loop() ( // lukea anturin arvo sensorValue = analogRead(analogInPin); // kääntää mahdollisten anturiarvojen alue (400-1023 - asetettu kokeellisesti) // PWM-lähtöalueelle 0-255 outputValue = map(sensorValue, 400, 1023, 0, 255); // laita LED päälle tietylle kirkkaudelle analogWrite(analogOutPin, outputValue ); // tulosta numeromme Serial.print ("sensor = "); Serial.print(sensorValue); Serial.print("\t output = "); Serial.println(outputValue); // viiveviive(2) ;)
Kommentoin koko koodia, LEDin kirkkaus on kääntäen verrannollinen anturin havaitsemaan kosteuteen. Jos on tarpeen ohjata jotain, riittää, kun verrataan saatua arvoa kokeellisesti määritettyyn kynnykseen ja esimerkiksi kytketään rele päälle. Ainoa asia, jota suosittelen, on käsitellä useita arvoja ja käyttää keskiarvoa vertaamaan kynnykseen, joten satunnaiset piikit tai pudotukset ovat mahdollisia.
Upotamme anturin ja näemme:


Ohjaimen lähtö:

Jos otat sen pois, ohjaimen lähtö muuttuu:

Video tästä testirakenteesta:

Yleisesti ottaen pidin anturista, se antaa vaikutelman, että se kestää ulkoisen ympäristön vaikutuksen, onko näin - aika näyttää.
Tätä anturia ei voida käyttää tarkana kosteuden indikaattorina (sekä kaikkia vastaavia), sen pääsovellus on määrittää kynnys ja analysoida dynamiikkaa.

Jos on mielenkiintoista, jatkan kirjoittamista maakäsitöistäni.
Kiitos kaikille, jotka lukivat tämän arvostelun loppuun, toivottavasti näistä tiedoista on jollekin hyötyä. Täysi hallinta maaperän kosteudesta ja hyvyydestä!

Aion ostaa +74 Lisää suosikkeihin Tykkäs arvostelusta +55 +99

Kosteutta mittaavia laitteita kutsutaan hygrometreiksi. Niitä voidaan kutsua myös kosteusantureiksi. Arkielämässä kosteus on tärkeä parametri. Se on tärkeää viljelysmaalle, teknologialle.

Ihmisen terveys riippuu kosteusprosentista. Säästä riippuvaiset ihmiset ovat erittäin herkkiä tälle parametrille. Siitä riippuu myös astma- ja verenpainepotilaiden terveys. Kun ilma on kuiva, terveet ihmiset tuntevat uneliaisuutta, ihoärsytystä, kutinaa. Liian kuiva ilma aiheuttaa hengitystiesairauksia.

Tehtaissa ja tehtaissa kosteus vaikuttaa raaka-aineiden ja valmistettujen tuotteiden sekä työstökoneiden turvallisuuteen. Maatalousmaalla kosteus vaikuttaa maaperään ja sen hedelmällisyyteen. Kosteustietojen saamiseksi käytetään kosteusantureita (kosteusantureita).

Kosteusanturien luokittelu

Jotkut laitteet on kalibroitu tietylle kosteudelle, mutta hienosäätöä varten sinun on tiedettävä tämän parametrin tarkka arvo ilmassa.

Kosteus mitataan seuraavilla parametreilla:
  • Ilma ja kaasut määräytyvät sisäilman kosteuden mukaan g * m 3 absoluuttisella arvolla tai suhteellisella arvolla RN:ssä.
  • Kiinteät aineet, nesteet, mitattuna % näytteen painosta .
  • Nesteet, jotka eivät sekoitu, kosteus mitataan osia vettä(ppm).
Kapasitiiviset kosteusanturit

Nämä herkät elementit voidaan esittää peruskondensaattoreina, joissa on kaksi levyä, joiden välissä on ilmaa. Tämä on yksinkertaisin muotoilu. Ilma ei johda sähköä kuivana. Kun se muuttuu, myös kondensaattorin kapasitanssi muuttuu.

Monimutkaisempi rakenne on kapasitiivinen anturi, jossa on dielektrisyys, joka muuttuu merkittävästi kosteuden mukana. Tämä menetelmä parantaa anturin laatua ilmatyyppiin verrattuna.

Toista tyyppiä käytetään parhaiten kiinteiden esineiden mittauksiin. Esine sijoitetaan värähtelypiiriin kytketyn kondensaattorin levyjen väliin generaattoriin. Värähtelypiirin taajuus mitataan ja tuloksesta lasketaan näytteen kapasitanssi.

Tämä mittausmenetelmä sisältää negatiivisia puolia. Kun materiaalin kosteus on alle 0,5 prosenttia, tarkkuus on huono, materiaalissa ei saa olla aineita, joilla on korkea läpäisevyys. Tärkeintä on myös kohteen geometrinen muoto, jonka ei pitäisi muuttua kosteuden mittauskokeessa.

Kolmas anturityyppi on ohutkalvokosteusmittari, joka sisältää alustan, jossa on kaksi kampamaista elektrodia. Ne ovat kansia. Lämpötilan kompensoimiseksi 2 termoparia sisältyy 1 anturiin.

Resistiiviset kosteusanturit

Resistiiviset anturit koostuvat 2 elektrodista. Ne levitetään alustalle. Elektrodeille levitetään kerros johtavaa materiaalia. Mutta tämä materiaali muuttaa merkittävästi vastusarvoa kosteudesta riippuen.

Alumiinioksidista on tullut sopiva herkkä materiaali. Se imee kosteutta ulkopuolelta, sen vastus muuttuu merkittävästi. Tästä johtuen anturiverkon impedanssilla on suuri riippuvuus kosteudesta. Ohitusvirran arvo näyttää noin kosteusarvon. Tällaisten antureiden etuna on niiden alhaiset kustannukset.

Anturin termistoriversio

Termistorikosteusmittari sisältää kaksi samantyyppistä termistoria. Nämä ovat epälineaarisia komponentteja. Niiden vastus on suoraan verrannollinen lämpötilaan. Yksi termistoreista sijaitsee suljetussa kammiossa, jossa on kuiva ilma. Toinen termistori on kammiossa, jossa on reikiä. Kostea ilma virtaa niiden läpi. Tämä kosteus on määritettävä. Termistorit on kytketty siltapiiriin. Potentiaalieroa sovelletaan yhteen diagonaaliin, lukemat otetaan toisesta.

Nollajännitteellä termistorien lähdössä niiden lämpötila on sama, joten myös molempien termistorien kosteus on sama. Nollajännitteellä kosteus on erilainen. Siksi kosteus lasketaan mitatusta jännitteestä.

Herää kysymys, miksi kosteuden muuttuessa termistorin lämpötila muuttuu. Voit vastata näin. Kun kosteus nousee, vesi haihtuu termistorin pinnalta ja termistorin lämpötila laskee. Mitä korkeampi kosteusindeksi, sitä nopeammin nämä prosessit etenevät, termistori jäähtyy nopeammin.

Optiset kosteusanturit

Kosteutta määrittävän toiminnan ytimessä on kastepiste. Kun tämä kastepistetilanne saavutetaan, neste ja kaasu saavuttavat termodynamiikan tasapainon.

Jos lasi asetetaan kaasumaiseen ympäristöön, jonka lämpötila on kastepisteen yläpuolella, lasin lämpötilaa lasketaan edelleen, jolloin lasille ilmestyy kondensaatiota. Tämä on prosessi, jossa vesi muuttuu nestemäiseksi. Tämän siirtymän lämpötilaa kutsutaan kastepisteeksi. Tämän pisteen lämpötila riippuu väliaineen paineesta ja kosteudesta. Tämän seurauksena, jos voimme määrittää lämpötilan ja paineen, voimme helposti laskea kosteuden. Tämä menetelmä on tärkein.

Yksinkertainen anturipiiri sisältää LEDin, joka lähettää valoa peilin pinnalle, joka heijastaa ja muuttaa suuntaa. Meidän tapauksessamme on mahdollista muuttaa peilin lämpötilaa lämmittämällä tai jäähdyttämällä erityisen tarkalla lämpötilansäätölaitteella. Voit käyttää lämpösähköpumppua. Lämpötila-anturi on asennettu peiliin.

Ennen mittausten aloittamista peilin lämpötila asetetaan niin, että sen arvo on suurempi kuin kastepiste. Sitten peili jäähtyy. Peiliin muodostuu vesipisaroita, minkä seurauksena LEDistä tuleva valonsäde taittuu ja hajoaa, mikä johtaa valoilmaisimen virran vähenemiseen.

Valoilmaisimelta saadut tiedot hallussaan säädin ylläpitää lämpötilaa peilissä ja lämpötila-anturi määrittää lämpötilan. Kun tiedät paineen ja lämpötilan, määritä kosteus.

Optisella anturilla on suurin tarkkuus verrattuna muihin analogeihin. Haittoja ovat kohonneet kustannukset ja huomattava energiankulutus sekä huolto, joka koostuu peilin pinnan pitämisestä puhtaana.

Elektroninen kosteusmittari

Sen toimintaperiaate on vaihtaa elektrolyyttiä, jolla eristemateriaali on päällystetty. Kastepistelämpötilan ylläpitämiseksi on saatavilla itsekuumenevia laitteita.

Kastepistelämpötila mitataan litiumkloridiliuoksella. Tämä ratkaisu on erittäin herkkä pienimmillekin kosteuden muutoksille. Mukavuuden vuoksi kosteusmittariin on kiinnitetty lämpömittari. Tällaisella kosteusmittarilla on lisääntynyt tarkkuus, pieni virhe. Se voi mitata kosteutta missä tahansa ympäristön lämpötilassa.

Perinteiset elektroniset kosteusmittarit kahdella elektrodilla ovat laajalti tunnettuja. Kaksi elektrodia on juuttunut maahan. Kosteus määräytyy virranjohtavuuden mukaan. Ennen kuin ostat anturin, sinun on päätettävä mihin sitä käytetään, mittausalue, tarkkuus jne. Tarkin laite on optinen anturi. Olosuhteista riippuen sinun on kiinnitettävä huomiota suojausluokkaan, mittauslämpötila-alueeseen.

DIY kosteusanturit
Monet käsityöläiset haluavat tehdä tuulettimelle kosteusmittarin omin käsin. Tällaista työtä varten he tarvitsevat nykyaikaisia ​​digitaalisia laitteita:
  • Anturit ja lämpötilat (DHT 11, DHT 22).
  • Arduino-pohjainen tietojenkäsittelylaite.

- laite, joka koostuu joukosta mikroprosessoreita, jotka on koottu edullisille mikro-ohjaimille. Siinä on avoimet selkeät suunnitelmat. Kuka tahansa voi selvittää Internetistä, mitä komponentteja järjestelmä sisältää, mikä on hinta. Tuulettimen liittäminen tällaiseen laitteeseen ei ole vaikeaa. Mielenkiintoinen tosiasia on tällaisen laitteen vuorovaikutus tietokoneen kanssa. On olemassa monia ohjaimia ja erikoisohjelmia, joilla voit työskennellä ja suorittaa erilaisia ​​toimintoja.

Nykyiset kustannukset huomioon ottaen haluaisin tehdä omin käsin poistotuulettimen, jossa on kosteusanturi. Mutta tällaisia ​​laitteita suositellaan valmistamaan vaikeampiin tehtäviin. On mahdollista esimerkiksi liittää yhteen verkkoon paljon erilaisia ​​laitteita. Monet yritykset asentavat kosteusantureita valmistettuihin laitteisiin. Tämän seurauksena ei ole vakavaa järkeä tehdä tätä ja tehdä sitä, mikä on jo tehty kauan sitten.

Jos teet ilmankostuttimen kotiisi ja yrität liittää sen tuulettimeen, tämä on täysin eri asia. Tällaisia ​​tarkoituksia varten on tarpeen kehittää useita järjestelmiä.

Voit löytää samanlaisen kosteusanturin tuulettimelle. Nämä ovat saatavilla Honeywellin laitteissa. Niiden toiminta perustuu kondensaattorin toimintaan. Sellaiset käsitteet kuin "erityinen polymeerieristys" tai "platinaelektrodit" voivat pelotella. Nämä laitteet eivät ole halpoja. Ensin sinun on tutkittava tämä kysymys ja päätettävä, onko se tarpeen vai ei. Analogisen arvon mittauspiirin kokoaminen ja anturin kalibrointi osoittautuu melko vaikeaksi työksi.

Regeltechnik valmistaa yhdistelmäantureita kosteuden ja lämpötilan mittaamiseen sekä ulkoympäristöön että sisätiloihin.

Kanavan kosteusanturit

On olemassa kanavatyyppisiä hydrostaatteja. Niiden soveltaminen ei ole vielä kovin selkeä. Tehtaalla tämä voidaan jotenkin selittää. Voimalaitos hallitsee monia parametreja. Siellä automaattinen ohjausjärjestelmä voi havaita ilmanvaihtokanavan korkean kosteuden laitteen toimintahäiriönä.

Kotitaloudelle kosteusanturilla varustetusta kanavatuulettimesta ei ole hyötyä missään, koska sitä ei ole suunniteltu valvomaan ympäristöarvoja. Jos kanavapuhallinta käytetään useassa huoneessa yhtä aikaa ja kanavaan muodostuu kosteutta, tämä on komentosignaali puhallinmoottorin nopeuden lisäämiseksi. Tämä tapahtuu, kun tila on lähellä tyhjäkäyntiä. Tässä tapauksessa tuulettimella varustetusta kosteusanturista tulee tehokas energiansäästöjärjestelmä. Tämän järjestelmän toiminta täydellä kapasiteetilla suoritetaan vain tarvittaessa.

On myös mahdollista ohjata rekuperaattorin ja vastaavien laitteiden toimintaa. Sen merkitys on siinä, että normaalitilassa sähköä säästyy.

Kosteus on suositeltavaa luoda 40-60 prosentin sisällä. Joskus kosteutuksen tehtävä ilmenee tällaisissa tapauksissa. Tuuletin, jossa on kostutuslaite, voi saavuttaa nimellisparametrit automaattisesti, koska siinä on sisäänrakennettu hygrostaatti eli höyrynkehitin. Nämä laitteet ovat kysyttyjä kesäkaudella kuivissa ilmasto-olosuhteissa. Fanit voivat digitaalisesti ohjatun järjestelmän avulla taistella luonnon oikeita vastaan. Ei ole huonoa säätä, mutta mikroilmasto voidaan aina optimoida.

Tätä yksinkertaista kotitekoista laitetta käytetään vedelle tai muulle nesteelle eri huoneissa tai astioissa. Näitä antureita käytetään hyvin usein esimerkiksi kellarin tai kellarin mahdollisen sulamisveden tulvimisen korjaamiseen tai keittiössä pesualtaan alla jne.


Kosteusanturin roolia suorittaa lasikuitukalvo, johon on leikattu urat, ja heti kun vesi pääsee niihin, kone katkaisee kuorman verkosta. Tai jos käytät takakoskettimia, automaattinen rele käynnistää pumpun tai tarvitsemamme laitteen.

Teemme itse anturin samalla tavalla kuin edellisessä kaaviossa. Jos nestettä pääsee F1-anturin koskettimiin, äänihälytys alkaa antaa jatkuvaa äänimerkkiä ja myös HL1-LED syttyy.

SA1-vaihtokytkimellä voit muuttaa HL1-ilmaisun järjestystä LED-valon jatkuvaan hohtoon valmiustilassa.

Tätä kosteusanturipiiriä voidaan käyttää sadehälyttimenä, nestesäiliön ylivuotona, vesivuodona jne. Piiri voidaan syöttää mistä tahansa viiden voltin tasavirtalähteestä.

Äänisignaalin lähde on äänilähetin, jossa on sisäänrakennettu äänigeneraattori. Teemme kosteusanturin folioteksoliittinauhasta, jonka kalvossa on ohut raita. Jos anturi on kuiva, äänimerkki ei anna signaalia. Jos anturi kastuu, kuulemme välittömästi ajoittaisen hälytyksen.

Suunnittelu saa virtansa kruunuparistosta ja se kestää kaksi vuotta, koska valmiustilassa piiri kuluttaa lähes nollavirtaa. Piirin toisena plussana voidaan pitää sitä, että tuloon voidaan kytkeä rinnakkain lähes mikä tahansa määrä antureita ja siten peittää koko ohjatun alueen kerrallaan. Ilmaisinpiiri on rakennettu kahdelle 2N2222-tyyppiselle transistorille, jotka on yhdistetty Darlington-menetelmällä.

Luettelo radiokomponenteista

R1, R3 - 470K
SW1 - painike
R2 - 15k
SW2 - kytkin
R4-22K
B1 - kruunu akku
C1 - 0,022 uF kondensaattori
T1, T2 - tuloliittimet
PB1 - (RS273-059) pietsosummeri
Q1, Q2 - 2N2222-tyyppiset transistorit

Kun ensimmäinen transistori kytkeytyy päälle, se kytkee heti päälle toisen, joka kytkee pietsosummeri päälle. Nesteen puuttuessa molemmat transistorit ovat tiukasti lukittuja ja akusta otetaan erittäin vähän virtaa. Kun summeri kytkeytyy päälle, käytetty virta kasvaa 5 mA:iin. RS273-059-äänilähettimissä on sisäänrakennettu generaattori. Jos tarvitset tehokkaamman hälyttimen, kytke useita summereita rinnakkain tai ota kaksi paristoa.

Valmistamme piirilevyn, jonka mitat ovat 3 * 5 cm.

Testikytkin kytkee 470 kΩ:n resistanssin tuloon, simuloiden nesteen toimintaa ja siten tarkistaen piirin suorituskyvyn. Transistorit voidaan korvata kotimaisilla, kuten KT315 tai KT3102.

Automaattinen kosteusanturi on suunniteltu käynnistämään huoneen pakkotuuletus korkeassa kosteudessa, se voidaan asentaa keittiöön, kylpyhuoneeseen, kellariin, kellariin, autotalliin. Sen tarkoituksena on käynnistää tuulettimet huoneen pakkotuuletusta varten, kun sen kosteus lähestyy 95 ... 100%.

Laite on erittäin taloudellinen, luotettava ja rakenteen yksinkertaisuuden ansiosta sen komponenttien muokkaaminen on helppoa tiettyjä käyttöolosuhteita varten. Kosteusanturin kaavio näkyy alla olevassa kuvassa.

Kaava toimii seuraavasti. Kun huoneen kosteus on normaali, kasteanturin - kaasuvastuksen B1 resistanssi ei ylitä 3 kOhm, transistori VT2 on auki, voimakas suurjännitekenttätransistori VT1 on kiinni, muuntajan T1 ensiökäämi on jännitteetön. Myös XP1-liittimeen kytketty kuorma on jännitteettömänä.

Heti kun ilman kosteus lähestyy kastepistettä, esimerkiksi se kiehuu ilman valvontaa, kylpyhuone täyttyy kuumalla vedellä, kellari lämmitetään sulalla pohjavedellä, vedenlämmittimen lämpötilansäädin on viallinen, vastus Kaasuvastus B1 poistetaan jyrkästi toisiokäämityksestä T1 ja menee siltadioditasasuuntaajaan VD2. Tasasuunnatun jännitteen aaltoilua tasoittaa suurikapasiteettinen oksidikondensaattori C2. Parametrinen DC-jännitteensäädin on rakennettu komposiittitransistorille VT3, jolla on korkea perustyypin KT829B virransiirtokerroin, zener-diodi VD5 ja liitäntälaitevastus R6.

Kondensaattorit C3, C4 vähentävät lähtöjännitteen aaltoilua. Tuulettimet, joiden käyttöjännite on 12 ... 15 V, esimerkiksi "tietokonepuhaltimet", voidaan kytkeä jännitteen stabilisaattorin lähtöön. XP1-liitäntään voidaan kytkeä puhaltimet, joiden kokonaisteho on enintään 100 W ja jotka on suunniteltu 220 V AC:n syöttöjännitteelle. Asennusmuuntajan T1 ja suurjännitekuorman syöttöpiiriin on asennettu siltatasasuuntaaja VD1. Kenttätransistorin nielulle syötetään sykkivä tasajännite. Transistoreiden VT1, VT2 kaskadi saa virtansa stabiloidusta +11 V jännitteestä, jonka antaa zener-diodi VD7. Tämän zener-diodin jännite syötetään ketjujen R2, R3, VD4, HL2 kautta. Tällaisella piiriratkaisulla voit avata kenttätransistorin kokonaan, mikä vähentää merkittävästi siihen haihtunutta tehoa.

Transistorit VT1, VT2 sisältyvät Schmitt-liipaisuun, joka sulkee pois kenttätransistorin läsnäolon välitilassa, mikä estää sitä ylikuumenemasta. Kosteusanturin herkkyys asetetaan trimmausvastuksella R8 ja tarvittaessa valitsemalla vastuksen R7 resistanssi. Varistorit RU1 ja RU2 suojaavat laitteen elementtejä verkkojännitepiikin aiheuttamilta vaurioilta. Vihreä LED HL2 ilmaisee syöttöjännitteen olemassaolon ja punainen LED HL1 suuren kosteuden ja laite on kytketty päälle pakkotuuletustilassa.

Laitteeseen voidaan liittää jopa 8 pienjännitetuuletinta virrankulutuksella enintään 0,25 A ja tai useampia 220 V syöttöjännitteellä varustettuja puhaltimia. Jännitteenvakain, voit kytkeä sähkömagneettisia releitä, esim. tyyppiä G2R-14-130, joiden koskettimet on suunniteltu kytkemään vaihtovirtaa 10 A asti 250 V:n jännitteellä. Vastuksen R8 rinnalle voidaan asentaa termistori negatiivisella TCR:llä, resistanssi 3,3 ... 4, 7 kOhm 25 °C:ssa , sijoitetaan esimerkiksi kaasu- tai sähköliesin yläpuolelle, jolloin ilmanvaihto voidaan kytkeä päälle myös ilman lämpötilan noustessa yli 45 ... 50 °C, kun kiukaan polttimet toimivat täydellä teholla.

T1-muuntajan tilalle voidaan asentaa mikä tahansa vähintään 40 W:n kokonaisteholtaan alennusmuuntaja, jonka toisiokäämi on suunniteltu vähintään pienjännitekuormitusvirran arvolle. Ilman toisiokäämiä "Youth", "Sapphire" kelaamatta. Sopivia ovat myös yhdistetyt muuntajat TPP40 tai TN46-127 / 220-50. Muuntajan itsevalmistuksessa voit käyttää W-muotoista magneettipiiriä, jonka poikkileikkaus on 8,6 cm2. Ensiökäämissä on 1330 kierrosta lankaa, jonka halkaisija on 0,27 mm.

Toisiokäämi 110 kierrosta käämilankaa, jonka halkaisija on 0,9 mm. KT829B-transistorin sijasta mikä tahansa KT829-, KT827-, ​​BDW93C-, 2SD1889-, 2SD1414-sarjoista sopii. Tämä transistori asennetaan jäähdytyselementtiin, jonka koko riippuu kuormitusvirrasta ja kollektori-emitterin jännitehäviön VT3 suuruudesta. On toivottavaa valita sellainen jäähdytyselementti, jolla transistorin VT3 kotelon lämpötila ei ylitä 60 ° C.

Jos kondensaattorin C2 levyjen jännite stabilisaattorin lähtöön kytketyllä kuormalla on yli 20 V, niin VT3:n hajauttaman tehon vähentämiseksi voidaan useita kierroksia purkaa muuntajan toisiokäämistä. Kenttätransistori IRF830 voidaan korvata malleilla KP707V2, IRF422, IRF430, BUZ90A, BUZ216. Tätä transistoria asennettaessa se on suojattava staattisen sähkön rikkoutumiselta. SS9014:n sijasta voit käyttää mitä tahansa KT315-, KT342-, KT3102-, KT645-, 2SC1815-sarjoista. Kun vaihdat bipolaarisia transistoreita, ota huomioon erot pinouteissa.

Diodisillat KBU voidaan korvata vastaavilla KVR08, BR36, RS405, KBL06. 1N4006:n sijasta voit käyttää 1N4004 - 1N4007, KD243G, KD247V, KD105V. Zener-diodit: 1N5352 - KS508B, KS515A, KS215Zh; 1N4737A - KS175A, KS175Zh, 2S483B; 1 N4741A - D814G, D814G1, 2S211Zh, KS221V.

LEDit voivat olla mitä tahansa yleiskäyttöisiä, esimerkiksi AL307, KIPD40, L-63 sarja. Oksidikondensaattorit - tuodut analogit K50-35, K50-68. Varistorit - mikä tahansa pieni tai keskiteho 430 V, 470 V:n käyttöjännitteelle, esimerkiksi FNR-14K431, FNR-10K471. Ilman kosteudelle herkkä kaasuvastus GZR-2B on otettu vanhasta kotimaisesta videonauhurista "Electronics VM-12". Vastaavanlainen kaasuvastus löytyy muista viallisista kotimaisista ja tuoduista videonauhureista tai vanhoista kasettivideokameroista. Tämä kaasuvastus on yleensä pultattu nauha-aseman metallirunkoon. Sen tarkoituksena on estää laitteen toiminta nauha-aseman huurtuessa, mikä estää magneettinauhan käämityksen ja vaurioitumisen. Laite voidaan asentaa 105x60 mm painetulle piirilevylle Kaasuvastus kannattaa sijoittaa erilliseen eristysmateriaalista valmistettuun koteloon, jossa on reikiä ja joka on asennettu viileämpään paikkaan. On myös suositeltavaa ruuvata se pieneen metallilevyyn, ehkä ohuen kiilleeristeen läpi. Asennetun levyn suojaamiseksi kosteudelta asennus- ja painetut johtimet peitetään useilla kerroksilla lakkaa FL-98, ML-92 tai zaponlakia.

Kaasuvastusta ei tarvitse maalata millään. Testaaksesi laitteen toimivuuden, voit yksinkertaisesti hengittää ilmaa keuhkoista kaasuvastukseen tai tuoda kiehuvaa vettä sisältävän astian lähemmäksi. Muutaman sekunnin kuluttua HL1-LED vilkkuu ja kuormituksella kytketyt puhaltimet alkavat käsitellä korkeaa kosteutta. Valmiustilassa laite kuluttaa verkosta noin 3 mA virtaa, mikä on hyvin vähän. Koska laite kuluttaa alle 1 W virtaa valmiustilassa, sitä voidaan käyttää ympäri vuorokauden ilman pelkoa virrankulutuksesta. Koska laite on osittain galvaanisesti kytketty 220 V AC verkkojännitteeseen, laitetta asennettaessa ja käytettäessä on noudatettava asianmukaisia ​​varotoimia.

Lukuisten kokeiden tuloksena tämä maa-anturipiiri ilmestyi yhdelle mikropiirille. Mikä tahansa mikropiireistä sopii: K176LE5, K561LE5 tai CD4001A.

Ilmankosteusanturi, jonka kaavio ja piirustukset ovat liitteenä, mahdollistaa suhteellisen kosteuden valvonnan ja säädön täysin automatisoinnin missä tahansa huoneessa. Tämä kosteusanturipiiri mahdollistaa suhteellisen kosteuden mittaamisen välillä 0–100 %. Erittäin korkea tarkkuus ja parametrien vakaus

Kiehuvan veden valo- ja äänimerkkilaite. - Radio, 2004, nro 12, s. 42, 43.
. - Circuitry, 2004, nro 4, s. 30-31.
Jatkuva" kellarissa. - CAM, 2005, nro 5, s. 30, 31.

Vedestä voi tulla suuria ongelmia, jos et tiedä ajoissa sen esiintymisestä siellä, missä sitä ei odoteta ja missä se ei ole toivottavaa, varsinkin suurina määrinä.

Henkilön auttamiseksi tällaisissa tapauksissa ja monien ongelmien välttämiseksi voi olla yksittäinen kosteushälytys, joka voidaan tehdä erittäin kompaktiksi. Signalointilaitteen kaavio on esitetty kuvassa 1.

Germaniumtransistoreille VT1, VT2, vastuksille R1, R2, kondensaattorille C1 ja kaiutinpäälle kootaan äänigeneraattori, joka hyvillä osilla alkaa soida heti, kun siihen kytketään syöttöjännite. Virta syötetään generaattoriin piitransistoreiden VT3, VT4, vastusten R3 ... R5 ja kosteusanturin avainvaiheen kautta. Monet nesteet ovat sähköä johtavia ja siksi vastustavat sähkövirtaa. Vesijohtovedellä on siis useiden kilojen ohminen vastus.

Siksi kosteuden tunkeutuminen anturiin vastaa transistorin VT3 kannan ja virtapiirin "miinuksen" välistä jonkin vastuksen esiintymistä, mikä tekee transistorin VT3 kannan sähköpotentiaalista negatiivisen suhteessa tämän transistorin emitteri. Tällainen transistorin VT3 sisällytys avautuu, ja sen läpi alkaa virrata virta, mikä puolestaan ​​​​johtaa transistorin VT4 avautumiseen. Molemmat transistorit avautuessaan siirtyvät kyllästystilaan, elektroninen avain sulkeutuu ja sen kautta syötetään virtaa äänigeneraattoriin. Kaiutinpää (0,5 GDSh-2) alkaa soida, jonka äänen tonaalisuus ja voimakkuus voivat herättää syvään nukkuvankin ihmisen. Valmiustilassa (standby) merkinantolaite kuluttaa virtaa paljon vähemmän kuin 1 μA. Hälytystilassa (kun vettä pääsee anturin päälle) laite kuluttaa enintään 80 mA. Koska laite on erittäin taloudellinen valmiustilassa, kriittisimmissä tapauksissa virtakytkimen asentaminen siihen ei ole edes toivottavaa.

Sen varmistamiseksi, että merkinantolaite on päällä ja toimintakuntoinen, riittää sen anturin levyjen sulkeminen märillä sormilla tai jollakin metallilla. Palvelukelpoisuuden tapauksessa hän antaa heti "äänen".

Kosteusilmaisimen käyttöalue ei rajoitu turvatoimintoihin. Hän voi seurata

täyttämällä minkä tahansa astian nesteellä tai sitä voidaan käyttää elektronisena "lastenhoitajana". Jälkimmäisessä tapauksessa anturi(t) sijoitetaan vaippojen alle. Heti kun vaipat kastuvat, "lastenhoitaja" ilmoittaa tästä välittömästi. Elektronisen "lastenhoitajan" saattamiseksi valmiustilaan riittää, että pyyhit anturin lautasliinalla tai rievulla.

MP11A (MP35 ... MP38) voidaan käyttää VT1:nä ja MP39 (MP16 ... MP42B) VT2:na, ts. mitkä tahansa matalataajuiset pienitehoiset germaniumtransistorit, joilla on sopiva johtavuus. KT203 käytetään VT3:na, KT814 käytetään VT4:nä. VT4-jäähdytintä ei tarvita. Kaiutinpääksi sopii mikä tahansa teho 0,25 ... 2 W nimellissähkövastuksen ollessa 8 ohmia. Laitteen asennus voi olla joko saranoitu tai piirilevyllä, jonka mitat ja konfiguraatio riippuvat käytettyjen osien mitoista ja laitteen kotelosta.

Laiteanturina voit käyttää yksipuolista foliomateriaalia olevaa levyä, johon on syövytetty kosketusliuskat (kuva 2). Voit leikata anturiliuskoja kuparifoliosta ja kiinnittää ne kumiin, nahkaan jne. Nauhat on tinattava juotteella. Jotkut kirjoittajista neuvovat olemaan tekemättä tätä, koska ulkonäkö tästä tulee käsityönä. Mutta jos tinaat hyvin puhdistettuja ja hartsihierottuja painettuja johtimia, joissa on vahvan juotosraudan hyvin lämmitetty, kuorittu ja tinattu kärki, käyttäen pieniä määriä juotetta (tämä on eräänlainen "taitotieto"), laatu pinnoite on erinomainen. Samalla eliminoidaan mikrohalkeamien aiheuttamat viat painetuissa johtimissa ja pidennetään piirilevyjen käyttöikää, erityisesti sellaisia, joita ei käytön vuoksi voida päällystää suojalakalla.

Mitä pienempi etäisyys anturin liuskojen välillä on, sitä suurempi on todennäköisyys, että hälytys toimii, vaikka muutama pisara sadetta osuisi anturiin. Anturin laitteeseen yhdistävien johtimien pituus voi olla useista kymmenistä sentteistä useisiin satoihin metriin.

S.N. Kovalenko, Zaporozhye

1 0 0
Jos löydät virheen, valitse tekstiosa ja paina Ctrl+Enter.