微型快速響應(yīng)濕敏元件動(dòng)態(tài)性能測試方法及系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著智能化的發(fā)展，交通、醫(yī)療、建筑、環(huán)境、氣象、工業(yè)等領(lǐng)域?qū)穸鹊臏y量和控制也提出了更高要求。作為濕度傳感器的主要感濕部件，濕敏元件不但須具有優(yōu)良的靜態(tài)濕敏特性，而且應(yīng)具有快速響應(yīng)的動(dòng)態(tài)特性。近年來，隨著工業(yè)生產(chǎn)水平的發(fā)展和濕敏元件研究的深入，濕度元件的靜態(tài)濕敏特性得到了較大改善，但動(dòng)態(tài)濕敏特性發(fā)展緩慢，已不能滿足如燃料汽車、呼吸系統(tǒng)疾病診治等領(lǐng)域的要求。
　　濕敏元件動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性發(fā)展緩慢的影響因素是多方面的，而濕敏元件動(dòng)態(tài)特性測

2、試系統(tǒng)和測試方法的不完善是其中重要的原因。目前成果顯示，部分濕敏元件動(dòng)態(tài)特性測試系統(tǒng)因存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴等因素難于推廣，其余測試系統(tǒng)存在濕度不穩(wěn)定、平衡時(shí)間太長、切換速度慢及測試過程單一等缺陷。基于定溫度和壓力下飽和鹽溶液封閉氣空間濕度恒定的原理，飽和鹽溶液濕度發(fā)生法具有濕度穩(wěn)定、成本低廉、設(shè)備簡單、破壞后易恢復(fù)、復(fù)現(xiàn)性好的優(yōu)點(diǎn)，并得到了國際公認(rèn)，但也存在氣空間濕度氣體分層以及平衡所需時(shí)間長的缺陷。
　　基于以上分析，本課題展

3、開了以下研究，首先，通過對比分析濕度發(fā)生方法及系統(tǒng)的特點(diǎn)，最終選擇飽和鹽溶液法進(jìn)行濕度發(fā)生系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和搭建，并對其濕氣分層現(xiàn)象進(jìn)行了測試;其次，針對飽和鹽溶液濕度發(fā)生器氣空間濕氣分層的現(xiàn)象引入混氣裝置，同時(shí)，對飽和鹽溶液進(jìn)行攪拌，以改善飽和鹽溶液的溶解均勻性，并對飽和鹽溶液濕度發(fā)生器濕氣分層現(xiàn)象進(jìn)行了測試;第三，設(shè)計(jì)了濕敏元件測試腔的濕度切換系統(tǒng)及控制測量系統(tǒng)，使其濕敏元件測試腔內(nèi)濕度可實(shí)現(xiàn)瞬間躍變，同時(shí)，升濕測試和降濕測試的逆變過程簡

4、單易行;第四，確定了以氣泵和風(fēng)機(jī)代替“氣泵+混氣扇”驅(qū)動(dòng)氣體循環(huán)的兩種簡單、可行、精確、低廉的系統(tǒng)方案和測試方法，按照兩種方案制作加工了濕敏元件動(dòng)態(tài)濕敏性能測試系統(tǒng)平臺(tái);第五，通過對濕敏元件的測試，得到了本課題研究濕敏元件動(dòng)態(tài)測試系統(tǒng)的主要性能。
　　通過本文研究，得出了以下結(jié)論:
　　(1)翼型混氣扇慢速混氣時(shí)可以避免飽和鹽濕度發(fā)生系統(tǒng)濕度固定點(diǎn)分層現(xiàn)象，最佳的取氣位置在上部空間Hc=6 cm偏離壁面的位置。
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