光电技术在湿度传感器中的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第23卷第3期光电技术应用Vol23．№32008年6月ELECTRoOPTICTECHNOLOGYAPPLICATIONJune．2008文章编号：1673—1255(2008)030033—04光电技术在湿度传感器中的应用韩悦文，陈海燕，黄春雄(长江大学物理科学与技术学院，湖北荆州434023)摘要：湿度是一个重要的物理量，许多环境下需要进行湿度的测量．各种现代意义上的湿度传感器已经逐渐成熟并得到应用．从测量原理的角度，对光电式湿度传感器及其应用作简要介绍、总结，并概要分析此类湿度传感器的发展趋势．关键词：湿度传感器；光纤传感器；

2、光纤光栅；平面波导；薄膜中图分类号：TP212．14文献标识码：AApplicationofOptical-ElectronicTechnologyonHumiditySensorHANYue—wen，CHENHai—yan，HUANGChun—xiong(&．hoolofPhysicsScienceandTechnology，YangtzeUniversity，Jingzhou434023，China)Abstract：Humidityisanimportantphysicalparameterformeasuring．Variousmodernhumiditysensorsha

3、vebeenmaturedandapplied．Theoptical—electrohumiditysensorsanditsapplicationareintroducedfromthepointofmeasuringprinciple，andthetrendofthesekindsofhumiditysensorsisanalyzed．．Keywords：humiditysensor，opticalfibersensor，fibergrating，slabguide，film目前，低温条件下(通常指100T以下)，湿度的测的最高湿度．绝对湿度与温度关系由式(1)体现量已经相对成

4、熟，并有商品化的产品，广泛应用于纺10．==一V(L1)织、食品、医疗、仓储等各种行业．而一些行业如航空其中，e为蒸汽气压，单位Pa；R．=461．52J／(·航天、发电变电、冶金矿山、计量、陶瓷、工业管道、高K)，为水的气体常数；T为温度，单位K；m为空气炉等则需要进行恶劣环境下湿度的测量．由于应用环中溶解的水的质量，单位g；V为空气的体积，单位境和测量要求的差异，包括光电式湿度传感器在内的是m3．各种新型湿度传感器为满足应用迅速发展起来．1．2相对湿度(RH)1湿度含义相对湿度是绝对湿度与最高湿度的比值，表示水蒸气的饱和度．相对湿度为100％的空气就是水空气的干湿程度叫做“湿度

5、”，常用绝对湿度、相蒸气饱和的空气．随着温度的增高空气的最高湿度对湿度、比较湿度、混合比、饱和差以及露点等物理就越大，因此相对湿度也同样与温度一起才有意义．量来表示；若表示在湿蒸汽中液态水分的质量占蒸通过相对湿度和温度也可以换算出表示温度的其他汽总质量的百分比，则称为蒸汽的湿度．通常空气温参数．式(2)用来计算相对湿度度越高，最大湿度就越大．韭×100％=×100％=o=1．1绝对湿度(AH)l0u，，rmxES×100％(2)绝对湿度是一定体积的空气中含有的水蒸气的质量，一般其单位是g／i"I13，它的极限是饱和状态下其中，fD．为绝对湿度，单位g／m；，为最高湿收稿日期：200

6、8—04—24作者简介：韩悦文(1979一)，男，河北人，助教，主要研究方向为光纤传感器及光纤通信维普资讯http://www.cqvip.com34光电技术应用第23卷度，单位g／m3；E为饱和蒸汽压，单位Pa；S为比湿，膜在640nm透光强度的减弱，可由Lamber-Beer定单位g／kg；S为最高比湿，单位g／kg，其他同上．律定量表达，早期的湿度测量通常用干湿球湿度计和毛发湿AaLH(3)度计．这2种湿度计精度较低，但因使用方便、成本式中，A为吸光度；a为吸收系数；L为有效光程长低廉，在要求不高的条件下仍有一些应用．度；H为湿度．式(3)表明，A与湿度呈线性关系．由光强信号

7、经计算，可得到相应湿度信息．2光电式湿度传感器研究进展其测量范围为30％～100％RH，精度为5％RH．此设计结构简单，测量方便，由于运用了成熟的现代意义上的湿度传感器的种类很多，按所用测量原理和计算公式，后期的数据处理程序也没有湿敏材料，主要可以分为3类：电解质湿度传感器、难度，是一种应用广泛的实验室测量方法．半导体陶瓷湿度传感器以及有机高分子聚合物湿度但这种湿度测量技术中，探头的设计、分子探针传感器l卜．选择和化学传感膜的制备是这种湿度传感器的核按测量原理，则可分