Cảm biến độ ẩm được sử dụng để đo độ ẩm và kiểm soát chất lượng không khí. Trong nội dung bài viết này, chúng ta cùng nhau tìm hiểu chi tiết hơn về cảm biến đo độ ẩm và các thông tin liên quan.
Cảm biến độ ẩm là gì?
Cảm biến độ ẩm là thiết bị điện tử chuyên dụng để đo độ ẩm trong không khí hoặc đất. Nhờ đó, chúng ta có thể nắm được các thông số độ ẩm để phục vụ cho những mục đích khác nhau.
Hiện nay, các thiết bị cảm biến độ ẩm có nhiều loại và có mức độ nhạy cảm rất cao. Cảm biến có thể đo được độ ẩm tương đối hoặc tuyệt đối nếu là loại có bộ phận cảm biến tốt.
Cấu tạo của cảm biến độ ẩm
Cảm biến đo độ ẩm có cấu tạo gồm 2 bộ phận chính:
- Tụ điện: Có công dụng đo sự chênh lệch về độ ẩm giữa hai lớp điện cực.
- 02 lớp điện cực (thường được phân cách bằng 1 lớp điện môi nằm ở giữa) có công dụng để hấp thụ độ ẩm từ không khí.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến độ ẩm
Nguyên lý hoạt động của cảm biến đo độ ẩm là dựa trên nguyên lý hấp thụ hơi nước. Khi hơi nước đi vào sẽ làm biến đổi tính chất của từng bộ phận bên trong thiết bị cảm biến. Điều này làm cho điện trở thay đổi và từ đó làm dòng điện biến thiên.
Dựa trên những sự thay đổi đó mà thiết bị cảm biến độ ẩm sẽ xác định được chính xác được độ ẩm và trả kết quả về theo phần trăm mà chúng ta thường thấy ở các đồng hồ đo độ ẩm.
Phân loại cảm biến đo độ ẩm
Cảm biến độ ẩm điện dung
Cảm biến độ ẩm điện dung (Capacitive Humidity Sensor) đo độ ẩm thông qua lớp màng điện dung. Độ ẩm trong môi trường xung quanh sẽ được hút vào cảm biến và đưa ra các phân tích để xác định được độ ẩm không khí một cách chính xác tương đối.
Ưu điểm:
- Cung cấp kết quả ổn đo độ ẩm định trong thời gian sử dụng lâu dài
- Có thể đo độ ẩm trong một phạm vi rộng từ 5 đến 9m
- Kết quả đo độ ẩm đầu ra gần như tuyến tính nên có độ chính xác cao.
Nhược điểm:
Kết quả trả về chậm do khoảng cách từ cảm biến và mạch báo hiệu bị hạn chế.
Cảm biến đo độ ẩm dẫn nhiệt
Cảm biến độ ẩm dẫn nhiệt (Thermal Humidity Sensor) đo độ ẩm của không khí dựa trên việc đo mức độ dẫn nhiệt của môi trường không khí và môi trường không khí khô. Tấm điện trở tiếp xúc với không khí bên ngoài sẽ thu được không khí, so sánh độ ẩm của không khí ẩm và khô.
Ưu điểm:
- Dùng được trong môi trường nhiệt độ cao và ăn mòn cao.
- Độ phân giải cao hơn so với các loại cảm biến khác.
- Độ bền cao, hoạt động tốt trong hơn 3 năm
Nhược điểm:
- Cảm biến độ ẩm dẫn nhiệt vẫn còn hạn chế là nếu tiếp xúc với môi trường có đặc tính nhiệt khác với Nitơ thì có thể đưa ra kết quả sai.
Cảm biến độ ẩm điện trở
Cảm biến độ ẩm điện trở (Resistive Humidity Sensor) đo giá trị tương đối của độ ẩm của môi trường xung quanh dựa vào sự thay đổi của điện trở suất của hai bản điện cực. Khi độ ẩm môi trường thay đổi cũng làm thay đổi điện trở của các điện cực.
Ưu điểm:
- Cảm biến độ ẩm điện trở có giá thành phải chăng
- Kích thước nhỏ gọn
- Khoảng cách giữa mạch xử lý tín hiệu và cảm biến có thể lớn nên rất thích hợp cho các hoạt động đo độ ẩm từ xa
- Dễ dàng thay thế khi bị hỏng hóc.
Nhược điểm:
- Rất nhạy cảm với hơi hóa học và các chất gây ô nhiễm khác nên không phù hợp dùng trong những môi trường này
- Nếu được sử dụng với các sản phẩm hòa tan trong nước thì kết quả đầu ra có thể bị thay đổi.
Các ứng dụng của cảm biến độ ẩm
Cảm biến đo độ ẩm thường ứng dụng trong những lĩnh vực cần kiểm soát độ ẩm.
Ví dụ, cảm biến độ ẩm được lắp đặt trong nhà để kiểm soát độ ẩm, giám sát các khu vực khác nhau của ngôi nhà để ngăn ngừa tình trạng nấm mốc phát triển.
Tương tự trong các cơ sở canh tác nông nghiệp, nhà kính, phòng tắm hơi và máy ấp trứng cũng sử dụng máy đo độ ẩm để theo dõi và đảm bảo lượng ẩm không khí ở mức độ phù hợp.
Cảm biến đo độ ẩm cũng được ứng dụng cùng với cảm biến nhiệt độ và cảm biến áp suất để sử dụng trong các hệ thống HVAC giúp cho tòa nhà ở nhiệt độ thoải mái và chất lượng không khí ở mức tốt nhất.
Cảm biến đo độ ẩm cùng với các cảm biến môi trường khác cũng được ứng dụng trong các phòng thí nghiệm, sử dụng trong các trạm thời tiết,…
Các tiêu chí khi chọn mua cảm biến độ ẩm
Những tiêu chí quan trọng trong việc chọn mua cảm biến độ ẩm bao gồm:
- Độ chính xác của cảm biến
- Nguồn điện sử dụng
- Tính lặp lại các đặc tính kỹ thuật
- Sự ổn định của cảm biến
- Khả năng phục hồi sau ngưng tụ hơi nước
- Tính phức hợp và hiện thực hóa quá trình chuẩn hóa tín hiệu và mạch thu thập dữ liệu của cảm biến.
- Tính kháng nhiễm tạp chất, chất bẩn
- Kích thước của cảm biến
- Tính hiệu quả và giá thành
- Giá thành bảo dưỡng và thay thế trong trường hợp bị hỏng hóc
Trên đây là những thông tin về cảm biến độ ẩm: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phân loại và ứng dụng. Hy vọng bài viết đã giúp đem lại cho bạn những kiến thức hữu ích.
