ما هي أجهزة استشعار درجة الحرارة والرطوبة الشائعة؟

ما هي أجهزة استشعار درجة الحرارة والرطوبة الشائعة؟

في الماضي، كانت أجهزة استشعار درجة الحرارة والرطوبة بسيطة نسبيًا، ولكن مع نضوج التكنولوجيا وتقدمها، أصبح تطويرها أكثر تطورًا. ونظرًا لارتباط درجة الحرارة والرطوبة ارتباطًا وثيقًا بالكميات الفيزيائية وحياة الناس، يتم إنتاج أجهزة استشعار تجمع بينهما. يُقصد بجهاز استشعار درجة الحرارة والرطوبة جهازًا قادرًا على تحويل درجة الحرارة والرطوبة إلى إشارات كهربائية يسهل قياسها ومعالجتها. وتقيس أجهزة الاستشعار المتوفرة في السوق عادةً درجة الحرارة والرطوبة النسبية.

بالإضافة إلى أنواع الحساسات المتوفرة حاليًا في السوق، بما في ذلك حساسات درجة الحرارة والرطوبة، يمكن تقسيم هذا النوع من الحساسات إلى أنواع عديدة، وتختلف مجالات استخدامها اختلافًا كبيرًا. دعونا نلقي نظرة فاحصة على أنواع حساسات الرطوبة المتوفرة.

وفقًا لطريقة المراقبة، تنقسم أجهزة استشعار درجة الحرارة والرطوبة إلى نوعين: نوع التلامس ونوع عدم التلامس.

نوع التلامس: يتكون مقياس الحرارة من جزء استشعاري وجزء قياس، ويُسمى أيضًا مقياس حرارة. يحقق مقياس الحرارة التوازن الحراري عن طريق التوصيل أو الحمل الحراري، مما يسمح لقيمة المقياس بالإشارة مباشرةً إلى درجة حرارة الجسم المقاس. عمومًا، يتميز بدقة قياس عالية. ضمن نطاق قياس محدد، يمكن لمقياس الحرارة قياس توزيع درجة الحرارة داخل الجسم. ولكن بالنسبة للأجسام المتحركة، أو الأهداف الصغيرة، أو الأجسام ذات السعة الحرارية المنخفضة، قد تحدث أخطاء قياس أكبر. تشمل أنواع مقاييس الحرارة الشائعة الاستخدام: مقاييس الحرارة ثنائية المعدن، ومقاييس الحرارة الزجاجية السائلة، ومقاييس حرارة الضغط، ومقاييس حرارة المقاومة، والمقاومات الحرارية، والمزدوجات الحرارية.

النوع غير التلامسي: لا تتلامس مكوناته الحساسة مع الجسم المراد قياس درجة حرارته، ويُعرف أيضاً بجهاز قياس درجة الحرارة غير التلامسي. يُستخدم هذا النوع من الأجهزة لقياس درجة حرارة سطح الأجسام المتحركة، والأهداف الصغيرة، والأجسام ذات السعة الحرارية المنخفضة أو التي تشهد تغيرات سريعة في درجة الحرارة (عابرة)، كما يُستخدم لقياس توزيع درجة الحرارة في المجال الحراري.

تعتمد أكثر أجهزة قياس درجة الحرارة غير التلامسية شيوعًا على قانون إشعاع الجسم الأسود، وتُسمى أجهزة قياس درجة الحرارة الإشعاعية. تشمل طرق قياس درجة الحرارة الإشعاعية طريقة الإضاءة (انظر مقياس الإشعاع الضوئي)، وطريقة الإشعاع (انظر مقياس الإشعاع الإشعاعي)، وطريقة قياس الألوان (انظر مقياس الحرارة اللوني). جميع طرق قياس درجة الحرارة الإشعاعية لا تقيس إلا درجة حرارة الإضاءة أو درجة حرارة الإشعاع أو درجة حرارة الألوان المقابلة.

ينقسم مستشعر درجة الحرارة والرطوبة إلى نوعين: النوع المنفصل والنوع المتكامل. وقد تم شرح النوع المتكامل أعلاه، بينما سيتم شرح النوع المنفصل أدناه.

يتكون النوع المنفصل من مستشعر درجة الحرارة ومستشعر الرطوبة.

يمكن تصنيف أجهزة استشعار درجة الحرارة إلى ثلاث فئات: أجهزة استشعار درجة الحرارة البلاتينية، وأجهزة استشعار درجة الحرارة المزدوجة الحرارية، وأجهزة استشعار درجة الحرارة البلاتينية.

1: مستشعر درجة حرارة مقاوم حراري من البلاتين

تم تصميم وتصنيع المقاومة الحرارية البلاتينية باستخدام المبدأ الأساسي المتمثل في أن قيمة مقاومة سلك البلاتين تتغير مع تغير درجة الحرارة، وفقًا لقيمة المقاومة R( ℃) يتم تقسيمها إلى 10 أوم (رقم التدريج Pt10) و100 أوم (رقم التدريج Pt100)، وما إلى ذلك، ونطاق قياس درجة الحرارة هو -200 إلى 850 درجة مئوية.

تتضمن النماذج التي تستخدم مقاومة حرارية من البلاتين PT100 كعنصر استشعار درجة الحرارة: النوع المدرع، والنوع التجميعي، والنوع ذو المقبس، ومقاومة حرارية ذات سطح نهائي. وتُستخدم هذه النماذج بشكل أساسي في الصناعات التي تتطلب دقة عالية في قياس درجة الحرارة أو أجهزة دقيقة.

2: مستشعر درجة الحرارة المزدوج الحراري

المزدوجة الحرارية هي أكثر أجهزة استشعار درجة الحرارة استخدامًا في القياس. من أهم مزاياها نطاق درجة الحرارة الواسع وقدرتها على التكيف مع مختلف الظروف الجوية، بالإضافة إلى متانتها وانخفاض سعرها وعدم حاجتها إلى مصدر طاقة، مما يجعلها الأقل تكلفة. تتكون المزدوجة الحرارية من سلكين معدنيين مختلفين (المعدن أ والمعدن ب) متصلين من طرف واحد. عند تسخين أحد طرفي المزدوجة الحرارية، ينشأ فرق جهد في الدائرة الكهربائية. وينتج عن هذا التغير في درجة الحرارة تغير في الجهد الكهربائي. تُعد المزدوجات الحرارية أبسط أجهزة استشعار درجة الحرارة وأكثرها تنوعًا، إلا أنها غير مناسبة للقياسات والتطبيقات عالية الدقة.

3: الثرمستور

يتكون من سيراميك أكسيد المعادن وهو مستشعر درجة حرارة منخفض التكلفة وحساس للغاية.

تُصنع الثرمستورات من مواد شبه موصلة، وغالبًا ما يكون لها معامل حراري سالب، أي أن مقاومتها تقل مع ارتفاع درجة الحرارة. تُسبب تغيرات درجة الحرارة تغيرات كبيرة في المقاومة، مما يجعلها من أكثر مستشعرات درجة الحرارة حساسية. مع ذلك، فإن خطية الثرمستور ضعيفة للغاية وتتأثر بشكل كبير بعملية التصنيع. يقيس الثرمستور درجة الحرارة المطلقة على خطين بدقة أفضل، ولكنه أغلى ثمنًا من المزدوجة الحرارية، كما أن نطاق قياس درجة الحرارة فيه أصغر. تبلغ مقاومة الثرمستور الشائع الاستخدام 5 كيلو أوم عند 25 درجة مئوية، ويؤدي تغير درجة الحرارة بمقدار درجة مئوية واحدة إلى تغير في المقاومة بمقدار 200 أوم. تجدر الإشارة إلى أن مقاومة السلك البالغة 10 أوم لا تُسبب سوى خطأ ضئيل جدًا لا يتجاوز 0.05 درجة مئوية. يُعد الثرمستور مناسبًا جدًا لتطبيقات التحكم في التيار التي تتطلب قياسًا سريعًا ودقيقًا لدرجة الحرارة. يُعد صغر حجمه ميزةً للتطبيقات ذات المساحة المحدودة، ولكن يجب توخي الحذر لتجنب أخطاء التسخين الذاتي.

ينقسم مستشعر الرطوبة إلى نوعين: نوع المقاومة ونوع السعة.

تتميز المقاومة الحساسة للرطوبة بتغطية الركيزة بطبقة رقيقة مصنوعة من مادة حساسة للرطوبة. عند امتصاص بخار الماء الموجود في الهواء على هذه الطبقة، تتغير قيمة المقاومة النوعية والمقاومة الكهربائية للعنصر. استخدم هذه الخاصية لقياس الرطوبة.

تُصنع المكثفات الحساسة للرطوبة عادةً من مكثفات أغشية البوليمر. تشمل مواد البوليمر الشائعة الاستخدام البوليسترين، والبولي إيميد، وأسيتات البيوتيرات، وغيرها. عند تغير رطوبة البيئة، يتغير ثابت العزل الكهربائي للمكثف الحساس للرطوبة، وبالتالي تتغير سعته. ويتناسب تغير السعة طرديًا مع الرطوبة النسبية.

تشمل طرق قياس الرطوبة الشائعة ما يلي: الطريقة الديناميكية (طريقة الضغط المزدوج، طريقة درجة الحرارة المزدوجة، طريقة التدفق المنفصل)، والطريقة الثابتة (طريقة الملح المشبع، طريقة حمض الكبريتيك)، وطريقة نقطة الندى، وطريقة البصيلة الجافة والرطبة، ومختلف أجهزة الاستشعار الإلكترونية.

تساعد شركة هونان ريكا للتكنولوجيا الإلكترونية المحدودة عملاءها البارزين على بناء علاقات استراتيجية تدفع نمو شركاتهم، وتجذب الاستثمارات، وتوفر التمويل، وغير ذلك. وتتضمن عمليات التصنيع اليومية في شركتنا العديد من التفاصيل الحاسمة.

يُعدّ نظام استشعار أنظمة مراقبة البيئة حلاً متكاملاً تقدمه شركة هونان ريكا للتكنولوجيا الإلكترونية المحدودة، وهي شركة رائدة في مجال التصنيع في الصين. لمزيد من المعلومات، تفضل بزيارة موقع ريكا للمستشعرات.

إذا بدا شيء ما جيدًا لدرجة يصعب تصديقها، فقد يكون كذلك، مما يوفر قيمة مستشعر OEM تفوق تكلفته.

يستخدم الأفراد ذوو المهارات التقنية المتنوعة حلول الاستشعار في مجموعة واسعة من التطبيقات.

يُعد حل الاستشعار أحد أفضل المنتجات التي تُباع في السوق اليوم.