고분자 습도 센서

개요

고분자형 습도센서에 대한 일부 내용입니다. 다양한 용도로 사용되는 고분자형 습도센서를 제조하는 회사는 한주사의 제품이 있습니다. 제품 품번은 C10-M53R으로 SHINYEI TECHNOLOGY의 고분자저항형 습도센서를 Pb Free화한 제품입니다. 이 제품의 생산 지속 여부는 제조사에 확인하여야 합니다. 습도 센서의 사용범위는 제어분야에서 다양하게 적용하고 있습니다. 또한 에어컨, 가습기, 제습기등에서 사용되고 있는 고분자습도센서를 Pb Free화 제품입니다. 제조업 현장에서 Pb Free 제품을 대응할 수 있는 제품입니다. 장점으로는 소자의 저가격화 및 소형화 가능하여 다양한 습도 센서의 소자로 적합하며 습도 측정의 응답속도가 빠른 편입니다.

내용

이런 습도 센서 소자는 넓은 습도의 영역에서 사용이 가능합니다. 단점으로는 고온 고습에서 안정한 특성을 얻기 힘든 편이며. 재료가 Alcohol, Thinner 등 유기 용제 재료에는 약한 편입니다. 가습과 제습과정에 있어서 습도 편차 Hysteresis가 있습니다. 수정진동자식 습도센서 원 리로 수정 진동자를 polyamide계 흡습성 수지를 이용하여 코팅하여 흡습에 따른 고분자막의 중량 변화로 진동자의 공진 주파수가 변화함을 이용. 구 조로 흡습성 막의 두께 2㎛.이며 특 징으로는 0 ~ 100 % RH의 광범위한 영역의 공진 주파수가 상대습도에 따라 변화하므로 온도 의존성이 낮은 편입니다. 0 ~ 50 ℃ 에 동작합니다. 또한 Accuracy 5 % RH입니다. 이 습도 센서에서 사용상 문제점으로는 먼지 또는 기름방울등에 의해 흡습막의 오염에 의해 감도가 약해지게 됩니다. 저습도 영역에서는 감도 또한 좋지 않습니다. 감습 재료로는 에폭시 수지, 황화 Polystyrene 등이 있습니다.

습도 센서

습도 센서에서의 재질이 산화알루미늄 습도센서의 경우에는 그 구조가 다공성 산화알루미늄(Al2O3)에 물을 흡착할 경우 유전율의 변화를 용량의 변화로써 검출하거나 인덕턴스의 변화로 보완하는 것을 이용하였습니다. 구조는 Aluminum을 수산이나 황산 중에서 전해시킬 때, 양극 산화에 따라 Al2O3막을 형성하고 그 위에 금을 증착시켜 제작. 특 징으로는 저습에서의 감도가 좋은 편입니다. 감습막이 얇아 응답성이 좋은 편입니다. 사용상 문제점으로 일반적으로 수분에 약한 편입니다. 고온, 고습에서 습도 편차 즉 hysteresis가 생겨 편차가 큰 편입니다. 따라서 일정 시간 변화에 따른 교정이 필요합니다. 부식성 가스를 사용할 경우 Oilmist 나 Dust 등이 부착하여 감도가 저하되는 점을 주의합니다. 세라믹 습도센서로 세라믹스는 물리적, 화학적 및 열적으로 안정한 재질이기 때문에 습도센서 재료로 적합합니다. 감습기구는 다공질 세라믹인 금속산화물, 예를 들면 Al2O3의 미립자 표면에 수증기가 흡착과 탈착함에 따라 세라믹의 전기저항이 변화하게 됩니다. 센서를 지지하는 베이스는 센서 CERAMICS와 같이 오염되기 쉽습니다. 베이스에 전해질이 부착될 경우 센서 단자 간에 전기적 누설이 생길 가능성이 있다. 이 LEAK를 방지하기 위해 베이스에 가드링을 설치해야 합니다.

세라믹 습도센서

기타

습도 센서 CERAMICS 습도 센서의 원리는 세라믹 표면에 수분이 흡착함에 따라 전기 저항이 감소하는 데, 이것은 결정 표면의 흡착수 증가가 전도 Carrier인 프로톤 proton의 농도를 증대시켜 프로톤을 안정화시키게 됩니다. 세라믹 중에 첨가된 알칼리 금속 이온을 이동하기 쉽게 하는 것을 응용. 구 조로는 열적 그리고 물리 화학적으로 안정한 금속 산화물을 주체로 한 다공질 소결체입니다. 세라믹 습도 센서 특징으로는 사용온도 범위가 넓다는 것입니다. 섭씨 150℃ 사용가능 응답 속도가 빠릅니다. 또한 세라믹 재질이라 재료가 경제적입니다. 사용상 문제점으로는 경년 변화와 열화현상이 발생할 수 있습니다. 가열 히터 사용하면 구조가 복잡하고 부속회로가 그만큼 더 필요하게 됩니다. 비가열형 센서는 시간이 경과하면 내수성이 약해지고 응답성 안 좋습니다. 써미스터 습도센서로 열전도라고 하는 물리적 현상을 이용한 절대 습도센서가 상용화되고 있습니다. 이 타입의 센서는 2개의 서미스터를 사용하는데 1개는 건조공기를 밀봉하고 1개는 환경에 노출시킵니다.

습도센서

2개의 서미스터와 저항 2개로 브리지회로를 구성합니다. 건조공기 중에서 평형을 유지시키고 서미스터에 전류를 흘려 약 200'C로 가열합니다. 이 상태에서 수증기를 함유한 분위기에 누출시키면 건조공기와 수증기의 열전도도차에 의해 불평형 전압이 발생하게 됩니다. 원 리로는 물을 함유한 공기와 건조공기의 열전도율의 차이를 이용하여 습도를 측정. 구 조로는 계측용 bead형 서미스터 1개는 습공기 중에, 다른 1개는 건조공기 중에 설치하여 온도보상 용 서미스터로 사용하며 Bridge회로를 구성하여 사용. 특 징으로는 사용온도 영역이 넓습니다. 0 ~ 200℃ 응답이 빠릅니다. 환경 90% RH의 응답이 수십 초 내에 가능함며 습도의 증감에 따른 hysteresis가 없는 편입니다. 절대습도에 비례해서 출력을 얻을 수 있습니다. 사용상 문제점으로 열전도는 선택성이 아니므로 다른 가스의 영향을 받는다. 압력의 영향을 받는다. 또한 대기압 상태에서는 문제가 없으나 고압이나 저압에서는 측정이 좋지 않습니다. 기계적 진동 및 충격에 약합니다. 절대습도가 150g/㎥이상은 원리적으로 측정이 곤란합니다. 초음파 습도센서는 최근 초음파를 이용한 고속도 습도측정이 가능한 제품들이 있습니다. 이는 초음파 기온계와 저항온도계의 조합에 의한 것으로서 초음파의 전달속도가 기온에 의해 변화하는 것을 이용합니다.. 이때 측정결과가 습도의 영향을 받는 원리는 이용하여 온도제어기와 습도측정을 함께 하는 방법이기도 합니다.