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納米微孔金屬氧化膜與氧化鋁露點(diǎn)傳感器的比較

2022-09-05

       導(dǎo)電的金屬基片和多孔金層作為的電容的兩個(gè)極板,中間是多空的金屬氧化膜。電容的大小取決于極板的大小、極板之間的距離和極板之間絕緣體的介電常數(shù)。除了介電常數(shù)之外的兩個(gè)因素都是固定值,傳感器周圍的氣體會進(jìn)入到傳感器微孔之中,其中水分的高介電常數(shù)使傳感器的介電常數(shù)發(fā)生很大變化,并且這介電常數(shù)的變化  主要是由進(jìn)入氧化膜微孔中的水分引起的,即使是氣體中的水分含量變化幅度很小。

01 背景介紹

       納米微孔金屬氧化膜露點(diǎn)傳感器是美國菲美特(phymetrix)公司于2007 年推出的一款測量氣體濕度用的電容型傳感器,其發(fā)明者為 Bedros 先生。能夠在‐110℃~+20℃的露點(diǎn)溫度范圍內(nèi)快速準(zhǔn)確地測量氣體及液體中的水分含量。

      傳統(tǒng)的氧化鋁傳感器,其代表行為上世紀(jì)90 年代由Bedros 先生在考撒-深特(cosaxentaur)公司推出的超薄膜 (HTF™) 氧化鋁技術(shù),為原GE下屬的巴納(panametrics)及其他公司如特利丹(teledyne)、仕富梅(Servomex)等廣泛應(yīng)用。

      另有英國肖氏(shaw)及其派生公司在上世紀(jì)60年代研究的Shaw Moisture Meters 及英國米希爾公司的陶瓷氧化鋁傳感器。

02 產(chǎn)品比較

 

公司 phymetrix xentaur shaw 米希爾
原理 納米微孔金屬氧化膜 超薄膜 (HTF™) 氧化鋁 氧化鋁 陶瓷氧化鋁
露點(diǎn)測量范圍 -110°C~+20°C -100°C~+20°C -100°C~+20°C -100°C~+20°C
準(zhǔn)確度 ±2°C ±3°C ±3°C ±3°C
相對響應(yīng)時(shí)間 中等
線性 全量程準(zhǔn)確 全量程準(zhǔn)確 -60以下偏差大 全量程偏差大

 

03 美國菲美特露點(diǎn)儀的技術(shù)優(yōu)勢
基本原理

     導(dǎo)電的金屬基片和多孔金層作為的電容的兩個(gè)極板,中間 是多空的金屬氧化膜。電容的大小取決于極板的大小、極板之間的距離和極板之間絕緣體的介電常數(shù)。除了介電常數(shù)之外的兩個(gè)因素都是固定值,傳感器周圍的氣體會進(jìn)入到傳感器微孔之中,其中水分的高介電常數(shù)使傳感器的介電常數(shù)發(fā)生很大變化,并且這介電常數(shù)的變化  主要是由進(jìn)入氧化膜微孔中的水分引起的,即使是氣體中的水分含量變化幅度很小。

獨(dú)*的結(jié)構(gòu)

    納米微孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使傳感器在水分含量非常少的情況下利用針對于水分的毛細(xì)管作用使傳感器內(nèi)外達(dá)到平衡時(shí),內(nèi)外的水分濃度成指數(shù)比例,因此即使傳感器外的水分含量變化很小,傳感器的電容變化也會很大,這個(gè)電容的變化量足以讓儀器檢測到,因此使傳感器能夠具有更寬廣的測量范圍(‐110~+20℃dp),并且響應(yīng)更靈敏,漂移量更小,耐用性更好。

?美國phymetrix公司的露點(diǎn)分析儀采用納米薄膜同軸電容法原理,測試氣體中水份含量,是*技術(shù)。
?納米傳感器具有吸附大量水分子的能力,露點(diǎn)可測低至 ‐110℃dp;
?phymetrix公司校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室可為每臺儀器執(zhí)行 NIST 校準(zhǔn)證書標(biāo)準(zhǔn),保證其精度為± 2℃dp;
?通過傳感器干燥室存儲機(jī)制,響應(yīng)時(shí)間還可以進(jìn)一步加快,十分鐘可以得到測試趨勢讀數(shù);
?內(nèi)置的溫度傳感器和可選壓力傳感器可進(jìn)行校準(zhǔn)補(bǔ)償,保證測量的一致性和重復(fù)性;
?納米薄膜進(jìn)一步保證數(shù)據(jù)漂移量更小,從而解決了常規(guī)電容法測量濕度的難題。


 

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