16.04.2014
गैसीय मीडिया, तरल पदार्थ, ठोस और दानेदार निकायों की आर्द्रता के मात्रात्मक संकेतक निर्धारित करना उद्योग, आर्थिक और वैज्ञानिक गतिविधि और विभिन्न प्रकार के उत्पादन के लगभग सभी क्षेत्रों के लिए एक मांग वाला कार्य है। आर्द्रता संकेतक निर्धारित करने की सभी विधियों को प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष में विभाजित किया गया है। प्रत्यक्ष विधि में अध्ययन के तहत सामग्री में नमी से शुष्क पदार्थ को सीधे अलग करना शामिल है। अप्रत्यक्ष तरीकों का सिद्धांत उन भौतिक मात्राओं को मापना है जिनका किसी पदार्थ या सामग्री की नमी सामग्री के साथ कार्यात्मक संबंध होता है।
विभिन्न पदार्थों में नमी की मात्रा को लगातार मापने, निगरानी और विनियमित करने की आवश्यकता ने कॉम्पैक्ट सेंसर उपकरणों - नमी सेंसर के विकास और विकास में योगदान दिया है। उन्होंने विश्लेषण की गई सामग्री में पानी के अणुओं की सांद्रता का चौबीसों घंटे पता लगाने की प्रक्रिया को बहुत सुविधाजनक बनाया है। आधुनिक स्पर्श सेंसर को कई आवश्यकताओं को पूरा करना होगा: उच्च सटीकता, संवेदनशीलता और संचालन की गति के अलावा, इन उपकरणों में एक विस्तृत माप सीमा, विश्लेषण की गई मात्रा के परिमाण के कई आदेशों का कवरेज और रीडिंग की स्थिरता होनी चाहिए।
सेंसर अनुप्रयोग
गतिविधि के ऐसे क्षेत्रों में आर्द्रता संकेतक मापना आवश्यक है:
- रासायनिक उत्पादन;
- ईंधन परिवहन;
- फार्मास्यूटिकल्स;
- पोलीमराइजेशन;
- पशुपालन;
- उत्पाद भंडारण;
- रेफ्रिजरेटर और फ्रीजर का रखरखाव;
- लकड़ी प्रसंस्करण उद्योग;
- खाद्य दुकानों का कार्य;
- कृषि उद्योग, आदि
आर्द्रता सेंसर के प्रकार
आर्द्रता मापने के लिए सेंसरों को विभिन्न मानदंडों के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है, उदाहरण के लिए:
- विश्लेषण की जाने वाली सामग्री के एकत्रीकरण की स्थिति और संरचनात्मक विशेषताएं;
- संचालन की स्थितियाँ और मोड - निरंतर और असतत नियंत्रण और माप गतिविधियों के लिए सेंसर हैं;
- माप लेने की विधि - सेंसर फ्लो-थ्रू और सबमर्सिबल प्रकार के होते हैं;
- आर्द्रता संकेतक निर्धारित करने की विधि।
अंतिम मानदंड ने दो बड़े समूहों की पहचान में योगदान दिया जो उच्च मांग में हैं: सोरशन और सोरशन-प्रतिबाधा सेंसर।
सोर्शन आर्द्रता सेंसर
मामूली नमी सांद्रता को निर्धारित करने और नियंत्रित करने के लिए, सोरशन-प्रकार के सेंसर का उपयोग किया जाता है, जिसका माप सिद्धांत पीजोसोर्प्शन और सोरशन-प्रतिबाधा निगरानी विधियों पर आधारित है।
ऐसे सेंसर का मुख्य कार्यात्मक तत्व एक सोर्शन परत है, जो अनुसंधान वातावरण के संपर्क में आने पर जल वाष्प को अवशोषित करने में सक्षम है। अक्सर यह परत एक बहुलक फिल्म या अत्यधिक छिद्रपूर्ण अकार्बनिक ऑक्साइड पर आधारित सामग्री द्वारा निभाई जाती है।
सामग्री की आंतरिक गुहाओं की आयामी विशेषताएँ जितनी अधिक होंगी, उस पर आधारित सेंसर उतना ही अधिक कुशल होगा। इसलिए, इष्टतम विश्लेषण तत्व झरझरा और मेसोपोरस सामग्री हैं। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि ऐसी सामग्री का उपयोग करने वाले सेंसर की नमी संवेदनशीलता में वृद्धि के साथ-साथ लिए गए माप की त्रुटि में भी वृद्धि हो सकती है। इस संबंध में, आर्द्रता सेंसर के विकास और उत्पादन के लिए संवेदनशील तत्व बनाने के लिए प्रौद्योगिकियों के विशेष नियंत्रण और पालन की आवश्यकता होती है।
विभिन्न वातावरणों की आर्द्रता की निगरानी के लिए उपयोग किए जाने वाले सोरशन सेंसर में "सैंडविच" संरचना हो सकती है। सेंसर ग्लास-क्रिस्टलीय सामग्री या पॉलीकोर फिलर से बने सब्सट्रेट्स पर निर्मित होता है। इलेक्ट्रोड वैनेडियम कोटिंग के साथ निकल से बने होते हैं। संवेदनशील हाइड्रोफिलिक परत को पॉलिमर की एक विशेष नैनोसंरचित फिल्म द्वारा दर्शाया जाता है; इसका गठन एक विशेष तकनीक का उपयोग करके होता है। परिणामी ढांकता हुआ फिल्म की परत पर एक विशेष रूप से पतली सोने की परत लगाई जाती है (इस फिल्म की झिल्ली पानी के अणुओं को चुनिंदा रूप से प्रसारित करने में सक्षम होती है), जो दूसरे इलेक्ट्रोड की कार्यक्षमता लेती है। निचले इलेक्ट्रोड के स्तर पर संपर्कों की सीधी व्यवस्था विश्वसनीय डिज़ाइन सुनिश्चित करती है। समय स्थिरांक मायने रखता है:
- सापेक्ष आर्द्रता सेंसर के लिए - 1-2 सेकंड;
- एक सूक्ष्म आर्द्रता सेंसर के लिए - 10 से 180 एस तक, इतनी विस्तृत श्रृंखला अध्ययन की गई नमी एकाग्रता के स्तर पर निर्भरता से निर्धारित होती है।
आर्द्रता सेंसर के लिए एक विशेष ताप उपचार तकनीक डिवाइस की त्रुटि को 2% तक कम करने में मदद करती है।
सैंडविच प्रकार आर्द्रता सेंसर:
1. सेंसर बेस;
2. निचला इलेक्ट्रोड;
3. सॉर्बेंट फिल्म;
4. शीर्ष इलेक्ट्रोड.
आर्द्रता सेंसर के संचालन में अक्सर तापमान मीटर का उपयोग शामिल होता है। यह पर्यावरण अध्ययन की सटीकता में सुधार करने, माप की इकाइयों का सही रूपांतरण सुनिश्चित करने और निरपेक्ष और सापेक्ष आर्द्रता के सबसे सटीक मान प्राप्त करने में मदद करता है।
औद्योगिक परिसरों और आवासीय भवनों के वातावरण, जलवायु की निगरानी करते समय सापेक्ष आर्द्रता सेंसर को एक विशेष भूमिका दी जाती है। साथ ही, इन सेंसरों के बिना जांच सहित हाइड्रोमेटोरोलॉजिकल उपकरणों का संचालन आवश्यक है।
अत्यंत शुद्ध सक्रिय गैसों और उनके मीडिया (एक उदाहरण आर्गन या ऑक्सीजन है) का अध्ययन करते समय सूक्ष्म आर्द्रता मापदंडों की निगरानी के लिए उपयोग किए जाने वाले सेंसर की मांग होती है। इसलिए, इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग, प्रयोगशाला भवन आदि ऐसे माप उपकरणों के बिना नहीं चल सकते।
सोरशन-प्रतिबाधा सेंसर
सोरशन-प्रतिबाधा सेंसर विभिन्न वातावरणों में नमी की सघनता निर्धारित करने में मदद करते हैं। इन आर्द्रता निगरानी उपकरणों के लाभ हैं:
- उच्च संवेदनशीलता दर;
- सरल विनिर्माण तकनीक;
- उत्पाद की सघनता.
ऐसे सेंसर का संचालन इसके द्वारा अवशोषित नमी की मात्रा पर सोरशन परत के जटिल प्रतिरोध की निर्भरता पर आधारित होता है। ऐसे आर्द्रता सेंसर में दो डिज़ाइन विकल्प हो सकते हैं:
- ऊपर वर्णित "सैंडविच" संरचना;
- इलेक्ट्रोड के तलीय प्लेसमेंट के साथ, अक्सर कंघी का आकार होता है।
सोखना-प्रतिबाधा आर्द्रता मापने वाले उपकरणों की अंशांकन विशेषताएँ सोखना सामग्री पर निर्भर करती हैं। प्रारंभ में, लवण के रूप में हीड्रोस्कोपिक आयन बनाने वाले योजक (जैसे लिथियम क्लोराइड, बेरिलियम फ्लोराइड, आदि) एक सोरशन परत के रूप में काम करते थे। इस प्रकार के मापने वाले सेंसर में कमियां होती हैं - संकेतकों की कम स्थिरता, कम संवेदनशीलता और त्रुटियों की उच्च संभावना।
इसके आधार पर, आधुनिक निर्माता शायद ही कभी एक स्वतंत्र नमी-ग्रहणशील एजेंट के रूप में आयन बनाने वाले लवण का उपयोग करते हैं। हाइग्रोस्कोपिक नमक ने सेंसर के उत्पादन में एक सहायक भूमिका हासिल कर ली है - इसका उपयोग नमी संवेदनशीलता बढ़ाने के लिए संसेचन सामग्री या योजक के रूप में किया जाता है। विभिन्न क्षेत्रों में मुख्य अनुप्रयोग धातु ऑक्साइड पर आधारित पॉलिमर सॉर्बेंट्स (कार्बनिक और अकार्बनिक दोनों) के साथ प्रतिबाधा मीटर है। कोटिंग पतली-फिल्म या मोटी-फिल्म हो सकती है।
आर्द्रता सेंसर में सुधार की प्रक्रिया
आर्द्रता सेंसर के घरेलू और विदेशी दोनों उत्पादन में, विकास की एक प्रभावी दिशा दिखाई देती है - नवीन नमी-संवेदनशील रचनाओं का विकास। सामान्य तौर पर, इस उद्योग की विशेषता निम्नलिखित विशेषताएं हैं:
- ग्रुप प्लेनर माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उत्पादन तकनीक में अपरिहार्य संक्रमण (पतली-फिल्म और मोटी-फिल्म दोनों का उपयोग किया जाता है);
- मल्टीटास्किंग उपकरणों का निर्माण, उदाहरण के लिए, एकीकृत तापमान और आर्द्रता सेंसर। ऐसे सेंसरों का संचालन न केवल लिए गए मापों की सटीकता को बढ़ाने में मदद करता है, बल्कि उनके अंशांकन की प्रक्रिया को सरल बनाने में भी मदद करता है;
- माइक्रोप्रोसेसरों के व्यापक उपयोग की पृष्ठभूमि में आर्द्रता सेंसरों की एक एकीकृत डिजाइन प्रणाली, साथ ही सिग्नल प्रोसेसिंग सुविधाएं लाना।
आर्द्रता सेंसर के विभिन्न प्रकार के मॉडलों के अस्तित्व को इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि उनमें से कोई भी सार्वभौमिक नहीं है। प्रत्येक प्रकार के सेंसर की अपनी विशिष्टताएं होती हैं, इसके फायदे और नुकसान होते हैं, जिसका अर्थ है कि डिवाइस की पसंद को इसके अनुप्रयोग की विशेषताओं को ध्यान में रखना चाहिए।
EXIS उपकरण के साथ आर्द्रता की निगरानी
निर्मित आर्द्रता सेंसर के आधार पर, पारिस्थितिक सेंसर और सिस्टम जेएससी स्वचालित मल्टी-चैनल सिस्टम, साथ ही नियंत्रण और मापने वाले उपकरणों के स्थिर और मोबाइल संस्करण विकसित करता है। उत्तरार्द्ध का उपयोग गैसों की सूक्ष्म आर्द्रता (आईवीजी -1 लाइन) के अध्ययन में, सापेक्ष आर्द्रता और तापमान संकेतक (आईवीटीएम -7 लाइन के उपकरण) की निगरानी के लिए किया जाता है।
यह ध्यान देने योग्य है कि वैज्ञानिक अनुसंधान और तकनीकी उद्देश्यों के लिए प्रकाशनों में, आर्द्रता सेंसर की अवधारणा का तात्पर्य उन उपकरणों से है जिनमें नमी-संवेदनशील तत्व (सेंसर) और सेंसर से सिग्नल को आवश्यक मूल्य में प्राप्त करने और परिवर्तित करने के लिए एक विद्युत सर्किट होता है। यही कारण है कि निगरानी उपकरणों को अक्सर सेंसर कहा जाता है।
विकसित किए जा रहे उपकरणों का उपयोग उत्पादन स्थितियों में समस्याओं को हल करने, विभिन्न औद्योगिक क्षेत्रों में श्रमिकों के लिए आरामदायक और सुरक्षित काम की स्थिति प्रदान करने में किया जाता है। इसका एक उदाहरण इलेक्ट्रॉनिक्स, रासायनिक संयंत्रों, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों आदि में माप उपकरणों का उपयोग है।
निर्मित उपकरणों में उपकरणों को एक सामान्य माप नेटवर्क में संयोजित करने के लिए सभी आवश्यक विशेषताएं हैं। ऐसे नेटवर्क के कॉन्फ़िगरेशन में मल्टी-चैनल और सिंगल-चैनल डिवाइस, नेटवर्क और पोर्टेबल मॉडल और मापने वाले ट्रांसड्यूसर शामिल हो सकते हैं। नवोन्वेषी माप प्रणालियों के संचालन की विशेषता एक वितरित नियंत्रण योजना, रिमोट कंट्रोल (इंटरनेट के माध्यम से) और नियंत्रण और माप गतिविधियों के लिए अन्य आधुनिक तकनीकों की विशेषता है।
घरेलू प्लंबिंग दुर्घटनाएँ अक्सर अचानक नहीं होती हैं। पहले यह रिसने लगेगा, फिर टपकने लगेगा और फिर फट भी सकता है। और ऊपर के पड़ोसियों में भी बाढ़ आ सकती है। और इसके बारे में जल्दी पता लगाना बेहतर है, न कि तब जब छत से बारिश आपको जगाए। अपने मन की शांति के लिए, मैंने इसे सुरक्षित रखने और एक श्रव्य आर्द्रता अलार्म बनाने का निर्णय लिया। अब मेरे पास हर रेडिएटर के पास, हर सिंक के नीचे और अन्य जल-खतरनाक स्थानों पर ऐसा खिलौना है। यह सतर्क गार्ड पुलिस सायरन बजाकर खतरे की चेतावनी देगा। डिवाइस का उपयोग कमरे में उच्च आर्द्रता या संक्षेपण के गठन का संकेत देने के लिए भी किया जा सकता है।
विशेष विवरण:
आपूर्ति वोल्टेज - 12 वोल्ट।
आराम पर वर्तमान खपत - नहीं।
ऑपरेटिंग मोड में वर्तमान खपत 20 एमए है।
विवरण:
D1- K561LA7- 1 पीसी। एनालॉग - CD4011A।
टी1, टी2- केपी505- 2 पीसी। कोई भी एन-चैनल MOSFET जिसका गेट वोल्टेज 3 वोल्ट से अधिक न हो।
C1- 0.1 µF. चीनी मिट्टी की चीज़ें।
सी2, सी3- 22 एनएफ। चीनी मिट्टी की चीज़ें।
आर2- 1 कमरा - 1 टुकड़ा। रोकनेवाला 0125W।
आर4- 3.3 कमरे - 1 पीसी। रोकनेवाला 0125W।
आर6- 47 कमरे - 1 पीसी। रोकनेवाला 0125W।
आर1- 68 कमरे - 1 पीसी। रोकनेवाला 0125W।
आर3- 100 इकाइयाँ - 1 पीसी। रोकनेवाला 0125W।
R5- 220 कमरा - 1 पीसी। रोकनेवाला 0125W।
ZP-18- 1 पीसी। कोई पीज़ोसिरेमिक उत्सर्जक।
S1- कोई भी स्विच.
अलार्म कुंजी फ़ॉब से बैट 12 वी - एए बैटरी।
कार्य का वर्णन:
जैसे-जैसे आर्द्रता बढ़ती है, सेंसर का प्रतिरोध कम हो जाता है और ट्रांजिस्टर T2 खुल जाता है। D1 चिप के दोनों जनरेटर चालू हैं। तत्व D1-3 और D1-4 पर आधारित जनरेटर लगभग 1 हर्ट्ज़ की आवृत्ति पर संचालित होता है, तत्व D1-1 और D1-2 पर आधारित जनरेटर आपके उत्सर्जक की आवृत्ति पर संचालित होता है (आपको इसे अधिकतम मात्रा के लिए समायोजित करने की आवश्यकता है, मेरे मामले में लगभग तीन किलोहर्ट्ज़)। 1 हर्ट्ज़ की आवृत्ति वाला ट्रांजिस्टर T1 कैपेसिटेंस C2 के समानांतर जुड़े कैपेसिटेंस C3 को जोड़ता और डिस्कनेक्ट करता है, इसके कारण दूसरे जनरेटर का स्वर बदल जाता है और सायरन की ध्वनि की नकल प्राप्त होती है।
सेटिंग:
जब सही तरीके से असेंबल किया जाता है, तो डिवाइस को कॉन्फ़िगरेशन की आवश्यकता नहीं होती है।
डिवाइस की संवेदनशीलता को कम करने के लिए, आपको प्रतिरोधक R5 को कम करना होगा, संवेदनशीलता बढ़ाने के लिए इसे बढ़ाना होगा।
इन तत्वों के साथ, हाथ के स्पर्श से अलार्म चालू हो जाता है।
वॉल्यूम बढ़ाने के लिए, आप अपने अनुनादक के अनुरूप C2 और C3 का उपयोग करके आवृत्ति का चयन कर सकते हैं।
एक दूसरे के करीब स्थित किन्हीं दो कंडक्टरों का उपयोग आर्द्रता सेंसर के रूप में किया जा सकता है। मैंने फ़ॉइल पीसीबी पर कई आसन्न ट्रैक काटे।
वहाँ बहुत सारे हिस्से और कनेक्शन नहीं हैं, इसलिए मैंने मुद्रित सर्किट बोर्ड नहीं बनाने का निर्णय लिया।
कीमत के बारे में कुछ भी कहना मुश्किल है, सारी जानकारी हाथ में है। सबसे महंगा तत्व बैटरी है - 30 रूबल।
प्रलेखन
आर्द्रता सेंसर कैसे चुनें?
आर्द्रता सेंसर का चयन करते समय समीक्षा करने के लिए सबसे महत्वपूर्ण तकनीकी पैरामीटर हैं:
- शुद्धता
- दोहराव योग्यता
- विनिमेयता
- दीर्घकालिक स्थिरता
- संक्षेपण से पुनर्प्राप्ति
- रासायनिक और भौतिक प्रदूषण का प्रतिरोध
- आकार
- चौखटा
- कीमत
विचार करने के लिए अतिरिक्त कारकों में प्रतिस्थापन लागत, अंशांकन, डिज़ाइन जटिलता, सिग्नल एम्पलीफायर विश्वसनीयता और डेटा प्रोसेसिंग सर्किटरी शामिल हो सकते हैं। आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक घटकों के बाजार में उपलब्ध सभी प्रस्तावों पर विचार करने के लिए, मुख्य प्रकार के आर्द्रता सेंसर और उनमें से प्रत्येक के सामान्य संचालन सिद्धांतों पर विचार करना आवश्यक है।
कैपेसिटिव सापेक्ष आर्द्रता (आरएच) सेंसर
मौसम संबंधी डेटा एकत्र करने के लिए आधुनिक औद्योगिक उपकरणों, घरेलू उपकरणों और टेलीमेट्री सिस्टम में कैपेसिटिव ह्यूमिडिटी सेंसर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
ऐसे सेंसर संरचनात्मक रूप से एक सब्सट्रेट से बने होते हैं जिस पर एक पतली-फिल्म बहुलक या धातु ऑक्साइड दो प्रवाहकीय इलेक्ट्रोड के बीच स्थित होता है। संदूषण और संघनन से बचाने के लिए संवेदनशील सतह को झरझरा धातु इलेक्ट्रोड से ढक दिया जाता है। सब्सट्रेट आमतौर पर कांच, सिरेमिक या सिलिकॉन से बना होता है। कैपेसिटिव आर्द्रता सेंसर के ढांकता हुआ स्थिरांक में वृद्धिशील परिवर्तन आसपास की हवा की सापेक्ष आर्द्रता के लगभग सीधे आनुपातिक होते हैं। जब आर्द्रता में 1% का उतार-चढ़ाव होता है, तो धारिता 0.2-0.5 पीएफ तक बदल जाती है, और 50% आर्द्रता (25 डिग्री सेल्सियस) पर उतार-चढ़ाव 100 से 500 पीएफ तक पहुंच सकता है।
कैपेसिटिव आर्द्रता सेंसर को कम तापमान गुणांक, उच्च तापमान (200 डिग्री सेल्सियस तक) पर काम करने की क्षमता, संक्षेपण से पूरी तरह से ठीक होने की क्षमता और रासायनिक धुएं के प्रति मध्यम प्रतिरोध की विशेषता होती है। 63% आर्द्रता चरण के लिए सेंसर का प्रतिक्रिया समय 30 से 60 सेकंड तक होता है।
कैपेसिटिव सेंसर के उत्पादन के लिए आधुनिक प्रौद्योगिकियों ने दीर्घकालिक संचालन के दौरान न्यूनतम पैरामीटर ऑफसेट और हिस्टैरिसीस प्राप्त करने के लिए सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक्स में कई प्रगति को एकीकृत किया है। उदाहरण के लिए, पतली-फिल्म कैपेसिटिव सेंसर सब्सट्रेट पर एक मोनोलिथिक सिग्नल एम्पलीफायर चिप को एकीकृत कर सकते हैं। अक्सर आधुनिक सिग्नल एम्पलीफायरों में रैखिक आउटपुट सिग्नल को सुचारू करने के लिए एक CMOS जनरेटर होता है।
कैपेसिटिव ओस पॉइंट सेंसर
पतली-फिल्म कैपेसिटिव सेंसर को कम सापेक्ष आर्द्रता पर एक अलग सिग्नल परिवर्तन की विशेषता होती है। ऑपरेशन की पूरी अवधि के दौरान उनके काम में स्थिरता और न्यूनतम बदलाव की विशेषता होती है। हालाँकि, जब सापेक्ष आर्द्रता कुछ प्रतिशत से नीचे चली जाती है तो ऐसे सेंसर में रैखिक आउटपुट नहीं होता है। सेंसर की इस सुविधा ने एक ओस बिंदु माप प्रणाली के विकास को जन्म दिया जो एक कैपेसिटिव सेंसर को एक माइक्रोप्रोसेसर सर्किट के साथ जोड़ता है जो एक गैर-वाष्पशील मेमोरी यूनिट में अंशांकन डेटा संग्रहीत करता है। समस्या को हल करने के इस दृष्टिकोण ने हाइग्रोमीटर और ओस बिंदु ट्रांसमीटरों की लागत को काफी कम कर दिया है, जिनका उपयोग मौसम संबंधी डेटा एकत्र करने के लिए एयर कंडीशनिंग सिस्टम और टेलीमेट्री सिस्टम में किया जाता है। सेंसर एक चिप पर लगे होते हैं जिसमें सापेक्ष आर्द्रता के स्तर के आधार पर वोल्टेज आउटपुट सिग्नल होता है। माइक्रोप्रोसेसर नियंत्रण वोल्टेज स्तर को -40...27°C तापमान सीमा में 20 के स्तर पर संग्रहीत करता है। संदर्भ मूल्यों की पुष्टि पेल्टियर कूल्ड मिरर तकनीक का उपयोग करके एनआईएसटी हाइग्रोमीटर से की जाती है। ओस बिंदु और हिमांक बिंदु पर वोल्टेज स्तर सेंसर की EPROM मेमोरी में संग्रहीत होता है। माइक्रोप्रोसेसर इस डेटा का उपयोग शुष्क बल्ब तापमान और जल वाष्प दबाव को मापने के साथ-साथ एक रैखिक संबंध एल्गोरिदम की गणना करने के लिए करता है। एक बार जब जल वाष्प का दबाव निर्धारित हो जाता है, तो ओस बिंदु तापमान की गणना EPROM मेमोरी में संग्रहीत थर्मोडायनामिक संबंध से की जाती है। ठंडा दर्पण माप प्रौद्योगिकी के साथ सहसंबंध -40...-7°C की सीमा में ओस बिंदु के लिए ±2°C से ऊपर और -7...27°C की सीमा में ±1°C से ऊपर है। सेंसर की दीर्घकालिक स्थिरता प्रति वर्ष 1.5°C से कम है। इस सिद्धांत पर आधारित मेट्रोलॉजी माप उपकरणों का व्यापक रूप से ठंडा दर्पण प्रौद्योगिकी पर आधारित उपकरणों की तुलना में उनकी आकर्षक कीमत के कारण विभिन्न अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है।
प्रतिरोधी आर्द्रता सेंसर
प्रतिरोधक आर्द्रता सेंसर एक हीड्रोस्कोपिक माध्यम (उदाहरण के लिए, एक प्रवाहकीय बहुलक, नमक, या उपचारित सब्सट्रेट) के विद्युत प्रतिरोध में परिवर्तन का पता लगाते हैं।
प्रतिरोधक सेंसर द्विफ़िलर घाव हैं। एक बार हाइग्रोस्कोपिक पॉलिमर के साथ लेपित होने पर, उनका प्रतिरोध आर्द्रता के व्युत्क्रमानुपाती होता है।
आमतौर पर, प्रतिरोधक सेंसर में एक फोटोरेसिस्टर का उपयोग करके सब्सट्रेट पर जमा किए गए धातु इलेक्ट्रोड होते हैं या प्लास्टिक या ग्लास इलेक्ट्रोड सिलेंडर पर घाव होता है। सब्सट्रेट को खारा या प्रवाहकीय बहुलक के साथ लेपित किया जाता है। जब इसे घोला जाता है या किसी तरल पदार्थ में रखा जाता है, तो यह सेंसर को समान रूप से कोट कर देता है। एक अन्य मामले में, सब्सट्रेट को कुछ रासायनिक अभिकर्मक के साथ इलाज किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, एसिड। सेंसर जल वाष्प को अवशोषित करता है और आयनिक समूह टूट जाते हैं, जिससे विद्युत चालकता बढ़ जाती है। अधिकांश प्रतिरोधक सेंसरों के लिए प्रतिक्रिया समय 63% माप चरण के लिए 10 से 30 सेकंड है। एक विशिष्ट प्रतिरोधक तत्व की प्रतिरोध सीमा 1 kΩ से 100 MΩ तक होती है।
अधिकांश प्रतिरोधक सेंसर सेंसर के ध्रुवीकरण को रोकने के लिए डीसी पूर्वाग्रह के बिना एसी उत्तेजना वोल्टेज का उपयोग करते हैं। परिणामी धारा को आगे प्रवर्धन, रैखिककरण या एनालॉग-टू-डिजिटल रूपांतरण के लिए डीसी वोल्टेज सिग्नल में परिवर्तित और सुधारा जाता है।
नाममात्र आवृत्ति 30 हर्ट्ज से 10 किलोहर्ट्ज़ है।
10-100 MΩ से अधिक की रेंज में कैपेसिटिव प्रभाव के कारण प्रतिरोधक सेंसर पूरी तरह से प्रतिरोधी नहीं होते हैं। प्रतिरोधी आर्द्रता सेंसर का मुख्य लाभ उनकी उत्कृष्ट विनिमेयता (आमतौर पर ±2% आरएच) है, जो एक निश्चित आर्द्रता स्तर पर सिग्नल प्रवर्धन सर्किट को कैलिब्रेट करने के लिए प्रतिरोधी के उपयोग की अनुमति देता है। इससे आर्द्रता अंशांकन मानकों की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। प्रत्येक प्रतिरोधक आर्द्रता सेंसर की सटीकता को अंशांकन टैंक में या एक समर्पित कंप्यूटर सिस्टम का उपयोग करके मापा जा सकता है। प्रतिरोधक आर्द्रता सेंसर की ऑपरेटिंग तापमान सीमा -40 से 100°C तक होती है।
घरेलू और व्यावसायिक उपयोग में, ऐसे सेंसर का सेवा जीवन 5 वर्ष से अधिक है, हालांकि, रासायनिक वाष्प और अन्य दूषित पदार्थों (उदाहरण के लिए तेल) के संपर्क से उनकी समयपूर्व विफलता हो सकती है। प्रतिरोधी आर्द्रता सेंसर का एक और नुकसान पानी में घुलनशील कोटिंग का उपयोग होने पर कंडेनसेट में काम करते समय मूल्यों को स्थानांतरित करने की उनकी प्रवृत्ति है। जब बड़े तापमान परिवर्तन (10°F से अधिक) वाले वातावरण में उपयोग किया जाता है तो प्रतिरोधक सेंसर में महत्वपूर्ण तापमान निर्भरता होती है। साथ ही, इसकी सटीकता बढ़ाने के लिए सेंसर डिज़ाइन में एक थर्मल मुआवजा सर्किट जोड़ा जा सकता है। इस प्रकार, प्रतिरोधक सेंसर के मुख्य लाभ छोटे आकार, कम लागत, विनिमेयता और दीर्घकालिक स्थिरता हैं।
आधुनिक प्रतिरोधक सेंसर को संक्षेपण होने पर पर्यावरणीय परिस्थितियों के संगम को कम करने के लिए सिरेमिक कोटिंग का उपयोग करके डिज़ाइन किया गया है। सेंसर में फोटोरेसिस्ट तकनीक का उपयोग करके जमा किए गए धातु इलेक्ट्रोड के साथ एक सिरेमिक सब्सट्रेट होता है। सब्सट्रेट की सतह को एक प्रवाहकीय बहुलक (या मिश्रित सिरेमिक संरचना) के साथ लेपित किया जाता है, और सेंसर को धूल फिल्टर के साथ एक सुरक्षात्मक प्लास्टिक आवास में रखा जाता है।
बाइंडिंग सामग्री एक तरल माध्यम में निलंबित सिरेमिक पाउडर है। सतह को लेपित और सूखने के बाद, सेंसर को उच्च तापमान से उपचारित किया जाता है। परिणाम एक मोटी फिल्म कोटिंग है, जो पानी में अघुलनशील है, जो सेंसर को संक्षेपण से पूरी तरह से बचाती है।
एक बार पानी में डुबोने के बाद, हवा की गति के आधार पर, सिरेमिक समर्थित सेंसर के लिए सामान्य पुनर्प्राप्ति समय 30% 5-15 मिनट है।
15-95% सापेक्ष आर्द्रता की माप सीमा में सेंसर की विनिमेयता 3% से कम है। सटीकता ±2% है. जब सेंसर का उपयोग सिग्नल एम्प्लीफिकेशन सर्किट के संयोजन में किया जाता है, तो आउटपुट वोल्टेज पर्यावरण की सापेक्ष आर्द्रता के सीधे आनुपातिक होता है।
तापीय प्रवाहकीय निरपेक्ष आर्द्रता सेंसर
ऐसे सेंसर शुष्क हवा और जल वाष्प से संतृप्त हवा की तापीय चालकता के बीच अंतर निर्धारित करके पूर्ण आर्द्रता को मापते हैं।
उच्च तापमान पर पूर्ण आर्द्रता को मापने के लिए अक्सर तापीय प्रवाहकीय सेंसर का उपयोग किया जाता है। उनका संचालन सिद्धांत प्रतिरोधक और कैपेसिटिव सेंसर से बहुत अलग है।
यदि हवा या गैस शुष्क है, तो उसमें गर्मी को अवशोषित करने की महत्वपूर्ण क्षमता होती है। इसका एक विशिष्ट उदाहरण रेगिस्तानी जलवायु है। रेगिस्तान में दिन के समय बहुत गर्मी होती है, लेकिन रात में शुष्क वायुमंडलीय जलवायु के कारण तापमान तेजी से गिर जाता है। इसके विपरीत, आर्द्र जलवायु इतनी जल्दी ठंडी नहीं हो सकती क्योंकि वातावरण में जलवाष्प द्वारा ऊष्मा संग्रहित होती है।
तापीय प्रवाहकीय आर्द्रता सेंसर (या पूर्ण आर्द्रता सेंसर) एक ब्रिज सर्किट में जुड़े दो मिलान वाले एनटीसी थर्मिस्टर्स से बने होते हैं। ब्रिज का आउटपुट वोल्टेज पूर्ण आर्द्रता के सीधे आनुपातिक है। एक थर्मिस्टर सूखे नाइट्रोजन में भली भांति बंद करके सील किया गया है, और दूसरे का शरीर खुला है।
जब करंट थर्मिस्टर्स से होकर गुजरता है, तो थर्मल प्रतिरोध तापमान को 200°C से अधिक तक बढ़ा देता है। जल वाष्प और शुष्क नाइट्रोजन के बीच तापीय चालकता में अंतर के कारण एक सीलबंद थर्मिस्टर से निकलने वाली गर्मी एक खुले थर्मिस्टर की तुलना में अधिक होती है। चूंकि नष्ट हुई गर्मी अलग-अलग ऑपरेटिंग तापमान बनाती है, थर्मिस्टर प्रतिरोध में अंतर पूर्ण आर्द्रता के समानुपाती होता है।
प्रतिरोधों की एक साधारण असेंबली 60°C पर 0 - 130 g/cub.m की सीमा में आउटपुट वोल्टेज देती है। सेंसर को शुष्क हवा या नाइट्रोजन में रखकर और आउटपुट सिग्नल को शून्य पर समायोजित करके अंशांकन किया जाता है। निरपेक्ष आर्द्रता सेंसर का सेवा जीवन लंबा होता है, उनका ऑपरेटिंग तापमान 300 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है, और सेंसर आवास रासायनिक वाष्प के प्रति प्रतिरोधी होता है।
आर्द्रता के स्तर को मापने वाले उपकरण को हाइग्रोमीटर या केवल आर्द्रता सेंसर कहा जाता है। रोजमर्रा की जिंदगी में, आर्द्रता एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है, और अक्सर न केवल सामान्य जीवन के लिए, बल्कि विभिन्न उपकरणों के लिए, और कृषि (मिट्टी की नमी) और भी बहुत कुछ के लिए।
विशेष रूप से, हमारी भलाई काफी हद तक हवा की नमी की डिग्री पर निर्भर करती है। मौसम पर निर्भर लोग, साथ ही उच्च रक्तचाप, ब्रोन्कियल अस्थमा और हृदय प्रणाली के रोगों से पीड़ित लोग नमी के प्रति विशेष रूप से संवेदनशील होते हैं।
जब हवा बहुत शुष्क होती है, तो स्वस्थ लोगों को भी असुविधा, उनींदापन, खुजली और त्वचा में जलन महसूस होती है। अक्सर, शुष्क हवा श्वसन तंत्र की बीमारियों को भड़का सकती है, जो तीव्र श्वसन संक्रमण और तीव्र श्वसन वायरल संक्रमण से शुरू होती है, और यहां तक कि निमोनिया के साथ समाप्त होती है।
उद्यमों में, हवा की नमी उत्पादों और उपकरणों की सुरक्षा को प्रभावित कर सकती है, और कृषि में, उर्वरता आदि पर मिट्टी की नमी का प्रभाव स्पष्ट है। यहीं पर इसका उपयोग होता है आर्द्रता सेंसर - हाइग्रोमीटर.
कुछ तकनीकी उपकरणों को शुरू में कड़ाई से आवश्यक मूल्य पर कैलिब्रेट किया जाता है, और कभी-कभी डिवाइस को ठीक करने के लिए, वातावरण में आर्द्रता का सटीक मूल्य होना महत्वपूर्ण है।
नमीकई संभावित मात्राओं द्वारा मापा जा सकता है:
वायु और अन्य गैसों दोनों की आर्द्रता निर्धारित करने के लिए, आर्द्रता के पूर्ण मूल्य के बारे में बात करते समय, या सापेक्ष आर्द्रता के बारे में बात करते समय आरएच इकाइयों में माप प्रति घन मीटर ग्राम में किया जाता है।
ठोस या तरल पदार्थ की आर्द्रता को मापने के लिए, परीक्षण नमूनों के द्रव्यमान के प्रतिशत के रूप में माप उपयुक्त हैं।
खराब मिश्रित तरल पदार्थ की नमी की मात्रा निर्धारित करने के लिए, माप की इकाइयाँ पीपीएम होंगी (नमूने के वजन के 1,000,000 भागों में पानी के कितने भाग हैं)।
संचालन के सिद्धांत के अनुसार, हाइग्रोमीटर को इसमें विभाजित किया गया है:
कैपेसिटिव;
प्रतिरोधी;
थर्मिस्टर;
ऑप्टिकल;
इलेक्ट्रोनिक।
कैपेसिटिव हाइग्रोमीटर, अपने सरलतम रूप में, गैप में ढांकता हुआ के रूप में हवा वाले कैपेसिटर होते हैं। यह ज्ञात है कि हवा का ढांकता हुआ स्थिरांक सीधे आर्द्रता से संबंधित होता है, और ढांकता हुआ की आर्द्रता में परिवर्तन से वायु संधारित्र की धारिता में परिवर्तन होता है।
वायु अंतराल में कैपेसिटिव आर्द्रता सेंसर के एक अधिक जटिल संस्करण में एक ढांकता हुआ स्थिरांक के साथ एक ढांकता हुआ होता है जो आर्द्रता के प्रभाव में काफी भिन्न हो सकता है। यह दृष्टिकोण संधारित्र प्लेटों के बीच हवा रखने की तुलना में सेंसर की गुणवत्ता को बेहतर बनाता है।
दूसरा विकल्प ठोस पदार्थों में जल की मात्रा के संबंध में माप करने के लिए उपयुक्त है। अध्ययन के तहत वस्तु को ऐसे संधारित्र की प्लेटों के बीच रखा जाता है, उदाहरण के लिए, वस्तु एक टैबलेट हो सकती है, और संधारित्र स्वयं एक दोलन सर्किट और एक इलेक्ट्रॉनिक जनरेटर से जुड़ा होता है, जबकि परिणामी सर्किट की प्राकृतिक आवृत्ति को मापा जाता है , और मापी गई आवृत्ति से परीक्षण नमूना पेश करके प्राप्त समाई की "गणना" की जाती है।
बेशक, इस पद्धति के कुछ नुकसान भी हैं, उदाहरण के लिए, यदि नमूना आर्द्रता 0.5% से कम है, तो यह गलत होगा, इसके अलावा, मापा जा रहा नमूना उच्च ढांकता हुआ स्थिरांक वाले कणों से साफ़ होना चाहिए, और नमूने का आकार माप प्रक्रिया के दौरान भी यह महत्वपूर्ण है; अध्ययन के दौरान इसे बदलना नहीं चाहिए।
तीसरे प्रकार का कैपेसिटिव ह्यूमिडिटी सेंसर कैपेसिटिव थिन फिल्म हाइग्रोमीटर है। इसमें एक सब्सट्रेट शामिल है जिस पर दो कंघी इलेक्ट्रोड लगाए जाते हैं। इस मामले में, कंघी इलेक्ट्रोड प्लेटों की भूमिका निभाते हैं। तापमान क्षतिपूर्ति के उद्देश्य से, सेंसर में दो अतिरिक्त तापमान सेंसर अतिरिक्त रूप से लगाए गए हैं।
इस तरह के सेंसर में दो इलेक्ट्रोड शामिल होते हैं जो एक सब्सट्रेट पर जमा होते हैं, और इलेक्ट्रोड के ऊपर सामग्री की एक परत लगाई जाती है जिसका प्रतिरोध काफी कम होता है, जो, हालांकि, आर्द्रता के आधार पर काफी भिन्न होता है।
एल्युमिनियम ऑक्साइड डिवाइस के लिए उपयुक्त सामग्री हो सकती है। यह ऑक्साइड बाहरी वातावरण से पानी को अच्छी तरह से अवशोषित करता है, जबकि इसकी प्रतिरोधकता में उल्लेखनीय परिवर्तन होता है। परिणामस्वरूप, ऐसे सेंसर के माप सर्किट का कुल प्रतिरोध काफी हद तक आर्द्रता पर निर्भर करेगा। इस प्रकार, आर्द्रता का स्तर प्रवाहित धारा की मात्रा से इंगित किया जाएगा। इस प्रकार के सेंसर का लाभ उनकी कम कीमत है।
थर्मिस्टर हाइग्रोमीटर में समान थर्मिस्टर्स की एक जोड़ी होती है। वैसे, याद रखें कि यह एक अरेखीय इलेक्ट्रॉनिक घटक है, जिसका प्रतिरोध दृढ़ता से उसके तापमान पर निर्भर करता है।
सर्किट में शामिल थर्मिस्टर्स में से एक को शुष्क हवा वाले एक सीलबंद कक्ष में रखा गया है। और दूसरा एक कक्ष में होता है जिसमें छेद होते हैं जिसके माध्यम से विशिष्ट आर्द्रता वाली हवा इसमें प्रवेश करती है, जिसके मूल्य को मापने की आवश्यकता होती है। थर्मिस्टर्स एक ब्रिज सर्किट में जुड़े हुए हैं, वोल्टेज ब्रिज के एक विकर्ण पर लगाया जाता है, और रीडिंग दूसरे विकर्ण से ली जाती है।
ऐसी स्थिति में जब आउटपुट टर्मिनल पर वोल्टेज शून्य होता है, तो दोनों घटकों का तापमान बराबर होता है, इसलिए आर्द्रता समान होती है। यदि आउटपुट पर एक गैर-शून्य वोल्टेज प्राप्त होता है, तो यह कक्षों में आर्द्रता अंतर की उपस्थिति को इंगित करता है। इस प्रकार, आर्द्रता माप के दौरान प्राप्त वोल्टेज के मूल्य से निर्धारित होती है।
एक अनुभवहीन शोधकर्ता के पास एक उचित प्रश्न हो सकता है: नम हवा के साथ संपर्क करने पर थर्मिस्टर का तापमान क्यों बदल जाता है? बात यह है कि जैसे-जैसे आर्द्रता बढ़ती है, थर्मिस्टर शरीर से पानी वाष्पित होने लगता है, जबकि शरीर का तापमान कम हो जाता है, और आर्द्रता जितनी अधिक होती है, वाष्पीकरण उतना ही तीव्र होता है, और थर्मिस्टर उतनी ही तेजी से ठंडा होता है।
4) ऑप्टिकल (संक्षेपण) आर्द्रता सेंसर
इस प्रकार का सेंसर सबसे सटीक होता है। ऑप्टिकल आर्द्रता सेंसर का संचालन "ओस बिंदु" की अवधारणा से संबंधित एक घटना पर आधारित है। जिस समय तापमान ओस बिंदु तक पहुंचता है, गैसीय और तरल चरण थर्मोडायनामिक संतुलन में होते हैं।
इसलिए, यदि आप ग्लास लेते हैं और इसे गैसीय वातावरण में स्थापित करते हैं, जहां शोध के समय तापमान ओस बिंदु से ऊपर होता है, और फिर इस ग्लास को ठंडा करने की प्रक्रिया शुरू करते हैं, तो एक विशिष्ट तापमान मूल्य पर, पानी का संघनन शुरू हो जाएगा कांच की सतह पर बनने के बाद, यह जलवाष्प तरल चरण में परिवर्तित होना शुरू हो जाएगा। यह तापमान ओस बिंदु होगा.
तो, ओस बिंदु तापमान का अटूट संबंध है और यह पर्यावरण में आर्द्रता और दबाव जैसे मापदंडों पर निर्भर करता है। परिणामस्वरूप, दबाव और ओस बिंदु तापमान को मापने की क्षमता होने से आर्द्रता निर्धारित करना आसान हो जाएगा। यह सिद्धांत ऑप्टिकल आर्द्रता सेंसर के कामकाज के आधार के रूप में कार्य करता है।
ऐसे सेंसर के सबसे सरल सर्किट में दर्पण की सतह पर चमकती एक एलईडी होती है। दर्पण प्रकाश को परावर्तित करता है, उसकी दिशा बदलता है और उसे फोटोडिटेक्टर की ओर निर्देशित करता है। इस मामले में, एक विशेष उच्च परिशुद्धता तापमान नियंत्रण उपकरण का उपयोग करके दर्पण को गर्म या ठंडा किया जा सकता है। अक्सर ऐसा उपकरण थर्मोइलेक्ट्रिक पंप होता है। बेशक, तापमान मापने के लिए दर्पण पर एक सेंसर लगाया गया है।
माप शुरू करने से पहले, दर्पण का तापमान एक ऐसे मान पर सेट किया जाता है जो स्पष्ट रूप से ओस बिंदु तापमान से अधिक होता है। इसके बाद, दर्पण को धीरे-धीरे ठंडा किया जाता है। जिस समय तापमान ओस बिंदु को पार करने लगेगा, पानी की बूंदें तुरंत दर्पण की सतह पर संघनित होने लगेंगी, और डायोड से प्रकाश किरण उनके कारण टूट जाएगी, नष्ट हो जाएगी, और इससे कमी आएगी फोटोडिटेक्टर सर्किट में करंट में। फीडबैक के माध्यम से, फोटोडिटेक्टर दर्पण तापमान नियंत्रक के साथ इंटरैक्ट करता है।
तो, फोटोडिटेक्टर से संकेतों के रूप में प्राप्त जानकारी के आधार पर, तापमान नियंत्रक दर्पण की सतह पर तापमान को ओस बिंदु के बिल्कुल बराबर रखेगा, और तापमान सेंसर तदनुसार तापमान का संकेत देगा। इस प्रकार, ज्ञात दबाव और तापमान के साथ, मुख्य आर्द्रता संकेतक सटीक रूप से निर्धारित किए जा सकते हैं।
ऑप्टिकल आर्द्रता सेंसर में उच्चतम सटीकता होती है, जो अन्य प्रकार के सेंसर द्वारा अप्राप्य है, साथ ही हिस्टैरिसीस की अनुपस्थिति भी है। नुकसान सभी की तुलना में उच्चतम कीमत, साथ ही उच्च ऊर्जा खपत है। इसके अलावा, यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि दर्पण साफ हो।
इलेक्ट्रॉनिक वायु आर्द्रता सेंसर का संचालन सिद्धांत किसी भी विद्युत इन्सुलेट सामग्री को कवर करने वाले इलेक्ट्रोलाइट की एकाग्रता को बदलने पर आधारित है। ओस बिंदु से जुड़े स्वचालित हीटिंग वाले उपकरण हैं।
अक्सर ओस बिंदु को लिथियम क्लोराइड के एक संकेंद्रित घोल पर मापा जाता है, जो आर्द्रता में न्यूनतम परिवर्तन के प्रति बहुत संवेदनशील होता है। अधिकतम सुविधा के लिए, ऐसा हाइग्रोमीटर अक्सर अतिरिक्त रूप से थर्मामीटर से सुसज्जित होता है। इस डिवाइस में उच्च सटीकता और कम त्रुटि है। यह परिवेश के तापमान की परवाह किए बिना आर्द्रता को मापने में सक्षम है।
सरल इलेक्ट्रॉनिक हाइग्रोमीटर दो इलेक्ट्रोड के रूप में भी लोकप्रिय हैं, जो बस मिट्टी में फंस जाते हैं, और इसी आर्द्रता के आधार पर चालकता की डिग्री के अनुसार इसकी आर्द्रता को नियंत्रित करते हैं। ऐसे सेंसर प्रशंसकों के बीच लोकप्रिय हैं क्योंकि यदि आपके पास मैन्युअल रूप से पानी देने का समय नहीं है या यह सुविधाजनक नहीं है, तो आप आसानी से बगीचे के बिस्तर या गमले में फूल के लिए स्वचालित पानी की व्यवस्था कर सकते हैं।
सेंसर खरीदने से पहले, विचार करें कि आपको क्या मापने की आवश्यकता होगी, सापेक्ष या पूर्ण आर्द्रता, हवा या मिट्टी, अपेक्षित माप सीमा क्या है, क्या हिस्टैरिसीस महत्वपूर्ण है, और कितनी सटीकता की आवश्यकता है। सबसे सटीक सेंसर ऑप्टिकल है। आईपी सुरक्षा वर्ग, ऑपरेटिंग तापमान रेंज पर ध्यान दें, यह उन विशिष्ट स्थितियों पर निर्भर करता है जहां सेंसर का उपयोग किया जाएगा, क्या पैरामीटर आपके लिए उपयुक्त हैं।
एंड्री पोवनी
मैंने दचा स्वचालन के बारे में बहुत सारी समीक्षाएँ लिखी हैं, और चूँकि हम एक दचा के बारे में बात कर रहे हैं, स्वचालित पानी स्वचालन के प्राथमिकता वाले क्षेत्रों में से एक है। साथ ही, आप हमेशा वर्षा को ध्यान में रखना चाहेंगे, ताकि अनावश्यक रूप से पंप न चलाएं और बिस्तरों में पानी न भर जाए। मिट्टी की नमी का डेटा निर्बाध रूप से प्राप्त करने के रास्ते में कई प्रतियां तोड़ दी गई हैं। हम एक अन्य विकल्प की समीक्षा करते हैं जो बाहरी प्रभावों के प्रति प्रतिरोधी है।
सेंसर की एक जोड़ी अलग-अलग एंटीस्टैटिक बैग में 20 दिनों में पहुंची: 
विक्रेता की वेबसाइट पर विशेषताएं:):
ब्रांड: ZHIPU
प्रकार: कंपन सेंसर
सामग्री: मिश्रण
आउटपुट: स्विचिंग सेंसर
खोलना: 
तार की लंबाई लगभग 1 मीटर है: 
सेंसर के अलावा, किट में एक नियंत्रण बोर्ड भी शामिल है: 
सेंसर सेंसर की लंबाई लगभग 4 सेमी है: 
सेंसर की युक्तियाँ ग्रेफाइट की तरह दिखती हैं - वे गंदी काली हो जाती हैं।
हम संपर्कों को स्कार्फ से जोड़ते हैं और सेंसर को जोड़ने का प्रयास करते हैं: 
चीनी दुकानों में सबसे आम मिट्टी नमी सेंसर यह है: 
बहुत से लोग जानते हैं कि थोड़े समय के बाद इसे बाहरी वातावरण खा जाता है। माप से तुरंत पहले बिजली चालू करके और माप न होने पर इसे बंद करके संक्षारण के प्रभाव को थोड़ा कम किया जा सकता है। लेकिन इससे ज्यादा बदलाव नहीं होता है, कुछ महीनों के उपयोग के बाद मेरा स्वरूप इस तरह दिखता है: 
कोई मोटे तांबे के तार या स्टेनलेस स्टील की छड़ों का उपयोग करने की कोशिश करता है; आक्रामक बाहरी वातावरण के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया एक विकल्प समीक्षा का विषय है।
आइए किट से बोर्ड को एक तरफ रख दें और सेंसर की ओर बढ़ें। सेंसर एक प्रतिरोधक प्रकार है, जो पर्यावरण की आर्द्रता के आधार पर अपना प्रतिरोध बदलता रहता है। यह तर्कसंगत है कि आर्द्र वातावरण के बिना सेंसर प्रतिरोध बहुत बड़ा है: 
आइए सेंसर को एक गिलास पानी में डालें और देखें कि इसका प्रतिरोध लगभग 160 kOhm होगा: 
यदि आप इसे बाहर निकालते हैं, तो सब कुछ अपनी मूल स्थिति में वापस आ जाएगा: 
आइए जमीनी स्तर पर परीक्षणों की ओर बढ़ते हैं। सूखी मिट्टी में हम निम्नलिखित देखते हैं: 
थोड़ा पानी डालें: 
अधिक (लगभग एक लीटर): 
लगभग पूरा डेढ़ लीटर बाहर निकल गया: 
मैंने एक और लीटर जोड़ा और 5 मिनट तक इंतजार किया: 
बोर्ड में 4 पिन हैं:
1 + शक्ति
2 पृथ्वी
3 डिजिटल आउटपुट
4 एनालॉग आउटपुट
परीक्षण के बाद, यह पता चला कि एनालॉग आउटपुट और ग्राउंड सीधे सेंसर से जुड़े हुए हैं, इसलिए यदि आप एनालॉग इनपुट से जुड़े इस सेंसर का उपयोग करने की योजना बना रहे हैं, तो बोर्ड का कोई खास मतलब नहीं है। यदि आप नियंत्रक का उपयोग नहीं करना चाहते हैं, तो आप डिजिटल आउटपुट का उपयोग कर सकते हैं; प्रतिक्रिया सीमा को बोर्ड पर एक पोटेंशियोमीटर द्वारा समायोजित किया जाता है। डिजिटल आउटपुट का उपयोग करते समय विक्रेता द्वारा अनुशंसित कनेक्शन आरेख: 
डिजिटल इनपुट का उपयोग करते समय: 
आइए एक छोटा सा लेआउट तैयार करें: 
मैंने प्रोग्राम को डाउनलोड किए बिना यहां Arduino Nano को एक शक्ति स्रोत के रूप में उपयोग किया। डिजिटल आउटपुट एलईडी से जुड़ा है। यह मज़ेदार है कि बोर्ड पर लाल और हरे रंग की एलईडी पोटेंशियोमीटर की किसी भी स्थिति और सेंसर वातावरण की आर्द्रता पर जलती हैं, केवल एक चीज यह है कि जब थ्रेशोल्ड चालू होता है, तो हरी रोशनी थोड़ी कमजोर चमकती है: 
सीमा निर्धारित करने के बाद, हम पाते हैं कि जब निर्दिष्ट आर्द्रता डिजिटल आउटपुट 0 पर पहुंच जाती है, यदि आर्द्रता की कमी है, तो आपूर्ति वोल्टेज है: 
खैर, चूंकि हमारे हाथ में एक नियंत्रक है, हम एनालॉग आउटपुट के संचालन की जांच करने के लिए एक प्रोग्राम लिखेंगे। हम सेंसर के एनालॉग आउटपुट को A1 को पिन करने के लिए और LED को Arduino Nano के D9 को पिन करने के लिए कनेक्ट करते हैं।
स्थिरांक पूर्णांक AnalogInPin = A1; // सेंसर कॉन्स्ट इंट एनालॉगआउटपिन = 9; // एलईडी इंट सेंसर वैल्यू पर आउटपुट = 0; // सेंसर से मान पढ़ें int आउटपुटवैल्यू = 0; // एलईडी शून्य सेटअप के साथ पीडब्लूएम पिन पर मूल्य आउटपुट() (सीरियल.बेगिन (9600); ) शून्य लूप() ( // सेंसर मूल्य सेंसर पढ़ें वैल्यू = एनालॉग रीड (एनालॉगइनपिन); // संभावित सेंसर मूल्यों की सीमा का अनुवाद करें (400-1023 - प्रयोगात्मक रूप से सेट करें) // पीडब्लूएम आउटपुट रेंज में 0-255 आउटपुटवैल्यू = मैप (सेंसरवैल्यू, 400, 1023, 0, 255); // निर्दिष्ट चमक एनालॉगवाइट (एनालॉगऑउटपिन, आउटपुटवैल्यू) पर एलईडी चालू करें ); // हमारे नंबर प्रदर्शित करें सीरियल.प्रिंट ("सेंसर = "); सीरियल.प्रिंट(सेंसरवैल्यू); सीरियल.प्रिंट("\t आउटपुट = "); सीरियल.प्रिंटएलएन(आउटपुटवैल्यू); // विलंब विलंब(2) ; )
मैंने पूरे कोड पर टिप्पणी की, एलईडी की चमक सेंसर द्वारा पहचानी गई आर्द्रता के व्युत्क्रमानुपाती होती है। यदि आपको किसी चीज़ को नियंत्रित करने की आवश्यकता है, तो प्राप्त मूल्य की तुलना एक निश्चित प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित सीमा से करना और, उदाहरण के लिए, रिले चालू करना पर्याप्त है। एकमात्र चीज जो मैं सुझाता हूं वह कई मूल्यों को संसाधित करना और सीमा के साथ तुलना के लिए औसत का उपयोग करना है, क्योंकि यादृच्छिक स्पाइक्स या बूंदें संभव हैं।
हम सेंसर को विसर्जित करते हैं और देखते हैं: 
नियंत्रक आउटपुट: 
यदि आप इसे हटाते हैं, तो नियंत्रक आउटपुट बदल जाएगा: 
इस परीक्षण असेंबली के कार्य का वीडियो:
सामान्य तौर पर, मुझे सेंसर पसंद आया; यह बाहरी वातावरण के प्रति प्रतिरोधी लगता है; समय बताएगा कि क्या यह सच है।
इस सेंसर का उपयोग आर्द्रता के सटीक संकेतक के रूप में नहीं किया जा सकता है (सभी समान सेंसर की तरह); इसका मुख्य अनुप्रयोग सीमा निर्धारित करना और गतिशीलता का विश्लेषण करना है।
यदि रुचि हो तो मैं अपने देशी शिल्प के बारे में लिखता रहूँगा।
इस समीक्षा को अंत तक पढ़ने वाले सभी को धन्यवाद, मुझे आशा है कि किसी को यह जानकारी उपयोगी लगेगी। मिट्टी की नमी पर पूर्ण नियंत्रण और सभी के लिए अच्छाई!
