Xensor,XEN-3880,XEN-5320,传感器,湿度对XEN-3880和XEN-5320的影响,湿度对XEN-5320传感元件的传递特性有一个意外的影响:与一些文献中报告的影响相比,XEN-3880的表现不同。首先,在低湿度水平下,传递特性会下降。然后,在大约20 kPa(在100 kPa总环境压力下)时趋于平稳,并在更高的水蒸气分压力下开始上升。环境温度对这一效应的影响较小。湿度效应不再依赖于水蒸气分压力的那个水蒸气分压力(大约为20 kPa)会随着环境温度的升高而略微向更高的分压力移动。
应用:湿度对XEN-3880和XEN-5320的影响
见图1,图中显示了XEN-3880传感元件对于空气-H2O浓度的标准化传递特性,已根据0 kPa水蒸气分压力下的值进行标准化。红色条纹曲线是在最高80 ºC的温度下测量的,蓝色曲线是在约100 ºC的环境温度下测量的。图表显示,XEN-TCG3880的传递特性在20 kPa绝对湿度以上继续上升。它还表明,蓝色曲线相较于红色曲线(在80 ºC以下测量)有所轻微的右移。
图1:XEN-TCG3880的典型标准化传递特性,作为水蒸气分压力的函数(红色曲线在80 ºC以下测量,蓝色曲线在100 ºC下测量)。蓝色曲线的右侧部分,带条纹,显示了基于三次幂多项式的外推曲线。
图2显示了水蒸气最大或饱和分压力与环境温度的关系。这清楚地表明,在最高40 ºC的温度下,湿度对测量的影响不大,但在较高的温度(80 ºC到100 ºC之间),湿度可能会导致传递特性发生高达10%到15%的变化,如果我们使用图1作为参考。这也因为水蒸气开始驱赶其他气体。在80 ºC和100%相对湿度下,水蒸气的分压力大约为50 kPa,因此所有其他气体的总和只剩下50 kPa(在海平面情况下!)。可以预期,在这些条件下,空气中的1%的氢气只占总氢气的0.5%。目前没有100 kPa以上水蒸气分压力的数据。有关在高压下干气体的数据,请参见压力效应的应用说明。
图3很好的展示了水蒸气的传递特性在大约20 kPa时具有最小值。该图显示了在气候室中使用XEN-5320测量的传递特性,测量1时没有水蒸气存在,之后是逐渐增加的水蒸气浓度(20 kPa及更高)。在气候室湿度调节过程中,2000-3000测量期间没有看到湿度的波动,因为此时水蒸气分压力大约为20 kPa,传递特性对水蒸气的影响不敏感。但在之后的较高湿度测量中,随着湿度水平的上升,传递特性开始对水蒸气的存在变得更加敏感,并且出现了更多的波动。
图3:XEN-3880的传递特性,测量过程中水蒸气分压力逐渐升高(单位:kPa)。在水蒸气分压力约为20 kPa(2000-3000测量)时,气候室中的湿度波动未在XEN-5320的传递特性中体现,但在湿度水平较高时(后续测量)则出现了波动,如图1所示。此外,随着测量(即水蒸气分压力)数值的增大,传递特性的绝对值也有所增加,如图1所示。需要注意的是,XEN-5320仪器中的传递特性表现了XEN-3880传感元件的性能,而经过温度和湿度修正后的传递特性则表现了经过修正后的性能。这是通过使用独立的温度/湿度传感器实现的。该传感器的湿度时间常数约为8秒。由于XEN-3880对湿度几乎是即时响应的,这可能导致当湿度发生剧烈变化时,出现瞬态信号。

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