1. 陶瓷濕度傳感器構造與原理:
陶瓷濕度傳感器又稱金屬氧化物濕度傳感器,因其感濕材料是由金屬氧化物粉末經加壓成型、燒結而成陶瓷物。因燒結程度可得很多孔狀物,而在多孔質表面上會吸附水蒸氣,以形成吸附層,而吸附層內之H+離子會因水蒸氣的附著形成電流載子,當濕度高時,吸附層之水蒸氣附著的電流容易流動。陶瓷濕度傳感器即利用此性質,使濕度變化而轉變成阻抗值變化的輸出。
以上述原理制成的陶瓷濕度傳感器有兩種。其一為加熱凈化型,其構造如圖1 所示,它分成感測部、加熱部與基座部,其感濕材料多由Mg:Cr2O4-TiO2類的金屬氧化物所構成,為多孔質結構。其兩面接上與感濕材料熱膨脹系數幾乎相等且強度大的RuO2電極,再以Pt-Ir 為電極引線,構成濕度感測部。加熱部材料為耐熱性優良的肯撒爾(Kanhal)合金線,為了防止因加熱引起此合金線的氧化,在線表面上涂一層氧化鋁水泥燒結而成。為增加加熱效率,因此,加熱部緊緊圍繞傳感器。上述兩部份全部都植在 Al2O3 之基座上,以引線點焊端子固定之。為了防止基座表面污染引起漏電,影響感濕特性,因此在底部設有保護環。為維持傳感器的靈敏度,通常使用前以450~500℃的溫度加熱數分鐘,以消除因長期使用所累積下來的OH 基使H+離子能恢復原先之活性。
圖1 陶瓷濕度傳感器結構
另一種則為非加熱凈化型,此類的傳感器為了防止OH基的產生,而在多孔質粒子表面,被覆Pd化合物,圖3為此傳感器之構造。
圖2 非加熱凈化型濕度傳感器的微細構造
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