直管式
三、氧化锆氧量传感器
氧化锆中（ZrO2）加入一定量氧化钙 （CaO）或氧化钇（Y2O3），锆会被CA 或钇置换，产生氧粒子空穴。在600－ 800C时，氧化锆成为良好氧离子导体， 如果两端的氧量不同，会产生浓度电势。 测量端（工作）与环境（O2为20.8%)产 生浓度差信号，测量氧量。
氧化锆氧量传感器构造
陶瓷湿度传感器构造
陶瓷片周围电阻丝绕成加热 器，加热清洗，防止污染 （加热到450度，清洗1分 钟）；陶瓷片和加热器固定 在陶瓷基座上，基座带绝缘 护套，防止电介质黏附引起 的电流泄漏。 灵敏度较高，响应速度较快， 在较宽湿度、温度范围内测 量，化学和热稳定性好，固 有电阻低，是比较理想的湿 度计。
3、电容式湿度传感器
通过电化学方法，在金属铝表面形成氧 化膜，膜上沉积金属，形成电容器。氧 化铝吸附水蒸汽后，引起电容变化。 核心为金属氧化铝层，布满垂直平面的 管状微空，其介电系数随水蒸气含量增 大而增加。
电容式湿度传感器构造
氧化铝1的电极膜通常为 喷吐或真空镀膜的石墨、 金属铂或金，非常薄，允 许水蒸气渗透进入氧化铝 层。 电容式送变器，输入0－ 10V直流信号。响应1～2 秒，不受环境风速或温度 影响，适合远距离指示或 调节湿度。
氧化锆管外测通入被测 气体，内侧为空气。管 内外测附上多孔铂电极， 内正、外负。 两侧氧浓度不同，氧离 子不同，产生电势。 电势与温度、两侧氧量 分压力函数
裂纹，铂电极脱落
污染严重
氧化锆氧量传感器 抽出式：具有抽气，净化系统， 置于恒温（800C）工作环境 直插式（560－760C）工作范 围，响应1－3秒，热电偶测温
1，多孔氧化铝层 2，镀膜电极 3，接线柱连接处
4，咬合铝基极导线
Fe3O4胶体湿度传感器
材料优点：固有电阻低，氧化物性 质稳定，本身为胶体粒子，无需粘 结剂。 结构：基片为特殊玻璃，滑石板或 氧化铝板，其实镀涂梳形电极， Fe3O4胶体喷吐在基片上 湿度性能与构造，热处理温度、时 间等因素有关。
测量湿度范围与氯化锂浓度及其成分有 关 交流电桥测量氯化锂传感器电阻 最高测量温度55C，否则溶液要蒸发 被测空气要清洁、无粉尘和纤维 随温度影响，需要补偿。用相同传感器 感受温度变化，放在电桥另外一端。
2、氯化锂露点式湿度传感器
原理－当氯化锂饱和溶液的饱和水蒸气分气压 与被测空气中的水蒸气分压力相等（达到平衡） 时，通过测量氯化锂溶液的温度（平衡温度） 就可确定被测空气的露点温度，然后根据空气 的干球温度求出空气的相对湿度。 特点－加热氯化锂溶液，使得其饱和溶液水蒸 汽分压力与被测环境的水蒸气分压力相等
氯化锂湿度传感器性能与结构
梳状：绝缘板上镀涂金箔梳状电极 拄状：两个平行的箔丝绕在绝缘柱子上做电极。 －－多孔塑料聚乙烯醇作胶合剂，使得氯化锂 溶液均匀附在绝缘板（柱）表面，多孔塑料保 证氯化锂与空气中水蒸气良好接触。电极间电 阻变化反映空气湿度变化。
氯化锂电阻湿度传感 器。a梳状；b拄状
氯化锂湿度传感器特点
p 容积磁化率 2 T
直接测量混合物气体容积磁化率很困难。 磁性气体，容积磁化率与气体压力成正 比，与绝对温度平方成反比。压力一定， 在低温场中受到吸力较高温中大。 顺磁形气体受磁力作用， 产生运动，形成磁风 磁风力大小与磁场强度，场强 梯度，工作温度，压力有关。 氧在不均匀磁场中 受力情况 根据风力大小，决定氧量大小。
Fe3O4湿度传感器
MgCr2O4－TiO2湿度传感器
多孔型半导体陶瓷，表面电阻随湿度在很宽范 围内变化。高温下，即使热清洗，也性能稳定。 该陶瓷随TIO2的增加而增大，平均孔径为 0.1~0.3微米，易吸水，抗热冲击。 常用多孔电极材料氧化钌（RuO2），热膨胀 系数与陶瓷相同，采用网丝印刷工艺加工在陶 瓷面上，高温烧结成多孔电极，孔平均尺寸1 微米
简介几种湿度传感器
氯化锂电阻式湿度传感器 氯化锂露点式湿度传感器 电容式湿度传感器 Fe3O4胶体湿度传感器 MgCr2O4－TiO2湿度传感器
1、氯化锂电阻式湿度传感器
盐类物质（含湿量，空气湿度相关）－ 电阻变化 氯化锂，大气中不分解、不挥发、不变 质，性能稳定的离子型无机盐，其吸湿 量与空气里湿度成函数关系，吸收水汽 后，导电离子数目增加，电阻降低；反 之电阻增大。
热磁式氧量传感器
环管式
水平通道的环形管，外壁上 绕两个加热电阻R1和R2，同 时作为测温传感器与另外两 个锰铜丝绕制的固定电阻R3 和R4组成测量电桥。 在靠近R1电阻水平通道口放 置永久磁铁两个磁极。形成 不均匀的磁场。 温度，压力影响磁风大小，故 需要一定补偿措施。 机构复杂，维护不方便，滞后严重
氯化锂露点式湿度传感器结构
结构介绍： 氯化锂露点式湿度计能连续指示相对湿 度值，并能进行远距离测量与调节，且 不受被测气体温度的影响，使用范围广。
1加热电源变压器；2，仪表 引线；3，铂电阻；4，保护 罩；5，被测气体；6，铂电 极；7，氯化锂溶液
测温铂电阻3外面套上玻璃丝 布套，其上绕平行两个铂丝 加热电极6，涂上氯化锂溶液
第七章、各种传感器简介
湿度传感器
湿度对生产、生活都重要，熟悉物理量 湿度大－衣料、纸张，烟草、粮食及其 它食品霉变；同温度下变得夏天闷热、 冬天阴冷；精密仪器的灵敏度和精确度， 影响武器性能 干燥－木材干裂，纸张发脆；口干舌躁
湿度计分类
测量对象－相对湿度计和绝对湿度计 （少） 信号类别－电阻（多）、电容、电抗型 （少） 传感器材料－无机盐、金属氧化物、陶 瓷、多孔金属氧化物、高分子聚合、半 导体晶体型湿度传感器陶源自湿度传感器3－4浓度传感器
燃烧过程的优化控制 燃烧产物与燃烧排放 快速响应的浓度传感器或浓度测量方法 1，热导式气体浓度传感器 2，热磁式氧量传感器 3，氧化锆氧量传感器
1，热导式气体浓度传感器
利用气体的导热能力（系数）的差异识 别不同气体。
铂丝 钨铼丝 输入 输出 气体导热 对流
辐射
固体轴向热导
热导式气体浓度传 感器
电阻与气体导热系数单值函数关系
热导式气体浓度传感器特点
气体样品通过扩散进入测试室，分析仪 器滞后严重，一般2～3分钟，另外还需 要考虑取样系统滞后。 减少辐射影响，工作温度不能太高 仪表灵敏度较低
热磁式氧量传感器
利用氧气磁化率特别高特点。 滞后较小，稳定性好，常用于测量烟齐中氧量。 容积磁化率代表物质磁化能力的大小。容积磁 化率>0，其产生磁场与外加磁场方向相同，顺 磁物质，在不均匀磁场中受磁场吸引。 烟气中其它物质容积磁化率很小，切大小正负 抵消，烟气磁化率主要决定于氧气。