Какие существуют датчики влажности воздуха в помещении

Для чего такие датчики дома

Не все понимают, зачем нужен бытовой измеритель влажности воздуха. Особенно в холодный период главным показателем комфортности является тепло

Какая польза в доме от гигрометра? От многих ускользает важность наличия в воздухе определенного процентного соотношения воды и других компонентов. В зимний период, когда включают отопление, в помещениях существенно снижается показатель влажности

Необходимость

В доме из дерева повышенная влажность провоцирует появление грибков, плесени, муравьев или термитов. С одной стороны, сырая древесина – это комфортная среда для размножения вредных микроорганизмов и бактерий. С другой – слишком сильная сухость вызывает появление трещин и зазоров (как в городских квартирах). Если воздух сухой быстро портиться мебель (лаковое покрытие), отклеиваются обои, чрезмерная сырость плохо влияет на ткани, одежду, постельное белье, где могут завестись клещи и плесень. Для человека неправильная концентрация выражается в следующем:

  • появляется зуд слизистой оболочки глаз;
  • сухость волос, кожи лица, рук и, как итог, появление микротрещин, мелких морщин, преждевременное старение;
  • вызывает сложность дыхания, першение в горле.

Становится понятно, что нужно удерживать баланс, который и будет истинным показателем комфорта

С этой важной задачей поможет справиться датчик влажности, который измеряет концентрацию воды в воздухе

Рекомендуемые места установки

Чтобы комнатный измеритель демонстрировал реальное положение дел в помещении, нужно найти правильное место для его установки своими руками. Специалисты не рекомендуют располагать прибор в следующих местах:

  • рядом с открывающимся окном, дверью на балкон;
  • недалеко от радиаторов отопления;
  • рядом с увлажнителем воздуха.

Неправильным будет расположение прибора рядом с отопительным котлом, где воздух будет всегда более сухим, или на кухне, где качественный состав постоянно меняется под воздействием паров, проветривания либо работы вытяжки. Выбирайте место, где вы больше всего находитесь – гостиная, комната отдыха, спальня. Если в доме высокие потолки до 3 метров, то микроволновой датчик влажности устанавливают на уровне среднего роста человека или прикроватной тумбочки, так как теплый и сухой воздух скапливается вверху – под потолком, а содержащий больше воды опускается вниз.

Принцип действия

Основной принцип измерения влажности основан на определении точки росы. При постепенном охлаждении устройство должно зафиксировать момент появления на гладкой поверхности незначительного конденсата в виде капель. В этот момент воздух превращается в насыщенный пар – данное состояние принято считать точкой росы. Определение соотношения воды в воздушном пространстве зависит от типа датчика, который будет работать в помещении:

  1. Волосяной – изменение показателя влажности определяют в зависимости от состояния обезжиренного человеческого волоса.
  2. Электронный – пользователи не видят, как работают измеритель, а состояние окружающей среды выводится на экран в виде понятных цифровых значений.
  3. Психрометрический – в конструкции прибора работающими термометрами демонстрируются показания сухого образца воздуха и неизолированного элемента. На основании разницы их показаний по таблице определяют влажность.
  4. Конденсационный датчик выдает более точные результаты. Принцип работы основан на измерении количества конденсата в трубках из стекла.

Устройство (общее)

Конденсационный датчик, который устанавливает точку росы, должен точно измерять температурные показания. В конструкцию входит зеркало, которое покрывают тонким антикоррозионным слоем золота. С тыльной стороны находится охладитель, а с противоположной – направляются светодиодные лучи. В процессе появляются капли росы, рассеивающие оптическое излучение. В этот момент на фотодетекторе регистрируется электрический сигнал, информация подается на принимающее устройство.

Что нужно знать?

Для нормального функционирования вентиляционному устройству нужны определенные условия

Перед тем, как приниматься за установку, убедитесь, что все необходимые предосторожности соблюдены

Для качественной работы любой вытяжке необходим исправный вентиляционный канал. Если канал будет слишком длинным или внутри него образуется засор – воздух просто не сможет циркулировать. Для того чтобы проверить, в каком состоянии ваш канал вентиляции, зажгите обыкновенную спичку и поднесите её к проёму. Если пламя клонится сквозняком в сторону, значит, контакт есть. Но если огонёк горит ровно и не шелохнётся, канал нуждается в прочистке.

Вытягивая влажный воздух, вентилятор заменяет его свежим. Именно поэтому в комнате должен находиться дополнительный источник воздуха: для этих целей сгодится простая щель под дверью шириной 2-3 сантиметра, которая и обеспечит оптимальную циркуляцию.

Последний пункт особенно важен, ведь неисправная работа вытяжки при неправильно подобранной модели может обнаружиться уже после установки вентилятора. Именно поэтому нужно знать основные принципы выбора.

Вопросы и ответы

Насколько точные замеры дают домашние метеостанции?

Точность варьируется от устройства к устройству. В целом, даже у недорогих метеостанций достаточно точные сведения, и погрешность очень редко превышает 5-10%. Информация от умных метеостанций вполне достоверна.

Что лучше — станция на батарейках, или станция, работающая от сети?

Примитивные метеостанции с e-ink-подсветкой могут работать несколько лет от одних батареек. Станции же с беспроводными модулями и с большим количеством функций работают либо от сети, либо от батареек, которые время от времени придется заменять. Ответ на вопрос простой: всё зависит от типа станции.

Как часто обновляется информация метеостанции?

Одни станции обновляют сведения по датчику каждые пять или семь секунд, другие — раз в две или три минуты. Так или иначе, все станции обновляют информацию достаточно часто для того, чтобы эти сведения можно было считать актуальными и полезными.

Стоит ли платить за дорогие метеостанции?

Точность датчиков практически одинаковая и у дешевых, и у дорогих моделей. Другой вопрос — общее качество исполнения устройство, количество дополнительных функций, дизайн — по этим параметрам дорогие датчики превосходят дешевые. Стоит ли за них платить? Зависит от ваших потребностей!

Что делать, если метеостанция стала показывать сведения неправильно?

Датчики температуры и влажности почти никогда не ломаются. Если станция стала показывать неправильные сведения, значит её стоит на пару дней отключить, вытянув оттуда батарейки. Спустя время ее можно включать, но уже с новыми батарейками. При этом, её нужно переставить на другое место. Скорее всего, после этих манипуляций она снова будет показывать верные сведения.

Где не стоит устанавливать домашнюю метеостанцию?

У входных дверей и окон, либо у вентиляции, либо в зоне попадания прямых солнечных лучей. Всё это негативно повлияет на точность показателей, и информация будет отображаться неправильно.

Сорбционно-импедансные датчики

Определить концентрацию влаги в различных средах помогают датчики сорбционно-импедансного типа. Преимуществом этих устройств мониторинга влажности служат:

  • высокие показатели чувствительности;
  • простая технология изготовления;
  • компактность изделия.

Работа такого датчика основывается на зависимости комплексного сопротивления сорбционного слоя от объема поглощенной им влаги. Такие датчики влажности могут иметь два варианта конструктивного исполнения:

  • вышеописанная структура «сэндвич»;
  • с планарным размещением электродов, часто имеют форму гребенки.

Градуировочные характеристики сорбционно-импедансных средств измерения влажности зависят от сорбционного материала. Изначально в роли сорбционного слоя выступали гигроскопичные ионообразующие добавки в виде солей (такие как хлорид лития, фторид бериллия и т. д.). Измерительным датчикам подобного вида свойственны недочеты – низкая стабильность показателей, меньшая чувствительность и большая вероятность погрешностей.

Основываясь на этом, современные производители редко используют ионообразующие соли как самостоятельный влаговосприимчивый агент. Гигроскопичная соль в производстве датчиков получила вспомогательную роль – ее используют в качестве материала пропитки или добавки для повышения влагочувствительности. Основное применение в различных сферах получили импедансные измерители с полимерными сорбентами (как органическими так и неорганическими) на основе оксидов металлов. Покрытие может иметь тонкопленочный или толстопленочный вариант.

Виды датчиков и их принцип работы

Датчики влажности бывают разных видов. В продаже можно встретить 4 основных типа подобных приборов:

  1. Емкостной датчик влажности. Представляет собой воздушный конденсатор. Устройства применяются и для промышленного оборудования, и для бытовой техники. С конструктивной точки такой гигрометр состоит из подложки, на которой находится тонкопленочный полимерный элемент. Подложка делается из керамики, стекла или кремния. Преимущества таких приборов состоят в том, что они могут работать при высокой температуре, а в промышленности важна их стойкость к химическим испарениям.
  2. Резистивный датчик. Принцип его работы основан на изменении показателя сопротивления гигроскопичного материала, которое происходит в зависимости от уровня содержания влаги. Детекторы такого типа чаще всего используются в быту.
  3. Психометрический датчик. В данном случае его работа основана на том, что при испарении происходит потеря тепла. В такой конструкции используются 2 детектора: сухой и влажный. Измеряется разница температуры, что позволяет определить уровень содержания влаги в воздухе. Когда-то такие счетчики применялись реже, поскольку нужно было постоянно сверяться с таблицами. Сегодня это цифровые приборы высокой точности, и ими пользоваться совсем несложно.
  4. Аспирационные датчики. Они похожи на психометрические, но их конструкцией предусмотрено наличие вентилятора, который отвечает за принудительное нагнетание газа или воздушной смеси. Такие устройства целесообразно устанавливать там, где движение воздуха характеризуется слабостью и прерывистостью.

Независимо от того, емкостной датчик относительной влажности или психометрический прибор, пользователя интересует их надежность. То есть то, насколько хорошо при сырости работает это устройство, какие факторы могут повлиять на точность измерений и т.д.

Что такое вентилятор с датчиком влажности: устройство и принцип работы

Внешне такое устройство выглядит как обычный канальный осевой вентилятор. Скорость у него может быть как 1, так и несколько.

В корпусе стоит небольшая (весом в 30-70 г и размером около 6х4 см) плата — датчик влажности. У него предустановлены два предела — верхний и нижний.

Вентилятор автоматически включается, если влажность в комнате достигает верхнего значения датчика. Когда влажный воздух удалится через вентиляцию, и влажность уменьшится до минимального показателя — прибор автоматически выключится.

Датчик бывает нескольких видов, отличающихся по принципу действия:

  1. Диэлектрический: используется конденсатор, между обкладками которого диэлектрическая проницаемость среды меняется в зависимости от концентрации влаги.
  2. Резистивный: используется датчик из материала, который изменяет сопротивление при изменении концентрации влаги (оксид алюминия).
  3. Оптический: влажность определяется по прозрачности воздуха.
  4. Механический: используется материал, который меняет длину в зависимости от концентрации влаги в воздухе.
  5. Термисторный: более сложная и точная версия резистивного.

При достижении установленного уровня влажности датчик воздействует на реле, которое замыкает электроцепь двигателя, и вытяжка включается или выключается.

Какие функции могут присутствовать кроме датчика влажности?

Некоторые модели могут иметь дополнительные функции:

  1. Датчик освещения. Включение-выключение вентилятора происходит при включении-выключении света в помещении. На практике такое используется нечасто, поскольку дешевле и проще сделать пуск прибора вместе с включением света (нажатием выключателя).
  2. Обратный клапан. Защищает от обратного хода: когда вентилятор выключен — воздух не сможет поступать в комнату из вентшахты (такое бывает при неправильно спроектированной шахте, или при слишком мощной вытяжке у соседей). Обратные клапана обычно ставят почти на все модели, кроме самых дешевых.
  3. Таймер. Может работать в нескольких режимах. Чаще всего это выглядит так: вентилятор включается вместе с включением света в помещении, а выключается через какое-то количество минут после того, как свет выключится. То есть человек выходит из комнаты, выключает свет, а вентилятор — вытягивает воздух еще 3-5 минут. Датчик влажности при этом «страхует»: он запустит вытяжку, если после истекшего времени в комнате все еще будет сыро.
  4. Датчик движения. Вытяжка будет запускаться, если в комнате есть движение (находится человек).

В дорогих вытяжках все эти опции могут сочетаться.

Виды датчиков

Все датчики влажности отличаются по определенным значениям, поэтому при выборе датчика влажности для вентилятора необходимо точно знать влажность окружающей среды и микроклимата, который уже есть в помещении. Для правильного измерения влажности необходимо проводить весь процесс с учетом технических требований будущего прибора. Есть несколько типов устройств, из которых можно выбрать нужный.

Емкостные

Все емкостные датчики являются конденсаторами, в которых воздух выступает диэлектриком. Такое устройство прибора объясняется тем, что влажность воздуха связана с диэлектрической проницаемостью, а значит любое изменение количества влаги в воздушных потоках влияет на изменения в емкости устройства.

Резистивные

Все датчики потока резистивного типа обладают одним несомненным преимуществом — небольшой рыночной стоимостью, поэтому позволить себе купить это устройство могут многие. Принцип работы прибора заключается в двух электродах на подложке, которые несут специальный материал, изменяющий свое состояние в зависимости от количества влаги в окружающем воздухе.

Термисторные

Типичный термисторный прибор для измерения влажности воздуха состоит из термисторов, чье сопротивление напрямую зависит от изменения температурного показателя. Для правильной работы устройства один из термисторов должен быть помещен в камеру без доступа воздуха, с высоким показателем сухости. Второй датчик размещается в камере, в которую попадает влажный воздух для измерения.

Влажность определяется после вычисления значения, которое получают при измерении напряжения между работой датчиков. Что касается самих термисторов, то их температура может меняться при наличии влажного воздуха из-за корпуса. Именно с него начинает испаряться вода, понижая общую температуру и реагируя на наличие влаги.

Оптический

Считается, что оптические, как и лазерные датчики, являются наиболее точными при измерении влажности воздуха. Работа оптического датчика заключается в следующем: когда температура достигает, так называемой, точки росы, влажность измеряется при условии термодинамического равновесия.

Можно привести самый очевидный пример. Если установить стекло в газообразной среде, обладающей повышенной температурой и затем охладить объект — на поверхности появится конденсат. Это будет считаться точкой росы, по которой можно определить количество влаги.

Схема оптического датчика представляет собой светодиод с направленным на зеркальную поверхность светом. После отражения потока света он меняет свое направление, после чего перенаправляет детектор. Таким образом, зеркало может быть подогрето или охлаждено.

Сигналы, которые исходят от детектора при работе устройства, могут служить для сбора необходимой информации о состоянии воздуха. Для этого регулятор будет держать температуру, которая фиксируется на поверхности зеркала, а датчик будет показывать ее значение. Когда, после проведенных исследований, становятся известны точные показатели давления и температуры, датчик сможет определить главные значения наличия влаги.

Электронные

Все цифровые датчики влажности имеют одинаковый принцип работы, основанный на электроизоляционных материалах и позволяющий определять влажность воздуха с высокой точностью и погрешностью, сведенной к минимальной. В устройстве определяется концентрация электролита, а приборы могут обладать автоматическим подключением подогрева. Большинство электронных датчиков оборудованы прибором для измерения температуры. что делает их наиболее удобными в использовании. Главным преимуществом датчика является возможность измерять влагу вне зависимости от температурных показателей окружения.

Подключение датчика или установка

Сам процесс подключения элементов системы к блоку управления (БУ) не представляет особой сложности. Несмотря на то, что в инструкции по эксплуатации есть описание порядка действий при монтаже, мы подготовили для вас более детальный и подробный шаблон действий при установке системы.

Вам будет интересно: ТОП 7 лучших морозильный ларей: какой купить, отзывы, характеристики, цена, плюсы и минусы

Для начала надо определиться с местами вероятной протечки, к ним как правило относятся участки труб с большим количеством соединений, места установки водоразборных кранов и бытовой техники, типа посудомоечной и стиральной машин. Датчики лучше закрепить к основанию, чтобы они были параллельны плоскости пола. Если позволяет возможность, можно закрепить при помощи небольшого самореза непосредственно к основанию, если саморез использовать нельзя, можно просверлить отверстие под дюбель и закрепить с помощью него.

В соответствии с инструкцией, в первую очередь необходимо подключить встроенную батарею, именно она отвечает за работоспособность системы в случае отключения сети 220В. Для этого необходимо открутить два винта с задней части контроллера и соединить контакты батареи и контроллера.

Согласно инструкции необходимо подключить все провода к контроллеру. Все места подключения помечены и трудностей данная процедура не вызывает

Хотим обратить внимание, провода от кранов можно объединить и к контроллеру – подключить только три, а не шесть. Также система рассчитана на подключение заземляющего провода, поэтому раз таковая есть, лучше подключить

После установки системы, необходимо проверить ее работоспособность, для этого необходимо намочить датчик. Как только датчик почувствует влагу, контроллер подает сигнал проводам и шаровые краны автоматически закрываются. При этом раздается звуковой и световой сигнал.

Обращаем ваше внимание, виды датчиков бывают разные, мы вам рассказали только о моделе, в комплекте которой имеются кабеля. Независимо от типа вашей модели обязательно читайте инструкцию – в ней все подробно и максимально доступно рассказано и наглядно показано

Что такое датчик влажности

Как следует из названия, это сенсор, улавливающий уровень влажности в помещении и сообщающий о нем владельцу. Иначе такое устройство называется гигрометром. Некоторые гигрометры способны не просто фиксировать уровень влажности, но и выполнять определенные действия — например, включать вентилятор или вытяжку через исполнительные приспособления или напрямую.

В зависимости от места размещения они делятся на внутренние и наружные. Первые предназначены для домов, квартир (к примеру, датчик влажности в ванную), цехов так далее, а вторые устанавливаются на улице и регистрируют параметры наружного воздуха. Их второе название — атмосферные датчики.

Бывают как встроенные в вентиляторы устройства, так и сенсорные блоки внешнего исполнения, соединяющиеся с ведомым оборудованием посредством проводного или беспроводного интерфейса. Существуют аналоговые варианты, но большинство выпускаемых сегодня представителей этого семейства относятся к цифровым.

Принцип работы похож на функционирование термостата. В отличие от последнего, устройство срабатывает при изменении влажности, а не температуры. Порог срабатывания, как правило, выставляют на 40 %. Включившись, чувствительный элемент сенсора воздействует на встроенное реле. Оно замыкает цепь, подающую питание на двигатель вентилятора, и автоматизированная вытяжка запускается.

Датчик температуры, влажности и давления Aqara

ПроизводительAqara
МодельWSDCGQ11LM
Материал корпусаМатово-белый пластик
Рабочая температура-20℃—60℃ (при отн. влажности 0-100%)
ПитаниеБатарейка CR2032
Модули связиZigBee
Цена1000 рублей.
Габариты (корпус)36 мм x 36 мм x 9 мм
Вес11 гр.

Так же, характеристики указаны на коробке от датчика (давно пора печатать их хотя бы на английском):

Измерение температуры

Датчик позволяет всегда знать, какая температура у вас дома. Так же можно посмотреть изменения показателей за последний месяц на графике:

Этот же график используется для просмотра состояния влажности воздуха (синяя линия).

Заявленная производителем погрешность измерения температуры ±0.3°, что довольно неплохой показатель. В сравнении с показателем датчика температуры Mijia, отклонения примерно в половину градуса. В домашних условиях сложно получить точную погрешность, тут нужны лабораторные условия.

Границы измерения температуры от -20° до +60°, что в принципе позволяет использовать датчик на улице. Но ведь он намокнет в первый дождь и больше никогда не включится. В этой ситуации можно использовать обходное решение, например поместить датчик в непромокаемую емкость, например распределительную коробку, по типу такой:

Крепим датчик на заднюю стенку, внизу коробки проделываем отверстие и закрепляем её на улице. Датчик отлично работает до -30 градусов, при более низкой температуре у него замерзает батарейка.

Измерение влажности

Вторая функция — измерение относительной влажности воздуха. Границы измерения от 0 до 100%, и если с нулевым значением все вроде бы понятно, то 100% влажности многие считают обычной водой. Конечно это не так и не нужно проверять датчик влажности aqara в тазике с водой.

Относительная влажность воздуха -процентное значение количества влаги, которое может содержаться в воздухе при текущей температуре.

При достижении 100% влажности, достигается точка росы, когда пар становится насыщенным, в это время на поверхности стен образуется конденсат. Чем выше температура воздуха, тем больше влаги он может вместить. Оптимальный уровень влажности для жилых помещений прописан в ГОСТ 30494-2011: в летнее время влажность воздуха от 30 до 60%, но не более 65%. А в зимнее время от 30 до 45%, но не более 60%. Если в теплое время года, влажность приблизительно соответствует норме, то зимой влажность заметно ниже нормы (в отопительный период влажность опускается ниже 20%). Тут не обойтись без увлажнителя воздуха, если бюджетно, то можно расставить по комнате тазики с водой, а можно воспользоваться увлажнителем воздуха от Xiaomi, работу которой можно автоматизировать через сценарии умного дома, в связке с датчиком Aqara temperature humidity sensor.

Погрешность измерения влажности составляет ±3%.

Измерение атмосферного давления

Измерение атмосферного давления — основное отличие датчика Aqara от версии Mijia. Измерение давления происходит не в привычных миллиметрах ртутного столба, а в Паскалях (международная единица измерения давления). 1 мм ртутного столба равен 133,32 паскаля. Если нормальным атмосферным давлением принято считать 760 мм ртутного столба, то в паскалях это будет 101.3 KPa.

В приложении Mi Home под атмосферное давление выделен отдельный график:

Даже если ваши значения отклоняются от идеальных, но на графике нет резких колебаний — то это в пределах нормы. В разных городах разные погодные условия и разная высота над уровнем моря. А вот если график колеблется, значит в вашем регионе частая смена погоды, от чего могут появляться головные боли.

Погрешность датчика при измерении ±120Pa. Повлиять на атмосферное давление в домашних условиях у нас не получится, так что этот показатель играет чисто информативную роль.

Видеть температуру воздуха, атмосферное давление и влажность в комнате мало, их необходимо контролировать. Для всего этого необходимо использовать сценарии автоматизации, но для начала необходимо добавить датчик в приложение Mi Home.

Изготовление датчика влажности почвы своими руками

Еще одна популярная сфера применения датчика влажности (на этот раз воздуха) – это домашний инкубатор. Как известно, при нагреве инкубатора воздух внутри осушается. Это может привести к высокому проценту отбраковки яиц. Примитивные миски с водой не всегда дают должный эффект: без системы контроля вода испарится, а владелец инкубатора может пропустить этот момент. Для контроля необходим элементарный контроль с цифровым табло.

Если не рассматривать популярные готовые решения на Ардуино, можно собрать электронный детектор влажности воздуха на базе микросхемы PIC16F628A. Сенсор влажности, совместимый с такой логикой – DTH-11. Остальная элементная база – несколько согласующих резисторов и цифровое табло.

Данный контроллер имеет возможность как показывать уровень влажности в процентах, так и давать сигнал на исполнительное устройство для увлажнения. Снабдив его любым типом увлажнителя можно не беспокоиться о сохранности яиц в закладке.

Кроме того, данная схема позволяет подключить сенсор температуры. Таким образом, вы получаете полноценную систему климат контроля для инкубатора, работающую в автономном режиме.

Принцип действия гигрометра на термисторах

Принцип действия следующий. Азот колбы и наружный воздух изначально одинаковой температуры. Затем терморезисторы начинают нагреваться. Азот быстрее, воздух медленнее приближаются к рабочей температуре 200 ºС.

Стеклянную колбу выбрали по нескольким соображениям:

  1. Металлическая быстро окисляется, либо возникает необходимость красить. Нужны грунт, дополнительные технологические циклы, удорожает стоимость изделия, увеличивает немаленькую инерционность.
  2. Стекло инертно, плохо проводит тепло, но в достаточном объеме. При разной температуре воздуха аналогичное количество паров будет давать разную относительную влажность. Из-за инерции датчики могут давать сбои при похолодании, резком нагреве.

В результате усилий получаем принцип действия психрометра. Во влажном воздухе условия охлаждения чувствительного термистора лучше предоставляемых сухим азотом. Факт вызывает срабатывание реле влажности вентилятора, приводя к постепенной нормализации атмосферы. Гистерезис обусловлен инерционностью прибора.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwittervKontakte
Напишите комментарий