一個(gè)即使在高溫工業(yè)烤箱中也能精確測(cè)量空氣濕度的傳感器系統(tǒng)：由AndreasSchütze教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)的項(xiàng)目經(jīng)理Tilman Sauerwald（左）和博士生Henrik Lensch。（照片來(lái)源：Oliver Dietze

在德國(guó)薩爾布呂肯（Saarbrücken）開發(fā)的新傳感器系統(tǒng)不僅可以仔細(xì)控制工業(yè)烤箱的干燥過程，而且即使在高溫和存在其他背景蒸氣的情況下，也可以提供可靠的空氣濕度測(cè)量結(jié)果。薩爾蘭大學(xué)的項(xiàng)目經(jīng)理Tilman Sauerwald教授AndreasSchütze教授及其研究團(tuán)隊(duì)與合作伙伴共同開發(fā)了一種傳感器系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以精確監(jiān)控工業(yè)干燥，烘烤和烹飪過程。新系統(tǒng)提高了產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化了生產(chǎn)過程并降低了過程能源需求。該項(xiàng)目已獲得聯(lián)邦教育和研究部?jī)?yōu)先資助計(jì)劃“ KMU-Innovativ”的資助，該計(jì)劃旨在促進(jìn)中小企業(yè)的創(chuàng)新技術(shù)。

在工業(yè)生產(chǎn)過程中烘烤或蒸煮食品時(shí)，請(qǐng)務(wù)必注意濕度水平。如果面包或烘焙食品失去太多水分或水分損失過快，則最終產(chǎn)品將沒有所需的性能。另一方面，如果您可以精確控制烤箱中的濕度，則羊角面包將變得非常蓬松，并且面包將具有可口的脆皮。“濕度的精確監(jiān)控可能會(huì)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。了解濕度水平使我們能夠在生產(chǎn)過程中仔細(xì)控制溫度和空氣量，從而節(jié)省能源�！彼_爾大學(xué)的AndreasSchütze教授說-傳感器和測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域的專家。精確測(cè)量水分含量也至關(guān)重要在工業(yè)干燥機(jī)中干燥木材，紡織品和涂料時(shí)–尤其是為了防止熱損壞材料。

在進(jìn)行濕度測(cè)量時(shí)，必須準(zhǔn)確記錄溫度波動(dòng)，這是至關(guān)重要的，因?yàn)椴徽�確的溫度讀數(shù)會(huì)偽造濕度數(shù)據(jù)。必須解決的另一個(gè)問題是，在工業(yè)烤箱和干燥機(jī)中使用的高干燥溫度下也會(huì)釋放其他氣體。例如，在烘烤過程中會(huì)散發(fā)出酒精，并且當(dāng)油漆或涂料干燥或固化時(shí)會(huì)釋放出許多揮發(fā)性化合物。到目前為止，傳統(tǒng)的濕度傳感器由于熱空氣中還存在其他物質(zhì)，因此他們一直難以監(jiān)測(cè)相對(duì)的水蒸氣含量。這些空氣傳播的化合物會(huì)大大縮短傳感器的使用壽命，甚至損壞它們。“在這種情況下，我們談?wù)摰氖莻鞲衅鞅恢卸玖�，”Schütze團(tuán)隊(duì)的高級(jí)科學(xué)家Tilman Sauerwald解釋說。綜合考慮所有這些因素，就可以解釋為什么迄今為止可用的濕度測(cè)量系統(tǒng)使用壽命短，或者不是特別精確或非常昂貴。

薩爾大學(xué)的測(cè)量技術(shù)專家開發(fā)了一種傳感器系統(tǒng)，即使在極端溫度下以及存在其他氣體的背景干擾的情況下，也可以非常高精度地確定工業(yè)烤箱和干燥機(jī)中的濕度。所使用的測(cè)量技術(shù)很復(fù)雜，但它的功能遠(yuǎn)不止簡(jiǎn)單地記錄單個(gè)數(shù)量的數(shù)據(jù)。“我們將特殊的陶瓷傳感器與傅立葉變換阻抗光譜儀結(jié)合使用。這使我們能夠在較大的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量，并在很寬的溫度范圍內(nèi)提供出色的分辨率，”博士Henrik Lensch解釋說。Schütze教授團(tuán)隊(duì)的學(xué)生。

研究人員測(cè)量了不同頻率下的電阻抗（即與電流有關(guān)的頻率相關(guān)電阻），并據(jù)此計(jì)算出等效電阻和等效電容值以及其他范圍的廣譜。Tilman Sauerwald解釋說：“然后，所得光譜數(shù)據(jù)將進(jìn)行基于模型的分析�！� 分析儀單元使用數(shù)學(xué)模型來(lái)提取與濕度測(cè)量有關(guān)的那些參數(shù)。分析儀能夠識(shí)別和濾除與濕度無(wú)關(guān)的干擾信號(hào)。使用這種方法，傳感器系統(tǒng) 還可以識(shí)別何時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤情況或故障。