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

在德國薩爾布呂肯（Saarbrücken）開發(fā)的新傳感器系統(tǒng)不僅可以仔細控制工業(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量結(jié)果。薩爾蘭大學(xué)的項目經(jīng)理Tilman Sauerwald教授AndreasSchütze教授及其研究團隊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。該項目已獲得聯(lián)邦教育和研究部優(yōu)先資助計劃“ KMU-Innovativ”的資助，該計劃旨在促進中小企業(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，請務(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�！皾穸鹊木�確監(jiān)控可能會對產(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)過程中仔細控制溫度和空氣量，從而節(jié)省能源。”薩爾大學(xué)的AndreasSchütze教授說-傳感器和測量技術(shù)領(lǐng)域的專家。精確測量水分含量也至關(guān)重要在工業(yè)干燥機中干燥木材，紡織品和涂料時–尤其是為了防止熱損壞材料。

在進行濕度測量時，必須準確記錄溫度波動，這是至關(guān)重要的，因為不正確的溫度讀數(shù)會偽造濕度數(shù)據(jù)。必須解決的另一個問題是，在工業(yè)烤箱和干燥機中使用的高干燥溫度下也會釋放其他氣體。例如，在烘烤過程中會散發(fā)出酒精，并且當(dāng)油漆或涂料干燥或固化時會釋放出許多揮發(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)測相對的水蒸氣含量。這些空氣傳播的化合物會大大縮短傳感器的使用壽命，甚至損壞它們�！霸谶@種情況下，我們談?wù)摰氖莻鞲衅鞅恢卸玖�，”Schütze團隊的高級科學(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)烤箱和干燥機中的濕度。所使用的測量技術(shù)很復(fù)雜，但它的功能遠不止簡單地記錄單個數(shù)量的數(shù)據(jù)�！拔覀儗⑻厥獾奶沾蓚鞲衅髋c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態(tài)范圍內(nèi)進行測量，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教授團隊的學(xué)生。

研究人員測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)將進行基于模型的分析。” 分析儀單元使用數(shù)學(xué)模型來提取與濕度測量有關(guān)的那些參數(shù)。分析儀能夠識別和濾除與濕度無關(guān)的干擾信號。使用這種方法，傳感器系統(tǒng) 還可以識別何時發(fā)生錯誤情況或故障。