納米微孔金屬氧化膜與氧化鋁露點(diǎn)傳感器的比較
日期：2022/9/5 14:12:52
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摘要：導(dǎo)電的金屬基片和多孔金層作為的電容的兩個(gè)極板，中間 是多空的金屬氧化膜。電容的大小取決于極板的大小、極板之間的距 離和極板之間絕緣體的介電常數(shù)。除了介電常數(shù)之外的兩個(gè)因素都是固定值，傳感器周圍的氣體會(huì)進(jìn)入到傳感器微孔之中，其中水分的高 介電常數(shù)使傳感器的介電常數(shù)發(fā)生很大變化，并且這介電常數(shù)的變化 主要是由進(jìn)入氧化膜微孔中的水分引起的，即使是氣體中的水分含量變化幅度很小。
01 背景介紹
納米微孔金屬氧化膜露點(diǎn)傳感器是美國(guó)菲美特(phymetrix)公司于2007 年推出的一款測(cè)量氣體濕度用的電容型傳感器，其***為 Bedros 先生。能夠在‐110℃～+20℃的露點(diǎn)溫度范圍內(nèi)快速準(zhǔn)確地測(cè)量氣體及液體中的水分含量。
傳統(tǒng)的氧化鋁傳感器，其代表行為上世紀(jì)90 年代由Bedros 先生在考撒-深特（cosaxentaur）公司推出的超薄膜 (HTF?) 氧化鋁技術(shù)，為原GE下屬的巴納（panametrics）及其他公司如特利丹（teledyne）、仕富梅（Servomex）等廣泛應(yīng)用。
另有英國(guó)肖氏（shaw）及其派生公司在上世紀(jì)60年代研究的Shaw Moisture Meters 及英國(guó)米希爾公司的陶瓷氧化鋁傳感器。
02 產(chǎn)品比較
公司
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菲美特
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深特
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肖氏
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米希爾
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原理
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納米微孔金屬氧化膜
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超薄膜 (HTF?) 氧化鋁
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氧化鋁
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陶瓷氧化鋁
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露點(diǎn)測(cè)量范圍
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-110°C～+20°C
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-100°C～+20°C
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-100°C～+20°C
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-100°C～+20°C
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準(zhǔn)確度
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±2°C
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±3°C
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±3°C
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±3°C
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相對(duì)響應(yīng)時(shí)間
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快
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中等
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快
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慢
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線性
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全量程準(zhǔn)確
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全量程準(zhǔn)確
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-60以下偏差大
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全量程偏差大
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03 美國(guó)菲美特露點(diǎn)儀的技術(shù)優(yōu)勢(shì)
基本原理
導(dǎo)電的金屬基片和多孔金層作為的電容的兩個(gè)極板，中間 是多空的金屬氧化膜。電容的大小取決于極板的大小、極板之間的距 離和極板之間絕緣體的介電常數(shù)。除了介電常數(shù)之外的兩個(gè)因素都是固定值，傳感器周圍的氣體會(huì)進(jìn)入到傳感器微孔之中，其中水分的高 介電常數(shù)使傳感器的介電常數(shù)發(fā)生很大變化，并且這介電常數(shù)的變化 主要是由進(jìn)入氧化膜微孔中的水分引起的，即使是氣體中的水分含量變化幅度很小。
獨(dú)特的結(jié)構(gòu)
納米微孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使傳感器在水分含量非常少的情況下 利用針對(duì)于水分的毛細(xì)管作用使傳感器內(nèi)外達(dá)到平衡時(shí)，內(nèi)外的水分濃度成指數(shù)比例，因此即使傳感器外的水分含量變化很小，傳感器的電容變化也會(huì)很大，這個(gè)電容的變化量足以讓儀器檢測(cè)到，因此使傳感器能夠具有更寬廣的測(cè)量范圍（‐110～+20℃dp），并且響應(yīng)更靈敏，漂移量更小，耐用性更好。
?美國(guó)菲美特公司的露點(diǎn)分析儀采用納米薄膜同軸電容法原理，測(cè)試氣體中水份含量，是世界上*先進(jìn)的技術(shù)。
?納米傳感器具有吸附大量水分子的能力，露點(diǎn)可測(cè)低至 ‐110℃dp；
?菲美特公司校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室可為每臺(tái)儀器執(zhí)行 NIST 校準(zhǔn)證書標(biāo)準(zhǔn)，保證其精度為± 2℃dp；
?通過(guò)傳感器干燥室存儲(chǔ)機(jī)制，響應(yīng)時(shí)間還可以進(jìn)一步加快，十分鐘可以得到測(cè)試趨勢(shì)讀數(shù)；
?內(nèi)置的溫度傳感器和可選壓力傳感器可進(jìn)行校準(zhǔn)補(bǔ)償，保證測(cè)量的一致性和重復(fù)性；
?納米薄膜進(jìn)一步保證數(shù)據(jù)漂移量更小，從而解決了常規(guī)電容法測(cè)量濕度的難題。
