探棒型温湿度传感器,也称为“探头式”或“针式”传感器,是一种将温湿度传感元件集成在一个细长、杆状(探棒)外壳内的设备。这种设计使其能够直接插入到被测介质或空间中,从而实现对难以触及、密闭或特定点位的精确测量。
它通常由三部分组成:
探棒头部:内部集成了温湿度传感芯片,是测量的核心部分。
探棒杆:通常由金属(如不锈钢)制成,起到保护和支撑作用,并能将头部引导至目标位置。
连接线缆与接口:将传感器信号传输到显示仪表、数据记录仪或控制系统。
探棒型温湿度传感器的核心是内部的传感芯片:
温度测量:最常用的技术是电阻式(如PT100、PT1000铂电阻) 或热电偶。它们利用金属的电阻值随温度变化而变化的特性来测量温度。此外,数字式集成芯片(如DS18B20) 和热敏电阻(NTC) 也广泛应用,尤其是在对成本和体积要求较高的场合。
湿度测量:主流技术是电容式高分子薄膜湿敏元件。该元件会吸收或释放环境中的水分子,导致其介电常数发生变化,从而引起电容值的改变。通过测量电容值即可计算出相对湿度。
现代探棒传感器通常将温湿度传感元件、信号放大器和模数转换器集成在一个微型模块中,直接输出数字信号,提高了抗干扰能力和精度。
侵入式/点式测量:能够直接接触被测物体或深入空间内部,测量结果更直接、更局部化,避免了外部环境的干扰。
安装灵活,适用性广:细长的探棒设计使其可以轻松通过预留的安装孔、缝隙或管道插入到设备内部、密闭容器、通风管道等常规传感器无法安装的位置。
响应迅速:由于探棒头部体积小,热容量低,且能直接接触介质,因此对温度和湿度的变化响应非常快。
高精度与稳定性:专业的探棒传感器采用高质量的传感元件,在特定的测量范围内可以提供高精度和长期稳定性。
坚固耐用:探杆通常由不锈钢等耐腐蚀、耐高温材料制成,能够适应恶劣的工业环境。
探棒型温湿度传感器的应用极其广泛,几乎涵盖所有需要精确监测环境温湿度的行业:
HVAC(暖通空调):插入通风管道,监测送风/回风的温湿度,实现精确的楼宇自控。
食品药品生产与储存:
医药行业:插入到药品仓库、冷藏柜、培养箱、灭菌柜中,确保符合GMP规范。
食品行业:监测冷库、食品加工设备、烘干房、运输车辆内部的温湿度。
农业与园艺:
温室大棚:将探棒插入土壤中测量地温,或插入空气中监测环境温湿度。
粮食仓储:插入粮堆内部,监测是否存在霉变风险。
工业过程控制:
烘干设备:插入烘干箱内,实时监控物料干燥过程。
塑料注塑/挤出:测量料筒或模具区域的温度。
实验室:用于烘箱、气候箱、环境试验箱等设备。
造纸与纺织行业:监测生产车间和仓库的温湿度,保证产品质量。
数据中心/服务器机房:将探棒安装在机柜内,监测IT设备的微环境。
在选择探棒型温湿度传感器时,需要考虑以下几个关键参数:
测量范围与精度:
温度:明确你需要测量的最低和最高温度(例如 -40°C ~ +85°C)。
湿度:通常是0-100%RH,但要关注在常用范围(如20%-80%RH)内的精度(例如 ±2%RH)。
探棒尺寸:
直径:根据安装孔的尺寸选择。
长度:根据你需要插入的深度选择,确保传感头部能到达目标测量点。
探棒材质:
常见为304不锈钢或316不锈钢。316不锈钢具有更好的耐腐蚀性,适用于潮湿、有腐蚀性气体的环境。
防护等级:
用IP等级表示,如IP65、IP67。这代表了传感器的防尘和防水能力。对于户外或潮湿环境,应选择高防护等级(如IP65及以上)的产品。
输出信号与接口:
模拟信号:如4-20mA, 0-10V, 抗干扰强,传输距离远,适合工业现场。
数字信号:如RS485(Modbus协议), 可一条总线挂载多个传感器,布线方便。
其他:带有本地显示的变送器,或直接连接的USB数据记录仪等。
长期稳定性与校准:
询问厂商传感器的长期漂移指标。高质量的传感器需要定期(通常一年)进行校准,以确保测量准确性。
特殊环境要求:
如需要测量高温环境(>100°C)、高粉尘环境或有防爆要求的场合,需要选择专门设计的型号。
探棒型温湿度传感器以其独特的结构设计和优异的性能,成为了点式精确测量领域的理想选择。无论是在工业过程控制、环境监测还是科学实验中,它都能提供可靠、准确的数据,是保障生产安全、提升产品质量和实现智能化管理不可或缺的关键部件。在选型时,务必根据具体的应用场景和测量需求,综合考虑上述各项参数。


