凝露现象与检测

一。凝露现象

1.成因
在各类被测物的环境应力筛选中，温度快速上升时被测物上易出现凝露等物理现象，并因此产生：吸附、吸收、扩散、呼吸等湿度现象。凝露现象的产生与产品材料、体积、升降温速率、相对湿度、箱内气压和空气流速等因素都有关系。

当试验箱中环境温度升高时，由于热惯性，产品表面的温度低于环境温度，当湿热的环境空气遇到低于露点的产品表面时，空气中的水汽就会凝结在表面形成露滴。如果产品密封，当试验箱中环境温度降低时，产品外壳内壁温度比腔体内空气温度降温快，腔体内湿热空气也会在产品外壳内壁凝结成露滴。由于大多产品不是完全密封的，凝露现象一般出现在升温阶段。

2.危害
通常单纯的凝露水不足以导致产品故障，但是凝露水会与其他因素融合产生物理/化学作用，从而影响产品的安全质量，如金属氧化/电化学腐蚀、有机和无机表面覆盖层的化学或电化学破坏、摩擦系数的改变导致粘结或粘附、因吸收效应导致的材料膨胀、物理强度降低、电气短路等，引起的典型失效故障。

3.测试标准
国际标准分类中，凝露条件涉及到表面处理和镀涂、电气工程综合、开关装置和控制器。
在中国标准分类中，凝露条件涉及到材料防护、基础标准和通用方法、高压开关设备。
▶ 国家质检总局，关于凝露条件的标准
GB/T 9789-2008 金属和其他无机覆盖层.通常凝露条件下的二氧化硫腐蚀试验
GB/T 20626.3-2006 特殊环境条件 高原电工电子产品 第3部分：雷电、污秽、凝露的防护要求
GB/T 9789-1988 金属和其他非有机覆盖层 通常凝露条件下的二氧化硫腐蚀试验

▶ 丹麦标准化协会，关于凝露条件的标准
DS/EN ISO 6988-1995 金属和其他非有机覆盖层．通常凝露条件下的二氧化硫腐蚀试验

▶ 欧洲标准化委员会，关于凝露条件的标准
EN ISO 6988-1994 金属和其他无机覆盖层.通常凝露条件下的二氧化硫腐蚀试验(ISO 6988-1985)

▶ 行业标准-电力，关于凝露条件的标准
DL/T 539-1993 户内交流高压开关柜和元部件凝露及污秽试验技术条件

▶ 国际标准化组织，关于凝露条件的标准
ISO 6988-1985 金属和其他无机覆盖层 通常凝露条件下的二氧化硫腐蚀试验

二。凝露传感器

气象测量设备
凝露传感器芯片是一种新型的凝露传感器，测量原理是电学原理，即“凝露”前后芯片上薄膜交指电容器介质的有效介电常数明显不同，电容量差别很大。

1.工作原理
露点温度：
随环境温度降低，水的饱和蒸汽压es逐渐下降，其e和同温度下es的差值就越小。当下降到某一温度时，e=es相等，空气中的水蒸气将向液相转化而凝结为露珠，其相对湿度为100[[%]]RH，这一特定的温度被称为空气的露点温度。

将含有强极性基的高分子电解质及其盐类高分子材料制成感湿电阻膜。
利用高分子电解质在不同湿度下电离产生的导电离子数量不等使阻值变化，测定环境中的湿度。
在低湿吸附下，由于没有荷电离子产生，电阻值很高。
当相对湿度增加时，凝聚化的吸附水就成为导电通道，高分子电解质的成对离子起载流子作用，吸附水自身离解的质子（H+）及水和氢离子（H3O+）也起载流子作用，使传感器的电阻急剧下降。

露点温度的计算
露点也是湿度测量中的一个重要参数，它表示在水汽冷却过程中最初发生结露的温度。为了计算露点，SensiriON公司还向用户提供一个测量露点的程序“SHT xdp.bsx”。利用该程序可以控制内部加热器的通、断，再根据所测得的温度值及相对湿度值计算出露点。在命令响应界面上运行此程序时，计算机屏幕上就显示提示符“>”。用户首先从键盘上输入字母“S”，然后输入相应的数字，即可获得下述结果：
输入数字“1”时，测量并显示出摄氏温度dgC=xx.x；
输入数字“2”时，测量并显示出相对湿度[[%]]RH=xx.x；
输入数字“3”时，打开加热器，使传感器温度升高5℃；
输入数字“4”时，关闭加热器，使传感器降温；
输入数字“5”时，显示露点温度dpC=xx.x。

2.凝露传感器和传统冷镜式露点传感器的比较
凝露传感器芯片是一种新型的凝露传感器，测量原理是电学原理，即“凝露”前后芯片上薄膜交指电容器介质的有效介电常数明显不同，电容量差别很大。由于这种芯片很小、很薄，可以使用半导体致冷器为冷源，因此体积很小，而且温度控制灵敏、测量周期短，用它可以制造出便携式、高精度、在线式的露点测量仪表。相比之下，传统的冷镜式凝露传感器根据的是光学原理，在“凝露”后，镜面对光的反射能力明显减弱。由于它存在光路系统，因此结构复杂，而且一般使用液氮或干冰作为冷源，因此，需要有相应的蒸发器，不仅体积较大，操作复杂，而且温度很难精确控制。

凝露传感器的知名厂商有宝力马、施奈德、西门子、三菱、松下、德国德国HLP、日本神荣、法国Humirel、韩国Syhitech、美国Honeywell等。

三。应用方案
1.传感器参数

应用电路方案

2.模块