TWI495871B - Humidity detection device and detection method thereof - Google Patents

Description

濕度偵測裝置及其偵測方法

本發明係與濕度偵測有關，更詳而言之是指一種濕度偵測裝置及其偵測方法。

隨著工業與科技產業的進步，濕度對於製程、產品保養、或是產品運作之影響亦日漸受到重視。而習用之濕度偵測裝置大約分為機械式與電子式兩種，一般而言，機械式之濕度偵測裝置大多係做為開關使用，其內部裝有薄膜，當薄膜在吸濕時，則會產生延展拉長之現象，藉此，便可利用薄膜在不同相對濕度下所呈現的不同長度，來作開關接點的導通。但此種開關雖然精確度較高，但卻具有體積笨重，且不能輸出訊號予其他器具做為濕度偵測依據之缺點。

而電子式之濕度偵測裝置大多係由小型電子晶片或電子迴路所構成、且大多內含一紅外線式之溼度感知器，藉以透過濕度感知器進行相對濕度的偵測，並依據偵測結果輸出不同的電壓，且亦可同時進行相對濕度的顯示。然而，上述之電子式濕度偵測裝置雖然小巧便利，也可輸出訊號顯示當時的溼度，但卻也具有仍易受環境影響導致偵測誤差值大之缺點，且眾所皆知的是，電子晶片產品在高溫環境下工作時，容易有燒毀、過熱故障之情形產生，而使得電子式之溫度偵測裝置無法工作於高溫環境下。是以，綜上所述可得知，習用之溫度偵測裝置仍未臻完善，且尚有待改進之處。

有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種濕度偵測裝置及其偵測方法，不僅量測準確且可適用於高溫環境。

緣以達成上述目的，本發明所提供之濕度偵測裝置包含有一第一導體、一第二導體、一電源供應電路以及一電流感測電路，其中，該二導體相互接近但間隔有預定距離；該電源供應電路與該二導體電性連接，用以供應一高壓予該第一導體；該電流感測電路與該二導體其中之一者電性連接，用以偵測水氣進入該二導體之間時，該二導體其中之一者上之電流變化，並輸出一對應電流變化之訊號。

依據上述構思，該濕度偵測裝置更包含一運算電路，與該電流感測電路耦合連接，用以接收該電流感測電路輸出之訊號，並依據所接收之訊號計算出水氣濕度。

依據上述構思，該濕度偵測裝置更包含有一調整電路，位於該運算電路與該電流感測電路之間，用以調整該電流感測電路輸出予該運算電路之訊號。

依據上述構思，更包含有一顯示裝置，與該運算電路電性連接，用以顯示該運算電路計算出之水氣濕度。

依據上述構思，本發明更提供有一濕度偵測方法，其包含有下列步驟：

A.　設置二個相互接近但間隔有預定距離之導體於待測濕度處；

B.　提供一高壓予該二導體其中之一者；

C.　當水氣進入該二導體之間時，偵測該二導體其中之一者上之電流變化；

D.　依據步驟C所測得之電流變化，輸出一對應電流變化之訊號。

依據上述構思，該溫度偵測方法更包含有一步驟E，係接收該電流感測電路輸出之訊號，並依據所接收之訊號計算出水氣濕度。

依據上述構思，於步驟E中，在接收該電流感測電路輸出之訊號前，先對該電流感測電路輸出予該運算電路之訊號進行調整。

依據上述構思，該溫度偵測方法更包含有一步驟F，係顯示計算所得之水氣濕度。

藉此，透過上述濕度偵測裝置及其偵測方法之設計，不僅可使濕度量測更加準確，且可適用於高溫環境中。

為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖示詳細說明如後。

請參閱圖1，本發明較佳實施例之濕度偵測裝置主要包含有一第一導體11、一第二導體12、一電源供應電路20以及一電流感測電路30。其中：該二導體11、12相互接近但間隔有預定距離。於本實施例中，該二導體11、12呈探針狀且以金屬材料製成，但不以此為限。

該電源供應電路20與該二導體11、12電性連接，用以供應一高壓予該第一導體11。於本實施例中，該電源供應電路係透過隔離式變壓器(Isolation Transformer)將所接收之電能轉換成高壓電能輸出，但不以此為限。

該電流感測電路30與該二導體11、12其中之一者電性連接，用以偵測該二導體11、12其中之一者上之電流變化。於本實施例中，該電流感測電路30係電性連接該第一導體11，但不以此為限，亦可電性連接於該第二導體12。

藉此，利用上述結構設計並透過以下所述之濕度偵測方法來達到偵測一待測濕度處之濕度變化之目的。請參閱圖2，該濕度偵測方法包含有下列步驟：

A.　設置該二個相互接近但間隔有預定距離之導體11、12於該待測濕度處。藉此，該二導體11、12間之空氣形成一高電阻區，而該高阻區的阻值與該二導體11、12之距離成正比，亦即，當該二導體11、12間之距離越大則該高阻區的阻值越高，而當該二導體11、12間之距離越小時則該高阻區的阻值越低。

B.　提供一高壓予該二導體11、12其中之一者。於本實施例中，係利用該電源供應電路20供給高壓予該第一導體11，但不以此為限。是以，當足夠大的高壓供予該第一導體11時，將產生電弧現象而導通該第一導體11與該第二導體12，而使得該第一導體11與該第二導體12呈串聯而產生微量電流。

C.　偵測該二導體11、12其中之一者上之電流變化。意即，當該待測濕度處之濕度上升時，表示該二導體11、12間之空氣中的水氣含量提高，將使得該高阻區之阻值降低，而導致該第一導體11與該第二導體12上之微量電流提升。反之，當待測濕度處之濕度下降時，則會導致該第一導體11與該第二導體12上之微量電流降低。於本實施例中，係利用該電流感測電路30偵測該第一導體11上之電流變化，但不以此為限。

D.　依據步驟C所測得之電流變化，該電流感測電路30將輸出一對應電流變化之訊號。藉此，便可透過解析該電流感測電路30輸出之訊號得知該二導體11、12上之電流變化，而可進一步推得該待測濕度處之濕度變化。

另外，請參閱圖3，為使該濕度偵測裝置能適用於各種環境，本發明之濕度偵測裝置在圖1的架構下，更可增設有一調整電路40，與該電流感測電路30電性連接，用以於該步驟D後執行一步驟E，依據使用者需求調整該電流感測電路30輸出之訊號，而可使得該濕度偵測裝置於量測濕度時能更為準確。於本實施例中，該調整電路40主要係以乘法電路與減法電路所組成，用以對該電流感測電路30輸出之訊號分別進行歸零、微調、放大等操作，但其電路設計並不以此為限。

再者，為讓使用者於偵測濕度時能更加方便，請參閱圖4，本發明之濕度偵測裝置在圖3的架構下，更增設有一運算電路50以及一顯示裝置60，該運算電路50與該電流感測電路30耦合連接，而使該調整電路40位於該運算電路50與該電流感測電路30之間。該顯示裝置60則與運算電路50電性連接。藉此，透過上述設計，於步驟E時，調整該電流感測電路30輸出之訊號後，利用該運算電路50接收該電流感測電路30輸出並經調整電路40調整後之訊號，以依據所接收之訊號計算出水氣濕度。而於該步驟E後，更執行有一步驟F，係透過該顯示裝置60顯示該運算電路50計算所得之水氣濕度。如此一來，使用者便可透過直接觀看該顯示裝置60得知所測得之水氣濕度，而不用再另外進行量測、換算等處理程序，進而大幅提升量測之速度，使得使用者於偵測濕度時能更加方便。

值得一提的是，於較穩定而不用過於進行調整的環境下，該運算電路50更可不用透過該調整電路40而直接與該電流感測30電路電性連接，而使得步驟E於執行時，該運算電路50便直接接收該電流感測電路30輸出之訊號，並依據所接收之訊號計算出水氣濕度，而可達到相同之目的。

另外，為使上述結構能適用於高溫之環境下，請參閱圖5，本發明之濕度偵測裝置係透過遠端連接之分離式設計，使得使用者透過該濕度偵測裝置來偵測濕度時，僅需將該二導體11、12放置於待測濕度處，即可達到濕度偵測之效果。另外，為使該偵測濕度裝置能更加穩定地偵測濕度，本發明之濕度偵測裝置更包含有一殼體70，係以耐高溫且具隔熱與絕緣效果之材料製成，且與該二導體11、12連接而包覆該二導體11、12，且該二導體11、12則部分裸露於該殼體70外，藉以達到固定該二導體11、12位置與間隔之目的。藉此，透過上述設計，便可大幅度地隔絕高溫對於該濕度偵測裝置之影響，而可使得本發明之濕度偵測裝置不僅濕度量測更加準確，且可適用於各種不同環境中。

而以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效結構及方法變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

11．．．第一導體

12．．．第二導體

20．．．電源供應電路

30．．．電流感測電路

40．．．調整電路

50．．．運算電路

60．．．顯示裝置

70．．．殼體

圖1為本發明濕度偵測裝置之結構圖。

圖2為本發明濕度偵測方法之流程圖。

圖3為在圖1架構下增設有調整電路。

圖4為在圖3架構下增設有運算電路及顯示裝置。

圖5揭示圖4架構下之分離式電路設計。

11．．．第一導體

12．．．第二導體

20．．．電源供應電路

30．．．電流感測電路

40．．．調整電路

50．．．運算電路

60．．．顯示裝置

70．．．殼體

Claims (11)

1. 一種濕度偵測裝置，包含：一第一導體；一第二導體，與該第一導體相互接近但間隔有預定距離，且該二導體之間為空氣；一電源供應電路，與該二導體電性連接，用以供應一高壓予該第一導體；以及一電流感測電路，與該二導體其中之一者電性連接，用以偵測水氣進入該二導體之間的空氣時，該二導體其中之一者上之電流變化，並輸出一對應電流變化之訊號。
2. 如請求項1所述之濕度偵測裝置，更包含一運算電路，與該電流感測電路耦合連接，用以接收該電流感測電路輸出之訊號，並依據所接收之訊號計算出水氣濕度。
3. 如請求項2所述之濕度偵測裝置，更包含有一調整電路，位於該運算電路與該電流感測電路之間，用以調整該電流感測電路輸出予該運算電路之訊號。
4. 如請求項2所述之濕度偵測裝置，更包含有一顯示裝置，與該運算電路電性連接，用以顯示該運算電路計算出之水氣濕度。
5. 如請求項1所述之濕度偵測裝置，更包含有一調整電路，與該電流感測電路電性連接，用以調整該電流感測電路輸出之訊號。
6. 如請求項1所述之濕度偵測裝置，更包含有一殼體，與該 二導體連接而包覆該二導體，且該二導體部分裸露於該殼體外。
7. 一種濕度偵測方法，用以偵測一待測濕度處之濕度變化；該濕度偵測方法包含有下列步驟：A.設置二個相互接近但間隔有預定距離之導體於該待測濕度處，且該二導體之間為空氣；B.提供一高壓予該二導體其中之一者；C.偵測水氣進入該二導體之間的空氣時，該二導體其中之一者上之電流變化；D.依據步驟C所測得之電流變化，輸出一對應電流變化之訊號。
8. 如請求項7所述之濕度偵測方法，更包含有一步驟E，係接收步驟D輸出之訊號，並依據所接收之訊號計算出水氣濕度。
9. 如請求項8所述之濕度偵測方法，其中，於步驟E中，在接收步驟D輸出之訊號前，先對步驟D輸出之訊號進行調整。
10. 如請求項8所述之濕度偵測方法，更包含有一步驟F，係顯示計算所得之水氣濕度。
11. 如請求項7所述之濕度偵測方法，更包含有一步驟E，係調整步驟D輸出之訊號。