3.3. Mechanism of humidity sensingD

3.3. Mechanism of humidity sensing
Different conduction mechanisms have been identified analyzing
the impedance spectra of porous ceramic humidity sensors.
The mechanism of conduction is widely reported to change from
low water concentrations to high water concentrations, where the
corresponding impedance spectra change from a line usually fitted
as an equivalent circuit formed by a constant phase element, to a semicircle (fitted by a resistance and capacitance in parallel)
and a Warburg line at lower frequencies. The impedance spectra
in those works are usually collected in a frequency range from
∼50 Hz to 100 kHz and applying an AC voltage of 1V. The humidity
sensing mechanism has been extensively studied and even though
the equivalent circuits used may differ from one author to another,
the explained conduction mechanism is the same [6,8,11,26].
In the present work, impedance spectroscopy measurements
were performed in a wide frequency range (1 MHz to 0.1 Hz) at an
AC amplitude of 300 mV. Fig. 8 shows the experimental data (cross
points) obtained from the impedance measurements for 0.08, 1.2
and 2.4% of H2O (T = 30 ◦C). In all the samples, the higher frequency
range of the impedance spectra was fitted with an equivalent circuit
formed by a resistance (Rfilm) in parallel with a capacitance (C)
and a constant phase element (CPE (Q, n)) in series (Fig. 8a). The
curves arising from the fitted equivalent circuit are represented as
a solid red line in Fig. 8. Rfilm represents the protonic conduction
on the CGO surface while C is a capacitance intrinsic of the device.
The decrease of the module of the impedance with the increase of
humidity observed reflects the enhancement of proton conduction.
At lower frequencies, diffusion processes appeared to be dominant.
When humidity is introduced in the atmosphere, a Warburg line
(fitted in the circuit as a CPE with a fixed exponent n = 0.5) appears
representing themigration of electro-active species in the adsorbed
layer toward the electrode (mass-transfer process).
The inset of Fig. 8b shows the impedance spectra in the commonly
collected frequency range from 10 Hz to 100 kHz, usually
fitted by a constant phase element (infinite resistance) for dry
atmospheres. Nevertheless, when extending the frequency range,
what was considered a Warburg like element results in a typical RC
arc.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

3.3 กลไกของความชื้นในการตรวจจับกลไกการนำที่แตกต่างกันได้รับการระบุวิเคราะห์สเปกตรัมความต้านทานของเซ็นเซอร์ความชื้นเซรามิกที่มีรูพรุน. กลไกของการนำที่มีการรายงานอย่างกว้างขวางจะเปลี่ยนจากความเข้มข้นของน้ำความเข้มข้นต่ำถึงน้ำสูงที่การเปลี่ยนแปลงสเปกตรัมความต้านทานที่สอดคล้องกันจากบรรทัดมักจะติดตั้งเป็นวงจรเทียบเท่าเกิดขึ้นจากองค์ประกอบขั้นตอนอย่างต่อเนื่องไปยังครึ่งวงกลม (ติดตั้งโดยความต้านทานและความจุในการขนาน) และสายวอร์เบิร์กที่ความถี่ต่ำ สเปกตรัมสมรรถภาพในการทำงานเหล่านั้นจะถูกเก็บรวบรวมโดยปกติในช่วงความถี่จาก~50 Hz ถึง 100 เฮิร์ทซ์และการใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับของ 1V ความชื้นกลไกการตรวจวัดที่ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางและแม้ว่าวงจรเทียบเท่าที่ใช้อาจแตกต่างจากผู้เขียนหนึ่งไปยังอีกกลไกการนำอธิบายเป็นเช่นเดียว[6,8,11,26]. ในงานปัจจุบันสเปกโทรสโกวัดความต้านทานได้ดำเนินการในช่วงความถี่กว้าง (1 MHz ถึง 0.1 Hz) ที่กว้างAC 300 mV รูป 8 แสดงให้เห็นถึงข้อมูลการทดลอง (ข้ามคะแนน) ที่ได้จากการวัดความต้านทานสำหรับ 0.08, 1.2 และ 2.4% ของ H2O (T = 30 ◦C) ในตัวอย่างที่ความถี่สูงในช่วงของสเปกตรัมต้านทานก็พอดีกับวงจรเทียบเท่าเกิดขึ้นจากการต้านทาน(Rfilm) ควบคู่ไปกับความจุ (ที่ C) และองค์ประกอบของเฟสคงที่ (CPE (Q, n)) ในซีรีส์ ( รูปที่. 8a) เส้นโค้งที่เกิดขึ้นจากวงจรสมมูลติดตั้งจะแสดงเป็นเส้นสีแดงที่เป็นของแข็งในรูป 8. Rfilm แสดงให้เห็นถึงการนำ protonic บนพื้นผิว CGO ในขณะที่ C คือความจุที่แท้จริงของอุปกรณ์. การลดลงของโมดูลของความต้านทานกับการเพิ่มขึ้นของที่ความชื้นสังเกตสะท้อนให้เห็นถึงการเพิ่มประสิทธิภาพของการนำโปรตอน. ที่ความถี่ต่ำกว่ากระบวนการแพร่ปรากฏว่า จะโดดเด่น. เมื่อความชื้นเป็นที่รู้จักในบรรยากาศสายวอร์เบิร์ก(ติดตั้งในวงจรเป็น CPE ที่มีสัญลักษณ์คง n = 0.5) จะปรากฏขึ้นเป็นตัวแทนthemigration ของสายพันธุ์ไฟฟ้าใช้งานในการดูดซับชั้นต่อขั้ว(กระบวนการมวลโอน ). ภาพประกอบของรูป 8b แสดงสเปกตรัมต้านทานทั่วไปในช่วงความถี่ที่เก็บรวบรวมจาก10 Hz ถึง 100 เฮิร์ทซ์มักจะติดตั้งโดยองค์ประกอบเฟสคงที่(ต้านทานอนันต์) สำหรับผิวแห้งบรรยากาศ แต่เมื่อขยายช่วงความถี่สิ่งที่ได้รับการพิจารณาเช่นเดียวกับวอร์เบิร์กผลองค์ประกอบใน RC ทั่วไปโค้ง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

3.3 . กลไกการทำงานของกลไกการตรวจวัดความชื้นได้รับการระบุที่แตกต่างกัน

ค่าวิเคราะห์สเปกตรัมของเซ็นเซอร์ความชื้นเซรามิกที่มีรูพรุน
กลไกการรายงานอย่างกว้างขวางเพื่อเปลี่ยนจากความเข้มข้นต่ำปริมาณน้ำ

ช่วงน้ำสูง ที่อิมพีแดนซ์ที่เปลี่ยนจากสายมักจะติดตั้ง
เป็นวงจรสมมูลเกิดขึ้นจากองค์ประกอบของเฟสคงที่ , ครึ่งวงกลม ( ติดตั้งโดยความต้านทานและความจุไฟฟ้าแบบขนาน )
และจำนวนบรรทัดที่ความถี่ต่ำ ค่าสเปกตรัม
ในงานเหล่านั้นมักจะเก็บในช่วงความถี่ 50 Hz
∼ 100 kHz และใช้แรงดันไฟฟ้า AC ของ 1V ความชื้น
รู้กลไกได้รับการศึกษาและแม้ว่า
อย่างกว้างขวางเทียบเท่าวงจรที่ใช้อาจแตกต่างจากผู้เขียนอื่น
อธิบายการนำกลไกเดียวกัน [ 6,8,11,26 ] .
ในงานปัจจุบัน อิมพีแดนซ์สเปกโทรสโกปีการวัด
ได้ในช่วงกว้างความถี่ ( 1 ) 0.1 Hz ) ที่
1 AC 300 MV . ภาพที่ 8 แสดงข้อมูล ( จุดข้าม
) ที่ได้จากการวัดอิมพีแดนซ์สำหรับ 0.08 , 1.2
และ 24 % ของ H2O ( t = 30 ◦ C ) ในตัวอย่างทั้งหมดที่สูงกว่าช่วงของสเปกตรัมความถี่
ค่าติดตั้งด้วยวงจรสมมูล
รูปแบบโดยความต้านทาน ( rfilm ) ในแบบคู่ขนานกับขนาดตัวเก็บประจุ ( C )
และองค์ประกอบเฟสคงที่ ( CPE ( Q , n ) ในชุด ( รูปที่ 8A )
เส้นโค้งที่เกิดจากการติดตั้งวงจรสมมูลจะแสดงเป็นเส้นสีแดงในรูปของแข็ง
8rfilm แทน
protonic การถ่ายเทความร้อนบนพื้นผิว cgo ในขณะที่ C คือ ความจุที่แท้จริงของอุปกรณ์ .
ลดลงของโมดูลของอิมพีแดนซ์ กับการเพิ่มขึ้นของ
ความชื้นสังเกตสะท้อนเพิ่มโปรตอนนำ .
ที่ความถี่ต่ำ กระบวนการแพร่ ปรากฏอยู่เด่น .
เมื่อความชื้นมีแนะนำในบรรยากาศ มีจำนวนบรรทัด
( เข็มขัดในตัว วงจรเป็น CPE ด้วยค่าคงที่ยกกำลัง n = 0.5 ) ปรากฏ
แทนการอพยพของชนิดในโรงงานดูดซับ
ชั้นต่อขั้วไฟฟ้า ( กระบวนการการถ่ายโอนมวล )
ใส่ของรูปที่ใส่แสดงความต้านทาน spectra ในทั่วไป
เก็บช่วงความถี่จาก 10 Hz ถึง 100 kHz มักจะ
ติดตั้งโดยองค์ประกอบคงที่ ( ระยะอนันต์ต้านทาน ) สำหรับบรรยากาศแห้ง

อย่างไรก็ตาม การขยายช่วงความถี่
สิ่งที่ถือว่าเป็นจำนวน เช่น องค์ประกอบผลในอาร์ค RC
ทั่วไป