光學儀器和器材的防潮防霉防氧化問題_重復

　　光學儀器和器件的運用十分廣泛，除了照相機，攝像機，數碼相機，顯微鏡，內窺鏡，水準儀，經緯儀等民用產品外，也廣泛應用于國防軍事方面，如紅外制導，激光制導武器和夜視設備等。現(xiàn)代的光學儀器和器件已不僅僅局限于光學鏡頭，還包含了電子電器設備，精密機械，磁光膠等記錄設備和材料等。現(xiàn)代光學儀器和器件均是精密產品，對使用和存放的環(huán)境的相對濕度有較高的要求。

　　一、潮濕、霉菌、氧化腐蝕及工業(yè)廢氣的危害

　　空氣濕度的高低,平時并不易人注意,由于對這方面的了解不深入和缺乏必要的防護措施,因而潮濕和霉菌和金屬氧化所造成的損害隨時在靜悄悄地發(fā)生,不斷造成損失。據有關資料1989年統(tǒng)計記載,因潮濕霉菌和氧化腐蝕造成的損失約為世界各國總產值的3-4%,美國為700億美元(其中軍用裝備物資損失50-60億美元),英國為16億英鎊,日本為110億美元,原西德為190億馬克,我國為300億元人民幣。

　　在高濕環(huán)境下,潮濕對工業(yè)產品及其它物品的危害主要表現(xiàn)為非金屬制品產生霉變和潮解,金屬制品產生銹蝕等腐蝕現(xiàn)象。

　　二、霉菌的發(fā)生與危害

　　1,霉菌的發(fā)生

　　霉菌種類異常繁多,它們包括真菌門中的子囊菌綱、藻狀菌綱、不完全菌綱等,其中,對工業(yè)材料有侵襲作用的有四萬余種。

　　霉菌傳播主要依靠孢子,孢子呈微小粉末狀,肉眼不易觀察到。孢子從霉菌中彈射出來,由于其體積小,重量輕,隨空氣氣流運動和塵埃以及人體和物體的移動四處漂浮。孢子有平整的表面,能長時間懸浮在空氣中,凡是空氣可以流通的地方,孢子均可侵入,孢子在流動過程中,一但遇到適宜發(fā)育的環(huán)境,即可被生長繁殖,傳宗接代,也就是常說的長霉了。

　　2,物品長霉的條件

　　1),濕度:環(huán)境相對濕度大于60%霉菌即可生長。大于RH65%時,生長加快,濕度達RH80-95%時,是霉菌的高發(fā)環(huán)境。

　　2),溫度:霉菌菌絲體在8度以上環(huán)境溫度即可生長,12度以上生長加快,當溫度在10度以上,濕度在60%以上的環(huán)境下,霉菌即可對物品造成危害。當溫度在20-35度,濕度在75-95%時,霉菌即可呈爆發(fā)性生長。

　　3),營養(yǎng)物質:霉菌對營養(yǎng)物質需要的量很少,碳、氮、鉀、磷、硫、鎂等是霉菌的必需營養(yǎng)物質,霉菌還能吸收所有的無機鹽來源的基本元素。當物品含有上述霉菌所需的營養(yǎng)成份,而環(huán)境的溫度濕度又適宜孢子發(fā)育時,即可長霉。

　　3,可被霉菌侵襲破壞的物品種類

　　霉菌主要通過對物品的分解,造成物品的損壞。可被霉菌分解的物品有:

　　1),天然物質:纖維材料(竹木、紙張、棉麻草本植物及其它天然纖維),動植物制品(絲綢、毛制品、皮革等),天然橡膠,油脂和油以及以動植物為原料制成的膠。

　　2),合成材料:塑料(聚氯乙烯、聚氨脂類樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯樹脂等),乳膠涂料及粘結劑,油漆(某些組份),氯丁橡膠等。

　　三,金屬氧化腐蝕的發(fā)生與危害

　　金屬的氧化腐蝕過程就是空氣中的水分、氧氣導致金屬產生電化學反應的過程。反應的結果使金屬結構因氧化腐蝕產生變化,酥松、起層、粉化,致使失去金屬應有的性狀。而鋼鐵因腐蝕發(fā)生的性狀改變,就是常言所講的”生銹”。

　　科學研究證明,金屬氧化腐蝕的空氣相對濕度臨界值,鋼為70%,銅為60%,鋁為76%,鐵為63%,鋅為60%。將金屬存放于該臨界值以上的環(huán)境中,氧化腐蝕速度隨空氣相對濕度值的增加而不斷加速。

　　四，潮濕、霉菌、氧化腐蝕對光學儀器和器件的危害及防護要求

　　1,光學鏡頭

　　光學鏡頭是光學儀器的主要器件。現(xiàn)代光學鏡頭為提高性能,在鏡頭表面均敷有多層由高分子材料構成的膜。這一層合成材料為霉菌的生長繁殖提供了豐富的營養(yǎng),霉菌在光學鏡頭表面分解膜的成份進行生長繁殖,菌絲體呈樹枝狀在鏡頭表面漫延,使鏡頭透光和成象性能變差,直至菌絲體覆蓋整個鏡頭。霉菌還能利用鏡頭玻璃體中的無機鹽成份提供營養(yǎng),因此菌絲體還向玻璃體內縱向侵蝕,滲透發(fā)展。光學鏡頭一般都由多個鏡片構成,霉菌菌絲體不僅在鏡片的表面生長,還通過鏡片邊沿漫延到鏡片背面,使鏡片兩面長霉而無法清除。并且,霉菌通過漫延和彈射孢子的方式在多片鏡片之間傳染,使鏡頭失去使用價值而無法挽救，導致報廢。

　　霉菌在鏡頭表面繁殖初期,憑肉眼不易觀察到。當能用肉眼看到時,一般已造成一定的損壞。發(fā)現(xiàn)得非常及時的,可用專用藥水清洗鏡頭表面,遲一些的,菌絲體已切入鏡頭玻璃體,即使清洗,所造成的切痕損壞已無法補救。對已侵入鏡片背面的鏡頭,雖也可拆開鏡頭進行清洗,但已造成的損失仍不可挽回,光學鏡頭出廠均經過精密調校。一般維修店因無技術條件,拆開后再裝回的鏡頭性能將受影響。并且,清洗鏡頭費用昂貴,以照相機鏡頭為例,清洗費用有時高達鏡頭本身購置費用的30%。此外,如清洗不徹底,當時不易發(fā)現(xiàn),今后還會復發(fā)。要保證光學鏡頭的安全，應將鏡頭存放在相對濕度在40%左右的環(huán)境中。

　　２，電子電器設備

　　電子電器設備目前已成為現(xiàn)代光學儀器實現(xiàn)功能的一部分。電子電器產品都要求在干燥條件下存放。在高濕環(huán)境下，會造成絕緣等級下降，整機故障，其元器件如電容器受潮后容量會減少,集成電路等受潮后易產生內部故障;潮濕還會使計算機CPU及板卡金手指及電子器材的引腳和接插件氧化,導致接觸不良或焊結性變差,晶體產生氧化等。將電子電器設備存放于相對濕度40%的環(huán)境中，可保證安全。

　　３，精密機械、高亮度金屬

　　光學儀器的結構部件，測量及運動部件等往往都屬于精密機械加工產品，有些光學儀器還要高亮度金屬來配合完成任務。這些精密機械在高濕環(huán)境下會被氧化腐蝕，造成失準、精度下降、亮度降低、導致工作性能下降甚至報廢,

　　４，影像膠片

　　影像膠片是光學儀器的采集信號的傳統(tǒng)記錄手段。影像膠片均由高分子材料片基和表面敷涂的有機感光材料構成,適宜霉菌分解。特別是表面的感光藥膜最易受霉菌侵襲。影像膠片乳膠層感光藥膜還極易受潮發(fā)生水解,損壞膠片圖象,長霉后,霉菌排泄的草酸類物質能侵蝕銀影顆粒和染料影象。染料影象在高濕條件下亦會自行水解,高濕度也促使影片上殘留化學藥品破壞畫面。空氣中的有害氣體如硫化物、過氧化物等,即使?jié)舛群艿?也會構成有害影響。過氧化物是引起銀影象顆粒被氧化主要原因,使膠態(tài)銀形成帶色的沉積斑。其它如油漆揮發(fā)氣和活性化合物都會損壞片基和影象。此外,有化學活性的塵埃還會使畫面褪色或形成污斑。某些保存2-20年的縮微負片上出現(xiàn)了細微的色斑或污痕,是由于銀影象局部氧化,致使膠態(tài)銀呈現(xiàn)紅色或黃色斑點。這是由空氣中的氧、水氣和大氣中的有害氣體過氧化物、臭氧、二氧化硫、硫化氫和其它工業(yè)廢氣所導致。

　　影像膠片在存放中,本身還會釋放出一種名為乙酸的氣體,在乙酸的腐蝕作用下,膠片上的黃色首先開始變壞,然后是所有的顏色開始變色和剝落,最后底片本身也受到損壞。這個損壞過程稱為"乙酸綜合癥"。因此,影像膠片不僅需防潮,還需在凈化環(huán)境中保存。

　　低濕環(huán)境可以避免影像膠片長霉和減緩影象染料褪色,但濕度過低或濕度頻繁的周期變化,又會降低片基和乳劑層的附著性,出現(xiàn)膠片邊緣剝落、曲卷、乳劑層龜裂等現(xiàn)象。而高溫環(huán)境會使交朋友色彩發(fā)灰,喪失層次。

　　理想的攝影膠片長期保存環(huán)境是相對濕度40%,溫度1-8攝氏度,環(huán)境空氣凈化。

　　影像膠片保存國家標準:

　　照片檔案管理規(guī)范GB/T

　　6.1.1條保存底片的適宜溫濕度為:溫度13-15℃,相對濕度35-45%。

　　6.1.2條保存照片的適宜溫濕度為:溫度14-24℃,相對濕度40-60%。

　　6.4.3條庫房內晝夜相對濕度變化不大于±5%。

　　已加工電影安全膠片的貯存技術GB9049

　　6.1.1條中期貯存條件(至少保存10年)6.1.2條長期貯存條件(永久性保存)

　　感光層片基類型濕度溫度℃感光層片基類型濕度℃溫度

　　黑白影片纖維樹炙片基40-60%<20黑白影片纖維樹炙片基15-50<20

　　黑白影片聚酯片基40-60%<20黑白影片聚酯片基30-50<20

　　彩色影片纖維樹炙片基40-60%<5彩色影片纖維樹炙片基15-40<5

　　彩色影片聚酯片基40-60%<5彩色影片聚酯片基25-40<5

　　注:該標準對中期貯存條件的上限放寬到60%,否則該標準無法執(zhí)行。但從霉菌的發(fā)生條件可看出,60%已屬不安全范圍。而實際上只要把環(huán)境相對濕度控制在40%,就能達到安全貯存的目的。

　　４，磁記錄材料

　　磁記錄材料是現(xiàn)代光學儀器采集數據的常用記錄載體。磁記錄材料由高分子材料制成帶基,其內含有的增塑劑、分散劑等，均適宜霉菌分解吸收。

　　磁記錄材料受潮,還會使磁粉脫落;長霉,使帶基受到侵蝕,二者均會造成記錄的數據信號丟失。脫落的磁粉和菌絲體還會堵塞計算機、攝錄像機的磁頭,使機器不能正常工作,此外,霉菌還可通過磁頭進行傳染。

　　現(xiàn)在,一般對磁記錄材料記錄的信息都采用定時重新拷貝的辦法來預防受潮發(fā)霉對數據信號造成損失,但費時而又麻煩,并有局限。如加密磁盤無法復制;錄音錄像帶復制后會造成質量下降,多次復制后音像質量會十分低劣,以至不能滿足要求。要保證磁記錄材料的安全，應將磁記錄材料存放在相對濕度在40%左右的環(huán)境中。

　　空氣中的二氧化硫、硫化氫、氮氧化物、一氧化碳、氯氣、臭氧等工業(yè)廢氣也會對磁記錄材料造成損壞。其中影響最大的是二氧化硫和硫化氫。目前,城市空氣污染現(xiàn)象較普遍,為防止信息丟失,磁記錄材料還應在凈化空間中保存。

　　對于需要進行十年以上長期保存的磁記錄材料,則需按國家標準進行保存。

　　計算站場國家標準GB2887

　　4.10.3條媒體的存放條件4.12.2.1條腐蝕性氣體環(huán)境分級

　　紙媒體磁帶磁盤A級B級

　　已記錄未記錄已記錄未記錄二氧化硫≤0.15≤1

　　溫度5-50<325-504-51.5硫化氫≤0.01≤0.1

　　濕度40-70%20-808-80%mg/m3

　　注:該標準對貯存條件的上限放寬到80%,否則該標準無法執(zhí)行。但從霉菌的發(fā)生條件可看出,實際上80%已屬不安全范圍。而實際上只要把環(huán)境相對濕度控制在40%,就能達到安全貯存的目的。

　　５,光記錄電子信息媒體

　　光記錄也是現(xiàn)代光學儀器采集數據的常用記錄載體。光記錄是通過在光盤表面刻錄或燒錄的方式記錄信號，再通過鋁膜來反射信號,光盤機通過激光光束照射光盤鋁膜，再通過對光線的反射產生不同的反光來讀取數據，因此光盤能否正常讀取,反光鋁膜的亮度至關重要,要求很高。但是,光盤的表面塑料保護膜具有穿透微量水份的性質,在高濕環(huán)境下鋁膜的亮度就會因水份所產生的電化學作用而氧化,從而導致亮度降低,致使光盤不能讀出或讀錯信號,造成不能正常播放使用而報廢。此外霉菌亦可在光盤的塑料表面生長。因此為防氧化,將光盤存放于相對濕度40%的環(huán)境中，可保證安全

　　五,傳統(tǒng)的除濕、防霉、防氧化腐蝕手段

　　1,防護重點

　　由于高濕環(huán)境的危害，長期以來,人們一直在努力尋求有效的防護手段，以保障光學儀器和器材的安全。

　　對于防霉而言，霉菌生長發(fā)育條件可以看出,有效防護辦法是破壞霉菌生存條件,即空氣濕度和溫度。但由于長時間控制溫度能耗極高,運行相當不經濟,因此防護重點必然落在控制空氣中的水份上來。

　　金屬的氧化腐蝕，從實際上就是在大氣中的水份和氧氣參與下的金屬電化學反應過程。由于去除大氣中的氧氣相當困難和不實際,因此防護的重點也就必然落在控制水份上。科學研究證明,將金屬存放于氧化腐蝕發(fā)生的臨界值以下的環(huán)境中,腐蝕速度即減緩,環(huán)境濕度下降越多,腐蝕速度就越緩,如存放物品的環(huán)境相對濕度降至40%,因低濕導致電化學腐蝕過程不能進行,金屬的腐蝕可完全停止。

　　由此可見,以控制環(huán)境水份為重點,將環(huán)境相對濕度控制在一定的范圍,就可以保障光學儀器和器件的安全。歸納總結，將光學儀器和器件存放于相對濕度40%以下的環(huán)境中，就可確保安全

　　傳統(tǒng)的干燥除濕方法主要有以下三種,即真空干燥、制冷式除濕和吸潮劑除濕三種方式

　　2,真空干燥

　　真空干燥是實驗室常用的傳統(tǒng)手段。原理是采用抽真空的方式進行除濕,常見為真空干燥柜。使用上取放物品需抽真空和減壓，耗時不方便。由于抗壓原因，只能在箱柜一類小體積空間實現(xiàn)，不能在庫房類大面積空間實現(xiàn)。且若大一個真空干燥柜，除去抗壓結構所占用的近一半的體積，實際上可以用來存放物品的空間很小，放不了多少東西，且價格也相當昂貴。運行時真空泵噪音煩人，對要求安靜的環(huán)境也不適宜。由于有這些局限，目前真空干燥只在部分科研單位小范圍使用。

　　3,制冷式除濕

　　制冷式除濕是使用制冷式抽濕機(包括空調機和半導體制冷)制冷除濕,其工作原理是通過制冷器件降低冷凝器表面溫度,使空氣中的水份在冷凝器上冷凝結露,然后滴出排除。抽濕機需人工倒水以及空調器滴水,就是這個原因。

　　制冷式除濕機的產品介紹上均有其除濕量為多少公斤／天的指標，但這是在環(huán)境氣溫32℃，相對濕度80%時的指標，而沒有給出其它環(huán)境條件下的除濕指標。這是因為，制冷式除濕在其冷端和熱端之間需要18℃以上的溫差，也就是環(huán)境氣溫必需在18℃以上才能工作，否則其冷凝器會結霜，導致空氣中的水份不能成為液態(tài)的水滴下排除，從而不能除濕。實踐證明，環(huán)境氣溫從32℃往下降越多，除濕量越少。氣溫32℃度左右效率最高,隨著氣溫降低,效率就大幅降低,25℃時除濕效果約為32℃的一半左右，效果顯著變差,20℃以下就基本不能除濕。這也是20℃以下空調不能開機制冷的原因。雖然一些制冷式抽濕機生產廠家采用了反復切換化霜的辦法，但一除濕很快又結霜，又切換化霜，反復搗騰，而收效甚微，其除濕量對于光學儀器和器件的安全防護而言，已意義不大。因為在10℃-20℃之間霉菌仍然生長并可造成危害，金屬的氧化腐蝕仍然進行并可造成危害。中國地理環(huán)境決定，一年之中20℃以下的環(huán)境氣溫約占一半的時間，因此，制冷式除濕效果受季節(jié)溫度影響很大。用于防霉,一年之中只在有限的幾個月中有效,其它大部分時間仍然不安全,用于防潮和防氧化，則效果不佳。此外，也不能凈化被控空間中的有害工業(yè)廢氣,不能適應影像膠片、磁記錄材料等對保存環(huán)境空氣質量有要求的物品的保存。經濟上，制冷式除濕機電耗巨大,一般３０立方米空間房間電耗約為1kw／小時，運行費用高。

　　制冷式除濕機的除濕能力有限，一般只能將濕度控制在50%-60%左右。對于作為干燥工具，要求達到30%以下濕度要求的場合，制冷式除濕機不能勝任。

　　盡管制冷式除濕機存在上述嚴重缺陷，在沒有更好的除濕手段條件下,使用制冷式除濕機也不失為一種聊勝于無的辦法，因此也在被大量生產銷售。

　　近年來市場上出現(xiàn)了一種利用半導體制冷片的"帕爾貼"效應,將空氣中的水分進行冷凝排除的“電子防潮箱”,由于此類產品仍屬于制冷式除濕,也存在傳統(tǒng)制冷除濕方式所存在的一切通病。因此限制了其應用范圍。

　　3,吸潮劑除濕方式

　　將硅膠等干燥劑放入密封的容器內進行除濕，是最常見的除濕辦法。其缺點是當吸潮劑飽和時需要更換或人工進行烘干再生,長年累月曠日持久的維護工作相當繁雜；由于吸潮劑飽和時間不易準確預見,容器內濕度究竟是多少也不能靠是似而非的硅膠變色程度確切得知,非常容易導致不能及時恰當更換吸潮劑。另外,所謂相對濕度,是指在特定空間體積內一定的空氣含水量相當于當時氣溫氣壓而形成的空氣濕度值。由于密封容器內空氣與外界空氣隔絕,容器內空氣絕對含水量不會減少或增加,容器內水份含量是固定不變的,而容器內相對濕度因受外界溫度氣壓升降影響,會發(fā)生濕度升降。例如，在一密封玻璃瓶罐容器內放置一個指針式濕度表觀察，如此時環(huán)境氣溫為25℃，而濕度表指示容器內濕度為ＲＨ60%，則將該容器放入溫度只有6-9℃的冰箱冷藏室，半小時后開冰箱門觀察，容器內的濕度表指示現(xiàn)在的濕度值上升為RH75%，再將該容器取出，放置與室外日光暴曬下，半小時后觀察，容器內的濕度表指示現(xiàn)在的濕度值下降為為RH15%，由此證明，在密封容器內絕對含水量不會改變的情況下，環(huán)境溫度的變化，回導致容器內相對濕度的變化。因此,采用密封容器放置硅膠來干燥的方法，由于晝夜及季節(jié)的環(huán)境條件在發(fā)生變化，在一定氣溫氣壓條件和吸潮劑經使用到一定情況條件下,容器內有可出現(xiàn)不但不干燥,還會產生高濕的情況,甚至導致容器壁上出現(xiàn)結露出水。此外,當新的吸潮劑放入容器時,由于投放吸潮劑的數量不易掌握，過少濕度降不下來,過多則會出現(xiàn)濕度過低,可能會對某些物品造成危害,如造成光學儀器的電子器件中的集成電路靜電擊穿,有機零件開裂,開膠,影像膠片產生靜電枝狀網紋等。并且當使用一段時間后,由于不能準確預料及時更換,又會出現(xiàn)濕度過高情況,容器內濕度不穩(wěn)定,對存放物品不利。由于上述原因,使用吸潮劑保存物品安全性不高。根據對照相機保管大量調查數據顯示,光學鏡頭長霉的照相機實際上絕大部份都是使用了吸潮劑進行保管的。另外,此種方式只能用于小空間容器保存,不適宜于大量物品保存,應用范圍有限。且已用過的吸潮劑烘干工藝要求較高,須在105-115℃下恒溫烘烤,如溫度掌握不好,過低不能烘干,過高將會損壞吸潮劑中的變色指示劑,使其失去作用,不能指示。此外也不適宜在大容積的箱柜或房間及庫房內使用。但是，由于這種方式經濟上花費不多，因而也被廣泛采用。

　　六、常溫自動干燥

　　1,自動常溫自動干燥技術及其產品

　　常溫自動干燥技術是近年來在現(xiàn)代技術背景下發(fā)展出的一種新型干燥技術。由于采用常溫抽吸式除濕,沒有傳統(tǒng)的制冷式的缺陷,具有除濕效率不受環(huán)境氣溫影響特點,可全年高效除濕,即使在冬季,也可輕而易舉地將被控空間濕度降到30%以下，甚至達到10%以下。在除濕的同時,還可凈化被控空間的有害工業(yè)廢氣，且電耗只約為制冷式除濕的1/4，屬節(jié)能產品，為用戶節(jié)約大筆電費開支。其突出的優(yōu)點，不但滿足了防潮防霉防氧化的要求,對保存影像膠片及磁記錄材料等也具有重要意義。

　　有別與傳統(tǒng)除濕手段的常溫干燥技術在80年代中后期就有人在對此進行研究，并有早期產品出現(xiàn),此后常溫干燥技術圍繞智能控制,自動除濕,以及除濕速度的提高和控制顯示精度的提高方面不斷地得到發(fā)展和加強。1993年,中外合資卡特曼（成都）電子有限公司成立，成為中國首家常溫干燥設備的生產廠家，經過十年的發(fā)展，其CARTEMAN牌常溫自動干燥設備采用的智能動態(tài)高速除濕的整機技術,使常溫干燥技術提高到一個全新的水平。并獲得中國國家專利局專利授權。其產品有常溫自動干燥箱和用于房間除濕的常溫自動干燥機及用于大型庫房除濕的常溫自動干燥系統(tǒng)以及溫濕雙控干燥箱，溫濕雙控干燥系統(tǒng)等。

　　常溫自動干燥技術由于解決了傳統(tǒng)除濕、防霉、防氧化腐蝕手段的不足,具有突出的優(yōu)點，受到廣泛的歡迎。目前電子自動防潮箱產品,除了CARTEMAN牌產品外,主要還有獲CARTEMAN早期授權許可,由珠海生產的”萬得福”牌靜態(tài)滲透除濕產品,和用臺灣商標在大陸生產的某些廠牌的靜態(tài)滲透除濕產品。

　　2,電子自動防潮箱的區(qū)別

　　常溫自動干燥箱，用作光學鏡頭防潮保存用途的商品名稱又叫電子自動防潮箱，而用作實驗室干燥工具和用于防氧化以及低濕度要求的又稱常溫自動干燥箱。為了有別于采用半導體制冷的“電子防潮箱”，采用常溫自動干燥技術的電子自動防潮箱應稱為“抽吸式電子自動防潮箱”，是當今主流銷售產品。標準的常溫自動干燥箱由濕度采樣控制裝置、定時器、干氣發(fā)生器及機械動作驅動裝置、濕度計、機箱等幾大部分構成。由于價格因素對產品設計制造的影響,即使標準型的產品也有很多差別：

　　(1),濕度采樣和控制顯示不同的區(qū)別

　　機械式濕度采樣和控制顯示的機型

　　該類機型為低價位產品。特點是采用機械式濕度傳感器進行空氣采樣和機械式比較器預置設定箱內濕度,由記憶合金彈簧、復位簧與連桿組成干氣發(fā)生器機械動作驅動機構,電子定時器控制除濕程序,使用機械式指針濕度計指示箱內當前濕度。干燥過程為自然對流滲透。

　　其所使用的機械式濕度傳感器,是一種長度變化式濕度傳感器。工作原理是在一個金屬支架上繃上尼龍類親水性強的塑料薄膜,當環(huán)境濕度上升時塑料薄膜會類似棉布吸潮縮水毛細現(xiàn)象而使長度縮短繃緊,壓迫微動開關的按鈕接通電源,使干燥箱工作。濕度下降時塑料薄膜會伸長松弛,松開微動開關的按鈕而斷電,使干燥箱停止工作。通過旋轉其控制旋紐帶動一個偏心輪對塑料薄膜壓迫微動開關的位置,也就是比較基準壓力進行調節(jié),從而實現(xiàn)當控制旋紐輪旋轉到代表某個濕度范圍的位置時接通或斷開電源,從而實現(xiàn)對箱內濕度進行控制的目的。由于這種傳感器必需在對水份吸收或自然蒸發(fā)到一定的程度,才能產生必要的力量來啟動或釋放微動開關,因此反應遲鈍,滯后時間甚至可長達一二十分鐘,不能及時反應濕度的變化。也不能對微量水份變化發(fā)生反應,且塑料薄膜受環(huán)境影響大,控制點年飄移值大,由于談不上控制精度，因此一般以以"高、中、低"或”L、M、H”(即低、中、高)來表示箱內濕度控制范圍。此外,塑料薄膜材料本身的不穩(wěn)定性,易老化變質,影響其壽命。由但于這種傳感器的價格較低,無需其它外圍器件就可以實現(xiàn)一定程度的控制，降低了生產成本，由于這種機械式濕度傳感器沒有濕度電信號輸出,不能實現(xiàn)數碼顯示,因而大都配用機械式指針濕度表來顯示箱內濕度。

　　機械式指針濕度表的濕敏元件,有毛發(fā)式的,也有在金屬游絲上涂敷高分子親水塑料材料制造的。其原理與機械式濕度傳感器相同,都屬長度變化式,利用長度變化產生的位移來驅動指針軸,使指針在表盤上移動,從而實現(xiàn)濕度的計量功能。因此具有機械式濕度傳感器相同的弱點,即反應遲鈍,滯后時間長也可長達一二十分鐘,不能對微量水份變化發(fā)生反應,顯示誤差大,一般在±５%,高的可達±10%以上,年飄移值大,不穩(wěn)定,易老化變質,影響壽命。雖然其不能準確可靠計量,顯示的數值只能作參考，但由于其價格低廉，無需電信號也能工作,

　　如對機械式濕度傳感器的某個控制位置的濕度控制值進行定義，則其控制誤差最高可達±15%以上，其與機械式指針濕度表的±５%顯示誤差之間就回產生最高可達±20%的累積誤差。

　　機械式濕度采樣和控制顯示的產品雖然存在這些不足，但由于其產品價格低，因而也被要求不高的用戶使用。由卡特曼轉讓早期技術生產的“萬得福”電子自動干燥柜機就屬此類型。

　　光機電一體化濕度采樣和控制顯示的機型

　　此類產品是2002年由卡特曼發(fā)明的一種新型濕度采樣和控制顯示方式。特點是由于采用光機電結合的專利結構,采樣控制顯示一體化，沒有累積誤差。其控制顯示總誤差為±5%,雖然機械式產品所存在的滯后等問題仍然存在，但在保持了低價格的同時，控制精度已接近電子式濕度采樣和控制顯示的機型。因此與采用機械式濕度采樣和控制顯示的機型相比，性能提升而價格基本持平,因而具有優(yōu)點。目前已在卡特曼家用級電子自動防潮箱上采用。

　　電子式濕度采樣和控制顯示的機型

　　電子式濕度傳感器能捕捉空氣濕度的微量的變化,反應靈敏,滯后時間僅為幾秒鐘,線性好,誤差小,年漂移小。由于能將空氣濕度的變化轉換為電信號輸出,從而實現(xiàn)了數碼顯示。由于采用控制與顯示的信號均來源相同,控制與顯示一體化，避免了因采樣控制和顯示分離而造成的累積誤差,因此其采樣控制顯示總誤差就是電子式濕度傳感器本身的線性誤差,且該線性誤差還可通過補償電路進行調整,進一步提高精度。

　　電子式濕度傳感器的價格根據精度，線性等指標，價格比機械式濕度傳感器要貴上百倍至上千倍。再加上還需要外圍器件等因素，采用電子式濕度傳感器的自動防潮箱產品,價格高于機械式濕度傳感器的自動防潮箱。

　　卡特曼的專業(yè)級電子自動防潮箱就采用了誤差為±5%的日本產電子式濕度傳感器,穩(wěn)定性好,誤差指標完全能滿足電子自動防潮箱的使用要求。

　　目前前國內也有少量單位生產電子式濕度傳感器,但質次價高,特別是穩(wěn)當性和線性指標還不能滿足防潮箱這種長期不間斷使用的要求。

　　采用電子濕度傳感器的防潮箱一般都采用了二次精密穩(wěn)壓給整機供電,電源質量好,電壓適應范圍大。

　　雖然采用電子式濕度傳感器的防潮箱成本及售價都高于采用機械式濕度傳感器的產品,但從長期有效安全保存角度衡量,以及從產品的質量壽命考慮,它仍然是選擇的重點,也是電子自動防潮箱的發(fā)展方向。

　　（2），除濕類型不同的區(qū)別

　　靜態(tài)滲透除濕和動態(tài)高速除濕的機型

　　電子自動防潮箱的除濕速度,按結構不同分為靜態(tài)滲透除濕和動態(tài)高速除濕兩種。

　　靜態(tài)除濕機型的干燥器(即除濕機芯或干氣發(fā)生器)中所產生的干氣,與箱內存在的濕氣是靠靜態(tài)自然交流滲透取代而完成除濕過程,因而除濕速度十分緩慢。特別是首次使用,一般都要經過24-48小時以上預運行。因此此類機型的應用范圍有局限。實際上比較適宜用于存放本身不含水份的物品如鏡頭、相機機身,取放物品不頻繁的用戶使用。而對處于在高濕環(huán)境下,經常每天數次頻繁開門取放物品的專業(yè)用戶,就可能發(fā)生濕度始終降不下來的情況。如用以存放含水量高的物品,如膠卷、照相底片、照片、音像磁帶、計算機磁盤、郵票等紙制品,除濕時間就特別長。如存放的量又多,除濕時間甚至可長達半月以上,甚至始終不停機,拼機器壽命。并且,當箱內濕度降下來后,一旦開門取放物品,濕度迅速上升,又需要很長時間才能降下來。目前市售產品,多為靜態(tài)滲透除濕機型。

　　動態(tài)高速除濕機型,在同等條件下比靜態(tài)滲透除濕機型除濕快約10倍，由于除濕速度快,滿足了在高濕環(huán)境下頻繁開門取放物品的專業(yè)用戶的使用要求,并適宜大量存放膠卷、照相底片、照片、音像磁帶、計算機磁盤、郵票紙制品等含水量高的物品存放要求,并能實現(xiàn)快速深度除濕,這對存放粉末材料,存放環(huán)境濕度要求特別低的用戶至關重要。

　　動態(tài)高速除濕技術是卡特曼發(fā)明的專利技術,目前僅在卡特曼高速型機型上采用。其產品價格略高于靜態(tài)滲透除濕機型。

　　需要指出的是,有些所謂"低濕型"產品,實際是在一個箱體內加裝多個靜態(tài)滲透除濕機芯,改善有限,但增加了故障機率和電耗,機芯的體積還占用了用戶花錢購買的有效存放空間。

　　（3），吸排潮門機械驅動方式不同的區(qū)別

　　記憶合金彈簧驅動和微電機驅動的機型

　　電子自動防潮箱干燥器的活門開關驅動,主要有由記憶合金彈簧驅動和微電機驅動兩種方式。

　　采用記憶合金彈簧驅動的產品,是利用記憶合金彈簧受溫度變化能發(fā)生伸縮,產生行程的原理,與復位簧和連桿組成活門動作機構。記憶合金材料問世雖已有一、二十年,但目前科學界對其研究和認識仍還遠遠不足。雖已知溫度變化可致使鋼材晶相在馬氏體與奧氏體相互轉變過程中會產生某種記憶效應,但對其原理機制仍未搞清,很多環(huán)節(jié)還不能用科學的方法讓其重復性再現(xiàn),至今仍有很多未解的密。因此記憶合金材料目前還只處以初步應用階段,世界各國至今都還沒有關記憶合金的國家或國際標準。以現(xiàn)在的技術水平所制造的記憶合金材料的工作特性受時間和工作環(huán)境影響極大,作為驅動活門機械運抵的動力源,可靠性不是很高，最易產生的故障就是記憶合金彈簧使用一段時間后莫名失效不能動作，或動作行程不足,導致活門不能正確運動，使電子自動防潮箱不能正常除濕。但由于記憶合金彈簧因其本身價格十分低廉,使用它還可大大簡化干燥器的機械運動結構，大幅降低了成本，因此才使價格低廉的電子自動防潮箱低端家用級產品得以產生,使低收入個人用戶能夠早日用上電子自動防潮箱,而廠家一般則以延長保用期(注:非無故障期)的辦法來延續(xù)產品的使用壽命。

　　采用微電機驅動的產品,由于活門的開關運動只需幾秒鐘就可完成,而電子自動防潮箱的除濕工作程序,一天之中活門的開關運動只有幾次,因此電動機一天轉動的時間累計不到一分鐘,一年累計不到6小時,而電動機本身壽命可連續(xù)運轉多年,因此,采用微電機驅動電子自動防潮箱產品,可靠性高,壽命長。由于生產成本高于采用記憶合金彈簧驅動的產品，因而產品價格也要高一些。但對于追求高可靠性的單位及專業(yè)用戶,此類產品仍為首選。

　　采用微電機驅動加電子定時器程序控制活門的技術,是CARTEMAN發(fā)明的專利技術,目前僅在C卡特曼產品的普通級,專業(yè)級機型上采用。

　　需要指出的是,某些產品不是采用電子定時器,而是采用用數小時轉一圈的低速電機驅動兩個凸輪構成機械式定時器來驅動吸排潮門定時動作,由于低速電機是24小時不停地運轉,減速齒輪很快因磨損造成間隙過大,產生機械噪音,整日"咔咔"作響,噪音問題不容忽視。此類產品無電子元件,實際上是一個機械產品。目前已基本退出市場。

　　（4），各種機型的簡易目測鑒別方法

　　各種不同類型結構的電子自動防潮箱在外觀上均有其特點,仔細觀察不難鑒別。

　　1),抽吸式與半導體制冷式機型的鑒別

　　觀察箱體后部,凡有一塊面積很大的鋁板,或有由鋁型材構成的散熱器,以及外置風機，并有用于吸水的泡沫塑料或紡織物,但無抽吸式產品所特有的活門的,屬半導體制冷式機型。反之則為抽吸式機型。仔細觀察不難鑒別。

　　2),機械式與電子式濕度采樣控制顯示的鑒別

　　凡采用機械式指針濕度計,或雖采用液晶數碼濕度計,但濕度計是獨立的,無電纜與箱內電路控制器連接,濕度設置控制器上控制點標為"高、中、低"或"H、M、L",插上電源,轉動濕度控制器旋鈕,細聽在某一位置有"嗒"電源開關動作聲的，即屬機械式產品。

　　凡采用數碼式濕度計,且濕度計有電纜與箱內電路控制器連接,濕度設置控制器上控制點或表示有如30,40,50等具體控制值,或有增減表示按鈕,按住不放顯示窗數字就發(fā)生增減變化,即屬電子式產品。

　　某些產品的數碼表是溫度計而非濕度計,應注意識別。

　　3),記憶合金彈簧驅動與電機驅動的鑒別:

　　首先確認箱內環(huán)境濕度高于設定控制值,然后找到活門觀察,在活門正處于關閉狀態(tài)下通電,其后活門極其緩慢開啟,時間長達數分種才能完全打開的；或用手指輕撥活門，活門即打開，放手活門則自動彈回關閉的，屬記憶合金彈簧驅動產品。凡通電后活門幾秒鐘內就開啟，或需手指用力撥動活門才打開，放手后活門不回自動彈回關閉的，即屬微電機驅動的產品。

　　4),靜態(tài)滲透除濕與動態(tài)高速除濕機型的鑒別

　　凡不是卡特曼的抽吸式機型都屬靜態(tài)自然滲透除濕產品。而卡特曼的產品只有濕度控制面板上有Trbo燈及型號末尾字母為H的，才屬動態(tài)高速除濕產品。

　　3，國內外部分電子自動防潮箱技術狀態(tài)一覽表

　　廠牌

　　型式除濕

　　原理濕度采樣

　　傳感器濕度設定

　　(比較器)定時程

　　序控制濕度顯

　　示儀表排潮門

　　驅動方式除濕速度

　　類型

　　卡特曼家用級AD系列抽吸式機電一體電子式電子式機械式記憶合金靜態(tài)滲透

　　卡特曼普級通MD系列L型抽吸式機械式機械式電子式機械式電機式靜態(tài)滲透

　　卡特曼普通級MD系列H型抽吸式機械式機械式電子式機械式電機式動態(tài)高速

　　卡特曼專業(yè)級ED系列L型抽吸式電子式電子式電子式電子式電機式靜態(tài)滲透

　　卡特曼專業(yè)級ED系列H型抽吸式電子式電子式電子式電子式電機式動態(tài)高速

　　卡特曼低濕級SD系列抽吸式電子式電子式電子式電子式電機式動態(tài)高速

　　卡特曼超低濕級SSD系列抽吸式電子式電子式電子式電子式電機式動態(tài)高速

　　東洋ED系列抽吸式機械式機械式電子式機械式記憶合金靜態(tài)滲透

　　東洋EM系列抽吸式電子式電子式電子式電子式記憶合金靜態(tài)滲透

　　抽吸式無無電機式機械式電機式靜態(tài)滲透

　　收藏家抽吸式機械式機械式電子式機械式記憶合金靜態(tài)滲透

　　防潮家AFD系列抽吸式機械式機械式電子式機械式記憶合金靜態(tài)滲透

　　博士門DBX系列抽吸式電子式電子式電子式電子式記憶合金靜態(tài)滲透

　　博士門SCK，SP系列抽吸式機械式機械式電子式機械式記憶合金靜態(tài)滲透

　　萬得福抽吸式機械式機械式電子式機械式記憶合金靜態(tài)滲透

　　TonihanH系列制冷式機械式機械式--電子式----

　　TonihanNDC系列制冷式機械式機械式--機械式----

　　防潮家D系列制冷式電子式電子式--電子式----

　　惠通制冷式機械式機械式--機械式----

　　芳鄰制冷式機械式機械式--機械式----

　　七，常溫自動干燥系統(tǒng)

　　常溫自動干燥系統(tǒng)是卡特曼發(fā)明的一種用于大面積空間干燥的專利產品。該產品主要用于檔案館資料庫、音像資料庫、計算機資料庫、計算機房、卷煙廠成品庫、藥品庫房、電子產品及元件庫、精密儀器精密機械庫房和其它需要干燥的工業(yè)及科研生產環(huán)境等。

　　大面積空間的除濕,在卡特曼的常溫自動干燥系統(tǒng)問世之前,除了少數單位采用中央空調等制冷式除濕外,一般都采用加強通風來解決。但由于通風實際上并不能有效除濕,因而實際價值不大。采用制冷式除濕,由于僅在高溫季節(jié)有效,且難以達到國家標準規(guī)定的空氣干燥和清凈度安全要求,安全性差,其巨大的電耗所產生的高昂運行費用也使用戶難以承擔。因此難以廣泛使用。而常溫自動干燥系統(tǒng)從根本上解決了這個問題。不但可全年高效進行低濕干燥,而能耗只有制冷式除濕的五分之一左右,大大降低了用戶運行費用的負擔。

　　常溫自動干燥系統(tǒng)除了具備濕度監(jiān)視儀表,可預置設定及按存放物品要求調整被控空間的濕度,智能自動運行除濕,既可全年高效除濕,又可凈化被控空間空氣,還可實現(xiàn)自動報警,多點計算機聯(lián)網中央集中控制,自動記錄打印輸出等功能,為大面積空間防潮防霉防氧化領域開創(chuàng)了新的局面。

　　卡特曼常溫自動干燥系統(tǒng)主要根據用戶環(huán)境及要求定貨制造,此外也有部分標準產品供用于檔案室等房間干燥。

　　八、注意事項

　　1、電子自動防潮箱是一種特殊產品,對維修有特殊條件要求,如記憶合金失效故障一般家電維修部是不能修復的,傳感器、濕度計的調校也需專門人工環(huán)境,非廠家難以解決。因此購買時要考慮產品是否有可靠的維修服務,選擇有維修保障和將來零配件來源可靠的合法產品,以確保你的購買的產品能長期使用,維修能得到確實保障。

　　2,盡可能選除濕度快的動態(tài)除濕機型,這點特別不能忽視。因為靜態(tài)自然滲透除濕機型和動態(tài)高速除濕機型的價差并不很大,但效果則相差很遠。再則電子自動防潮箱的除濕速度還要受環(huán)境濕度影響,而環(huán)境濕度和箱內將來要存放的東西變數很大,或者將來說不定何時就會有經常取放東西的情況或要放置一些含水量高的物品,如不留余地,一旦發(fā)生開一次箱門,要兩三天濕度才能降下來的情況,就會帶來麻煩。現(xiàn)在有的用戶就因想省兩個錢買了靜態(tài)自然滲透除濕的產品,實際上又每天多次開門取放器材,濕度就一直降不到安全范圍,結果買來形同虛設,白花錢。此外,在可能情況下,要買容積大一些的干燥箱。因為,按升/元單位計算,大的要比小的劃算。況且將來存放物品也有增加的可能,容積應適當留有余地。

　　3,對保存條件要求高的專業(yè)用戶和用以存放貴重物品或重要的資料,以及存放粉末材料和要進行數以年計的長期保存的用戶,應盡量選擇電機驅動并同時采用電子式濕度采樣和控制和顯示的專業(yè)級產品。和所多花的一點錢相比,產品可靠性高，才能確保和所存放物品的長久安全。

　　４，現(xiàn)代光學儀器及器件，往往價值昂貴，為確保安全能供長期使用，應盡量選擇電機驅動并同時采用電子式濕度采樣和控制和顯示的專業(yè)級產品為