智能化高精度阻容式露點儀的製作方法

2023-05-26 14:24:31

專利名稱：智能化高精度阻容式露點儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及溼度計量測試技術領域，具體涉及一種智能化高精度阻容式露點儀。
背景技術：
目前，對於氣體溼度測量和表達逐步統一至露點，即通過測量氣體的露點，得到氣體的溼度。用於測量露點的常用方法有重量法、冷鏡法和阻容法等。重量法是讓被測氣體流經某一乾燥劑，精確測量乾燥劑吸收的水分含量和被測氣體體積，兩者相除求得被測氣體的溼度。該方法的優點是精度高，最大允許誤差可達0.1% ；缺點是具體操作比較困難， 尤其是必須得到足夠多的被乾燥劑吸收的水質量(一般不小於0. 6g)，這對於低溼度氣體尤其困難，只有加大被測氣體的流量才能測量出溼度，這樣會導致測量時間和誤差增大。因而該方法只適合於測量露點為-30°C以上的氣體，市場上單純利用該方法測量溼度的儀器較少。冷鏡法是讓被測氣體流經露點冷鏡室的鏡面，通過對冷鏡室降溫，使得被測氣體達到飽和結露(此時冷鏡鏡面上有液滴析出)，測量冷凝鏡此時的溫度就是被測氣體的露點。該方法的主要優點是精度較高；缺點是響應速度慢，尤其在露點為_60°C以下時，平衡時間甚至達幾個小時，而且此方法對被測氣體的腐蝕性和清潔度要求很高，否則會影響光電檢測效果，甚至產生假結露，造成極大的測量誤差。

實用新型內容本實用新型的目的是針對上述技術問題，提供一種測量速度快，測量精度高，並且可實現測量過程智能化的智能化高精度阻容式露點儀。為實現此目的，本實用新型所設計的一種智能化高精度阻容式露點儀，其特徵在於它包括單片機、顯示器、截止閥、減壓閥、溼度變送器和控制氣體單向導通的氣體控制閥，其中，所述截止閥的進氣口連接被測氣體進氣口，所述控制氣體單向導通的氣體控制閥的出氣口為被測氣體排氣口，所述截止閥的出氣口和控制氣體單向導通的氣體控制閥的進氣口之間的氣路上串聯減壓閥和溼度變送器，所述溼度變送器的信號輸出端連接單片機的信號輸入端，單片機的信號輸出端連接顯示器。優選的，它還包括流量計和流量調節閥，所述截止閥的出氣口和控制氣體單向導通的氣體控制閥的進氣口之間的氣路上串聯減壓閥、流量計、流量調節閥和溼度變送器。優選的，所述截止閥的出氣口連接減壓閥的進氣口，減壓閥的出氣口連接流量計的進氣口，流量計的出氣口連接流量調節閥的進氣口，流量調節閥的出氣口連接溼度變送器的進氣口，溼度變送器的出氣口連接控制氣體單向導通的氣體控制閥的進氣口。優選的，所述控制氣體單向導通的氣體控制閥為氣動閥，所述氣動閥的進氣口連接溼度變送器的出氣口，氣動閥的出氣口為被測氣體排氣口，所述氣動閥的控制端接入截止閥的出氣口和氣動閥的進氣口之間的氣路中。優選的，所述控制氣體單向導通的氣體控制閥為電磁閥，所述電磁閥的進氣口連接溼度變送器的出氣口，電磁閥的出氣口為被測氣體排氣口，所述電磁閥的控制端連接控制電源。優選的，所述控制氣體單向導通的氣體控制閥為單向閥，所述單向閥的進氣口連接溼度變送器的出氣口，所述單向閥的出氣口為被測氣體排氣口。優選的，所述控制氣體單向導通的氣體控制閥為溢流閥，所述溢流閥的進氣口連接溼度變送器的出氣口，所述溢流閥的出氣口為被測氣體排氣口。優選的，它還包括盒體和能在盒體內活動連接的抽屜體，所述單片機、顯示器、截止閥、減壓閥、流量計、流量調節閥、溼度變送器和控制氣體單向導通的氣體控制閥均設置於抽屜體上。優選的，所述截止閥的出氣口和減壓閥的進氣口之間連接有壓力表。優選的，所述減壓閥的出氣口和流量計的進氣口之間連接有壓力表。本實用新型的工作原理為被測氣體經過乾燥裝置後，進入露點儀進氣管，調節減壓閥，將被測氣體壓力減至0. IMpa左右，調節流量調節閥，將被測氣體流量調為1. 0 1. 5 升/分鐘，通氣後，露點儀內的控制氣體單向導通的氣體控制閥打開，被測氣體進入溼度變送器的檢測空間內，在安裝於溼度變送器內部的單片機的作用下，將測得的溼度對應的電流值經單片機處理後送至液晶顯示屏顯示，液晶顯示屏連續動態地顯示露點值。測量後的氣體經氣體控制閥、排氣管排出。當測量結束後，露點儀斷電，關閉減壓閥，此時氣體控制閥自動關閉，防止外界氣體經排氣管進入露點儀。本實用新型使用減壓閥、流量調節閥、溼度變送器相結合的方式測量氣體的露點， 使得可接受的被測氣體的壓力範圍寬(0 40Mpa)，測量的精度高(士2°C內)，露點檢測範圍廣(-100 +20°C )，耗氣量小(1 1. 5升/分)，露點測量平衡時間短(露點高於-20°C 時，< 4分鐘；露點為-100°C -20°C時，約8 10分鐘)，所需功率小((60W)，體積小， 重量輕，安裝方便，使用安全可靠，使用維護簡單。可用於各類氣體的露點測量，特別是高壓低溼度氣體露點的測量。另外，通過設置控制氣體單向導通的氣體控制閥能防止外界氣體經排氣管進入露點儀、影響露點儀的測量精度。

圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為本實用新型選用氣動閥的結構示意圖其中，1-截止閥、2-減壓閥、3-溼度變送器、4-氣動閥、5-單片機、6-顯示器、7-流量計、8-流量調節閥、9-壓力表、10-控制氣體單向導通的氣體控制閥。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明如圖1所示的一種智能化高精度阻容式露點儀，它包括單片機5、顯示器6、截止閥 1、減壓閥2、溼度變送器3和控制氣體單向導通的氣體控制閥10，其中，截止閥1的進氣口連接被測氣體進氣口，控制氣體單向導通的氣體控制閥10的出氣口為被測氣體排氣口，截止閥1的出氣口和控制氣體單向導通的氣體控制閥10的進氣口之間的氣路上串聯減壓閥 2和溼度變送器3，溼度變送器3的信號輸出端連接單片機5的信號輸入端，單片機5的信號輸出端連接顯示器6。上述溼度變送器3選用Vaisala公司DPM系列敏感元件，即在線狀態下，實時跟蹤零點漂移，並且利用軟體自動在線修正，解決了高分子薄膜式溼敏電容不能用於低溼測量這一難題。由於上述減壓閥2的設置使得本實用新型可測量0 40Mpa壓力範圍內的氣體的露點，而常規的露點儀進口出多為常壓氣體。溼度變送器3根據被測氣體中水分含量輸出相應的電流，經單片機5處理後在液晶顯示屏上顯示露點值。上述氣體控制閥10用於控制排氣管的通斷，有進氣時自動打開，無進氣時自動斷開。上述技術方案中，它還包括流量計7和流量調節閥8，截止閥1的出氣口和控制氣體單向導通的氣體控制閥10的進氣口之間的氣路上串聯減壓閥2、流量計7、流量調節閥8 和溼度變送器3。上述設備的具體連接方式為截止閥1的出氣口連接減壓閥2的進氣口，減壓閥2的出氣口連接流量計7的進氣口，流量計7的出氣口連接流量調節閥8的進氣口，流量調節閥8的出氣口連接溼度變送器3的進氣口，溼度變送器3的出氣口連接控制氣體單向導通的氣體控制閥10的進氣口。上述流量調節閥8調節進入溼度變送器3內的被測氣體的流量，使之達到溼度變送器的工作要求。流量計7用於監控管路中的被測氣體的流量上述技術方案中，所述控制氣體單向導通的氣體控制閥10可以為氣動閥4，氣動閥4的進氣口連接溼度變送器3的出氣口，氣動閥4的出氣口為被測氣體排氣口，氣動閥4 的控制端接入截止閥1的出氣口和氣動閥4的進氣口之間的氣路中。上述控制氣體單向導通的氣體控制閥10可以為電磁閥，電磁閥的進氣口連接溼度變送器3的出氣口，電磁閥的出氣口為被測氣體排氣口，所述電磁閥的控制端連接控制電源。上述控制氣體單向導通的氣體控制閥10也可以為單向閥，單向閥的進氣口連接溼度變送器3的出氣口，所述單向閥的出氣口為被測氣體排氣口。上述控制氣體單向導通的氣體控制閥10還可以為溢流閥，溢流閥的進氣口連接溼度變送器3的出氣口，所述溢流閥的出氣口為被測氣體排氣口。上述裝置中的流量計7、流量調節閥8、溼度變送器3的安裝順序可以隨意搭配。上述技術方案中，它還包括盒體和能在盒體內活動連接的抽屜體，單片機5、顯示器6、截止閥1、減壓閥2、流量計7、流量調節閥8、溼度變送器3和控制氣體單向導通的氣體控制閥10均設置於抽屜體上。所述截止閥1的出氣口和減壓閥2的進氣口之間連接有壓力表9，該壓力表9為高壓壓力表。減壓閥2的出氣口和流量計7的進氣口之間連接有壓力表9，該壓力表9為低壓壓力表。上述兩個壓力表9用以顯示被測氣體減壓前後的高低氣壓值。上述技術方案中，露點儀的供電電壓是220士20V、50Hz，內部裝有電源模塊，向單片機5、液晶顯示屏、溼度變送器3供電。本實用新型的工作過程為被測氣體經進氣管進入露點儀，經減壓閥2 二次減壓成壓力為一個大氣壓的氣體。氣體繼續前行，經流量調節閥8調節後，在流量計7管路中顯示流量為1 1.5升/分。氣體繼續前行，進入到溼度變送器3中，溼度變送器3根據溼度值輸出相應的電流值，經單片機5處理後在液晶顯示屏上顯示露點值。氣體繼續前行，經氣體控制閥後到達排氣管排出。有進氣時，氣體控制閥自動打開，無進氣時，氣體控制閥自動關閉。露點儀外殼上安裝有電源開關，內部裝有功率電源模塊，向溼度變送器、單片機、液晶顯示屏供電。本實用新型還包括盒體和抽屜體，抽屜體可沿盒體內壁滑道滑行，兩者可用4顆螺釘固定。 本說明書未作詳細描述的內容屬於本領域專業技術人員公知的現有技術。
權利要求1.一種智能化高精度阻容式露點儀，其特徵在於它包括單片機(5)、顯示器(6)、截止閥(1)、減壓閥O)、溼度變送器(3)和控制氣體單向導通的氣體控制閥(10)，其中，所述截止閥(1)的進氣口連接被測氣體進氣口，所述控制氣體單向導通的氣體控制閥(10)的出氣口為被測氣體排氣口，所述截止閥(1)的出氣口和控制氣體單向導通的氣體控制閥(10)的進氣口之間的氣路上串聯減壓閥( 和溼度變送器(3)，所述溼度變送器C3)的信號輸出端連接單片機(5)的信號輸入端，單片機(5)的信號輸出端連接顯示器(6)。
2.根據權利要求1所述智能化高精度阻容式露點儀，其特徵在於它還包括流量計(7) 和流量調節閥(8)，所述截止閥(1)的出氣口和控制氣體單向導通的氣體控制閥(10)的進氣口之間的氣路上串聯減壓閥O)、流量計(7)、流量調節閥(8)和溼度變送器(3)。
3.根據權利要求2所述智能化高精度阻容式露點儀，其特徵在於所述截止閥(1)的出氣口連接減壓閥O)的進氣口，減壓閥O)的出氣口連接流量計(7)的進氣口，流量計 (7)的出氣口連接流量調節閥⑶的進氣口，流量調節閥⑶的出氣口連接溼度變送器⑶ 的進氣口，溼度變送器(3)的出氣口連接控制氣體單向導通的氣體控制閥(10)的進氣口。
4.根據權利要求3所述智能化高精度阻容式露點儀，其特徵在於所述控制氣體單向導通的氣體控制閥(10)為氣動閥G)，所述氣動閥的進氣口連接溼度變送器(3)的出氣口，氣動閥(4)的出氣口為被測氣體排氣口，所述氣動閥(4)的控制端接入截止閥(1)的出氣口和氣動閥⑷的進氣口之間的氣路中。
5.根據權利要求3所述智能化高精度阻容式露點儀，其特徵在於所述控制氣體單向導通的氣體控制閥(10)為電磁閥，所述電磁閥的進氣口連接溼度變送器(3)的出氣口，電磁閥的出氣口為被測氣體排氣口，所述電磁閥的控制端連接控制電源。
6.根據權利要求3所述智能化高精度阻容式露點儀，其特徵在於所述控制氣體單向導通的氣體控制閥(10)為單向閥，所述單向閥的進氣口連接溼度變送器(3)的出氣口，所述單向閥的出氣口為被測氣體排氣口。
7.根據權利要求3所述智能化高精度阻容式露點儀，其特徵在於所述控制氣體單向導通的氣體控制閥(10)為溢流閥，所述溢流閥的進氣口連接溼度變送器(3)的出氣口，所述溢流閥的出氣口為被測氣體排氣口。
8.根據權利要求2所述智能化高精度阻容式露點儀，其特徵在於它還包括盒體和能在盒體內活動連接的抽屜體，所述單片機(5)、顯示器(6)、截止閥(1)、減壓閥O)、流量計 (7)、流量調節閥(8)、溼度變送器C3)和控制氣體單向導通的氣體控制閥(10)均設置於抽屜體上。
9.根據權利要求3所述智能化高精度阻容式露點儀，其特徵在於所述截止閥(1)的出氣口和減壓閥⑵的進氣口之間連接有壓力表(9)。
10.根據權利要求3所述智能化高精度阻容式露點儀，其特徵在於所述減壓閥(2)的出氣口和流量計(7)的進氣口之間連接有壓力表(9)。
專利摘要本實用新型公開一種智能化高精度阻容式露點儀，它的截止閥的進氣口連接被測氣體進氣口，控制氣體單向導通的氣體控制閥的出氣口為被測氣體排氣口，截止閥的出氣口和控制氣體單向導通的氣體控制閥的進氣口之間的氣路上串聯減壓閥和溼度變送器，溼度變送器的信號輸出端連接單片機的信號輸入端，單片機的信號輸出端連接顯示器。使得可接受的被測氣體的壓力範圍寬，測量的精度高，露點檢測範圍廣，耗氣量小，露點測量平衡時間短，所需功率小，體積小，重量輕，安裝方便，使用安全可靠，使用維護簡單。另外，通過設置控制氣體單向導通的氣體控制閥能防止外界氣體經排氣管進入露點儀、影響露點儀的測量精度。
文檔編號G01N25/66GK202149889SQ20112025502
公開日2012年2月22日 申請日期2011年7月19日 優先權日2011年7月19日
發明者吳鋼, 李光華, 李雁飛, 陳金增, 龍滿林 申請人:中國人民解放軍海軍工程大學