自動記錄式通風乾溼溫度裝置的製作方法

2023-11-11 00:23:07 2

專利名稱：自動記錄式通風乾溼溫度裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種自動記錄式通風乾溼溫度裝置，尤其是一種適應用於監測生
態環境溫溼度的微變化狀態的自動記錄式乾濕溫度裝置。
二背景技術：
幹球溫度、溼球溫度和相對溼度是農業生態環境的重要因子，準確及時地記錄這 些溫溼度參數，對以後研究環境的變化對農業生態的影響是一個很重要的依據，因此記錄 這些溫溼度參數的裝置是十分重要。在現有的記錄這些溫溼度參數的方法， 一種是使用人 工實時觀測記錄，這種方法不僅費時、費力、低效，而且也達不到及時記錄保存微變動狀態 過程的數值，尤其是容易丟失極限值；另外一種方法是使用如阿斯曼通風乾溼表等裝置進 行觀測，由於無法轉換成數位訊號而不能通過數據採集記錄處理器記錄，也達不到及時記 錄保存微變動狀態過程的數值，也容易丟失極限值；同時由於其測頭較大、靈敏度低，通常 反應速度以分鐘計算，滯後性特別明顯，很難捕捉瞬間變化的溫溼度情況，尤其是極限值很 容易丟失，幹球溫度、溼球溫度和相對溼度的極限值是研究環境的變化對農業生態的影響 重要的數據。
三
發明內容為了克服上述技術缺點，本實用新型的目的是提供一種自動記錄式通風乾溼溫度 裝置，不容易丟失極限值，能及時記錄保存微變動狀態過程的數值。 為達到上述目的，本實用新型採取的技術方案是包含有保溼裝置、風道管、隔板、 風扇、熱電偶溼球、熱電偶溫差溼球、熱電偶溫差幹球、熱電偶幹球，保溼紗布、數字採集記 錄處理器和恆溫器；風道管設置有測量埠和排風埠並測量埠設置為開口向下且排風 埠的開口設置為與測量埠的開口設置為呈小於90°的夾角，在風道管的排風埠部位 設置有風扇，風道管的測量埠被隔板設置為分離成測量腔I和測量腔II，熱電偶溼球和 熱電偶溫差溼球設置在風道管的測量腔I中，熱電偶溫差幹球和熱電偶幹球設置在風道管 的測量腔II中，熱電偶溫差溼球的康銅電極輸出端設置為與熱電偶溫差幹球的康銅電極 輸出端連接並熱電偶溫差溼球和熱電偶溫差幹球的銅電極輸出端設置為與數字採集記錄 處理器的入口端連接，熱電偶溼球和熱電偶幹球的銅和康銅電極兩輸出端分別與其參考端 連接後再設置為與數字採集記錄處理器的入口端連接，熱電偶溼球和熱電偶幹球的參考端 設置在恆溫器中，保溼紗布的一端設置在保溼裝置，保溼紗布的另一端設置為與熱電偶溼 球和熱電偶溫差溼球可拆卸式聯接。 熱電偶溼球、熱電偶溫差溼球、熱電偶溫差幹球和熱電偶幹球在風道管的測量端 口接受空氣中的溫度變化信號，並把溫度變化信號傳輸到數字採集記錄處理器中，由數字 採集記錄處理器記錄保存幹球溫度和溼球溫度，通過戈夫-格雷奇(Goff-Gratch)飽和水 汽壓計算公式通過計算機計算出相對溼度並記錄保存，由於採用了數字採集記錄處理器和 高靈敏度熱電偶，因此不容易丟失極限值，能及時記錄保存微變動狀態過程的數值。[0006] 本實用新型設計了，保溼裝置包含有大貯水器、掛鈎、調節閥和小貯水器；大貯水
器的上端側面上設置有加水和氣體平衡口 ，大貯水器的上端面上設置有與其固定聯接的掛 鉤，大貯水器設置為通過水管與小貯水器串通聯接，在大貯水器與小貯水器之間的水管上 設置有調節閥並調節閥設置為與水管串通聯接，小貯水器上端面上的兩側設置有開口並一 個開口設置為通過水管與大貯水器聯接且另一個開口中設置有保溼紗布。由於大貯水器的 儲存水量大，可以長時間使保溼紗布保持溼潤。 本實用新型設計了 ，數字採集記錄處理器和恆溫器設置為一體式聯接。提高了數 字採集記錄處理器和恆溫器的靈敏度和精度。 本實用新型設計了，風道管的測量埠的風速設置為大於3米/秒。更準確地反 映環境溫度的變化。 本實用新型設計了，數字採集記錄處理器設置有U盤和通訊外接口。提高了極限 值的採集準確率和數據處理功能。 本實用新型設計了，恆溫器設置為冰點恆溫器。使數據直觀和計算更簡單準確。 本實用新型設計了 ，熱電偶溼球、熱電偶溫差溼球、熱電偶溫差幹球和熱電偶幹球
設置為銅-康銅電極。熱電線性好，靈敏度高，提高了極限值的採集準確率。 本實用新型設計了 ，熱電偶溼球、熱電偶溫差溼球、熱電偶溫差幹球和熱電偶幹球
的測頭設置為直徑為0. 1-0. 5mm、不加保護管的裸測頭。時間常數最小，能瞬間反應溫度的
變化，靈敏度極高。 本實用新型設計了 ，風道管的測量埠和排風埠的聯接部位設置為小於90 °彎 管。可以減小雨水進入風道且使進入風道的少量雨水及時從排風埠排出，防止損壞風扇 和進入支風道的測溫點；風道管的外表面設置有金屬質防輻射膜，有效避免太陽輻射造成 的測量誤差。 根據戈夫-格雷奇(Goff-Gratch)飽和水汽壓計算公式為 U = e/ew(t2) X100 (1.1) e = ew(t2)-AP(t「t》 (1.2) lgew(t2) = 10. 79574(l-T乂T)-5. 0281g(T/T》+l. 504X 10—4[1-10—8 2969(T/T1—"]+0. 4 2873X 10—3[104.76955(1—誦-1]+0. 78614 (1. 3) 式中，U相對溼度:幹球溫度；t2 :溼球溫度；1\ :水的三相點溫度(273. 16K);
T :絕對溫度(K) ;A :乾濕表係數(溼球未結冰時A = 0. 667X 10—3°C —1 ;溼球結冰時A = 0. 588X 10—3°C —0 ;P :本地氣壓(mb)。可知在幹球溫度和溼球溫度已知的情況下，可以通過
計算而得出相對溼度。 現有的相對溼度觀察記錄方法主要由人工定時進行觀察和記錄，由於本實用新型
設計了熱電偶溼球、熱電偶溫差溼球、熱電偶溫差幹球、熱電偶幹球和數字採集記錄處理 器，不但使幹球溫度和溼球溫度能自動記錄和保存，而且通過數字採集記錄處理器，實現了 對相對溼度的數據自動計算、記錄和保存，使本實用新型具有了只進行幹球溫度和溼球溫 度測量、就可記錄保存幹球溫度、溼球溫度和相對溼度的特點。 另外已知溼球溫度和幹球溫差可查溼度速查表或用快速簡易速算表查相對溼度。四
附圖為本實用新型示意圖。
五具體實施方式附圖為本實用新型的一個實施例，結合附圖具體說明本實施例，包含有大貯水器l、 掛鈎2 、調節閥5 、小貯水器6 、風道管16 、隔板14、風扇17 、網罩8 、熱電偶溼球9 、熱電偶溫差溼 球10、熱電偶溫差幹球11、熱電偶幹球12，保溼紗布7、數字採集記錄處理器24和恆溫器23 ; 在本實施例中，大貯水器1、掛鈎2、調節閥5和小貯水器6組成了保溼裝置，大貯水器1的上 端側面上設置有加水和氣體平衡口 ，大貯水器1的上端面上設置有與其固定聯接的掛鈎2，大 貯水器1設置為通過水管與小貯水器6串通聯接，在大貯水器1與小貯水器6之間的水管上 設置有調節閥5並調節閥5設置為與水管串通聯接，小貯水器6上端面上的兩側設置有開口 並一個開口設置為通過水管與大貯水器1聯接且另一個開口中設置有保溼紗布7 ;保溼紗布 7的另一端設置為與熱電偶溼球9和熱電偶溫差溼球10通過線繩紮緊式聯接；風道管16的 外表面設置有金屬質防輻射膜，風道管16設置有測量埠和排風埠並測量埠設置為開 口向下且排風埠的開口設置為與測量埠的開口設置為呈小於90°的夾角，風道管16的 測量埠和排風埠的聯接部位設置為小於90°彎管，風道管16上端面上設置有掛鈎2，在 風道管16的排風埠部位設置有風扇17，風道管16的測量埠被隔板14設置為分離成測 量腔I 13和測量腔I1 15，風道管16的測量埠的端面上設置有與風道管16固定聯接的網 罩8，熱電偶溼球9和熱電偶溫差溼球10設置在風道管16的測量腔I 13中，熱電偶溫差幹 球11和熱電偶幹球12設置在風道管16的測量腔II 15中，熱電偶溫差溼球10的康銅電極 輸出端設置為與熱電偶溫差幹球11的康銅電極輸出端連接並熱電偶溫差溼球10和熱電偶溫 差幹球11的銅電極輸出端設置為與數字採集記錄處理器24的入口端連接，熱電偶溼球9和 熱電偶幹球12的銅和康銅電極兩輸出端分別與其參考端連接後再設置為與數字採集記錄處 理器24的入口端連接，熱電偶溼球9和熱電偶幹球12的參考端設置在恆溫器23中。在本實 施例中，風道管16排風埠的開口設置為與測量埠的開口設置為呈85° 熱電偶溼球9、熱電偶溫差溼球10、熱電偶溫差幹球11和熱電偶幹球12在風道 管16的測量埠接受空氣中的溫度變化信號，並把溫度變化信號傳輸到數字採集記錄處 理器24中，由數字採集記錄處理器24記錄保存幹球溫度和溼球溫度，通過戈夫_格雷奇 (Goff-Gratch)飽和水汽壓計算公式通過計算機算出相對溼度並記錄保存。 在本實施例中，數字採集記錄處理器24和恆溫器23設置為一體式聯接。 風道管16的測量埠的風速設置為大於3米/秒；在風扇17的作用下，使風道管 16的測量埠的空氣產生流動，在本實施例中，風扇17設置為袖珍型軸流風機。 數字採集記錄處理器24設置有U盤和通訊外接口，在本實施例中，數字採集記錄 處理器24的選型是微伏級數字多點測溫儀。 在本實施例中，恆溫器23設置為冰點恆溫器。 在本實施例中，熱電偶溼球9、熱電偶溫差溼球10、熱電偶溫差幹球11和熱電偶幹 球12設置為銅-康銅電極。 在本實施例中，熱電偶溼球9、熱電偶溫差溼球10、熱電偶溫差幹球11和熱電偶幹 球12的測頭設置為直徑為0. 5mm、不加保護管的裸測頭。[0030] 在使用本實施時，由於數字採集記錄處理器24和恆溫器23設置為一體式聯接；可 在其上部加裝防風雨保護設施，或把其整體設置在室內，提高了數字採集記錄處理器24和 恆溫器23的靈敏度和精度。由於風扇17設置為袖珍型軸流風機，風道管16的測量埠的 風速大於3米/秒，使風道管16的測量埠有穩定的大於3米/秒風速，更準確地反應環境 溫度的變化。由於恆溫器23設置為冰點恆溫器；這樣熱電偶測頭測得的乾濕球溫度不需再 減去參考端溫度，使計算更簡單準確。由於數字採集記錄處理器24設置有U盤和通訊外接 口河以連續採集時間間隔為1 2秒的溫度和溫差信號，提高了極限值的採集準確率，通 過軟體分析對所採集的信號進行記錄、轉換、計算等各種數據處理，存儲量可達數天至數個 月。並可通過接口把存儲的數據複製或轉移到上位機進一步進行存儲處理。由於熱電偶溼 球9、熱電偶溫差溼球10、熱電偶溫差幹球ll和熱電偶幹球12設置為銅-康銅電極；其側頭 直徑為lmm左右時間常數控制在l秒左右，完全能快速捕捉環境溫溼度的微變過程，提高了 極限值的採集準確率。由於保溼紗布7設置為脫脂紗布；材料取用更方便。由於設計了掛鈎
2;掛接更方便。由於設計了網罩8;防止了外來物對熱電偶的損害。由於設計了風道管16
的測量埠和排風埠的聯接部位設置為小於90°彎管式，排風埠向下稍有傾斜，風扇 17裝置在排風埠裡，離開出風口一段距離，這種結構可以減小雨水進入風道且使進入風 道的少量雨水及時從排風埠排出，防止損壞風扇17和進入支風道的測溫點；風道管16的 外表面設置有金屬質防輻射膜，有效避免太陽輻射造成的測量誤差。由於熱電偶溼球9、熱 電偶溫差溼球10、熱電偶溫差幹球11和熱電偶幹球12的側頭設置為直徑為0. 1-0. 5mm、不 加保護管的裸測頭；由於熱電偶設置在風道管16中，起到了對熱電偶的測頭的保護作用， 因而在使用裸測頭時，使本實施例的時間常數最小，能瞬間反應溫度的變化，靈敏度極高。 在本實用新型的第二個實施例中，風道管16排風埠的開口設置為與測量埠 的開口設置為呈65° ，熱電偶溼球9、熱電偶溫差溼球10、熱電偶溫差幹球11和熱電偶幹球 12的側頭設置為直徑為0. lmm、不加保護管的裸測頭。 在本實用新型的第三個實施例中，風道管16排風埠的開口設置為與測量埠 的開口設置為呈85° ，熱電偶溼球9、熱電偶溫差溼球10、熱電偶溫差幹球11和熱電偶幹球 12的側頭設置為直徑為0. 37mm、不加保護管的裸測頭。 在進行本實用新型的試驗驗證時，使用了經過山東省計量科學研究院標定的溫度 計和阿斯曼通風乾溼表為基準，發現熱電偶溼球9、熱電偶溫差溼球10、熱電偶溫差幹球11 和熱電偶幹球12的測頭直徑的大小對溫度和相對溼度的精確度起到了很重要的作用，經 過多次試驗，發現在測頭的直徑在O. 1 0. 5mm範圍內時間常數小於l秒，能準確反映溫度 的縮小變化，其中發現測頭的最佳直徑為0. 37mm。 在本實施例中，由於採用了數字採集記錄處理器24和熱電偶，使本實用新型具有 了一下特點 1 、通風乾溼表是用於空氣相對溼度檢測的大型和準確的氣象儀器。用銅_康銅熱 電偶作乾濕溫度傳感器組合，通過自動記錄和數據處理作為一種快速準確、連續自動監測 空氣的乾濕溫度、乾濕溫差和相對溼度的新型氣象儀器有突出特點，比阿斯曼通風乾溼表 等溼度檢測儀表有更廣泛的應用價值。 2、高靈敏度和快速反應特性環境中的空氣溫溼度是不斷變化的，有些環境的微 變過程是非常複雜的，一陣風、一片雲。人體靠近的冷熱物體擾動等都會引起環境的溫溼度變化。目前常規的接觸性溫溼度檢測儀器由於其測頭較大、靈敏度低，通常反應速度以分鐘 計算，滯後性特別明顯，很難捕捉瞬間變化的溫溼度情況，尤其是極限值很容易丟失。利用 銅-康銅熱電偶組合的溫度傳感器其測頭很小(lmm左右)時間常數控制在l秒左右，完全 能快速捕捉環境溫溼度的微變過程，這是目前水銀溫度計和熱電阻類、熱敏電阻類等溫度 傳感器達不到的。 3、乾濕溫度溫差和相對溼度多種參數顯示一般的乾濕溫度表只顯示乾濕溫度
值，自記型銅-康銅熱電偶通風乾溼表在數據處理器上至少顯示乾濕球溫度、乾濕溫差和
相對溼度四個參數。其中乾濕溫差有兩個來源， 一個是直接測得的， 一個是通過幹球溫度和
溼球溫度計算得來，兩者可互相驗證和校正，提高了測量結果的準確性。 4、通風裝置輕便容易掛裝、防風雨、防輻射、防蟲蛾，適於野外使用自記型熱電偶
通風乾溼溫度表通風裝置採用全塑料質彎管設計形式，輕便易於整體吊裝，對安裝部位沒
有特殊要求。風機嵌入風道內不怕風雨，電動風機風速標定在3米/秒以上。風道風機出
風口端向下傾斜，使雨水無法進入風道內部及溫度傳感器組合測點部位，保證乾濕球測量
準確。風道通體都用金屬質防輻射材料貼面，避免了太陽輻射對測量結果的影響。風道的
進風支管口設置了不鏽鋼絲網，可防止蟲蛾進入和管口汙物堵塞。風道整體在野外長年安
全使用，不需增設保護設施。 5、自動供水長期無人值守一般的乾濕溫度表需經常加水以保證溼球測點的溼潤 狀態。自記型銅_康銅熱電偶通風乾溼表設置有大小貯水器和調節管閥實現自動供水，能 在數天至數月時間內維持水分自動供應，做到較長時間的無人值守自動運行狀態。 6、記錄儀器高精度高靈敏度具有數據處理的功能最適於環境動態和微變過程監
測採用微伏級信號採集記錄和處理裝置，銅-康銅熱電偶的測溫精確度可達o. rc，分辨
率0.05t:。多點採樣l秒內完成，最適於動態微變過程的監測。溫度、溫差和相對溼度等參 數自動記錄、轉換和計算可以由數字、曲線、棒圖等多種形式顯示。數據可經由U盤和接口 通訊，轉存到上位機進行更多計算和處理。 7、自記型銅-康銅熱電偶通風乾溼表適於監測空氣乾濕球溫度和相對溼度，野外 觀測不需增設保護性設施，一次安置常年使用。可用於生態環境、多種小氣候、樹冠微氣候 動態和微變過程測檢。用於冷庫、氣調庫等貯藏保鮮設施內的溫溼度動態監測為貯藏保鮮 原理研究和工藝參數的準確控制，提供詳細數據，作用頗大。 在自動記錄式通風乾溼溫度裝置技術領域內，凡是包含有風道管16設置有測量 埠和排風埠並測量埠設置為開口向下且排風埠的開口設置為與測量埠的開口 設置為呈小於90°的夾角、在風道管16的排風埠部位設置有風扇17、風道管16的測量 埠被隔板14設置為分離成測量腔I 13和測量腔I1 15、熱電偶溼球9和熱電偶溫差溼球 10設置在風道管16的測量腔I 13中、熱電偶溫差幹球11和熱電偶幹球12設置在風道管 16的測量腔II 15中、熱電偶溫差溼球10的康銅電極輸出端設置為與熱電偶溫差幹球11 的康銅電極輸出端連接並熱電偶溫差溼球IO和熱電偶溫差幹球11的銅電極輸出端設置為 與數字採集記錄處理器24的入口端連接、熱電偶溼球9和熱電偶幹球12的銅和康銅電極 兩輸出端分別與其參考端連接後再設置為與數字採集記錄處理器24的入口端連接、熱電 偶溼球9和熱電偶幹球12的參考端設置在恆溫器23中的技術內容都在本實用新型的保護 範圍內。
權利要求一種自動記錄式通風乾溼溫度裝置；其特徵是包含有保溼裝置、風道(16)、隔板(14)、風扇(17)、熱電偶溼球(9)、熱電偶溫差溼球(10)、熱電偶溫差幹球(11)、熱電偶幹球(12)、保溼紗布(7)、數字採集記錄處理器(24)和恆溫器(23)；風道管(16)設置有測量埠和排風埠並測量埠設置為開口向下且排風埠的開口設置為與測量埠的開口設置為呈小於90°的夾角，在風道管(16)的排風埠部位設置有風扇(17)，風道管(16)的測量埠被隔板(14)設置為分離成測量腔I(13)和測量腔II(15)，熱電偶溼球(9)和熱電偶溫差溼球(10)設置在風道管(16)的測量腔I(13)中，熱電偶溫差幹球(11)和熱電偶幹球(12)設置在風道管(16)的測量腔II(15)中，熱電偶溫差溼球(10)的康銅電極輸出端設置為與熱電偶溫差幹球(11)的康銅電極輸出端連接並熱電偶溫差溼球(10)和熱電偶溫差幹球(11)的銅電極輸出端設置為與數字採集記錄處理器(24)的入口端連接，熱電偶溼球(9)和熱電偶幹球(12)的銅和康銅電極兩輸出端分別與其參考端連接後再設置為與數字採集記錄處理器(24)的入口端連接，熱電偶溼球(9)和熱電偶幹球(12)的參考端設置在恆溫器(23)中，保溼紗布(7)的一端設置在保溼裝置，保溼紗布(7)的另一端設置為與熱電偶溼球(9)和熱電偶溫差溼球(10)可拆卸式聯接。
2. 根據權利要求1所述的自動記錄式通風乾溼溫度裝置；其特徵是保溼裝置包含有 大貯水器(D、掛鈎(2)、調節閥(5)和小貯水器(6);大貯水器(1)的上端側面上設置有加 水和氣體平衡口，大貯水器(1)的上端面上設置有與其固定聯接的掛鈎(2)，大貯水器(1) 設置為通過水管與小貯水器(6)串通聯接，在大貯水器(1)與小貯水器(6)之間的水管上 設置有調節閥(5)並調節閥(5)設置為與水管串通聯接，小貯水器(6)上端面上的兩側設 置有開口並一個開口設置為通過水管與大貯水器(1)聯接且另一個開口中設置有保溼紗 布(7)。
3. 根據權利要求2所述的自動記錄式通風乾溼溫度裝置；其特徵是數字採集記錄處 理器(24)和恆溫器(23)設置為一體式聯接。
4. 根據權利要求1所述的自動記錄式通風乾溼溫度裝置；其特徵是數字採集記錄處 理器(24)設置有U盤和通訊外接口 。
5. 根據權利要求1所述的自動記錄式通風乾溼溫度裝置；其特徵是恆溫器(23)設置為冰點恆溫器。
6. 根據權利要求1所述的自動記錄式通風乾溼溫度裝置；其特徵是熱電偶溼球(9)、熱電偶溫差溼球ao)、熱電偶溫差幹球ai)和熱電偶幹球(12)設置為銅-康銅電極。
7. 根據權利要求1所述的自動記錄式通風乾溼溫度裝置；其特徵是熱電偶溼球(9)、熱電偶溫差溼球ao)、熱電偶溫差幹球ai)和熱電偶幹球(12)的測頭設置為直徑為0. 1-0. 5mm、不加保護管的裸測頭。
8. 根據權利要求1所述的自動記錄式通風乾溼溫度裝置；其特徵是風道管(16)的測 量埠和排風埠的聯接部位設置為<90°角彎管，風道管(16)的外表面設置有金屬質 防輻射膜。
9. 根據權利要求1所述的自動記錄式通風乾溼溫度裝置；其特徵是風道管(16)的測 量埠的風速設置為大於3米/秒。
專利摘要一種自動記錄式通風乾溼溫度裝置，包含有保溼裝置、風道(16)、隔板(14)、風扇(17)、熱電偶溼球(9)、熱電偶溫差溼球(10)、熱電偶溫差幹球(11)、熱電偶幹球(12)、保溼紗布(7)、數字採集記錄處理器(24)和恆溫器(23)；風道管(16)的測量埠被隔板(14)設置為分離成測量腔I(13)和測量腔II(15)，熱電偶溼球(9)和熱電偶溫差溼球(10)設置在風道管(16)的測量腔I(13)中，熱電偶溫差幹球(11)和熱電偶幹球(12)設置在風道管(16)的測量腔II(15)中，熱電偶溫差溼球(10)和熱電偶溫差幹球(11)的銅電極輸出端、熱電偶溼球(9)和熱電偶幹球(12)的銅和康銅電極兩輸出端設置為與數字採集記錄處理器(24)的入口端連接。因此不容易丟失極限值，能及時記錄保存微變動狀態過程的數值。
文檔編號G01K7/02GK201488833SQ20092022490
公開日2010年5月26日 申請日期2009年8月14日 優先權日2009年8月14日
發明者於蘭嶺, 劉曉輝, 王淑貞, 趙峰, 魯墨森, 魯寧琳 申請人:山東省果樹研究所