基於滲透法的溼度發生裝置及其工作方法與流程

2023-10-08 07:57:09

本發明涉及一種用於測地的基於滲透法的溼度發生裝置及其工作方法，屬於環境測量領域。

背景技術：

溼度影響著自然界的物理、化學和生過程溼度影響著自然界的物理、化學和生過程，溼度也，溼度也，溼度也影響氣體的熱、電光和傳影響氣體的熱、電光和傳影響氣體的熱、電光和傳影響氣體的熱、電光和傳影響氣體的熱、電光和傳影響氣體的熱、電光和傳影響氣體的熱、電光和傳影響氣體的熱、電光和傳遞方面的特性。在有些場所，溼度。在有些場所，溼度。在有些場所，溼度。在有些場所，溼度。在有些場所，溼度還影響固體和液材料中的水分含量，從而引起材料的尺寸變化，甚至腐蝕材料。隨著石油化工、電子力冶金以及超低溫等尖端隨著石油化工、電子力冶金以及超低溫等尖端科學技術的快速發展，溼度測量與控制日益受到人們重視科學技術的快速發展，溼度測量與控制日益受到人們重視。因此，溼度測量方法的研究具有重要的理論意義和實際應用價值。溼度的測量與控制，在國民經濟建設中具有重要意義。因為溼度影響著自然界的物理、化學和生物過程；影響氣體的多個方面的特性，包括熱、電、光和傳遞過程；還會影響材料中的水分含量，導致材料的尺寸發生變化，此外溼度還能引起金屬的腐蝕，甚至能決定生物的生死存亡等等。溼度的測量與控制還廣泛應用於航空、航天、倉儲、氣象、電力、石油化工、半導體製造、原子能、微電子、超高純氣體供給系統等領域。溼度測量已成為國際標準化組織和國際有關技術委員會關注的焦點。隨著社會發展，人們對於低溼測量提出了越來越高的需求，尤其在國防系統，為了保證科研、生產、使用及實驗工作正常進行，對溼度的測量與控制提出了更高的要求，好多單位均要求實行現場校準。因為現場校準，既避免了運輸過程中的損壞，又避免了因為現場環境與實驗室環境不同而產生的偏差。因此在低溼領域，開發適用於現場校準的標準溼度發生器是非常必要的。

技術實現要素：

鑑於上述現有技術的不足之處，本發明的目的在於提供一種基於滲透法的溼度發生裝置。

為了達到上述目的，本發明採取了以下技術方案：

一種基於滲透法的溼度發生裝置，包括氣源系統、恆溫箱系統、溫度控制系統以及數據採集與顯示系統，所述恆溫箱系統與溫度控制系統之間相互傳遞信號，所述氣源系統和所述溫度控制系統分別和數據採集與顯示系統連接，其中所述溫度控制系統由溫度控制器、加熱裝置、恆溫箱和溫度傳感器構成，所述氣源系統由空氣壓縮機、空氣乾燥機、浮子流量計和質量流量計構成，所述數據採集與顯示系統包括嵌入式一體化觸控螢幕。

優選的，上述發生裝置的工作過程是空氣經過氣源系統成為乾燥載氣，再通過恆溫箱系統形成低溼氣體。

優選的，上述恆溫箱系統向溫度控制系統發送溫度信號，溫度控制系統向數據採集與顯示系統發送溫度信號。

優選的，上述溫度控制系統向恆溫箱系統反饋控制信號，所述氣源系統向數據採集與顯示系統發送流量信號。

優選的，上述數據採集與顯示系統向用戶輸出溼度信息、滲透率信息、溫度信息和流量信息。

相較於現有技術，本發明提供的基於滲透法的溼度發生裝置，布局合理、實用輕便，體積小巧，可靠性高，便於攜帶，可以製備不同露點的高純度低溼氣體，該裝置整體運行穩定，具有廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1為本發明基於滲透法的溼度發生裝置結構示意圖；

圖2為本發明溫度控制系統原理示意圖；

圖3為本發明數據採集與顯示系統原理示意圖。

附圖標記：1-氣源系統；2-恆溫箱系統；3-溫度控制系統；4-數據採集與顯示系統；5-溫度控制器；6-加熱裝置；7-恆溫箱；8-溫度傳感器。

具體實施方式

本發明提供一種基於滲透法的溼度發生裝置，為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖並舉實施例對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

如圖1所示，本發明提供的基於滲透法的溼度發生裝置，包括氣源系統1、恆溫箱系統2、溫度控制系統3以及數據採集與顯示系統4，恆溫箱系統2與溫度控制系統3之間相互傳遞信號，氣源系統1和溫度控制系統3分別和數據採集與顯示系統4連接，其中溫度控制系統3由溫度控制器5、加熱裝置6、恆溫箱7和溫度傳感器8構成，氣源系統1由空氣壓縮機、空氣乾燥機、浮子流量計和質量流量計構成，數據採集與顯示系統4包括嵌入式一體化觸控螢幕。

本發明的工作原理是：發生裝置的工作過程是空氣經過氣源系統1成為乾燥載氣，再通過恆溫箱系統2形成低溼氣體。恆溫箱系統2向溫度控制系統3發送溫度信號，溫度控制系統3向數據採集與顯示系統4發送溫度信號。溫度控制系統3向恆溫箱系統2反饋控制信號，氣源系統1向數據採集與顯示系統4發送流量信號。數據採集與顯示系統4向用戶輸出溼度信息、滲透率信息、溫度信息和流量信息。

本發明的主體設計為：溼度發生裝置產生一定溼度的氣體，首先需要高純度的乾燥載氣。乾燥載氣的作用是在滲透室和滲透管產生的水蒸氣充分混合，作為水蒸氣的載體。在本發明中，採用一臺無油空氣壓縮機和一臺空氣乾燥機來製備乾燥載氣。無油空氣壓縮機從周圍環境中吸收空氣，經過壓縮給氣體加壓同時去油。去油的目的是為了後續在乾燥機中達到最佳乾燥效果。經過空氣壓縮機的氣體具有了一定的壓力和流速，之後進入空氣乾燥機。在設計方案中，最終輸出低溼氣體中的含水量應該是全部由滲透管產生的，這樣可以根據滲透管的材料、形狀、溫度計算出滲透率，從而能夠產生符合要求的低溼氣體。所以要求水蒸氣的載體的含水量極其低，達到可以忽略的程度。經過空氣乾燥機後，氣體進入恆溫箱中的滲透室，與水蒸氣混合。為了達到調節流量的目的，在空氣壓縮機和空氣乾燥機之間接有一個浮子流量計；在空氣乾燥機和恆溫箱之間接有一個質量流量計。浮子流量計的作用是粗測流量，對精度要求不高，但由於空氣壓縮機輸出的氣體具有較大的壓力，因而在強度方面要求浮子流量計能夠承受較大的壓力。質量流量計的作用是精測流量，乾燥載氣的流量和滲透管的滲透率共同決定了最終輸出氣體的溼度，所以對質量流量計的要求是精度高，穩定性好。

本發明的恆溫箱系統2的滲透管的工作環境應該是在一個溫度恆定的環境中，能夠製備三種不同溼度的低溼氣體，所以在結構上要有三個互相隔離的滲透室。這三個滲透室的分布應當是對稱的，這樣有利於熱量的均勻分布，同時在選材上要選擇合適的材料，做到既有利於熱量傳導，又能夠減輕重量。另外需要注意的是，滲透室兩端的閥門必須同步切換，這樣才能保證不同溼度的氣體不會相互幹擾。

本發明為了使恆溫箱系統2的溫度保持在某一個範圍內，必須有一套完整可靠的溫度控制系統3。溫度控制系統3控制效果的好與壞直接決定了整個產品最後的品質，因此可以說溫度控制系統是一個極其關鍵的部分。一個完整的控制系統包括控制器、傳感器、執行器、控制對象，如圖2所示。在本系統中，控制器是溫度控制器5，傳感器是熱電偶，執行器是電磁繼電器和加熱棒，控制對象就是恆溫箱7。熱電偶能夠把測量的溫度信號轉變為電壓信號送到溫度控制器，溫度控制器5的設定值為100℃，通過比較設定值和測量值之間的差值，按照控制策略給出一個控制輸出信號送到執行器。電磁繼電器根據接收到的信號改變佔空比，從而改變經過加熱棒的電流的持續時間，進而改變加熱棒最終的加熱效果。

為了使工作人員能夠全面直觀的了解溼度發生器的工作狀態，需要有一個友好的人機互動界面。在本設備中，質量流量計能夠把採集到的流量信息輸送到一體化嵌入式觸控螢幕，根據輸入的流量信息，就能夠計算出此時的溼度並以絕對溼度、相對溼度、露點等不同的形式顯示出來。同時該系統還具有數據記錄功能，使工作人員能夠方便的記錄，查閱歷史溼度信息，如圖3所示。

本發明提供的基於滲透法的溼度發生裝置，布局合理、實用輕便，體積小巧，可靠性高，便於攜帶，可以製備不同露點的高純度低溼氣體，該裝置整體運行穩定，具有廣闊的應用前景。

可以理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應屬於本發明所附的權利要求的保護範圍。