[發明專利]一種室內相對濕度在線監測系統及濕度計算方法

有效

• 申請號: 201310253330.7
• 申請日: 2013-06-24
• 公開（公告）號: CN103336052A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 沈國清;安連鎖;劉偉龍;張世平;高憲波
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G01N29/024
• 分類號: G01N29/024
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 陳波

1.一種室內相對濕度在線監測系統，其特征在于，所述系統包括兩個聲學測量裝置、信號調理器、功率放大器、數據采集卡、聲卡和主控機；所述聲學測量裝置包括電動揚聲器、傳聲器、溫度傳感器、壓力傳感器和接線盒；

其中，所述功率放大器、傳聲器、溫度傳感器和壓力傳感器分別和接線盒的輸入端連接；所述接線盒的輸出端分別與所述信號調理器和電動揚聲器連接；所述信號調理器、數據采集卡和主控機順次連接；所述功率放大器、聲卡和主控機順次連接；

所述電動揚聲器用于發出聲音信號；所述傳聲器用于將聲音信號轉換為電壓信號；所述溫度傳感器用于檢測室內溫度；所述壓力傳感器用于檢測室內壓力；所述信號調理器用于對接收到的信號進行信號調理；所述數據采集卡用于采集用于將采集到的信號轉換為數字信號并發送給主控機；所述功率放大器用于對聲卡產生的聲音信號進行放大。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述兩個聲學測量裝置安裝于室內相對墻體同一截面上的相對位置；其中一個聲學測量裝置作為聲音產生裝置，另一個聲學測量裝置作為聲音接收裝置。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述傳聲器通過電纜與所述信號調理器連接。

4.一種室內相對濕度計算方法，其特征在于，所述方法具體包括以下步驟：

步驟1：根據含濕量公式和氣/液兩相流中聲速的表達式得到室內相對濕度的計算公式；

步驟2：采用時延算法來得出兩個傳聲器之間的聲波傳播時間τ；

步驟3：由于兩個傳聲器之間的距離固定并已知，計算出聲波在兩個傳聲器之間的聲波傳播速度c；

步驟4：將步驟3得到的聲波傳播速度c，根據壓力傳感器測得的壓力P和溫度傳感器測得的溫度T，以及通過主控機內得出室內的空氣密度ρ₁、水蒸汽的密度ρ₂和壓力P_S代入室內相對濕度的計算公式的系數表達式中，從而得出室內相對濕度公式中的計算系數A、B和C，進而通過室內相對濕度公式計算出室內相對濕度。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述室內相對濕度的計算公式：

其中，系數A、B、C均為相對濕度的計算系數；系數的表達式是：

A=155500Ps2ρ1c(ρ1ρ2c2+ρ2CRc2-ρ12c12-ρ1ρ2c12-2ρ1ρ2CRc12)]]>

-25000ρ13ρ2Ps2(c2+c2CR-c12-CRc12)]]>

+96721Ps2c2(-ρ2CRc2+ρ12c12+ρ1ρ2CRc12);]]>

B=50000ρ13ρ2PsP(c+CRc2-c12-CRc12)+155500ρ1PsPc(-ρ1ρ2c2]]>

-ρ2CRc2+ρ12c12+2ρ1ρ2CRc12);]]>

C=250000ρ13ρ2P2(c12-CRc2-ρ1c2+ρ1CRc12);]]>

其中，c為介質中聲波的傳播速度，單位：米/秒；ρ₁為空氣的密度，單位：千克/立方米；ρ₂為水蒸氣的密度，千克/立方米；C_R為附加質量系數；P_S為同溫同壓下的飽和濕蒸汽中水蒸氣飽和分壓力，單位：帕斯卡；P為壓力傳感器測得的壓力；T是由溫度傳感器測得的溫度，單位：攝氏度；為室內相對濕度；其中γ為氣體的絕熱指數；R為氣體摩爾質量。