[發(fā)明專利]水飽和蒸汽法相對濕度發(fā)生裝置及其濕度算法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310529646.4
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN103537208A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張守明
• 申請（專利權(quán)）人: 張守明
• 主分類號: B01F3/02
• 分類號: B01F3/02;B01F15/00;G01N33/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生;郭華俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水飽和蒸汽法相對濕度發(fā)生裝置及其濕度算法。

背景技術(shù)

很多需要濕度控制的領(lǐng)域?qū)τ跐穸榷夹枰獙嵤┍O(jiān)控，因此，濕度計和濕度傳感器被廣泛應(yīng)用。它們的準確與否直接關(guān)系到監(jiān)控的有效性，用于濕度計和濕度傳感器量值傳遞的標準是這種監(jiān)控有效性的重要保障。

目前，無論在我國和國際上，濕度標準器具所采用的技術(shù)方案主要是通過控制工作空間的溫度并利用加濕器加濕、再利用標準的濕度傳感器進行監(jiān)控測量來反饋控制加濕器的加濕量從而得到標準濕度環(huán)境，用于量值傳遞。由于采用這種方式難以準確控制加濕量，其實時性較差，系統(tǒng)的穩(wěn)定時間較長，尤其是要實現(xiàn)多溫度點，多濕度點的測量往往需要很長時間。而且較好的裝置都價格昂貴。

事實上，濕度主要表達空氣中所含水分的濃度，因此完全可以采用干燥空氣和水汽直接進行濃度配制來得到濕度氣體，由于沒有適當?shù)呐錃夥椒ǖ仁侄危阅壳斑€沒有這種直接配制濕度氣體的裝置。本發(fā)明就是采用配氣方式，在恒溫裝置的配合下實現(xiàn)多溫度點，多濕度點的濕度標準氣體的配制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為避免上述已有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種水飽和蒸汽法相對濕度發(fā)生裝置及其濕度算法，以能夠獲得多溫度點、多濕度點的濕度標準氣體供使用。

本發(fā)明提供了一種水飽和蒸汽法相對濕度發(fā)生裝置及其濕度算法。

水飽和蒸汽法相對濕度發(fā)生裝置，其結(jié)構(gòu)特點是，包括氣源、減壓閥、質(zhì)量流量控制器、輸入氣管、輸出氣管、水蒸氣發(fā)生液罐、氣體混合螺旋彎管、電磁閥和恒溫控制箱；

所述質(zhì)量流量控制器包括第一質(zhì)量流量控制器和第二質(zhì)量流量控制器；所述電磁閥包括第一電磁閥、第二電磁閥和第三電磁閥；所述恒溫控制箱包括第一恒溫控制箱、第二恒溫控制箱和第三恒溫控制箱；

所述第一恒溫控制箱包括第一氣體恒溫銅質(zhì)彎管和第一恒溫工作腔；所述第二恒溫控制箱包括第二氣體恒溫銅質(zhì)彎管和第二恒溫工作腔；所述第三恒溫控制箱包括第三氣體恒溫銅質(zhì)彎管和第三恒溫工作腔；

所述氣源輸出的氣體經(jīng)減壓閥分為兩路輸出：第一路氣體依次通過第一質(zhì)量流量控制器、輸入氣管、水蒸氣發(fā)生液罐、輸出氣管和氣體混合螺旋彎管輸出；第二路氣體依次通過第二質(zhì)量流量控制器和氣體混合螺旋彎管輸出；

氣體混合螺旋彎管輸出的一定濕度氣體可供第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥分別選擇使用；

當?shù)谝浑姶砰y接通后，氣體經(jīng)過第一電磁閥依次進入第一恒溫控制箱的第一氣體恒溫銅質(zhì)彎管和第一恒溫工作腔；

當?shù)诙姶砰y接通后，氣體經(jīng)過第二電磁閥依次進入第二恒溫控制箱的第二氣體恒溫銅質(zhì)彎管和第二恒溫工作腔；

當?shù)谌姶砰y接通后，氣體經(jīng)過第三電磁閥依次進入第三恒溫控制箱的氣體恒溫銅質(zhì)彎管和恒溫工作腔。

本發(fā)明的水飽和蒸汽法相對濕度發(fā)生裝置的特點也在于：

所述水蒸氣發(fā)生液罐的頂蓋上裝有用于測量所述水蒸氣發(fā)生液罐內(nèi)溫度的溫度傳感器和用于測量所述水蒸氣發(fā)生液罐內(nèi)壓力的絕壓壓力傳感器

插入于所述水蒸氣發(fā)生液罐內(nèi)的輸入氣管的下端浸入在水蒸氣發(fā)生液罐內(nèi)的水體之內(nèi)，輸出氣管置于水蒸氣發(fā)生液罐的頂部；

所述水蒸氣發(fā)生液罐放置于恒溫控制箱內(nèi)。

所述質(zhì)量流量控制器的流量范圍是：0ml/min～500ml/min。

本發(fā)明還提供了一種所述的水飽和蒸汽法相對濕度發(fā)生裝置的濕度算法，其包括以下步驟：

步驟1：根據(jù)分壓定律計算飽和蒸汽中的含水量C₀：式中P(t)為溫度t下水飽和蒸汽的蒸汽壓，P為水蒸汽發(fā)生液罐上部氣體的絕對壓力；其中，所述蒸汽壓P(t)和所述絕對壓力P的單位均為Pa；

步驟2：對飽和蒸汽進行稀釋，計算稀釋后的含水量C₁（絕對濕度），其稀釋公式如下：式中：Q₁為載帶氣體的流量；Q₂為稀釋氣體的流量；為在載帶氣體Q₁作用下流出的飽和水汽的氣體流量；流量Q₁和流量Q₂的單位均為ml/min；

步驟3：根據(jù)P(t)計算標準大氣壓P₀下，tx溫度時的水汽含量（絕對濕度）C_tx：式中：P(tx)為溫度tx下水飽和蒸汽的蒸汽壓，P(tx)的單位為Pa；

步驟4：溫度tx下，計算相對濕度RH：其中溫度tx為水飽和蒸汽法相對濕度發(fā)生裝置的恒溫控制箱所設(shè)定控制的溫度。