[發(fā)明專利]一種測(cè)量與控制露點(diǎn)溫度的裝置及其實(shí)現(xiàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610041926.4
• 申請(qǐng)日: 2016-01-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105651811B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳颯;張倩;葉建華;陳亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N25/66
• 分類號(hào): G01N25/66;G05D22/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及一種測(cè)量與控制露點(diǎn)溫度的裝置及其實(shí)現(xiàn)方法，包括主控制器、傳感器模塊、觸摸屏、加濕模塊、制冷控制電路、壓縮機(jī)和加熱器及其控制電路；所述傳感器模塊包括溫濕度傳感器和A/D轉(zhuǎn)換器；一種測(cè)量與控制露點(diǎn)溫度的實(shí)現(xiàn)方法，其包括測(cè)量露點(diǎn)溫度的方法和以露點(diǎn)溫度為控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)方法；包括以下步驟：采集步驟，計(jì)算露點(diǎn)溫度步驟，計(jì)算露點(diǎn)溫度的誤差，計(jì)算PI控制器的輸出，計(jì)算濕度執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)間；本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是露點(diǎn)溫度測(cè)量精度較高，解決了濕度設(shè)定值為露點(diǎn)溫度時(shí)需要將相對(duì)濕度轉(zhuǎn)換為露點(diǎn)溫度時(shí)影響測(cè)量精度的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種在濕度試驗(yàn)中測(cè)量露點(diǎn)溫度和以露點(diǎn)溫度為控制對(duì)象的裝置及其實(shí)現(xiàn)方法，適用于濕度環(huán)境試驗(yàn)中，屬于可靠性與環(huán)境工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)

當(dāng)空氣中的水汽含量不變且氣壓一定時(shí),通過(guò)降低氣溫,使空氣中的水汽達(dá)到飽和時(shí)的溫度稱為露點(diǎn)溫度(T_d)，簡(jiǎn)稱露點(diǎn)。在氣壓一定時(shí)，露點(diǎn)的高低只與空氣中水汽含量有關(guān)，水汽含量愈多，露點(diǎn)愈高，因此露點(diǎn)也是反映空氣濕度的重要物理量。而露點(diǎn)溫度并不便于直接測(cè)量。而且，在氣候環(huán)境的濕度試驗(yàn)箱大多是以相對(duì)濕度(RH)來(lái)表示的，還沒(méi)有用露點(diǎn)溫度(T_d)作為控制目標(biāo)來(lái)表明濕度的，而有一些國(guó)軍標(biāo)和航天產(chǎn)品對(duì)濕度試驗(yàn)是以露點(diǎn)溫度為參數(shù)的。現(xiàn)在還沒(méi)有把露點(diǎn)溫度作為控制對(duì)象應(yīng)用到濕度試驗(yàn)中。另外，目前一些測(cè)量得到的露點(diǎn)溫度誤差較大，不適合將這個(gè)結(jié)果應(yīng)用到試驗(yàn)中作為控制對(duì)象的。

在計(jì)算露點(diǎn)溫度時(shí)，飽和水汽壓是一個(gè)很重要的物理量，戈夫-格雷奇(Goff-Gratch)方程是氣象界計(jì)算飽和水汽壓的權(quán)威性方程。我國(guó)氣象濕度查算表就是根據(jù)戈氏方程計(jì)算編寫(xiě)的。不過(guò)由于其方程形式復(fù)雜，計(jì)算煩瑣，而且有不可逆性，即若已知水汽壓，難以從戈夫-格雷奇方程逆算求溫度值，為在控制器中進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)算帶來(lái)一定難度。

有關(guān)名詞解釋：

飽和水汽壓：飽和水汽壓或稱最大水汽壓是描述水面、冰面上大氣水汽狀況的一個(gè)特殊氣象術(shù)語(yǔ)。在某一給定溫度下，只有在水汽壓恰好處在某一溫度值時(shí)，水與水汽或冰與水汽問(wèn)的蒸發(fā)與凝結(jié)過(guò)程才能夠保持動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。當(dāng)空氣中存在這樣的平衡水汽壓體系時(shí)，稱為飽和此時(shí)大氣中的水汽壓力為飽和水汽壓。相對(duì)濕度：是指空氣中水汽壓與此溫度下飽和水汽壓的百分比。

干濕球溫度計(jì)：由兩支相同的溫度計(jì)組成，其中一支溫度計(jì)感溫端套上浸濕的紗布，稱為濕球溫度計(jì)；另一支稱為干球溫度計(jì)，測(cè)量的是環(huán)境中的溫度。通常環(huán)境中濕度是不飽和的，濕球紗布上的水會(huì)蒸發(fā)吸熱熱量，因此濕球溫度計(jì)測(cè)量出的溫度要低于干球溫度計(jì)測(cè)量的溫度數(shù)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)以上問(wèn)題而提供了一種進(jìn)行濕度試驗(yàn)時(shí)可以運(yùn)用在控制器上計(jì)算露點(diǎn)溫度的方法和以露點(diǎn)溫度為控制對(duì)象的試驗(yàn)裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案：

一種測(cè)量與控制露點(diǎn)溫度的裝置，其特征在于它包括主控制器、傳感器模塊、觸摸屏、加濕模塊、制冷控制電路、壓縮機(jī)和加熱器及其控制電路；

所述傳感器模塊包括溫濕度傳感器和A/D轉(zhuǎn)換器；所述溫濕度傳感器經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器接到主控制器模擬量擴(kuò)展端口；所述觸摸屏通過(guò)通訊端口與主控制器雙向連接；

所述主控制器的第一輸出端接所述加濕模塊的輸入端，所述主控制器的第二輸出端經(jīng)制冷控制電路接壓縮機(jī)，所述主控制器的第三輸出端接加熱器及控制電路。

本發(fā)明的有益效果為：

原來(lái)計(jì)算飽和水氣壓的戈夫-格雷奇(Goff-Gratch)公式運(yùn)算煩瑣，不利于運(yùn)用在微控制器上；本發(fā)明所采用的計(jì)算公式，便于在控制器上運(yùn)算，克服了原來(lái)用戈夫-格雷奇(Goff-Gratch)公式計(jì)算飽和水汽壓運(yùn)算煩瑣，也保證了所得露點(diǎn)溫度的精度和可靠性；采用本發(fā)明中測(cè)量露點(diǎn)溫度的方法解決了在濕度試驗(yàn)箱的主控制器上運(yùn)算不方便的問(wèn)題。