[發明專利]一種快速營造極低露點空氣環境的裝置及方法

在審

• 申請號: 202010019895.9
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111023335A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 顏承初;曾瑞璇;蔡浩
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: F24F3/14
• 分類號: F24F3/14;F24F3/16;F24F11/89;F24F110/70;F24F110/65
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本發明公開了一種快速營造極低露點空氣環境的裝置及方法。主要由真空抽氣泵、鼓風機、空氣組分混合箱、截止閥、光聲光譜多氣體分析儀、PID控制器、水蒸氣添加設備以及連接以上裝置的管路、電路和閥門組成。本發明的特征在于采用真空泵預先抽真空后，再按所需要的空氣組分的比例充入氮氣和氧氣，開啟鼓風機后等待氣體分析儀顯示其中的水蒸氣含量后，通過PID控制器控制水蒸氣添加設備往空氣組分混合箱加入水蒸氣，以營造需要的環境。本發明方法與現有技術方法相比，無需復雜的除濕技術就可以成功營造需要的環境。有效降低了營造極端低濕環境的成本。

技術領域

本發明涉及深度除濕和人工環境營造領域，具體來說，涉及一種快速營造極低露點空氣環境的裝置及方法。

背景技術

對于一些需要極端干燥空氣環境的場合，一般需要將環境中的水蒸氣通過除濕技術進行消除，直到達到要求的參數。現階段一般有冷凍除濕、轉輪除濕、溶液除濕等方法，但是溶液除濕與冷凍除濕只有在加壓的條件下，才可將要處理空氣的露點降低至-20℃左右，氯化鋰轉輪除濕機的出風露點也僅在-40℃左右。要將出風露點降至-40℃以下，則需要采用硅膠以及分子篩轉輪除濕的手段。這種除濕方式需要大量的再生熱，且單臺設備能夠處理的干燥空氣量小。所以，對于一些需要極低露點環境的應用場合來說，采用直接除濕的方法難以達到-40℃以下的露點溫度要求，且除濕時間較長、成本較高，難以滿足有較大用氣需求的應用場合。

發明內容

本發明的主要目的在于提出一種快速營造極低露點空氣環境的裝置及方法，旨在解決現有技術中在營造極端干燥環境時，無法將水蒸氣濃度處理到所要求的濃度的問題，即無法將露點溫度調節在極低露點溫度的問題。例如要求營造環境的水蒸氣的要求濃度為2ppm，二氧化碳要求濃度為10ppm，現有的除濕設備以及除二氧化碳設備，均無法達到上述水平。為實現上述目的，本發明提供以下技術方案：

所述用于快速營造極低露點空氣環境的裝置包括空氣組分混合箱、空氣攪拌器、水蒸氣添加設備、真空抽氣泵、氣體分析儀、PID控制器、鼓風機，環境營造室，所述真空抽氣泵用于環境營造之前的抽真空工作，所述PID控制器以控制水蒸氣添加設備的水蒸氣添加量，所述氣體分析儀用于測量裝置內的各氣體組分濃度，所述鼓風機用于使整個裝置的空氣順暢流通，所述空氣組分混合箱用于進行空氣組分的混合，所述環境營造室用于營造要求的環境。

優選地，所述氣體分析儀設置于環境營造室出風口處，用于檢測由所述環境營造室中水蒸氣濃度。

優選地，所述PID控制器用于接收所述氣體分析儀測得的濃度數據，并與初始的設定濃度值進行比較，進而調整所述自動水蒸氣噴嘴和自動二氧化碳噴嘴的開度。

優選地，所述水蒸氣添加設備，用于往所述空氣組分混合箱中加入水蒸氣。

優選地，所述空氣組分混合箱用于進行空氣組分的混合過程，通過送風管將混合后的人造空氣送入所述環境營造室。

另一方面，本發明的主要目的在于提出一種快速營造極低露點空氣環境的裝置及方法，包括：

第一步：先用所述真空抽氣泵將裝置內的空氣全部抽出。

第二步：通過所述空氣組分混合箱中灌入空氣比例的氮氣與氧氣。

第三步：開啟風扇將氧氣與氮氣充分混合。

第四步：開啟鼓風機，所述氣體分析儀設置于環境營造室出風口處，檢測由所述環境營造室中流出的水蒸氣濃度。

第五步：所述PID控制器接收所述氣體分析儀測得的濃度數據，并與初始的設定濃度值進行比較，進而調整所述自動水蒸氣及自動二氧化碳噴嘴的開度，一段時間后使所述環境營造室內的各氣體組分濃度達到要求水平。

本發明實施例的裝置及方法能夠快速營造出露點溫度為-80℃以上的干燥空氣環境。該裝置能夠大大減少環境營造時間以及人工成本。

附圖說明