[發明專利]一種超寬溫度下的水分測試標定裝置及方法

有效

• 申請號: 202010534773.3
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111765918B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 王文林;郭月華;劉長棟;龐健;張丹
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京長城航空測控技術研究所;中航高科智能測控有限公司
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00;G01N27/22
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發明屬于傳感器的測試技術領域，本發明涉及一種超寬溫度條件下的水分測試標定裝置及方法；包括質量流量控制器(2)、壓力測量裝置(3)、空氣干燥室(4)、預飽和水氣室(5)、溫度傳感器(6)、壓力衰減閥(7)、T型三通(8)、水分測量室(9)、熱交換器(11)、飽和水氣室(12)；本發明基于2路不同水分含量載體的特點，在恒溫浴環境中，實現水分在超寬溫度范圍內的任意配置，本發明可以在(?90?100)℃溫度范圍內產生恒定的水分環境；不確定度低。

技術領域

本發明屬于傳感器的測試技術領域，本發明涉及一種超寬溫度條件下的水分測試標定裝置及方法，可用于探空儀、油液水分傳感器、濕度傳感器的測試標定。

背景技術

基于高分子薄膜電容機理的水分(或空氣濕度類)傳感器廣泛應用，常用于探空儀、空氣濕度、油液水分檢測等領域。水分的環境載體，可以為氫氣、氮氣、天然氣、空氣、礦物質油液等，為便于機理描述，本發明描述的水分載體為空氣(此時等同于空氣濕度)，其他載體條件下的水分合成，只需要更換水分載體類型，本發明結構，支持更換不同載體類型。

目前可用于測試標定水分的裝置，難以實現寬溫度范圍和高精度的測量。例如：國產JKZ1檢測箱，提供溫度(5-40)℃。國產濕度發生器UCE-10，溫度范圍(5-50)℃。恒溫恒濕箱KMH-408L，可以提供(-72-180)℃溫度范圍，但是穩定度差±2％RH，范圍小(20％-98％)RH(受溫度影響)，濕度范圍控制性差。

專利CN103591976A發明的濕度傳感器標定箱，用濕度源產生濕度，由于濕度源的結冰問題，這種條件下的濕度源一般不能用于低溫環境下。

發明內容：

本發明目的：為解決上述技術問題，本發明提供了一種超寬溫度下的水分測試標定裝置及方法。

本發明技術方案：一種超寬溫度下的水分測試標定裝置，包括質量流量控制器2、壓力測量裝置3、空氣干燥室4、預飽和水氣室5、溫度傳感器6、壓力衰減閥7、T型三通8、水分測量室9、熱交換器11、飽和水氣室12，干燥空氣1分兩部分經質量流量控制器2進入裝置：其中，第1部分進入空氣干燥室4用來獲得水分接近零的無水空氣，第2部分進入預飽和水氣室5用來獲得經初步溫度和水分處理獲取的預飽和水氣；預飽和水氣經飽和水氣室12處理后經壓力衰減閥7、T型三通8與無水空氣混合后進入測量室9。

所述預飽和水分室5和飽和水氣室12、空氣干燥室4和熱交換器11、壓力衰減閥7和質量流量控制器2、水分測試室9、壓力測量裝置3和溫度傳感器6使用前要分別進行密封測試。

所述干燥空氣1與預飽和水氣室5中的冰/水混合物表面直接接觸，保證進入飽和水氣室12的空氣溫度稍高于恒溫浴內的溫度。

所述預飽和水氣與無水空氣混合后進入測量室9之前，需通過熱交換器11將混合空氣溫度降至測量溫度。

所述熱交換器11浸沒在乙醇浴的恒溫槽內。

所述熱交換器11出氣管內的空氣溫度與來自飽和水氣室12的空氣溫度以及恒溫浴槽內的乙醇溫度保持均衡一致。

所述壓力衰減閥7帶有面密封，與飽和水氣室12連接的連接孔直徑為1mm±0.1mm，壓差為20hPa。

所述質量流量控制器2控制空氣流體的混合比例。

所述水分測量室9有兩部分組成：一部分為被測傳感器油液水分、探空儀、濕度傳感器提供測量腔體，另外一部分是被測傳感器電子器件腔體；這兩部分通過單項密封從內部分離開，保證水分測量室9多余的空氣經過出氣口10單向排出。

測試方法：具體步驟如下：

1)調節預測試標定水分的目標溫度，調節恒溫設備，使溫度傳感器6達到需要的目標溫度；

2)待溫度傳感器6溫度穩定后，干燥空氣1輸入到水分測試標定裝置中；