[發明專利]一種氣體含濕量的壓縮露點測量裝置及方法

有效

• 申請號: 202110639097.0
• 申請日: 2021-06-08
• 公開（公告）號: CN113092530B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 劉偉;周禹軍;秦躍平;張鳳杰;褚翔宇;徐浩;毋凡;趙政舵;梁書菲;陳偉
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G01N25/66
• 分類號: G01N25/66;G01N19/10
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成;劉素霞

1.一種氣體含濕量的壓縮露點測量裝置，其特征在于，包括：

氣缸，所述氣缸為圓筒形的密閉容器；

活塞，設于所述氣缸內，所述氣缸內部對應活塞的一側為待測氣體的測量區，驅動所述活塞向所述測量區移動，對所述測量區內的待測氣體進行壓縮；

通氣管，設于所述氣缸的相對于所述活塞的一端，與所述氣缸內連通，用于對所述測量區排氣或者進氣；

光源檢測機構，包括光源和感光器，所述光源設置于氣缸的側部并正對所述測量區，所述感光器與所述光源相對于所述氣缸對稱分布，所述感光器用于接收來自于所述光源的、穿過所述測量區的光線；

壓力傳感器，設于所述測量區內壁，用于檢測氣缸內待測氣體的壓力；

控制系統，控制系統與所述壓力傳感器、所述光源以及所述感光器通訊連接。

2.根據權利要求1所述的氣體含濕量的壓縮露點測量裝置，其特征在于，在所述通氣管上設有截止閥。

3.根據權利要求2所述的氣體含濕量的壓縮露點測量裝置，其特征在于，在所述氣缸內設有溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述控制系統通訊連接。

4.根據權利要求3所述的氣體含濕量的壓縮露點測量裝置，其特征在于，所述活塞上設有活塞桿，所述活塞桿沿所述氣缸軸向伸出，并在伸出部分設有推動手柄。

5.根據權利要求1所述的氣體含濕量的壓縮露點測量裝置，其特征在于，所述活塞上設有活塞桿，所述活塞桿沿所述氣缸軸向伸出，所述活塞桿通過電機驅動，使所述活塞在氣缸內進行往復移動；

所述電機與所述控制系統通訊相連，所述控制系統控制所述電機的正轉或者倒轉以及電機的轉速。

6.根據權利要求5所述的氣體含濕量的壓縮露點測量裝置，其特征在于，在所述活塞桿與所述電機的輸出軸之間設有傳動機構，在所述活塞桿的伸出部分設有螺紋桿，傳動機構包括第一齒輪，所述第一齒輪與螺紋桿螺紋連接，第一齒輪通過電機控制轉動。

7.根據權利要求6所述的氣體含濕量的壓縮露點測量裝置，其特征在于，所述螺紋桿與所述活塞桿之間通過滾動軸承同軸連接。

8.根據權利要求7所述的氣體含濕量的壓縮露點測量裝置，其特征在于，第一齒輪與電機間通過第二齒輪傳動連接，第一齒輪為斜齒輪，第二齒輪為直齒輪，通過控制第一齒輪和第二齒輪之間的齒輪轉速比、電機的轉速控制活塞推進速度。

9.根據權利要求1所述的氣體含濕量的壓縮露點測量裝置，其特征在于，所述氣缸采用透明材質。

10.一種氣體含濕量的壓縮露點測量方法，其特征在于，通過權利要求4所述的測量裝置對氣體含濕量進行測量，包括以下步驟：

步驟S1，準備工作，

將氣體含濕量的壓縮露點測量裝置放置于待測氣體中，打開截止閥，拉動推動手柄，使待測氣體吸入氣缸的內部；

步驟S2，壓縮并檢測，

關閉截止閥，打開光源，通過移動活塞桿使活塞對氣缸內待測氣體進行壓縮，當氣缸內出現霧或者氣缸內壁出現露，氣體達到露點，感光器接收到的光照強度突然減少，此時感光器向控制系統發射信號，控制系統接收信號后控制壓力傳感器和溫度傳感器記錄氣缸內待測氣體的絕對壓力和溫度，同時，活塞停止推動壓縮氣體；

步驟S3，計算氣體含濕量，

根據步驟S2中記錄的露點時氣缸內待測氣體的絕對壓力和溫度，計算氣體含濕量，氣體含濕量計算公式如下：

式中：

d為待測氣體含濕量；

0.622為干空氣與水蒸氣的氣體常數之比；

p_s為露點所對應的水蒸氣分壓力；

p為氣缸內待測空氣的絕對壓力。

11.根據權利要求10所述的氣體含濕量的壓縮露點測量方法，其特征在于，在步驟S3中，露點所對應的水蒸氣分壓力p_s通過飽和濕空氣表查出。