一种由液体加热和恒温的温湿度检定箱制造技术

一种由液体加热和恒温的温湿度检定箱，它包括位于温湿度检定箱箱体内的液体恒温装置、风道和工作腔室，液体恒温装置中的恒温液体经位于液体恒温装置和风道之间的金属板与风道内的空气进行热交换，风道是由金属板与保温棉层构成的狭窄通道，风道的两端分别连接工作腔室的两端连通，工作腔室和风道之间还设有用于驱动气体循环的风机。工作腔室底部与风道下部连通处设有加湿器和除湿器。本发明专利技术在5℃～50℃范围内温度能够达到±0.01℃和0.02℃的水平；在40％RH～90％RH的湿度分别能够达到±0.2％RH和0.3％RH的水平；风速不大于0.2m/s，因此它特别满足JJG205—2005机械式温湿度计检定规程的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种由液体加热和恒温的温湿度检定箱
本专利技术涉及一种温湿度计、温湿度记录仪检定或校准用的设备，尤其涉及一种由液体加热和恒温的温湿度检定箱。
技术介绍
温湿度计、温湿度记录仪在检定或校准时，需要与标准器一起同时放置在一个稳定和均匀的温湿度环境中进行比较测量。温湿度标准检定箱的作用，正是产生这样一种稳定和均匀的温湿度场。这种将被检仪器与标准器进行比较的检定或校准的方式，温湿度场的稳定性和均匀性就直接影响了检定或校准的结果。因此，努力提高温湿度标准检定箱的稳定性和均匀性，对减小检定或校准的不确定度具有实际意义。按照JJG205—2005机械式温湿度计检定规程对温湿度标准检定箱的要求，箱内的风速不大于0.2m/s，在5℃～50℃的温度范围内，温度稳定性不大于±0.2℃，温度均匀性不大于0.3℃，在40％RH～90％RH(温度20℃时)的湿度范围内，湿度稳定性不大于±0.8％RH，湿度均匀性不大于1.0％RH。目前用于温湿度计、温湿度记录仪检定或校准的温湿度标准检定箱，在5℃～50℃的温度范围内，温度的稳定性和均匀性，能够达到±0.2℃和0.3℃；湿度的稳定性和均匀性，在40％RH～90％RH(温度20℃时)的湿度范围内，比较勉强能达到±0.8％RH和1.0％RH；而风速则还没有能够达到小于0.2m/s，且工作空间各个位置的风速不均匀，差别很大，各个位置的风速一般都在0.5m/s以上，最大的达到了2m/s以上。无论是双温法、干湿气流混合法，还是加湿去湿等方法制作的温湿度标准检定箱，均采用风机对工作空间的空气进行搅拌，以获得工作空间温湿度场的稳定和均匀。这种采用风机搅拌的方法就很难获得风速的稳定和均匀，也不能获得小的风速。目前加湿去湿方法制作的温湿度标准检定箱的设计结构如图2所示，它包括温湿度检定箱箱体1以及位于温湿度检定箱箱体1内侧壁上的保温层2，温湿度检定箱箱体1内设有风向调节板3、风机5、风道隔板3、加热元件7、风道8、制冷器9和加湿器10，其中风机5由位于温湿度检定箱箱体1外的风机驱动电机5驱动，并且还显示了温湿度检定箱的工作原理；它在工作空间的后部设置一个风道8，风道8内安装加热元件7、制冷器9(兼作除湿器，冷凝除湿)、加湿器10。空气在风道8内经加热元件7、制冷器9的直接加热和冷却，经加湿器10加湿，风道8上部安装的风机5强制将空气循环至工作空间，空气再经工作空间底部回流到风道8内形成循环。上述设计结构的主要缺点可归纳为：(1)加热元件的加热面积较小，空气与加热面的热交换不充分，在风道内流动的空气，有相当部分没有与加热元件的加热面直接接触，这就造成了有部分空气被直接加热，有部分空气没有被直接加热；与之类似，制冷器的制冷面积也较小，会造成相同的问题；(2)对加热元件的控制，是一种间断式的通电控制，即加热元件不是一个温度稳定的热源，这就造成了空气时而被加热，时而没有被加热；(3)使用风机强制空气循环，基于空气的流动特性，就不可能获得稳定和均匀的风速；(4)由于这种工作原理，风速直接影响空气的热交换，一般需要较大的风速加速空气与加热元件之间和空气与空气之间的热交换，这样才能获得相对稳定和均匀的温度控制，因此也就不可能使用较小的搅拌风速，否则温湿度的稳定性和均匀性达不到要求。温湿度标准检定箱中的湿度用相对湿度表示,相对湿度的定义，是与湿空气的温度条件相对应的，空气中所含水气相同的条件下，空气温度不同，则空气的相对湿度不同。研究表明，水气在空气中的分布是均匀的，相对湿度不稳定性和不均匀性主要是由于温度的不稳定和不均匀引起。提高空气湿度的稳定性和均匀性实质上主要是提高空气温度的稳定性和均匀性。因此，提高温湿度标准检定箱湿度的稳定性和均匀性，需要从提高空气温度稳定性和均匀性着手。导热性差和热容量小是空气的固有特性，与之相反，导热性好和热容量大是液体的固有特性。使用图2所示结构制作的温湿度标准检定箱，即使用加热元件、制冷器直接对空气加热和冷却，通过使用风机搅拌使空气流动，这样得到的空气温度的稳定性和均匀性在5℃～50℃温度范围内，一般只能达到±0.2℃和0.3℃。使用加热元件、制冷器直接对液体加热和冷却，通过搅拌使液体流动，这样设计制作的液体恒温槽，得到的液体温度的稳定性和均匀性，在5℃～50℃温度范围内，很容易达到±0.01℃和0.02℃的水平，比目前的温湿度标准检定箱高出几个数量级以上。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种由液体加热和恒温的温湿度检定箱，它的温度和湿度具有非常好的稳定性和均匀性，其风速小于0.2m/s。本专利技术解决了目前温湿度标准检定箱采用加热元件、制冷器直接对空气加热和冷却，不能获得良好的稳定性和均匀性问题，采用风机直接搅拌空气不能获得小风速问题，本专利技术采取的技术方案是：(1)使用液体恒温槽中温度稳定的液体对空气进行加热和恒温，解决加热元件不是一个温度稳定的热源问题；(2)使用一块大面积的金属板充当热交换板,金属板一个面由液体恒温槽中的液体恒温，另一个面对空气进行加热和恒温，解决加热元件的加热面积较小，空气与加热面的热交换不充分问题；(3)使用一种风机驱动空气循环，风机出气口为一圆形管道，在圆形管道内产生一股气流；(4)工作空间上部和下部设计成漏斗状，上部漏斗状的作用是促使空气均匀扩散，下部漏斗状的作用是促使空气均匀回收；(5)风机所连接的圆形管道出气口安装一个球状微孔金属材料球，这样空气就会被减速和向四周扩散；(6)接着在球状微孔金属材料球下方安装一块微孔金属材料板，这样空气进一步被减速和均匀地垂直向下流向工作空间，这样就解决了获得小风速问题和风速均匀问题；(7)设备工作空间下部同样安装一块微孔金属材料板，这样促使空气均匀地垂直向下流动，接着被工作空间下部的漏斗状结构均匀回收至调节风道内；(8)风道采用收窄设计，约只有目前风道的1/10，这样有利于空气与恒温金属板进行充分的热交换；(9)与采用加热元件、制冷器直接对空气加热、冷却和恒温，需要较大的风速才能获得空气温湿度的相对稳定和均匀不同，恰恰相反，由于采用了大面积的恒温金属板对空气加热和恒温，以及风道采用收窄设计，这时空气缓慢流过风道，更有利于空气与恒温金属板进行充分的热交换。因此相反，本专利技术的结构使小风速能获得更好的温湿度稳定性和均匀性。本专利技术的具体结构是，它包括温湿度检定箱箱体以及填充在温湿度检定箱箱体内侧壁上的保温棉层，其特征在于，它还包括位于温湿度检定箱箱体内的液体恒温装置、风道和工作腔室，所述液体恒温装置中的恒温液体经位于液体恒温装置和风道之间的金属板与风道内的空气进行热交换，所述风道是由金属板与保温棉层构成的狭窄通道，风道的两端分别连接工作腔室的两端连通，工作腔室和风道之间还设有用于驱动气体循环的风机。所述工作腔室底部与风道下部连通处设有用于调节气体温度和湿度的加湿器和除湿器。所述风机的外周为保温棉层，这保证了来自风道气体的热量不损失，保证气体温度的均匀性；所述风机与固定在温湿度检定箱箱体外的第一驱动电机传动连接。所述风道的上端与风机的进气口连通，所述风机的出气口与位于工作腔室内的具有球状微孔结构的金属球通过圆形管道连通；所述金属板的上端与温湿度检定箱箱体内壁的连接处设有用于密封液体恒温槽内液体密封胶。所述液体恒温装置包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由液体加热和恒温的温湿度检定箱，它包括温湿度检定箱箱体(109)以及填充在温湿度检定箱箱体(109)内侧壁上的保温棉层(105)，其特征在于，它还包括位于温湿度检定箱箱体(109)内的液体恒温装置、风道(119)和工作腔室(104)，所述液体恒温装置中的恒温液体经位于液体恒温装置和风道(119)之间的金属板(120)与风道(119)内的空气进行热交换，所述风道(119)是由金属板(120)与保温棉层(105)构成的狭窄通道，风道(119)的两端分别连接工作腔室(104)的两端连通，工作腔室(104)和风道(119)之间还设有用于驱动气体循环的风机(108)。

【技术特征摘要】
1.一种由液体加热和恒温的温湿度检定箱，它包括温湿度检定箱箱体(109)以及填充在温湿度检定箱箱体(109)内侧壁上的保温棉层(105)，其特征在于，它还包括位于温湿度检定箱箱体(109)内的液体恒温装置、风道(119)和工作腔室(104)，所述液体恒温装置中的恒温液体经位于液体恒温装置和风道(119)之间的金属板(120)与风道(119)内的空气进行热交换，所述风道(119)是由金属板(120)与保温棉层(105)构成的狭窄通道，风道(119)的两端分别连接工作腔室(104)的两端连通，工作腔室(104)和风道(119)之间还设有用于驱动气体循环的风机(108)；所述风机(108)的出气口(110)与位于工作腔室(104)内的具有球状微孔结构的金属球(112)通过圆形管道连通；所述工作腔室(104)的顶部为倒立漏斗结构，工作腔室(104)的底部为漏斗结构，所述具有球状微孔结构的金属球(112)位于工作腔室(104)的倒立漏斗结构顶部，具有球状微孔结构的金属球(112)与圆形管道的连通处设有尖端指向具有球状微孔结构的金属球(112)球心的锥形孔；紧靠具有球状微孔结构的金属球(112)正下方的工作腔室(104)内固定有上微孔金属材料板(106)；所述工作腔室(104)内紧靠底部漏斗结构的正上方固定有下微孔金属材料板(101)。2.如权利要求1所述的由液体加热和恒温的温湿度检定箱，其特征在于，所述工...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍伟雄，
申请(专利权)人：广州赛宝计量检测中心服务有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44