一种自动化集成式空气湿度测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种自动化集成式空气湿度测量装置，包括：集成测量部分、数据处理部分及抽气管；集成测量部分包括主体支架、电磁铁、支撑圆盘、称重支架、固定框、悬臂梁式质量传感器、温度测量模块及吸湿模块；支撑圆盘可沿圆周旋转，且设有沿圆周阵列分布的第一放置孔；称重支架的一端固定于悬臂梁式质量传感器的测量端，另一端设有第二放置孔；待测吸湿模块通过固定框与抽气管的一端相连；数据处理部分包括抽气模块和交互模块，抽气模块与抽气管的另一端相连；集成测量部分和数据处理部分可部署于不同地点或组装为一个整体。本实用新型专利技术能够自动更换吸湿模块并实时在线测量待测吸湿模块的质量变化，以实现自动化免维护的测量。

An Automatic Integrated Air Humidity Measuring Device

The utility model discloses an automatic integrated air humidity measuring device, which comprises an integrated measuring part, a data processing part and a suction pipe; the integrated measuring part includes a main bracket, an electromagnet, a supporting disc, a weighing bracket, a fixing frame, a cantilever beam type mass sensor, a temperature measuring module and a moisture absorption module; The supporting disc can rotate around the circumference and is provided with a first placement hole distributed along the circumference array; one end of the weighing support is fixed at the measuring end of the cantilever beam mass sensor, and the other end is provided with a second placement hole; the moisture absorption module to be measured is connected with one end of the exhaust pipe through a fixed frame; and the data processing part includes the exhaust module and interaction. Module, the exhaust module is connected with the other end of the exhaust pipe; the integrated measurement part and the data processing part can be deployed in different locations or assembled as a whole. The utility model can automatically replace the moisture absorption module and real-time online measure the quality change of the moisture absorption module to be measured, so as to realize automatic maintenance-free measurement.

【技术实现步骤摘要】
一种自动化集成式空气湿度测量装置
本技术属于气象参数测量领域，更具体地，涉及一种自动化集成式空气湿度测量装置。
技术介绍
在气象监测、室外实验操作、高湿度区域作业等领域，空气湿度/水含量是一个重要的物理量，其常用相对湿度RH(RelativeHumidity)的方法表示，指空气中水汽压与相同温度下饱和水汽压的百分比。相对湿度的测量取决于若干环境因素，目前国内外常见的湿度测量方法包括：动态法(如双压法、双温法、分流法等)，静态法(如饱和盐法、硫酸法)，露点法，干湿球法、传感器法、光学法和增重法。其中仅有光学法和增重法能测量空气相对湿度大于100％情况下的空气湿度。光学法测量结果精确，但操作过于繁琐，且对实验条件要求较高，因此无法在室外恶劣环境下应用。现有的测量仪器众均无法有效测量过饱和状态下的空气湿度，对恶劣环境条件的适应性较差，因此无法对高湿度环境作业提供可靠并且有效的空气湿度数量指标；同时，便携式仪器大多为手持式在线测量，无法实现长时间免维护的空气湿度监测。此外，在专利“一种便携式空气水含量测量装置”(申请号：201711018460.7)中提到的基于传统增重法测量过饱和空气湿度的方法，吸湿模块完成吸湿增重后需要人工利用精密天平称重，其集成度低，时效性差，且单次测量只能安装单个吸湿模块，无法长期自动化免维护运行，由于测量步骤需要人工参与，因此也无法实现远程在线测量。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷和改进需求，本技术提供了一种自动化集成式空气湿度测量装置，其目的在于在高湿度甚至过饱和情况下准确测量空气水含量指标，并实现较长时间内免维护、自动化的空气湿度测量，由此解决现有的空气湿度测量装置适用湿度范围窄、在高湿度环境下可靠性差、无法长期自动测量室外空气湿度大小的问题。为实现上述目的，本技术提供了一种自动化集成式空气湿度测量装置，包括：集成测量部分、数据处理部分以及抽气管；集成测量部分包括：主体支架、电磁铁、支撑圆盘、称重支架、固定框、悬臂梁式质量传感器、温度测量模块以及多个吸湿模块；吸湿模块包括一个进气口和一个出气口，且内含吸湿材料；多个吸湿模块中，一个为待测吸湿模块，用于在装置工作时吸收待测区域空气中的水分；电磁铁的一端安装于支撑圆盘的圆心位置，且另一端安装于主体支架上，用于改变支撑圆盘的位置高度；支撑圆盘可沿圆周旋转，且其上设有沿圆周阵列分布的多个第一放置孔，用于放置吸湿模块并与电磁铁配合以通过旋转改变吸湿模块的位置，从而自动更换吸湿模块；悬臂梁式质量传感器的固定端安装于主体支架上；称重支架安装在支撑圆盘下方，其一端固定于悬臂梁式质量传感器的测量端，且另一端设有第二放置孔，用于承担待测吸湿模块的重量并实时在线测量待测吸湿模块的质量变化；固定框嵌套在第二放置孔中，且其底端从第二放置孔中引出，抽气管的一端固定于固定框的底端；待测吸湿模块的进气口与待测区域的空气接触，且出气口通过固定框与抽气管的一端相连，从而在装置工作时待测区域的空气流经待测吸湿模块，使得待测吸湿模块吸湿增重；温度测量模块安装在主体支架上最靠近待测吸湿模块进气口的位置，以准确测量待测区域的温度；数据处理部分包括抽气模块和交互模块；抽气模块与抽气管的另一端相连，用于抽气，以使得待测吸湿模块吸湿增重；数据处理部分接收来自集成测量部分的测量数据，并对测量数据进行处理，然后将处理结果通过交互模块予以显示并根据处理结果实时监测集成测量部分的运行状态。装置工作时，电磁铁释放，支撑圆盘处于低位，待测吸湿模块的全部重量由称重支架承担，其余吸湿模块的重量由支撑圆盘承担，从而实时在线测量待测吸湿模块的质量变化；更换吸湿模块时，电磁铁动作，提拉支撑圆盘使其处于高位，从而待测吸湿模块与称重支架脱离，所有吸湿模块的重量均由支撑圆盘承担，支撑圆盘转过一定的角度，使得下一个未使用的吸湿模块处于原待测吸湿模块的位置，然后电磁铁释放，支撑圆盘再次处于低位，新的待测吸湿模块的重量由称重支架承担，其余吸湿模块的重量由支撑圆盘承担。进一步地，集成测量部分和数据处理部分部署于不同的地点，且二者通过光纤以及配套的电光/光电转换模块实现通信连接，以实现对恶劣环境空气湿度的远程在线测量；或者集成测量部分和数据处理部分通过便携式箱体组装为一个整体，且二者通过信号线实现通信连接，以便于携带。更进一步地，集成测量部分和数据处理部分通过便携式箱体组装为一个整体时，二者用于实现通信连接的信号线带有屏蔽层，以避免信号干扰。更进一步地，集成测量部分和数据处理部分通过便携式箱体组装为一个整体时，集成测量部分和数据处理部分分别通过连接滑槽和便携式箱体连接。进一步地，吸湿模块还包括一个圆柱形罐体，吸湿材料内含于罐体中，罐体的顶端和底端分别安装带有支撑盘的密封盖，且进气口设置于顶端密封盖，出气口设置于底端密封盖；在罐体和两个密封盖之间均设置有自开合密封层；自开合密封层在抽气模块抽气时自行打开，并在抽气模块停止抽气时恢复原状，以保证气流仅在工作时间段内进入待测吸湿模块，从而避免造成测量偏差并延长吸湿模块的使用寿命。更进一步地，第一放置孔和第二放置孔的直径均大于吸湿模块罐体的直径且小于密封盖支撑盘的直径，以保证吸湿模块能够放置于第一放置孔和第二放置孔中。进一步地，本技术所提供的自动化集成式空气湿度测量装置还包括驱动电机和换向齿轮，并且支撑圆盘的底部边缘设置有换向齿；换向齿轮套在驱动电机的出轴上，且其半径小于支撑圆盘的半径，且换向齿轮的齿与支撑圆盘的换向齿相互咬合，由此缩小支撑圆盘的旋转角度分度值以便于精确定位。更进一步地，悬臂梁式质量传感器与支撑圆盘之间存在水平间隔，且换向齿轮的设置使得驱动电机与支撑圆盘之间存在水平间隔，从而电气部件与含水量测量部件分开布置；并且，在电气部件与含水量测量部件之间设置有密封隔板，以保障电气部件的绝缘安全；其中，电气部件包括驱动电机和悬臂梁式质量传感器，含水量测量部件包括支撑圆盘和吸湿模块。进一步地，本技术所提供的自动化集成式空气湿度测量装置还包括：橡胶圈和小型充气泵；橡胶圈嵌套在固定框中，且其上设有一个充气孔，充气孔从设置在固定框上的圆孔中引出并与小型充气泵相连；待测吸湿模块装入时，小型充气泵充气，使得橡胶圈膨胀从而待测吸湿模块的出气口与抽气管的一端密封相连；更换吸湿模块时，小型充气泵泄气，从而橡胶圈收缩，便于支撑圆盘将待测吸湿模块取出并旋转更换。更进一步地，小型充气泵与支撑圆盘之间存在水平间隔，且小型充气泵与支撑圆盘之间设置有密封隔板，以保障小型充气泵的绝缘安全。进一步地，悬臂梁式质量传感器的测量误差小于±2g。进一步地，抽气模块包括圆筒状的主体和设置于主体内部的活塞；活塞的一端由步进电机驱动，另一端由弹簧固定于主体的一端；抽气时，步进电机运行预设时间，拉动活塞进而实现定容抽气；抽气结束后，活塞由弹簧拉动复位。进一步地，数据处理部分还包括控制电路板和与之相连接的采样电路板；控制电路板和采样电路板均设置防潮密封盖，以保证整个装置在高湿度环境下的作业安全。进一步地，交互模块还包括输入接口，以接收用户的控制指令与阈值设定，从而针对不同的待测区域环境定制测量过程并实时监测集成测试部分的运行状态。总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案，能够取得以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动化集成式空气湿度测量装置，其特征在于，包括：集成测量部分(A)、数据处理部分(B)以及抽气管(D)；所述集成测量部分(A)包括：主体支架(A5)、电磁铁(A2)、支撑圆盘(A3)、称重支架(A14)、固定框(A13)、悬臂梁式质量传感器(A8)、温度测量模块(A6)以及多个吸湿模块(A4)；所述吸湿模块(A4)包括一个进气口和一个出气口，且内含吸湿材料；所述多个吸湿模块中，一个为待测吸湿模块，用于在装置工作时吸收待测区域空气中的水分；所述电磁铁(A2)的一端安装于所述支撑圆盘(A3)的圆心位置，且另一端安装于所述主体支架(A5)上，用于改变所述支撑圆盘(A3)的位置高度；所述支撑圆盘(A3)可沿圆周旋转，且其上设有沿圆周阵列分布的多个第一放置孔，用于放置吸湿模块(A4)并与所述电磁铁(A2)配合以通过旋转改变吸湿模块的位置；所述悬臂梁式质量传感器(A8)的固定端安装于所述主体支架(A5)上；所述称重支架(A14)安装在所述支撑圆盘(A3)下方，其一端固定于所述悬臂梁式质量传感器(A8)的测量端，且另一端设有第二放置孔，用于承担待测吸湿模块的重量并实时在线测量待测吸湿模块的质量变化；所述固定框(A13)嵌套在所述第二放置孔中，且其底端从所述第二放置孔中引出，所述抽气管(D)的一端固定于所述固定框(A13)的底端；待测吸湿模块的进气口与待测区域的空气接触，且出气口通过所述固定框(A13)与所述抽气管(D)的一端相连；所述温度测量模块(A6)安装在所述主体支架(A5)上最靠近所述待测吸湿模块进气口的位置；所述数据处理部分(B)包括抽气模块(B3)和交互模块(B6)；所述抽气模块(B3)与所述抽气管(D)的另一端相连；所述数据处理部分(B)接收来自所述集成测量部分(A)的测量数据，并对所述测量数据进行处理，然后将处理结果通过所述交互模块(B6)予以显示并根据处理结果实时监测所述集成测量部分(A)的运行状态。...

【技术特征摘要】
1.一种自动化集成式空气湿度测量装置，其特征在于，包括：集成测量部分(A)、数据处理部分(B)以及抽气管(D)；所述集成测量部分(A)包括：主体支架(A5)、电磁铁(A2)、支撑圆盘(A3)、称重支架(A14)、固定框(A13)、悬臂梁式质量传感器(A8)、温度测量模块(A6)以及多个吸湿模块(A4)；所述吸湿模块(A4)包括一个进气口和一个出气口，且内含吸湿材料；所述多个吸湿模块中，一个为待测吸湿模块，用于在装置工作时吸收待测区域空气中的水分；所述电磁铁(A2)的一端安装于所述支撑圆盘(A3)的圆心位置，且另一端安装于所述主体支架(A5)上，用于改变所述支撑圆盘(A3)的位置高度；所述支撑圆盘(A3)可沿圆周旋转，且其上设有沿圆周阵列分布的多个第一放置孔，用于放置吸湿模块(A4)并与所述电磁铁(A2)配合以通过旋转改变吸湿模块的位置；所述悬臂梁式质量传感器(A8)的固定端安装于所述主体支架(A5)上；所述称重支架(A14)安装在所述支撑圆盘(A3)下方，其一端固定于所述悬臂梁式质量传感器(A8)的测量端，且另一端设有第二放置孔，用于承担待测吸湿模块的重量并实时在线测量待测吸湿模块的质量变化；所述固定框(A13)嵌套在所述第二放置孔中，且其底端从所述第二放置孔中引出，所述抽气管(D)的一端固定于所述固定框(A13)的底端；待测吸湿模块的进气口与待测区域的空气接触，且出气口通过所述固定框(A13)与所述抽气管(D)的一端相连；所述温度测量模块(A6)安装在所述主体支架(A5)上最靠近所述待测吸湿模块进气口的位置；所述数据处理部分(B)包括抽气模块(B3)和交互模块(B6)；所述抽气模块(B3)与所述抽气管(D)的另一端相连；所述数据处理部分(B)接收来自所述集成测量部分(A)的测量数据，并对所述测量数据进行处理，然后将处理结果通过所述交互模块(B6)予以显示并根据处理结果实时监测所述集成测量部分(A)的运行状态。2.如权利要求1所述的自动化集成式空气湿度测量装置，其特征在于，所述集成测量部分(A)和所述数据处理部分(B)部署于不同的地点，且二者通过光纤以及配套的电光/光电转换模块实现通信连接；或者所述集成测量部分(A)和所述数据处理部分(B)通过便携式箱体组装为一个整体，且二者通过信号线实现通信连接。3.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明，马潇，马少翔，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42