便携式低湿水汽发生装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种便携式低湿水汽发生装置，包括：压缩气瓶、减压阀、第1流量调节阀、第1三通阀、水汽饱和器和混合器，所述压缩气瓶用于存储并向输气管路提供压缩气体；所述减压阀用于对输气管路中的气体进行第一次降压；所述第1流量调节阀用于对第一次降压后的气体进行流量控制，从而进行第二次降压；所述第1三通阀用于将两级降压后的气体分流到干气管路和湿气管路，所述干气管路与所述混合器相连通，所述湿气管路通过所述水汽饱和器与所述混合器相连通。本发明专利技术可以发生宽范围的水汽，并且所发生的水汽具有较好的稳定性，结构简单、便于携带、操作方便、成本小。

【技术实现步骤摘要】
便携式低湿水汽发生装置
本专利技术属于计量校准领域，涉及密封元器件水汽分析仪器的校准技术，尤其涉及一种便携式低湿水汽发生装置。
技术介绍
密封元器件内部水汽含量超标是导致密封器件失效的主要原因之一，在元器件可靠性研究中，为了消除外部环境中湿气因素的影响，提高元器件的质量可靠性，元器件器的外壳一般都作了密封防潮处理，并通过填充干燥空气或高纯氮气以保证密封腔体内部处于低湿度的状态，同时，对密封元器件内部低湿水汽的含量进行严格测量控制。小腔体内部水汽质谱分析仪，是一种用来分析检测电子元器件密封腔体内的水汽含量的高分辨率分析仪器，广泛应用于密封封装类电子元器件内部水汽检测。密封元器件水汽分析仪器需要有标准低湿水汽进行标定，而低湿水汽需要水汽发生装置产生，因此对能够产生低湿水汽的发生装置有大量需求。现有的水汽发生方式主要有三种，第一种是利用恒温恒湿箱产生恒湿气流，第二种是基于混合法产生恒湿水汽的分流法，第三种是基于热力学P、V、T关系配制水汽的双压、双温法。恒温恒湿箱产生恒湿气流法可以直接调节工作空间(测试腔)内的气体的温度和湿度，在工作空间内形成某一特定环境空间，适合进行产品环境试验，发生湿度的范围(5～98)％RH，装置稳定性好，应用广泛。但是，恒温恒湿箱产生恒湿气流法无法发生低湿水汽，特别是水汽含量为ppm级(1×10-6)的低湿水汽。分流法通过调节干湿气流量(混合比)得到想要的水汽浓度的气体，湿度发生范围宽，但发生的气氛湿度稳定性与气体流量控制阀有很大关系，一般不太稳定。双压法、双温法从基本物理原理出发，具有可靠的理论基础，温度、压力可以精确测量控制，可以发生水汽浓度为(40～23000)×10-6的恒定气流，压力、温度调节方便，水汽发生器响应快，可以实时发生水汽，但是，在发生低湿气氛时，双压法气流前后需要较大的压差，需配置压缩机、恒温槽，如气流压差不大，则发生的水汽浓度范围大大缩小，双温法气流前后则需要较大的温差，需配置加热、制冷及控温设备，如气流温差不大，则发生的水汽浓度范围(湿度范围)大大缩小，如配置这些设备，可以满足水汽浓度范围，但是这些设备体积庞大、笨重，使得整体的水汽发生装置不便于携带，不能满足现场计量校准需要。
技术实现思路
本专利技术针对现有湿度发生装置的不足之处，目的在于提供一种结构简单、便于携带、操作方便、成本小的便携式低湿水汽发生装置，能够发生范围宽、稳定性好的低湿水汽。为了实现上述目的，本专利技术的一个方面提供一种便携式低湿水汽发生装置，包括：压缩气瓶、减压阀、第1流量调节阀、第1三通阀、水汽饱和器和混合器，所述压缩气瓶用于存储并向输气管路提供压缩气体；所述减压阀用于对输气管路中的气体进行第一次降压；所述第1流量调节阀用于对第一次降压后的气体进行流量控制，从而进行第二次降压；所述第1三通阀用于将两级降压后的气体分流到干气管路和湿气管路，所述干气管路与所述混合器相连通，所述湿气管路通过所述水汽饱和器与所述混合器相连通。根据本专利技术的上述方面的便携式低湿水汽发生装置，可以发生宽范围的水汽，并且所发生的水汽具有较好的稳定性，结构简单、便于携带、操作方便、成本小。附图说明图1为本专利技术一种实施方式的便携式低湿水汽发生装置的结构示意图；图2为本专利技术一种实施方式的水汽饱和器的结构示意图；图3为本专利技术一种实施方式的混合器的结构示意图。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面将结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。本专利技术实施方式的便携式低湿水汽发生装置采用双压分流结合法发生水汽，分流法发生水汽的优点是发生的水汽浓度范围宽，缺点是气流不易稳定，而双压法能够产生稳定气流，通过将双压法和分流法二者相结合，可兼具二者的优点，既可以发生宽范围的水汽，又能具有较好的稳定性。本实施方式采用瓶装压缩气体作为气源，瓶装压缩气选择(4～8)L的钢瓶，没有配置大型气体压缩设备，便于装置的小型化。瓶装压缩气的压力可达10Mpa。采用高纯氮气(氮气纯度为99.999％以上)作为气源，气源很干净，没有其他颗粒，不需要气体过滤器。气源水分含量极小，不需要配备气体干燥器，便于装置小型化便携化。图1为本专利技术一种实施方式的便携式低湿水汽发生装置的结构示意图。如图1所示，高纯氮气储存在4L～8L的压缩气瓶11(承压钢瓶)中，经过减压阀12将管路中的氮气压力降到1.5MPa～8.0MPa，该处压力由第1压力表13测量监控，然后经过第1流量调节阀15调节管路中的气体流量，管路中的氮气压力降到0.15MPa～4.0MPa，经过两级降压的高纯氮气通过第1三通阀16，第1三通阀16将气流分为两股，流经水汽饱和器22的氮气称为湿气，不流经水汽饱和器的氮气称为干气，第2流量调节阀17和第3流量调节阀18可以分别对干气和湿气进行流量控制，水汽饱和器22的顶端有加水口21，需添加水时打开阀门从该处加少量水(20～80滴左右)，不需添加水时该处为关闭状态，从水汽饱和器22出来的湿气经过计量阀23膨胀减压，将压力降为0.12MPa～0.16MPa，该处压力由第3压力表24精确测量，然后与不流经水汽饱和器22的干气通过第2三通阀25在混合器26中充分混合，之后形成一股新的湿气流，该湿气流中水汽含量可以通过精密露点仪27准确测定。本实施方式的低湿水汽发生装置还可以包括：与第1压力表13连接的第3三通阀14、对流经第3流量调节阀18的氮气压力进行测量的第2压力表19、与该第2压力表19连接的第4三通阀20。本实施方式的低湿水汽发生装置发生水汽范围属于低湿水汽，是量值为水汽体积百分含量为(10～20000)×10-6的低湿水汽。第1三通阀16可以将降压后的高纯压缩氮气分为两股气流，一股经过水汽饱和器22、计量阀23再进入混合器26(称为湿气)，一股直接通入混合器26(称为干气)，通过第2流量调节阀17和第3流量调节阀18调节两股气体的流量大小，起到控制湿气与干气流量比的作用，根据分流法发生水汽的原理，即起到调节气流中水汽含量的作用。本实施方式的低湿水汽发生装置需要加水时，拧开加水口21的出管线上的螺丝就可以从此处加水，加水时一次加20～80滴左右，加水口21设在水汽饱和器22的最上端，这样所滴入的水在重力作用下向下流入水汽饱和器22，储存在水汽饱和器22下端。水汽饱和器22能够使高纯氮气在稳定的高压状态下饱和，然后在相同的温度下经过计量阀23膨胀降压至稳定的低压状态，即可得到恒湿氮气源。图2为本专利技术一种实施方式的水汽饱和器的结构示意图。如图2所示，水汽饱和器22分为两级饱和器，包括：一级饱和器31(饱和承压钢瓶)、S流线型导流板32、密目网格33、U型管34、二级饱和器35(饱和承压钢瓶)、气体出口36、加水口21。一级饱和器31内置S流线型导流板32，水可以顺着S型导流板向下流，可将整个内板浸润。S流线型设计既然可加大氮气流与水汽接触面积，又可减少流体阻力，S型导流板上均匀分布微型小孔，气流可以通过，S型导流板倾斜角度为10°～30°，S型导流板上端与一级饱和器31外壁相连，下端与一级饱和器31外壁不相连，这样加水时微量的水就会顺着S型导流板将整个内板浸润。图中一级饱和器31和二级饱和器35的内径约3cm～8cm，两个饱和器之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式低湿水汽发生装置，其特征在于，包括：压缩气瓶、减压阀、第1流量调节阀、第1三通阀、水汽饱和器和混合器，所述压缩气瓶用于存储并向输气管路提供压缩气体；所述减压阀用于对输气管路中的气体进行第一次降压；所述第1流量调节阀用于对第一次降压后的气体进行流量控制，从而进行第二次降压；所述第1三通阀用于将两级降压后的气体分流到干气管路和湿气管路，所述干气管路与所述混合器相连通，所述湿气管路通过所述水汽饱和器与所述混合器相连通。

【技术特征摘要】
1.一种便携式低湿水汽发生装置，其特征在于，包括：压缩气瓶、减压阀、第1流量调节阀、第1三通阀、水汽饱和器和混合器，所述压缩气瓶用于存储并向输气管路提供压缩气体；所述减压阀用于对输气管路中的气体进行第一次降压；所述第1流量调节阀用于对第一次降压后的气体进行流量控制，从而进行第二次降压；所述第1三通阀用于将两级降压后的气体分流到干气管路和湿气管路，所述干气管路与所述混合器相连通，所述湿气管路通过所述水汽饱和器与所述混合器相连通。2.根据权利要求1所述的低湿水汽发生装置，其特征在于，还包括第2三通阀，流经所述水汽饱和器的所述湿气管路中的气体与不流经所述水汽饱和器的所述干气管路中的气体通过所述第2三通阀在所述混合器中混合。3.根据权利要求1或2所述的低湿水汽发生装置，其特征在于，还包括计量阀，所述计量阀设置于所述水汽饱和器与所述混合器之间，用于对流经所述水汽饱和器的气体进行膨胀减压。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的低湿水汽发生装置，其特征在于，还包括第2流量调节阀和第3流量调节阀，分别用于对所述干气管路中的气体和所述湿气管路中的气体进行流量控制。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的低湿水汽发...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓丽，
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