一种便携式大腔体温湿度发生器及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种便携式大腔体温湿度发生器及其使用方法，该发生器包括：腔体、干燥单元、加湿单元、温湿度监测控制单元和温湿度传感器。本发明专利技术公开的便携式大腔体温湿度发生器，通过对干燥罐进行脱湿处理，可快速进行湿空气的干燥，并且干燥罐可重复利用多次，避免干燥剂的浪费和更换的繁琐操作；该发生器先抽取腔体内的所有空气直接将腔体的初始相对湿度归零，然后通过计算加湿时间就可快速实现湿度的控制，温度控制采用空气循环和环形水管的双重调控措施，有利于快速实现温度的控制。本发明专利技术提出的装置在很大程度上提高了便携式大腔体温湿度发生器达到稳定的时间，极大地完善了在现场计量温湿度计的技术手段。了在现场计量温湿度计的技术手段。了在现场计量温湿度计的技术手段。

【技术实现步骤摘要】
一种便携式大腔体温湿度发生器及其使用方法


[0001]本专利技术属于计量物理量的测量系统领域，尤其涉及一种便携式大腔体温湿度发生器及其使用方法。

技术介绍

[0002]依照JJF(军工)165
‑
2017《数字温湿度计校准规范》等规程要求，需定期对各种温湿度计进行计量检定，因此必须具备稳定可控的温湿度检定环境，温湿度发生器是实验室进行温湿度计进行计量检定的主要设备。
[0003]目前国内外实验室用标准温湿度发生器技术已趋于成熟，各计量机构实验室用温湿度标准箱主要通过双温法、调温调湿法产生恒定且均匀的温湿度场。近年来，现场便携式温湿度发生器的需求也快速增加，国内研究人员采用不同原理和方法研制了多种便携式温湿度控制箱，例如，采用温湿度独立控制和水循环方式，高效气液换热方式、电磁阀三路配气系统多腔内渗方式等，但上述温湿度发生器的测试室体较小，无法满足实际需要，因此有必要研制大腔体的便携式温度发生器。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术公开的便携式大腔体温湿度发生器，该发生器在使用前通过对干燥罐进行脱湿处理，可快速进行湿空气的干燥，并且干燥罐可重复利用多次，避免干燥剂的浪费和更换的繁琐操作；该发生器先抽取腔体内的所有空气直接将腔体的初始相对湿度归零，然后通过计算加湿时间就可快速实现湿度的控制，温度控制采用空气循环和环形水管的双重调控措施，有利于快速实现温度的控制。
[0005]为达此目的，本专利技术第一方面保护一种便携式大腔体温湿度发生器，所述发生器包括：腔体、干燥单元、加湿单元、温湿度监测控制单元和温湿度传感器；
[0006]所述腔体包括位于其内的测试室和循环室，其中测试室与腔体共用顶部面板，测试室的侧面和底部面板分别与腔体的侧面与底部面板之间留有空间，位于测试室和腔体之间的空间组成了循环室；所述测试室与循环室之间连通；
[0007]所述干燥单元和加湿单元均安装在循环室内，其中干燥单元通过气路管道和阀门将测试室、腔体外部和循环室之间连通；加湿单元包括：对流组件、加热组件和湿气发生组件，所述对流组件安装在测试室底部面板开孔位置处，加热组件安转在对流组件底部，湿气发生组件安装在循环室内，且其产生的湿气垂直作用在对流组件上；
[0008]所述温湿度监测控制单元安装在腔体面板上，所述温湿度传感器安装在测试室内部。
[0009]优选的，所述腔体分为内外两层，内层为环氧树脂层，外层为绝热泡沫材料层，腔体顶部面板与测试室共用的部分设置透明观察孔；腔体顶部面板与循环室共用的部分安装第一风扇，第一风扇风向向内且垂直于循环室。
[0010]优选的，所述测试室的侧面面板上设置贯穿孔洞，底部面板上均匀设置阵列排布
的样品放置柱，且底部面板中部开孔。
[0011]优选的，所述干燥单元包括：干燥罐、气体管路、多通电磁阀、第一电机和双向电磁阀；
[0012]所述干燥罐分别通过气体管路连接多通电磁阀第一接口和双向电磁阀第一接口；
[0013]所述多通电磁阀的第二接口通过气体管路连接第一电机，第三接口直接连接气体管路，并将气路管道延伸至腔体外侧；
[0014]所述第一电机通过气体管道连接测试室，且气体管路延伸至测试室内；
[0015]所述双向电磁阀内置温湿度传感器，双向电磁阀第二接口通过气路管道延伸在循环室内。
[0016]优选的，所述干燥罐呈U型结构，其外侧为U型壳体，U型壳体内部两端均安装金属网格隔断，金属网格隔断将U型壳体内部分为位于两端的第一腔室和第三腔室以及位于第一腔室和第三腔室中间的第二腔室；所述第一腔室和第三腔室内部均依次设置电磁阀、气体流量传感器、湿度传感器和第二风扇，其中电磁阀安装在第一腔室和第三腔室的进气口和出气口处，气体流量传感器和湿度传感器均安装在壳体内部与电磁阀连接的管道上，第二风扇安装在气体流量传感器与金属网格隔断之间；所述第二腔室为呈U型的干燥室，其包括：沿第二腔室中轴线固定设置的螺旋状加热丝，填充在加热丝与第二腔室壳体之间的干燥剂硅胶以及位于第二腔室中部的温度传感器。
[0017]优选的，所述对流组件包括：安装在测试室底部开孔位置处的流风机以及安装在流风机下方的波纹翅片，所述流风机风向向测试室内部；所述加热组件为安装在波纹翅片下方的第一升温降温片，第一降温片的底部直接裸露在腔体外部空气中；所述湿气发生组件包括：安装在循环室内的加水池，与加水池连接的第二电机，与第二电机连接水阀，与水阀连接的超声波加湿器，所述超声波加湿器的水气喷头与波纹翅片垂直相对。
[0018]优选的，所述加水池底部设置第二升温降温片，内部安装温度传感器，所述第二升温降温片紧贴加水池底座且其底部直接裸露在腔体外部空气中；所述加水池还连接第三电机，所述第三电机连接水管，所述水管环形敷设在测试室的底面内表面上，且水管表面安装金属传热片。
[0019]优选的，所述温湿度传感器安装在测试室内部4个侧棱的中间。
[0020]本专利技术第二方面保护一种如上所述的便携式大腔体温湿度发生器的使用方法，所述方法包括：
[0021]S1：开启流风机，对干燥罐进行脱湿处理；
[0022]S2：控制多通电磁阀，启用第一电机，使气体从腔体流向腔体外部，等腔体内的气体抽完后，采用等积代换方法计算出腔体的内部容积V；
[0023]S3：在温湿度监测控制单元上设定测试室需要达到的温度T和相对湿度RH；
[0024]S4：控制多通电磁阀，使气体从腔体外部经过干燥罐后流向循环室，使测试室内的空气为完全干燥的正常气压状态；
[0025]S5：温湿度监测控制单元控制湿气发生组件对测试室进行加湿调节；
[0026]S6：温湿度监测控制单元对测试室内的温度进行实时判定和调节；
[0027]S7：温湿度监测控制单元实时监测测试室的温度和相对湿度，进行调控保持。
[0028]优选的，所述S1中，对干燥罐进行脱湿处理的过程如下：
[0029]开通第一电机，控制多通电磁阀和双向电磁阀，使气体从测试室经干燥罐后流向循环室；同时利用干燥罐内部第一腔室和第三腔室的湿度传感器实时监测干燥罐内空气湿度，当第一腔室和第三腔室的湿度传感器的相对湿度变化小于5％时，关闭多通电磁阀和双向电磁阀，然后关闭第一升温降温片，脱湿过程结束；
[0030]优选的，所述S5中的加湿调节过程为：
[0031]首先，根据设置的相对湿度RH计算水阀的开启时间t
on
，t
on
的计算公式为：
[0032][0033]式中：P
T
表示温度T下的水饱和蒸汽压，查水饱和蒸汽压表得到具体数值，单位为MPa；V表示腔体的内部容积，单位为m3；RH表示设定的相对湿度，单位为％；R表示通用气体常数，单位为MPa
·
m3/(kmol
·
K)；T表示设定的温度，单位为K；ρ
T
表示温度T下水的密度，单位为kg/m3，该数值查本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种便携式大腔体温湿度发生器，其特征在于，所述发生器包括：腔体、干燥单元、加湿单元、温湿度监测控制单元和温湿度传感器；所述腔体包括位于其内的测试室和循环室，其中测试室与腔体共用顶部面板，测试室的侧面和底部面板分别与腔体的侧面与底部面板之间留有空间，位于测试室和腔体之间的空间组成了循环室；所述测试室与循环室之间连通；所述干燥单元和加湿单元均安装在循环室内，其中干燥单元通过气路管道和阀门与测试室、腔体外部和循环室之间连通；加湿单元包括：对流组件、加热组件和湿气发生组件，所述对流组件安装在测试室底部面板开孔位置处，加热组件安转在对流组件底部，湿气发生组件安装在循环室内，且其产生的湿气垂直作用在对流组件上；所述温湿度监测控制单元安装在腔体面板上，所述温湿度传感器安装在测试室内部。2.根据权利要求1所述的便携式大腔体温湿度发生器，其特征在于，所述腔体分为内外两层，内层为环氧树脂层，外层为绝热泡沫材料层，腔体顶部面板与测试室共用的部分设置透明观察孔；腔体顶面面板与循环室共用的部分安装第一风扇，第一风扇风向向内且垂直于循环室。3.根据权利要求1所述的便携式大腔体温湿度发生器，其特征在于，所述测试室的侧面面板上设置贯穿孔洞，底部面板上均匀设置阵列排布的样品放置柱，且底部面板中部开孔。4.根据权利要求1所述的便携式大腔体温湿度发生器，其特征在于，所述干燥单元包括：干燥罐、气体管路、多通电磁阀、第一电机和双向电磁阀；所述干燥罐分别通过气体管路连接多通电磁阀第一接口和双向电磁阀第一接口；所述多通电磁阀的第二接口通过气体管路连接第一电机，第三接口直接连接气体管路，并将气路管道延伸至腔体外侧；所述第一电机通过气体管道连接测试室，且气体管路延伸至测试室中；所述双向电磁阀内置温湿度传感器，双向电磁阀第二接口通过气路管道延伸在循环室内。5.根据权利要求4所述的便携式大腔体温湿度发生器，其特征在于，所述干燥罐呈U型结构，其外侧为U型壳体，U型壳体内部两端均安装金属网格隔断，金属网格隔断将U型壳体内部分为位于两端的第一腔室和第三腔室以及位于第一腔室和第三腔室中间的第二腔室；所述第一腔室和第三腔室内部均依次设置电磁阀、气体流量传感器、湿度传感器和第二风扇，其中电磁阀安装在第一腔室和第三腔室的进气口和出气口处，气体流量传感器和湿度传感器均安装在壳体内部与电磁阀连接的管道上，第二风扇安装在气体流量传感器与金属网格隔断之间；所述第二腔室为呈U型的干燥室，其包括：沿第二腔室中轴线固定设置的螺旋状加热丝，填充在加热丝与第二腔室壳体之间的干燥剂硅胶以及位于第二腔室中部的温度传感器。6.根据权利要求1所述的便携式大腔体温湿度发生器，其特征在于，所述对流组件包括：安装在测试室底部开孔位置处的流风机以及安装在流风机下方的波纹翅片，所述流风机风向为测试室内部；所述加热组件为安装在波纹翅片下方的第一升温降温片，第一降温片的底部直接裸露在腔体外部空气中；所述湿气发生组件包括：安装在循环室内的加水池，与加水池连接的第二电机，与第二电机连接水阀，与水阀连接的超声波加湿器，所述超声波加湿器的水气喷头与波纹翅片垂直相对。
7.根据权利要求6所述的便携式大腔体温湿度发生器，其特征在于，所述加水池底部设置第二升温降温片，所述加水池内部安装温度传感器，所述第二升温降温片紧贴加水池底座且其底...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖维，蔡杰，李建，郝玉涛，王勇，吕强，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院计量测试中心，
类型：发明
国别省市：