一种快速响应的采样空气湿度控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种快速响应的采样空气湿度控制装置，包括供电单元、控温单元、加湿单元、补水单元、散热单元，传感器单元、数据采集单元和控制模块。供电单元用以供电要求和控制电路通断；控温单元用以调控自身水路中水的温度；加湿单元用以将干燥气体加湿到预设定的相对湿度；补水单元用以补充控温单元管路水量并平衡压力；散热单元用以带走半导体制冷片在工作中产生的热量；传感器单元和数据采集单元用以实时监测装置运行状态；控制模块用于控制整个装置的运行。该装置功耗低，能够通过实时、主动、精准的控制水温，实现迅速调节采样空气相对湿度的目的，应用在大气物理与大气环境等诸多空气湿度控制和仪器温度控制应用场景中。多空气湿度控制和仪器温度控制应用场景中。多空气湿度控制和仪器温度控制应用场景中。

【技术实现步骤摘要】
一种快速响应的采样空气湿度控制装置


[0001]本专利技术涉及气检测的前置处理
，具体涉及一种快速响应的采样空气湿度控制装置。

技术介绍

[0002]空气加湿在诸多行业中有广泛应用，比如大气物理中用于研究气溶胶的吸湿增长行为。目前大流量采样空气的湿度控制装置采用的技术之一为加湿管和商业化水浴的组合，商业化水浴中装有超过5L的水，但实际需要可能在1L以内，因此导致功耗高，响应速度为分钟量级，达不到飞机观测等应用场景的秒级响应需求。而小流量采样空气的湿度控制则主要采用湿空气结合加湿管进行加湿，该加湿方式的主要特点是响应速度慢。
[0003]在大气物理与大气环境领域以及其它空气湿度控制应用场景中，采用现有的湿度控制装置无法满足低功耗、快速控湿的需求，因此亟需一种快速响应的温度控制装置。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术提供一种快速响应的采样空气湿度控制装置，以解决上述的一个或多个问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种快速响应的采样空气湿度控制装置，包括：
[0007]箱体；
[0008]设置在所述箱体内的循环水总量不高于0.3L的控温单元，所述控温单元包括半导体制冷片、第二水冷头、加热棒、隔膜水泵和混水筒，所述半导体制冷片贴合设置在所述第二水冷头的两侧，所述加热棒设置在所述混水筒中，所述第二水冷头的出水口与所述隔膜水泵的进水口管路连接，所述隔膜水泵的出水口与所述混水筒的进水口管路连接，所述混水筒的出水口与所述第二水冷头的进水口管路连接；
[0009]加湿单元，包括加湿管，所述加湿管的进水口与所述混水筒的出水口管路连接，所述加湿管的出水口与所述第二水冷头的进水口管路连接；
[0010]传感器单元，包括流量计、第一水温传感器和温湿度传感器，所述流量计和所述第一水温传感器均设置在所述第二水冷头的出水口后的管路上，所述温湿度传感器设置在所述加湿管的出气口后的管路上；
[0011]数据采集单元，包括温湿度数据采集模块和水温数据采集模块，所述温湿度数据采集模块与所述温湿度传感器电连接，所述水温数据采集模块与所述第一水温传感器电连接；
[0012]控制模块，与所述流量计、温湿度数据采集模块和水温数据采集模块电连接以接收数据，基于设定的目标温度、目标湿度以及接收的数据形成相应的控制指令，与所述半导体制冷片、加热棒和隔膜水泵电连接以控制各部的工作状态从而使实际温度趋于目标温度并在加湿管的作用下使相对湿度趋于目标湿度。
[0013]进一步地，所述控温单元还包括调压模块，所述调压模块分别与所述加热棒、所述控制模块电连接。
[0014]进一步地，所述加湿单元还包括外置抽气泵，所述外置抽气泵与所述箱体分体设置，所述外置抽气泵的进气口与所述加湿管的出气口管路连接，所述温湿度传感器设置在所述外置抽气泵和所述加湿管之间的管路上，所述外置抽气泵与所述控制模块电连接。
[0015]进一步地，所述采样空气湿度控制装置还包括补水量0.2L的补水单元，所述补水单元包括补水箱和常闭型通气电磁阀，所述补水箱设置在所述箱体外侧且高度上高于所述混水筒，所述常闭型通气电磁阀设置在所述箱体内并与所述控制模块电连接，所述补水箱的底部出水口与所述混水筒的顶部进水口管路连通，所述常闭型通气电磁阀的进气口与所述补水箱的排气口管路连通。
[0016]进一步地，所述采样空气湿度控制装置还包括设置在所述箱体内的散热单元，所述散热单元包括第一水冷头、第三水冷头、一体式水箱水泵、散热水排、第一环流风扇和第二环流风扇，所述第一水冷头的出水口与所述第三水冷头的进水口管路连接，所述第一水冷头和第三水冷头分别与位于所述第二水冷头两侧的半导体制冷片贴合设置，所述第三水冷头的出水口与所述一体式水箱水泵的进水口管路连接，所述一体式水箱水泵的出水口与所述散热水排的进水口管路连接，所述散热水排的出水口与所述第一水冷头的进水口管路连接，所述第一环流风扇和第二环流风扇设置在所述散热水排的两侧，所述一体式水箱水泵、第一环流风扇和第二环流风扇均与所述控制模块电连接。
[0017]进一步地，所述传感器单元还包括第二水温传感器，所述第二水温传感器设置在所述散热水排和所述第一水冷头之间的管路上，所述第二水温传感器与所述水温数据采集模块电连接。
[0018]进一步地，所述采样空气湿度控制装置还包括供电单元，所述供电单元包括继电器，所述继电器分别与所述控制模块、半导体制冷片、常闭型通气电磁阀、调压模块电连接。
[0019]本专利技术具有如下优点：
[0020]通过半导体制冷片和加热棒的配合，实现对控温单元水路温度的控制，进而实现将通过加湿管的气体加湿到预设相对湿度值的目的；通过控制模块、温湿度传感器和调压模块的配合，实现对控温单元水路水温的实时、主动、精准的控制；整套装置盛水量低于0.5L(其中0.3L为控温单元循环水路中的，0.2L为补水单元中预存的)，因此可实现对加热和制冷需求的迅速响应，从而也能实现对温湿度的迅速调节；通过第一水温传感器和第二水温传感器实现对控温单元和散热单元水温的实时监控，保证了整套系统运行的可靠性，并保护了半导体制冷片；通过流量计实现了对隔膜水泵正常运转的实时监控，避免因水泵故障产生对局部水的过度加热和制冷继而损坏元件的问题。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
[0022]本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供
熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
所能涵盖的范围内。
[0023]图1为本专利技术实施例提供的快速响应的采样空气湿度控制装置的结构示意图；
[0024]图2为本专利技术实施例提供的快速响应的采样空气湿度控制装置的电路连接示意图(黑色虚线代表元件负极电路连接，黑色实线代表元件正极电路连接)；
[0025]图3为本专利技术实施例提供的快速响应的采样空气湿度控制装置的水路连接示意图(黑色实线代表控温单元和补水单元的水路连接，黑色虚线代表散热单元的水路连接)；
[0026]图4为本专利技术实施例提供的快速响应的采样空气湿度控制装置的数据线连接示意图(黑色实线代表传感器与数据采集单元的数据线连接，黑色虚线代表数据采集单元及部分元件与控制模块的数据线连接)。
[0027]图中：1
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220V交流电电源，2
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24V直流电电源，3
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12V直流电电源，4
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第一制冷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速响应的采样空气湿度控制装置，其特征在于，包括：箱体；设置在所述箱体内的循环水总量不高于0.3L的控温单元，所述控温单元包括半导体制冷片、第二水冷头、加热棒、隔膜水泵和混水筒，所述半导体制冷片贴合设置在所述第二水冷头的两侧，所述加热棒设置在所述混水筒中，所述第二水冷头的出水口与所述隔膜水泵的进水口管路连接，所述隔膜水泵的出水口与所述混水筒的进水口管路连接，所述混水筒的出水口与所述第二水冷头的进水口管路连接；加湿单元，包括加湿管，所述加湿管的进水口与所述混水筒的出水口管路连接，所述加湿管的出水口与所述第二水冷头的进水口管路连接；传感器单元，包括流量计、第一水温传感器和温湿度传感器，所述流量计和所述第一水温传感器均设置在所述第二水冷头的出水口后的管路上，所述温湿度传感器设置在所述加湿管的出气口后的管路上；数据采集单元，包括温湿度数据采集模块和水温数据采集模块，所述温湿度数据采集模块与所述温湿度传感器电连接，所述水温数据采集模块与所述第一水温传感器电连接；控制模块，与所述流量计、温湿度数据采集模块和水温数据采集模块电连接以接收数据，基于设定的目标温度、目标湿度以及接收的数据形成相应的控制指令，与所述半导体制冷片、加热棒和隔膜水泵电连接以控制各部的工作状态从而使实际温度趋于目标温度并在加湿管的作用下使相对湿度趋于目标湿度。2.根据权利要求1所述的采样空气湿度控制装置，其特征在于，所述控温单元还包括调压模块，所述调压模块分别与所述加热棒、所述控制模块电连接。3.根据权利要求1所述的采样空气湿度控制装置，其特征在于，所述加湿单元还包括外置抽气泵，所述外置抽气泵与所述箱体分体设置，所述外置抽气泵的进气口与所述加湿管的出气口管路连接，所述温湿度传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：旷烨，乔泓钦，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：