本发明专利技术涉及一种湿度发生器，属于双压法湿度发生器领域。一种湿度发生器的气体压力和流量控制方法，其特征是包括如下步骤：在湿度发生器的饱和器设置压力传感器的步骤，实时监测和传送饱和器内的压力；根据需要达到的气体压力设定电压的步骤；实时比较设定的电压值和压力传感器传送的反馈电压值，根据比较结果控制气源气体进入饱和器的步骤；当饱和器内的压力达到设定值后，控制通过湿度发生器的测试室的气体流量达到设定值的步骤。及应用上述方法进行气体压力和流量控制的装置。本发明专利技术使压力时刻自动稳定在设定值上，避免了现在压力不稳定的现象，实现了压力控制的高稳定度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种湿度发生器，尤其涉及湿度发生器的气体压力和流量控制装置。
技术介绍
双压法标准湿度发生器的工作原理是气体在加压状态下被水汽饱和然后减压膨 胀，通过改变饱和器的压力来发生不同的相对湿度。因此饱和器压力控制的稳定度直接影 响发生器发生的湿度的不确定度。在控制饱和器压力的同时，流经饱和器中的样气流量在 一定范围内应能自由调节。双压湿度发生器通常由如下六个部分组成气源系统；载气干 燥系统；饱和器系统；测试腔室；恒温系统；温度和压力的测量与控制系统。 如附图1所示为标准湿度发生器的基本原理，通过连动调节图中饱和器的进气阀 和饱和器与测试室之间的膨胀阀，可以使饱和器的压力Ps和通过饱和器的流量Q都能稳定 地达到预定值。 要实现以上功能，现在一般使用以下两种办法 —、进气阀和膨胀阀全部使用手动，通过时刻观察饱和器压力显示值和流量显示 值的变化，同时手动调节进气阀和膨胀阀的开度，使压力Ps和流量Q最终达到预定值。此 方法的操作难度非常大，很难达到稳定的压力Ps。 二、控制进气流量法。用一个质量流量控制器(带调节阀)代替进气阀，维持一个 恒定的进气流量Q，然后通过时刻观察饱和器压力显示值的变化，同时手动调节膨胀阀的开 度，使压力Ps最终达到预定值。此方法的操作虽然比上述全手动有进步，但是也非常困难， 因为调节时要时刻观察压力变化的趋势，而且即使在膨胀阀开度固定的情况下，压力Ps还 存在缓慢漂移现象，因此如要保持稳定的压力，操作者就必须时刻注意并适时调节膨胀阀， 操作十分麻烦而且不稳定。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种湿度发生器的气体压力和流量控制的方法和装置，解决现在操作麻烦但却精度不高的缺陷。 技术方案 —种湿度发生器的气体压力和流量控制方法，其特征是包括如下步骤 在湿度发生器的饱和器设置压力传感器的步骤，实时监测和传送饱和器内的压力； 根据需要达到的气体压力设定电压的步骤； 实时比较设定的电压值和压力传感器传送的反馈电压值，根据比较结果控制气源 气体进入饱和器的步骤； 当饱和器内的压力达到设定值后，控制通过湿度发生器的测试室的气体流量达到 设定值的步骤。 进一步，根据饱和器的压力范围，将压力进行分段调节，设置的压力传感器按照量程分别设置多个，并根据设定的电压值，通过传感器选择模块自动比较并选择相应的压力传感器。 所述传感器选择模块包括同步子模块，根据设定的电压值，在选择相应压力传感器时同步进行实时比较设定的电压值和压力传感器传送的反馈电压值的步骤。 进一步，在饱和器内的压力达到设定值后，控制通过湿度发生器的测试室的气体流量达到设定值的步骤中，通过控制设置在饱和器和测试室之间的膨胀阀的开度来控制测试室的气体流量。 将所述的膨胀阀设置成不同的流量系数的多个膨胀阀并联的形式，并根据膨胀阀流量系数范围的切换点对应的压力值，通过膨胀阀选择模块进行比较并实现相应膨胀阀的切换。 应用上述控制方法的一种湿度发生器的气体压力和流量控制装置，包括饱和器部分和测试室部分，饱和器部分入口前通过进气阀与气源相连，饱和器部分出口后通过膨胀阀与测试室部分相连接，其特征是所述进气阀采用受压力控制器控制的调节阀，饱和器设置有压力传感器，所述压力传感器与压力控制器的输入端口电连接，输出压力值反馈信号给压力控制器，压力控制器的输出端口与调节阀的驱动电机电连接，所述压力控制器带有设定电压输入接口 ，输入接口和输出端口均与中心控制器的压力设定模块相连，所述膨胀阀的驱动电机与中心控制器的流量控制模块电连接。 进一步，所述压力传感器按照量程不同设置多个且具有连续量程，并通过转换开关与压力控制器和中心控制器的传感器选择模块连接。 所述传感器选择模块包括同步子模块，所述同步子模块通过压力设定模块连接压力控制器。 所述压力传感器使用四个，每个压力传感器分别连接有转换开关。 所述转换开关采用继电器匹配电磁阀的组合。 进一步，所述膨胀阀采用多个具有不同的流量系数的膨胀阀进行并联，并与中心控制器的膨胀阀选择模块相连接。 所述测试室部分安装有流量仪，所述流量仪与中心控制器的流量控制模块电连接。 所述膨胀阀的驱动电机采用步进电机，膨胀阀采用针形阀，所述针形阀的阀杆通过联轴器与步进电机相连，所述步进电机的基座固定在与针形阀阀杆平行的导轨的滑块上。 有益效果 本专利技术采用直接控制湿度发生器的饱和器的压力，当压力达到设定值后，再通过步进电机调节膨胀阀的开度，使流量达到设定值，从而产生需要的相对湿度，此方法的优点是压力时刻自动稳定在设定值上，从而避免了以往所采用的方法导致的压力不稳定现象，由于双压湿度发生器对于压力稳定性的要求远远高于流量稳定性，因此直接控制压力的方法具有很大的优越性，本专利技术通过多路不同量程压力传感器信号和对应的设定电压信号同步切换和比较的方式，提高了压力信号的分辨率，从而实现压力控制的高稳定度。附图说明 图1为双压法标准湿度发生器的基本原理示意5 图2为本专利技术的控制装置的气路示意框 图3为本专利技术的控制装置的电路示意框图； 图4为本专利技术的控制装置中步进电机带动针形膨胀阀阀杆的结构示意图。 其中图4中l-导轨，2-滑块，3-步进电机基座，4-步进电机，5-联轴器，6-针形膨胀阀阀杆。具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。 因为饱和器的工作压力范围很宽(5kPa 1000kPa)，为了直接控制饱和器压力的精确度和稳定度，单一量程的压力传感器的精度和稳定度不能满足要求，因此将饱和器的压力调节分段进行。 以饱和器的压力调节范围为95kPa 1050kPa(绝对压力)为例，见图2气路图，为提高压力测量信号的分辨率，将整个压力范围分四段，即 1) 250kPa > Ps > 95kPa (压力传感器4，量程0 0. 25MPa); 2) 350kPa > Ps > 250kPa(压力传感器3，量程0. 25 0. 4MPa); 3)600kPa > Ps > 350kPa(压力传感器2，量程0. 4 0. 6MPa); 4) 1050kPa > Ps > 600kPa (压力传感器1 ，量程0. 6 1. OMPa); 电路连接如附图3所示，压力控制器设置在饱和器进气口之前，1 5V设定信号由中心控制器根据设定的湿度值计算出对应的饱和器压力值后，通过压力设定模块输出，中心控制器可由计算机和控制的PLC联合组成，计算机内置的16位D/A卡作为压力设定模块负责输出；1 5V的压力传感器信号来自于4路不同量程的压力传感器，PLC根据不同的工作压力，通过电磁阀和继电器的同步切换来实现。D/A卡输出的信号也根据压力传感器量程的切换同步对应切换。因此在传感器选择模块中包括同步子模块，将传感器选择切换和压力设定值输出同步。通过这种同步，可以实现在全压力范围内，在流量6 25L/min的范围内，饱和器的压力稳定度都能长时间(l小时以上)自动控制在读数的0.01%以内，从而完全满足了装置的技术要求。 由于用于压力计检定的压力控制器，其控制稳定度也很小，但是它们只能产生静压力(只允许微小的流动)，采用这样同步比较的压力控制方法实现了在较大的工作流量条件下也能达到高稳定度的压力控制。 压力本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种湿度发生器的气体压力和流量控制方法，其特征是包括如下步骤：在湿度发生器的饱和器设置压力传感器的步骤，实时监测和传送饱和器内的压力；根据需要达到的气体压力设定电压的步骤；实时比较设定的电压值和压力传感器传送的反馈电压值，根据比较结果控制气源气体进入饱和器的步骤；当饱和器内的压力达到设定值后，控制通过湿度发生器的测试室的气体流量达到设定值的步骤。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张文东，
申请(专利权)人：上海市计量测试技术研究院，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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