專利名稱：一種高溫空氣溫濕度測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高溫空氣溫濕度測量裝置，屬于空氣溫濕度測量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在干燥、工業(yè)窯爐及鍋爐煙氣分析等技術(shù)領(lǐng)域中經(jīng)常涉及到高溫空氣的濕度測量問題，而如何實(shí)現(xiàn)高溫空氣濕度的高精度、低成本測量是目前空氣狀態(tài)參數(shù)測量領(lǐng)域中一個(gè)難以解決的問題。
現(xiàn)有技術(shù)中對高溫空氣濕度測量的技術(shù)方案主要有以下幾種一是通過測量空氣的露點(diǎn)溫度來間接測量空氣濕度的露點(diǎn)濕度計(jì)，主要由冷卻裝置、結(jié)露面和溫度計(jì)組成。該裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，測量成本高，同時(shí)為保證鏡面的結(jié)露溫度，需進(jìn)行精確控制，在實(shí)際中已很少使用。(程起范，空氣濕度及其測量方法，遼寧氣象，1996，(4)36)。二是根據(jù)濕敏傳感器阻抗值的變化測量濕度的阻抗式濕度計(jì)，該裝置在高溫、高濕環(huán)境中測量精度不夠及測頭工作不穩(wěn)定，易老化。如CN1357759A中公開了一種與CMOS工藝兼容的電容型濕度測量裝置；CN86204690U中公開了一種Si-CMOS型Al2O3濕度傳感器為測濕元件的濕度測量儀。三是通過空氣吸收微波輻射的程度來測量空氣濕度的微波濕度計(jì)，該儀表加工要求嚴(yán)格，成本高，一般用于遙感測量，不適用于濕度變化快的測量場合(Humidity Measurement Technology.http//www.testo.de/US/lig/upload/mwmlus10345940547501.pdf)。在上述各技術(shù)方案中，在高溫測量環(huán)境下實(shí)施時(shí)，普遍存在濕度測量精度不夠或測量成本高的問題。如Pride公司的EE29/EE31多功能溫濕度變送器，雖在經(jīng)過特殊標(biāo)定以后，其測量相對濕度的精度可達(dá)到±1％RH，這對于一般的測量場合已是很高的精度要求了。但將其應(yīng)用于高溫測量環(huán)境時(shí)，如被測空氣的干球溫度為140℃，相對濕度為7％時(shí)，空氣的含濕量為206.99g/kga，應(yīng)用該儀表測量其含濕量的絕對誤差可達(dá)到±35g/kga～±40g/kga，相對誤差為15％～20％左右，如此大的測量誤差是難以接受的。特別是在實(shí)驗(yàn)室高溫、大風(fēng)量工況下的干燥實(shí)驗(yàn)測量中，±1％RH的相對濕度測量精度可能導(dǎo)致完全錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此，對于一些特殊的高溫環(huán)境空氣濕度測量場合，迫切地需要一種新的測量手段和儀表，對被測對象進(jìn)行高精度的測量。
實(shí)用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足與缺陷，本實(shí)用新型的目的和任務(wù)是提供一種高溫空氣溫濕度測量裝置，以解決目前現(xiàn)有測量裝置測量量程的限制及在高溫環(huán)境下濕度測量精度不高的問題，使該裝置不僅適用于高溫空氣的濕度測量，也可用于常溫環(huán)境下空氣的濕度測量，同時(shí)具有測量方法簡單、成本低的特點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的和任務(wù)是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種高溫空氣溫濕度測量裝置，其特征在于該測量裝置包括高溫風(fēng)道、低溫風(fēng)道、混合室、混風(fēng)道以及數(shù)據(jù)微處理單元，所述的高溫風(fēng)道與低溫風(fēng)道以Y型方式連接至混合室的一側(cè)，所述的混風(fēng)道連接在混風(fēng)室的另一側(cè)；在低溫風(fēng)道或混風(fēng)道中設(shè)置引風(fēng)機(jī)，并在低溫風(fēng)道中設(shè)置低溫風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，在高溫風(fēng)道中設(shè)置高溫風(fēng)量調(diào)節(jié)閥；在高溫風(fēng)道中設(shè)置溫度傳感器，在低溫風(fēng)道分別設(shè)置干球溫度傳感器和濕球溫度傳感器，在混風(fēng)道中分別設(shè)置干球溫度傳感器和濕球溫度傳感器，將所述的各溫度傳感器通過溫度傳感器引線與所述的數(shù)據(jù)微處理單元相連。
本實(shí)用新型裝置的特征在于所述的混風(fēng)道中的引風(fēng)機(jī)置于該風(fēng)道中所述干、濕球溫度傳感器安裝位置的下游側(cè)。
本實(shí)用新型裝置的特征在于所述的低溫風(fēng)道和混風(fēng)道中的濕球溫度傳感器采用虹吸式自動(dòng)補(bǔ)水裝置。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果①本實(shí)用新型裝置采用常規(guī)溫度測量儀表實(shí)現(xiàn)對被測高溫空氣溫濕度的測量，極大地降低了測量裝置的成本。②本實(shí)用新型裝置只涉及溫度的測量，無需測量低溫空氣與高溫空氣的混風(fēng)比，測量方法簡單，易于實(shí)現(xiàn)，在高溫測量環(huán)境下，具有測量精度高的優(yōu)點(diǎn)。③本實(shí)用新型裝置測量的是溫度信號，裝置的量程只受高溫側(cè)溫度傳感器測量量程的限制，拓寬了測量裝置的量程范圍。④本實(shí)用新型裝置可實(shí)現(xiàn)被測高溫空氣其它各狀態(tài)參數(shù)的測量。


圖1為本實(shí)用新型提供的引風(fēng)機(jī)設(shè)置于低溫風(fēng)道中實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1的側(cè)視圖。
圖3為圖1的俯視圖。
圖4為本實(shí)用新型提供的引風(fēng)機(jī)設(shè)置于混風(fēng)道中實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5表示數(shù)據(jù)微處理單元結(jié)構(gòu)框圖。
圖中各部件的序號和名稱如下1.機(jī)箱；2.低溫風(fēng)量調(diào)節(jié)閥；3.金屬絲網(wǎng)；4.引風(fēng)機(jī)；5.低溫側(cè)干球溫度傳感器；6.低溫側(cè)濕球溫度傳感器；7.水槽；8.低溫風(fēng)道；9.混合室；10.法蘭；11.高溫風(fēng)量調(diào)節(jié)閥；12.高溫側(cè)干球溫度傳感器；13.高溫風(fēng)道；14.混風(fēng)側(cè)干球溫度傳感器；15.混風(fēng)側(cè)濕球溫度傳感器；16.混風(fēng)道；17.溫度測點(diǎn)接線端子；18.溫度傳感器引線；19.補(bǔ)水容器；20.虹吸管；21.數(shù)據(jù)微處理單元；22.串行通訊端口；23.數(shù)據(jù)通訊線；24.電源線。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供的高溫空氣溫濕度測量裝置，包括高溫風(fēng)道13、低溫風(fēng)道8、混合室9、混風(fēng)道16以及數(shù)據(jù)微處理單元21，所述的高溫風(fēng)道與低溫風(fēng)道以Y型方式連接至混合室的一側(cè)，所述的混風(fēng)道連接在混風(fēng)室的另一側(cè)；在所述的低溫風(fēng)道8設(shè)置引風(fēng)機(jī)4(參見圖1)或在混風(fēng)道16中設(shè)置引風(fēng)機(jī)4(參見圖4)，并在低溫風(fēng)道中設(shè)置低溫風(fēng)量調(diào)節(jié)閥2，在高溫風(fēng)道13中設(shè)置高溫風(fēng)量調(diào)節(jié)閥11；在高溫風(fēng)道中設(shè)置高溫側(cè)干球溫度傳感器12，在低溫風(fēng)道分別設(shè)置低溫側(cè)干球溫度傳感器5和低溫側(cè)濕球溫度傳感器6，在混風(fēng)道中分別設(shè)置混風(fēng)側(cè)干球溫度傳感器14和混風(fēng)側(cè)濕球溫度傳感器15，將所述的各溫度傳感器通過溫度傳感器引線18與所述的數(shù)據(jù)微處理單元21相連。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型裝置的實(shí)施過程作進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例1引風(fēng)機(jī)設(shè)置于低溫風(fēng)道根據(jù)圖1的方式將低溫風(fēng)道8與高溫風(fēng)道13以Y型方式連接至混合室9的一側(cè)，而混風(fēng)道16連接至混合室9的另一側(cè)。在高溫風(fēng)道13的入口處設(shè)置高溫風(fēng)量調(diào)節(jié)閥11；在低溫風(fēng)道8內(nèi)設(shè)置引風(fēng)機(jī)4及低溫風(fēng)量調(diào)節(jié)閥2，引風(fēng)機(jī)4可安裝于低溫風(fēng)量調(diào)節(jié)閥2的下游側(cè)或上游側(cè)。在高溫風(fēng)道內(nèi)布置干球溫度傳感器12、在低溫風(fēng)道內(nèi)設(shè)置干球溫度傳感器5和濕球溫度傳感器6，在混風(fēng)道內(nèi)分別布置干球溫度傳感器14和濕球溫度傳感器15，并通過溫度傳感器引線18將各溫度傳感器與溫度測點(diǎn)接線端子17連接，然后將所述各相連的部件固定于機(jī)箱1中，在低溫風(fēng)道入口及混風(fēng)道的出口分別設(shè)置金屬絲網(wǎng)3。測量裝置通過法蘭10與被測對象相連接，在機(jī)箱外側(cè)面上部設(shè)置補(bǔ)水容器19，并通過虹吸管20與水槽7連接進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)水。利用數(shù)據(jù)通訊線23將溫度測點(diǎn)接線端子17與數(shù)據(jù)微處理單元21連接，形成一個(gè)完整的高溫空氣溫濕度測量裝置。數(shù)據(jù)微處理單元的結(jié)構(gòu)如圖5所示，它由電源24，數(shù)據(jù)采集電路、信號放電電路、A/D轉(zhuǎn)化電路、微處理器以及分別與該微處理器的輸出端相連的顯示屏和I/O電路。同時(shí)可根據(jù)用戶需要，通過數(shù)據(jù)微處理單元21的串行通訊端口22與計(jì)算機(jī)連接，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲與輸出打印功能。
實(shí)施例2引風(fēng)機(jī)設(shè)置于混合風(fēng)道中根據(jù)圖4的方式將低溫風(fēng)道8與高溫風(fēng)道13以Y型方式連接至混合室9的一側(cè)，而混風(fēng)道16連接至混合室9的另一側(cè)。在高溫風(fēng)道13的入口處設(shè)置高溫風(fēng)量調(diào)節(jié)閥11，在低溫風(fēng)道8內(nèi)設(shè)置低溫風(fēng)量調(diào)節(jié)閥2；在高溫風(fēng)道內(nèi)布置干球溫度傳感器12，在低溫風(fēng)道內(nèi)設(shè)置干球溫度傳感器5和濕球溫度傳感器6，在混風(fēng)道內(nèi)分別布置干球溫度傳感器14和濕球溫度傳感器15；引風(fēng)機(jī)4設(shè)置于混風(fēng)道16內(nèi)且置于混風(fēng)道干球溫度傳感器14和濕球溫度傳感器15安裝位置的下游側(cè)。所述的各溫度傳感器通過溫度傳感器引線18與溫度測點(diǎn)接線端子17連接，然后將所述各相連的部件固定于機(jī)箱1中，在低溫風(fēng)道入口及混風(fēng)道的出口分別設(shè)置金屬絲網(wǎng)3。測量裝置通過法蘭10與被測對象相連接，在機(jī)箱外側(cè)面上部設(shè)置補(bǔ)水容器19，并通過虹吸管20與水槽7連接進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)水。利用數(shù)據(jù)通訊線23將溫度測點(diǎn)接線端子17與數(shù)據(jù)微處理單元21連接，形成一個(gè)完整的高溫空氣溫濕度測量裝置。同時(shí)可根據(jù)用戶需要，通過數(shù)據(jù)微處理單元21的串行通訊端口22與計(jì)算機(jī)連接，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲與輸出打印功能。
權(quán)利要求1.一種高溫空氣溫濕度測量裝置，其特征在于該測量裝置包括高溫風(fēng)道(13)、低溫風(fēng)道(8)、混合室(9)、混風(fēng)道(16)以及數(shù)據(jù)微處理單元(21)，所述的高溫風(fēng)道與低溫風(fēng)道以Y型方式連接至混合室的一側(cè)，所述的混風(fēng)道連接在混風(fēng)室的另一側(cè)；在所述的低溫風(fēng)道(8)或混風(fēng)道(16)中設(shè)置引風(fēng)機(jī)(4)，并在低溫風(fēng)道中設(shè)置低溫風(fēng)量調(diào)節(jié)閥(2)，在高溫風(fēng)道中設(shè)置高溫風(fēng)量調(diào)節(jié)閥(11)；在高溫風(fēng)道中設(shè)置高溫側(cè)干球溫度傳感器(12)，在低溫風(fēng)道分別設(shè)置低溫側(cè)干球溫度傳感器(5)和低溫側(cè)濕球溫度傳感器(6)，在混風(fēng)道中分別設(shè)置混風(fēng)側(cè)干球溫度傳感器(14)和混風(fēng)側(cè)濕球溫度傳感器(15)，將所述的各溫度傳感器通過溫度傳感器引線與所述的微處理單元相連。
2.按照權(quán)利要求1所述的高溫空氣溫濕度測量裝置，其特征在于所述的混風(fēng)道中的引風(fēng)機(jī)置于該風(fēng)道中所述混風(fēng)側(cè)干濕球溫度傳感器(14)和混風(fēng)側(cè)濕球溫度傳感器(15)安裝位置的下游側(cè)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述高溫空氣溫濕度測量裝置，其特征在于所述的低溫風(fēng)道(8)和混風(fēng)道(16)中的濕球溫度傳感器采用虹吸式自動(dòng)補(bǔ)水裝置。
專利摘要一種高溫空氣溫濕度測量裝置，涉及空氣狀態(tài)參數(shù)測量領(lǐng)域的一種測量裝置。本實(shí)用新型的特征是在該裝置中設(shè)置高溫風(fēng)道、低溫風(fēng)道、混合室及混風(fēng)道，并在高溫風(fēng)道與低溫風(fēng)道中設(shè)置風(fēng)量調(diào)節(jié)閥、在低溫風(fēng)道或混風(fēng)道中設(shè)置引風(fēng)機(jī)，在高溫風(fēng)道入口設(shè)置干球溫度傳感器，在低溫風(fēng)道與混風(fēng)道分別設(shè)置干、濕球溫度傳感器。測量的溫度信號采用微處理器處理，通過顯示屏顯示測量結(jié)果并具有數(shù)據(jù)的輸出與存儲功能。用于高溫低濕環(huán)境空氣溫濕度的測量技術(shù)領(lǐng)域，同現(xiàn)有技術(shù)相比，該測量裝置具有測量精度高、成本低的顯著優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01N19/10GK2767977SQ20052002273
公開日2006年3月29日 申請日期2005年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月14日
發(fā)明者余延順, 田長青, 石文星, 李先庭 申請人:清華大學(xué)