專利名稱：分流式標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器，特別是提供用于濕度測量儀器的檢定 或校準(zhǔn)、輸出具有標(biāo)準(zhǔn)濕度含量的氮?dú)獾陌l(fā)生器。
背景技術(shù)：
電力行業(yè)所用的各種電器，如高壓開關(guān)柜、各類溫度繼電器、時(shí)間繼電器等 對其工作環(huán)境的濕度都有特定的要求， 一旦濕度超過標(biāo)準(zhǔn)要求，就會(huì)發(fā)生短路故 障，導(dǎo)致不能正常工作。這就需要使用各種濕度測量儀器來測量，實(shí)時(shí)監(jiān)測電器 的工作環(huán)境濕度。目前，還沒有專門為電力行業(yè)各類濕度測量儀器量身定做，為 其提供儀器檢定或校準(zhǔn)所需要的標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、方便操作、精度高的分流式標(biāo)準(zhǔn)濕 度發(fā)生器。
本新型的目的是這是實(shí)現(xiàn)的 一種分流式標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器，包括數(shù)據(jù)采集與 控制裝置、電源電路、機(jī)箱，機(jī)箱內(nèi)安裝增濕飽和器和混合室；氮?dú)庖肟偣芙?jīng) 一分支管與混合室進(jìn)口連接，該分支管上依次安裝有電磁閥和質(zhì)量流量控制器， 該總管的另一分支管上依次安裝電磁閥、質(zhì)量流量控制器和止逆閥后，與增濕飽 和器的進(jìn)口連接，增濕飽和器的出口經(jīng)管路與混合室進(jìn)口連接，混合室出口經(jīng)管 路將用于儀器檢定或校準(zhǔn)、含有標(biāo)準(zhǔn)濕度的氣體引出機(jī)箱外。
分流式濕度發(fā)生器的工作原理為干氣體按一定的比例分成兩部分， 一路進(jìn) 入增濕飽和器，被水飽和的氣流在混合室中同另一股干氣混合，而后進(jìn)入試驗(yàn)腔， 最后排入大氣。調(diào)整兩股氣體的流量比，即可得到不同濕度的濕氣。通過測量干 氣流量、飽和濕氣流量、飽和器內(nèi)的溫度、壓力、大氣壓等參數(shù)，即可計(jì)算出發(fā) 生器發(fā)生的濕氣的濕度，用于濕度測量儀器的檢定或校準(zhǔn)。
本新型的有益效果是
1、 結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)較低
2、 操作方便
3可采用手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種方式，方便地調(diào)整干氣流量和飽和濕氣流量， 從而調(diào)整發(fā)生器發(fā)生的濕氣濕度。 3、系統(tǒng)誤差小，精度高
飽和濕氣的三個(gè)氣路中，質(zhì)量流量控制器的量程范圍分為0.5 5SCCM (標(biāo)準(zhǔn) 毫升/分)、5 50SCCM和50 500SCCM三檔，干氣流程中質(zhì)量流量控制器的量程為 2SLM(標(biāo)準(zhǔn)升/分)；氮?dú)庖肭敖?jīng)5A分子篩干燥管脫除多余水、再經(jīng)燒結(jié)金屬過 濾器脫除微粒雜質(zhì)以降低系統(tǒng)誤差；增濕飽和器采用兩級(jí)串聯(lián)，以確保足夠高的 飽和度。
本新型的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將在具體實(shí)施部分結(jié)合實(shí)例作進(jìn)一步闡述。


圖l是本新型的系統(tǒng)組成框圖； 圖2是本新型的工作原理圖3是圖1所示增濕飽和器的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
圖1中，按照功能劃分，該發(fā)生器由氣源部分、干氣流量和濕氣流量控制與 測量部分、增濕飽和器、溫度和壓力測量部分、數(shù)據(jù)采集與控制部分以及電源部 分組成。其中，濕度和壓力測量部分可歸屬于數(shù)據(jù)采集與控制部分。
圖2示出分流式標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器的工作原理發(fā)生器機(jī)箱內(nèi)安裝有增濕飽和 器3和混合室4;氮?dú)庖肟偣芙?jīng)一分支管與混合室4進(jìn)口連接，該分支管上依次
安裝有電磁閥la和質(zhì)量流量控制器1，該總管的另一只支管一次安裝電磁閥2a、 質(zhì)量控制流量器2和止逆閥2b后，與增濕飽和器3的進(jìn)口連接，增濕飽和器3的 出口經(jīng)管路與混合室4進(jìn)口連接，混合室出口經(jīng)管路將用于儀器檢定或校準(zhǔn)含有 標(biāo)準(zhǔn)濕度的氣體引出機(jī)箱外。
系統(tǒng)各組成部分如下
1、氣源部分
采用瓶裝高純氮?dú)庾鳉庠础?一般(即發(fā)生器機(jī)箱外的氮?dú)庖肟偣苌线€依次 安裝有5A分子篩干燥管和燒結(jié)金屬過濾器)高純氮?dú)獾臐穸刃∮?X10"6 (V/V)， 再經(jīng)內(nèi)裝5A分子篩的干燥管去除殘余水分后可視為絕對干氣，濕度為零。干燥氮 氣然后經(jīng)燒結(jié)金屬過濾器除去氣體中可能含有的雜質(zhì)微粒，以保護(hù)質(zhì)量流量控制器。由于發(fā)生器機(jī)箱容量有限，干燥管和過濾器置于機(jī)箱外部，通過進(jìn)氣接口 ((f)6mm 雙卡套)，用不銹鋼管或聚四氟乙烯管連接。
2、 流量控制和測量部分
流量測量的準(zhǔn)確度是分流式濕度發(fā)生器誤差的主要來源。為保證流量控制和 測量精度并實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制，采用質(zhì)量流量控制器(MFC)控制各氣路流量。該質(zhì) 量流量控制器的準(zhǔn)確度為1%F. S，重復(fù)精度為0. 2%F. S，流量控制范圍是(2 100) %F.S (量程比為50:1)，輸出信號(hào)為0 5V，流量為零時(shí)輸出信號(hào)為0V，滿量程 時(shí)輸出信號(hào)為5V。流量設(shè)定信號(hào)也為0 5V，分別對應(yīng)零流量和滿量程流量。工 作電源為DC土15V。另有閥控線可實(shí)現(xiàn)閥關(guān)閉(閥控線接+15V電源)和閥清洗(閥 控線接-15V電源)功能。為防止大流量范圍的流量控制器在控制和測量小流量時(shí) 出現(xiàn)誤差過大的情況，實(shí)際使用的流量控制范圍是(10 100) %F.S (量程比為 10:1)，以進(jìn)一步提高準(zhǔn)確度。
干燥氮?dú)膺M(jìn)入發(fā)生器后，分為干燥氣體和飽和濕氣兩路氣流。干氣流路采用 一臺(tái)量程為2SLM(標(biāo)準(zhǔn)升/分)的質(zhì)量流量控制器進(jìn)行控制和測量，使用流量范圍 為200 2000SCCM (標(biāo)準(zhǔn)毫升/分)。
為滿足發(fā)生器的量程范圍并保證準(zhǔn)確度，飽和濕氣又分為并聯(lián)的三路氣流， 用三臺(tái)質(zhì)量流量控制器分段控制和測量其流量。氮?dú)庖肟偣芘c增濕飽和器3進(jìn) 口之間還連接有兩個(gè)分支管，且兩個(gè)分支管上均依次安裝有電磁閥、質(zhì)量流量控 制器和止逆閥。量程為5SCCM的質(zhì)量流量控制器用于控制和測量0. 5 5SCCM范圍 的流量，量程為50SCCM的質(zhì)量流量控制器用于控制和測量5 50SCCM范圍的流量， 量程為500SCCM的質(zhì)量流量控制器用于控制和測量50 500SCCM范圍的流量。三 路氣流通常只有一路處于工作狀態(tài)，另兩路截止。
三路氣流分別經(jīng)質(zhì)量流量控制器后，然后進(jìn)入增濕飽和器。
為確保相應(yīng)氣路的完全關(guān)閉，在每臺(tái)質(zhì)量流量控制器前面加裝一只電磁截止 閥(即電磁閥)。當(dāng)電磁截止閥關(guān)閉時(shí)，相應(yīng)氣路完全截止，流量為零，以保證氣 路間無相互干擾。
三只質(zhì)量流量控制器的出口管路上均裝有單向閥(即止逆閥)，以防止飽和 器內(nèi)的水回流而損壞質(zhì)量流量控制器。
3、 增濕飽和器(參見圖3)
增濕飽和器是發(fā)生含有飽和水蒸氣的濕氣的裝置，亦即使氣流達(dá)到為水所飽和的狀態(tài)，是濕度發(fā)生器的核心部件，其效率的高低直接影響濕度發(fā)生器的準(zhǔn)確 度。
本發(fā)生器的增濕飽和器為自行設(shè)計(jì)制作，采用鼓泡式原理工作。增濕飽和器 呈圓柱狀，內(nèi)裝去離子水。氣流從飽和器下部經(jīng)銅網(wǎng)分散進(jìn)入飽和器內(nèi)腔，在水 中鼓泡而被水飽和，再從上部離開飽和器。飽和器內(nèi)腔的水3c中裝入潔凈的紗布 等親水性物件，以進(jìn)一步分散氣流，提高飽和效率。
本發(fā)生器采用結(jié)構(gòu)相同的兩級(jí)飽和器串聯(lián)方式工作，以確保足夠高的飽和度 率。前級(jí)為預(yù)飽和器，氣流經(jīng)預(yù)飽和器后基本達(dá)到飽和，再經(jīng)后級(jí)飽和器完全達(dá) 到飽和，從而防止在氣流過大時(shí)飽和效率下降的問題。增濕飽和器3為結(jié)構(gòu)相同
的兩臺(tái)其進(jìn)口設(shè)置在底部，出口設(shè)置在頂部，內(nèi)腔裝填有用作為增濕材料的紗
布、且進(jìn)口上設(shè)置有銅網(wǎng)分散器3a、3d(筒體與筒頂及筒底之間設(shè)置有密封圈3b); 前級(jí)增濕飽和器的出口經(jīng)管路與后級(jí)增濕飽和器的進(jìn)口連接。
為防止氣流帶出霧沫，預(yù)飽和器內(nèi)水位較高，后級(jí)飽和器內(nèi)水位較低，并在 后級(jí)飽和器上部出口處裝設(shè)銅網(wǎng)過濾器3e(結(jié)構(gòu)和銅網(wǎng)分散器3a—樣)，以阻擋霧沫。
后級(jí)飽和器內(nèi)設(shè)有溫度傳感器3g和壓力傳感器3f，用以測量增濕飽和器的工 作參數(shù)。
流出增濕飽和器的飽和濕氣通過混合室4 (或三通)與干燥氮?dú)饣旌铣蔀闃?biāo)準(zhǔn) 濕氣，通過出氣接口 (小6雙卡套)流出發(fā)生器，通過(()6聚四氟乙烯管引入受檢儀 器。
4、 溫度和壓力測量部分
溫度和壓力測量部分由一支溫度變送器和兩支絕對壓力變送器組成。 溫度變送器用于測量增濕飽和器內(nèi)的水溫，以便計(jì)算飽和水蒸氣壓。該變送 器的傳感元件采用精度等級(jí)為1/3DIN B級(jí)的Pt1000鉑電阻，轉(zhuǎn)換電路部分精度 為O. 1%，量程為(TC 50。C，輸出信號(hào)為0 5V。 (TC時(shí)輸出信號(hào)為OV， 5(TC時(shí)輸 出信號(hào)為5V。工作電壓DC 24V。綜合考慮，溫度變送器的準(zhǔn)確度可達(dá)O. 1'C。
兩支絕對壓力變送器分別用于測量增濕飽和器內(nèi)的絕對壓力和大氣壓。壓力 變送器的準(zhǔn)確度為0. 2%F. S，量程為0 200kPa，工作電壓DC 24V，輸出信號(hào)為0 5V。壓力為零時(shí)輸出信號(hào)為OV，滿量程200kPa時(shí)輸出信號(hào)為5V。
5、 數(shù)據(jù)采集和控制部分?jǐn)?shù)據(jù)采集和控制部分由一塊數(shù)據(jù)采集卡和一塊繼電器端子板組成。數(shù)據(jù)采集 卡功能包括16路12位A/D信號(hào)轉(zhuǎn)換、4路12位D/A信號(hào)轉(zhuǎn)換，16路數(shù)字量輸入 (DI)和16路數(shù)字量輸出(DO)，通過USB接口與計(jì)算機(jī)連接。16路繼電器端子 板接受數(shù)字量信號(hào)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)繼電器的通斷。
七路0 5V的電壓信號(hào)(四臺(tái)質(zhì)量流量控制器輸出的四路流量信號(hào)、溫度變 送器輸出的一路溫度信號(hào)以及兩支壓力變送器輸出的兩路壓力信號(hào))經(jīng)兩倍前級(jí) 放大變成0 10V的電壓信號(hào)，再經(jīng)12位A/D轉(zhuǎn)換成為0 4095的數(shù)字量，送入 計(jì)算機(jī)由軟件分析處理。
計(jì)算機(jī)送出的四路0 4095的數(shù)字量，經(jīng)采集卡12位D/A轉(zhuǎn)換后成為0 5V 的電壓信號(hào)，用于設(shè)定四臺(tái)質(zhì)量流量控制器的流量。
計(jì)算機(jī)發(fā)出的通斷信號(hào)(共12路)，經(jīng)采集卡數(shù)字量輸出功能送出高、低電 平，用于控制繼電器端子板上相應(yīng)繼電器的通斷，再繼而控制四只電磁截止閥的 通斷和四臺(tái)質(zhì)量流量控制器的閥控功能(每臺(tái)需用兩只繼電器控制)。
6、電源部分
本濕度發(fā)生器需由多種電壓的直流電源供電。由于質(zhì)量流量控制器對電源要 求較高，要求電源純凈，電壓波動(dòng)不得大于5mV， 一般市售開關(guān)電源無法滿足要求， 因此采用自行設(shè)計(jì)制作的線性穩(wěn)壓電源供電。220V市電經(jīng)EML濾波、變壓、整流、 濾波、穩(wěn)壓等步驟成為穩(wěn)定的直流電。經(jīng)測試滿負(fù)荷時(shí)紋波電壓小于5mV，滿足質(zhì) 量流量控制器對電源的要求。共提供4種電壓+24￥電源給電磁截止閥、繼電器 端子板和溫度、壓力變送器供電；土15V電源向質(zhì)量流量控制器供電；—5V電源用 于數(shù)據(jù)采集卡的輔助供電，設(shè)有單獨(dú)的電源開關(guān)。(通常數(shù)據(jù)采集卡可由計(jì)算機(jī) 的USB接口供電，但如USB 口輸出電流不足導(dǎo)致采集卡不能正常工作，則可啟用 輔助供電。)
控制軟件
本濕度發(fā)生器完全采用計(jì)算機(jī)控制，除電源開關(guān)外，發(fā)生器上未設(shè)置手動(dòng)開 關(guān)、旋鈕等操作部件。發(fā)生器通過USB電纜與計(jì)算機(jī)連接，由專門編制的軟件控 制發(fā)生器工作并計(jì)算流量、濕度等參數(shù)。
控制軟件采用Microsoft Visual C# 2005語言編寫，在Windows操作系統(tǒng)上 運(yùn)行(需安裝Microsoft .Net Framework 2.0)。
軟件提供手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式。在手動(dòng)控制方式下，可通過鼠標(biāo)控制各電磁截止閥的通斷、操作質(zhì)量流量控制器以及輸入各路設(shè)定流量值。質(zhì)量流量控 制器將自動(dòng)控制氣體流量為設(shè)定流量值。軟件根據(jù)設(shè)定流量和實(shí)時(shí)采集到的溫度、 壓力數(shù)據(jù)計(jì)算發(fā)生濕氣的預(yù)設(shè)流量和濕度(以體積分?jǐn)?shù)和露點(diǎn)溫度兩種單位表 示)，同時(shí)根據(jù)采集到的實(shí)際流量和溫度、壓力數(shù)據(jù)計(jì)算發(fā)生濕氣的實(shí)際流量和濕 度。在質(zhì)量流量控制器工作正常的情況下，實(shí)際流量等于或非常接近于設(shè)定流量， 因此發(fā)生濕氣流量和濕度的實(shí)際值等于或非常接近于設(shè)定值。在手動(dòng)控制方式下， 由于各路流量固定，當(dāng)環(huán)境溫度或壓力變化從而導(dǎo)致增濕飽和器內(nèi)的溫度和壓力 發(fā)生變化時(shí)，輸出濕氣的濕度會(huì)相應(yīng)有所變化(設(shè)定值和實(shí)際值均會(huì)變化)。
自動(dòng)控制方式下，使用者不能直接操作電磁閥和質(zhì)量流量控制器等元 件，而是輸入所需濕氣的流量和濕度(可以為體積分?jǐn)?shù)或露點(diǎn)溫度)，軟件 通過計(jì)算自動(dòng)選擇氣路并設(shè)定各路氣的流量。在自動(dòng)控制方式下，使用者只 需給定所需的總流量和濕度即可，而無須關(guān)注各氣路的流量分配(當(dāng)然，從 軟件界面上仍可以知道各質(zhì)量流量控制器和電磁截止閥的工作狀態(tài)、參數(shù))。 當(dāng)環(huán)境溫度或壓力發(fā)生變化時(shí)，軟件會(huì)自動(dòng)調(diào)整流量分配，從而保證發(fā)生的 濕氣濕度穩(wěn)定。
濕度計(jì)算
1、 采集和控制信號(hào)的處理
計(jì)算機(jī)采集到的是12位的LSB數(shù)碼，范圍是0 4095，須先將其轉(zhuǎn)換為 電壓值，再算出各信號(hào)值。
轉(zhuǎn)換公式為r = ZSBx(5000/4096)，電壓單位為mV。
同理，將電壓(0 5000mV)轉(zhuǎn)換為LSB的公式為LS5 = K/(5000/4096)。
0 5000mV的電壓信號(hào)分別對應(yīng)各傳感器的量程范圍。OmV對應(yīng)量程下限(零 流量、零壓力或0。C) ， 5000mV對應(yīng)量程上限(滿量程流量、200kPa或50。C)。 依此原則可通過電壓信號(hào)計(jì)算出各信號(hào)的具體數(shù)值。
2、 飽和水蒸氣壓的計(jì)算
飽和是一種動(dòng)態(tài)平衡態(tài)，在該狀態(tài)下，氣相中的水蒸氣濃度或密度保持 恒定。在整個(gè)濕度的換算過程中，對于飽和水蒸氣壓公式的選取顯得尤為重 要。實(shí)用的飽和水蒸氣壓公式主要有Goff-Grattch公式和 Wexler-Greenspan 7K氣壓公式。(1) Goff-Grattch飽和水氣壓公式 從1947年起，世界氣象組織就推薦使用Goff-Grattch的水氣壓方程。該方 程是以后多年世界公認(rèn)的最準(zhǔn)確的公式。它包括兩個(gè)公式， 一個(gè)用于液-氣平衡 (水面)，另一個(gè)用于固-氣平衡(冰面)。 對于水平面上的飽和水氣壓
lgew = 10.79586(1-7。 /r)— 5.02808 lg(77ro)
十1.50475x10-4 十0.42873x10—3
1 — 10
-8.2969(7770-1)
10
4.76955(l-V ")
+ 0.78614
式中，7i為水三相點(diǎn)溫度273.16 K。 對于冰面上的飽和水氣壓
lge, = 9.096936(1 — 7; /!")—3.56654lg(ro + 0.87682(1 - 777"。)+ 0.78614
以上兩式為1966年世界氣象組織發(fā)布的國際氣象用表所采用。
(2) Wexler-Greenspan 7K氣壓公式
1971年，美國國家標(biāo)準(zhǔn)局的Wexler和Greenspan根據(jù)25 100 。C范圍水 面上飽和水氣壓的精確測量數(shù)據(jù)，以克拉柏龍一克勞修斯方程為基礎(chǔ)，結(jié)合卡末 林-昂尼斯方程，經(jīng)過簡單的數(shù)學(xué)運(yùn)算并參照試驗(yàn)數(shù)據(jù)作了部分修正，導(dǎo)出了 0 IO(TC范圍內(nèi)水面上的飽和水氣壓的計(jì)算公式，該式的計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值基本符合。
i氣^c,r"+d inr
式中常數(shù)項(xiàng)的個(gè)數(shù)一般取4 8 ，例如77為4時(shí)，各項(xiàng)系數(shù)為 C尸-0.60436117 X104、 C尸O. 189 3 2 9 2 601X 102、 C尸-O. 28244925 X 10—'、 G =0.17250331X 10—4、 G =0. 2858487 X10。
(3) 飽和水氣壓的簡化公式 上述的飽和水氣壓公式被廣泛使用，但二者都很復(fù)雜，不利于工程計(jì)算，特
別是通過飽和水蒸氣壓計(jì)算水面溫度的反向計(jì)算。為了簡化計(jì)算，并保證足夠的 精度，本濕度發(fā)生器的控制軟件采用了一組簡化飽和水蒸氣壓公式。
9對于水面飽和水蒸氣壓
lgew = (10.286" 661.23)/(" 237.3)
對于冰面飽和水蒸氣壓 lge, =12.5633-2670.59/(" 273.15)
通過計(jì)算機(jī)計(jì)算的0 5(TC水面和-50 (TC冰面飽和水蒸氣壓數(shù)據(jù)顯示，上述 簡化公式與Goff-Grattch和Wexler公式相比，其最大相對偏差小于0.2%。該精 度完全滿足分流式標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器的需要。
3、發(fā)生濕氣濕度的計(jì)算
設(shè)飽和濕氣的流量為/^，干氣流量為/^，增濕飽和器內(nèi)溫度為"壓力為A，
大氣壓為A，貝u
飽和器內(nèi)的水蒸氣壓為
p— 10(10.286,+661.23)/("237.3)
飽和器內(nèi)的體積分?jǐn)?shù)濕度為
K 二~ x106
發(fā)生濕氣的體積分?jǐn)?shù)濕度為
發(fā)生濕氣的露點(diǎn)溫度((TC以上)為
r 一 661.13-237.3lg(ax 10-6) rf _ ~1g(^P" xl。-:)-10.286^
若露點(diǎn)溫度小于O'C時(shí)，則用以下公式
d 12.5633-lg(Q。x l(T6)
4、自動(dòng)控制方式下流量的計(jì)算
使用者設(shè)定輸出濕氣的流量為尸"體積分?jǐn)?shù)濕度為K"則
f 二 ' r =尸—f若使用者設(shè)定的是輸出濕氣的露點(diǎn)溫度7;，則先將露點(diǎn)溫度轉(zhuǎn)換為體積分?jǐn)?shù)。
露點(diǎn)溫度大于等于0'C時(shí)
I n(10.286rrf+661.23)/(rrf+237.3)
=^-xio6
露點(diǎn)溫度小于0'C時(shí)
1 n12.5633—2670.59/(7^+273.15)
K=i5-x106
旦壬口 里矛王
本濕度發(fā)生器輸出濕度的測量范圍和流量有關(guān)，也和增濕飽和器的溫度及大 氣壓有關(guān)。增濕飽和器未設(shè)恒溫裝置，其溫度基本相等于環(huán)境溫度， 一般可定為
2(TC。大氣壓取100kPa。增濕飽和器內(nèi)的壓力一般和大氣壓相差很小，也取100kPa。
理論上，在干氣流量為最大2000SCCM，濕氣流量為最小0.5SCCM的情況下， 發(fā)生濕氣的最小濕度約為6X10—6，露點(diǎn)溫度為-64°C，流量約為2000SCCM。當(dāng)然 要實(shí)際達(dá)到這么低的濕度非常困難，這需要對流路的材料、結(jié)構(gòu)、密封性等作出 特別優(yōu)化的設(shè)計(jì)，而且系統(tǒng)中殘余水分的吹掃也是一件很困難的事情。氮?dú)庵斜?底水分的影響也不能夠忽略。
理論上，當(dāng)干氣流量為零時(shí)，發(fā)生器發(fā)生飽和濕氣，其相對濕度為100%，體 積分?jǐn)?shù)大于23000X10,露點(diǎn)溫度等于飽和器的溫度，流量最大為500SCCM。為 防止飽和濕氣在管路中結(jié)露，通常輸出的濕氣相對濕度不應(yīng)大于90%，體積分?jǐn)?shù)約 為20000X10"6,相應(yīng)的露點(diǎn)約為17. 5°C，流量約為575SCCM。
在固定輸出流量為IOOOSCCM的情況下，發(fā)生器可滿足-55 9。C的測量范圍， 該范圍完全滿足電力行業(yè)各類濕度測量儀器檢定、校準(zhǔn)的需要。在輸出濕度-55'C (20X10"6)時(shí)，飽和濕氣流量為0. 9SCCM，干氣流量為999. 1SCCM;在輸出濕度9 。C (1148X10—6)時(shí)，飽和濕氣流量為491SCCM，干氣流量為509SCCM。特殊情況 下可通過改變輸出流量來擴(kuò)展量程。增大輸出流量可降低下限，減小輸出流量可 提高上限。
權(quán)利要求1、一種分流式標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器，包括，數(shù)據(jù)采集與控制裝置、電源電路、機(jī)箱，其特征是所述機(jī)箱內(nèi)安裝有增濕飽和器(3)和混合室(4)；氮?dú)庖肟偣芙?jīng)一分支管與混合室(4)進(jìn)口連接，該分支管上依次安裝有電磁閥(1a)和質(zhì)量流量控制器(1)，該總管的另一分支管上依次安裝電磁閥(2a)、質(zhì)量流量控制器(2)和止逆閥(2b)后，與增濕飽和器(3)的進(jìn)口連接，增濕飽和器(3)的出口經(jīng)管路與混合室(4)進(jìn)口連接，混合室出口經(jīng)管路將用于儀器檢定或校準(zhǔn)、含有標(biāo)準(zhǔn)濕度的氣體引出機(jī)箱外。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述分流式標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器，其特征是所述氮?dú)庖?總管與增濕飽和器(3)進(jìn)口之間還連接有兩個(gè)分支管，且兩個(gè)分支管上均依次 安裝有電磁閥、質(zhì)量流量控制器和止逆閥。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述分流式標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器，其特征是所述氮?dú)庖?總管與增濕飽和器(3)進(jìn)口之間的三個(gè)分支管上的三個(gè)質(zhì)量流量控制器的量程 分別為5標(biāo)準(zhǔn)毫升/分50標(biāo)準(zhǔn)毫升/分、500標(biāo)準(zhǔn)毫升/分；氮?dú)庖肟偣芘c混 合室(4)之間分支管上的質(zhì)量流量控制器的量程為2標(biāo)準(zhǔn)升/分。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述分流式標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器，其特征是所述 增濕飽和器(3)為結(jié)構(gòu)相同的兩臺(tái)其進(jìn)口設(shè)置在底部，出口設(shè)置在頂部，內(nèi) 腔裝填有用作為增濕材料的紗布、且進(jìn)口上設(shè)置有銅網(wǎng)分散器；前級(jí)增濕飽和器 的出口經(jīng)管路與后級(jí)增濕飽和器的進(jìn)口連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述分流式標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器，其特征是所述后級(jí)增濕 飽和器內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器(3g)和壓力傳感器(3f)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述分流式標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器，其特征是所述后級(jí)增濕 飽和器的上部出口處設(shè)置有銅網(wǎng)過濾器(3e)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述分流式標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器，其特征是所述機(jī)箱外的 氮?dú)庖肟偣苌线€依次安裝有5A分子篩干燥管和燒結(jié)金屬過濾器。
專利摘要一種分流式標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器，屬用于濕度測量儀器檢定或校準(zhǔn)而提供有標(biāo)定濕度含量氮?dú)獾陌l(fā)生器。包括，數(shù)據(jù)采集與控制裝置、電源電路，機(jī)箱內(nèi)安裝有增濕飽和器和混合室；氮?dú)庖肟偣芙?jīng)一分支管與混合室進(jìn)口連接，該分支管上依次安裝有電磁閥和質(zhì)量流量控制器，該總管的另一分支管上依次安裝電磁閥、質(zhì)量流量控制器和止逆閥后，與增濕飽和器的進(jìn)口連接，增濕飽和器的出口經(jīng)管路與混合室進(jìn)口連接，混合室出口經(jīng)管路將用于儀器檢定或校準(zhǔn)、含有標(biāo)準(zhǔn)濕度的氣體引出機(jī)箱外。它具有操作方便、系統(tǒng)誤差小、精度高的特點(diǎn)，可滿足電力行業(yè)各類濕度測量儀器檢定和校準(zhǔn)的需要。
文檔編號(hào)B01F3/02GK201260940SQ20082006496
公開日2009年6月24日 申請日期2008年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月1日
發(fā)明者力 張 申請人:四川電力試驗(yàn)研究院