專(zhuān)利名稱(chēng)：Sf6氣體中微水測(cè)量用濕度標(biāo)定飽和鹽溶液法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)設(shè)備檢測(cè)/監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及六氟化硫氣體絕緣設(shè)備 的SF6氣體中微水含量測(cè)量技術(shù)。
背景技術(shù)：
六氟化硫氣體(SF6)已被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)GIS等電氣設(shè)備，當(dāng)SF6氣體絕緣 設(shè)備中的氣體含有水份并達(dá)到一定程度后，會(huì)引起嚴(yán)重的不良后果，檢測(cè)及控制SF6氣體 中的微水含量是確保設(shè)備安全運(yùn)行的關(guān)鍵。目前檢測(cè)SF6氣體微水含量的方法已經(jīng)很多， 這些方法幾乎都需要用濕度傳感器及感濕元件等來(lái)測(cè)量濕度，濕度檢測(cè)中敏感元件及傳感 器的感濕特征量必須經(jīng)過(guò)定量標(biāo)定才能表征濕度的確切數(shù)值?，F(xiàn)有的濕敏元件濕度標(biāo)定方 法干-濕球帕斯卡計(jì)法，影響該標(biāo)定方法精度的因素很多，如水的純度、棉紗的清潔度、溫 度計(jì)的大小和準(zhǔn)確度，以及空氣的粘度、流通速度熱導(dǎo)率等，測(cè)量條件要求苛刻，難以保證。 因此尋求一種利用本發(fā)明提出的飽和鹽溶液法等原理進(jìn)行濕敏元件標(biāo)定的方法和裝置是 本領(lǐng)域的研究目標(biāo)。本發(fā)明提出的SF6氣體中微水測(cè)量用濕度標(biāo)定飽和鹽溶液法，標(biāo)定容 器密閉，鹽溶液配制簡(jiǎn)單，標(biāo)定范圍為5% RH 98% RH，標(biāo)定范圍大，標(biāo)定結(jié)果精確，且儀器 裝置簡(jiǎn)單，費(fèi)用低廉，便于標(biāo)定。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種SF6氣體中微水測(cè)量用濕度標(biāo) 定飽和鹽溶液法及裝置。本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案一種SF6氣體中微水測(cè)量用飽和鹽溶液濕度標(biāo)定裝置，該裝置包括一恒溫浴槽、 一裝有飽和鹽溶液的容器、一氣體循環(huán)風(fēng)扇、一液體攪拌器、一支氣體溫度計(jì)、一支液體溫 度計(jì)、濕敏元件、用于濕敏元件電容量測(cè)量的電容測(cè)量?jī)x表，其特征在于所述裝有飽和鹽溶液的容器置于恒溫浴槽中；所述氣體循環(huán)風(fēng)扇與所述液體攪拌器通過(guò)密封的容器口外接電源控制裝置，所述 氣體循環(huán)風(fēng)扇與所述液體攪拌器的轉(zhuǎn)速可控；氣體循環(huán)風(fēng)扇扇片端置于所述容器中的飽和鹽溶液的上方空間，用于循環(huán)飽和鹽 溶液上方空氣，所述液體攪拌器的攪拌器端置于飽和鹽溶液中，用于對(duì)溶液進(jìn)行攪拌；所述氣體溫度計(jì)、液體溫度計(jì)的溫泡分別置于所述容器中的飽和鹽溶液上方空間 和飽和鹽溶液中，分別用于測(cè)量所述容器中氣體和飽和鹽溶液的溫度；所述濕敏元件置于所述容器中的飽和鹽溶液上方空間，由電纜穿過(guò)密封的容器口 連接所述濕敏元件與所述電容測(cè)量?jī)x表，所述電容測(cè)量?jī)x表測(cè)量濕敏元件的電容。本發(fā)明公開(kāi)的濕度標(biāo)定裝置，所述裝有飽和鹽溶液的容器為一個(gè)或多個(gè)，當(dāng)所述 容器為多個(gè)時(shí)，每個(gè)容器內(nèi)放入同一種待標(biāo)定的濕敏元件，以獲得同一溫度下的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn) 濕度，縮短標(biāo)定時(shí)間；每個(gè)容器內(nèi)放入不同的待標(biāo)定的濕敏元件，可以同時(shí)標(biāo)定多個(gè)元件。
基于上述的濕度標(biāo)定裝置，本發(fā)明還公開(kāi)了一種SF6氣體中微水測(cè)量用濕度標(biāo)定 飽和鹽溶液法，其特征在于所述方法包括以下步驟(1)根據(jù)不同溫度下不同飽和鹽溶液的相對(duì)濕度值，選擇所需要測(cè)試的相對(duì)濕度 值對(duì)應(yīng)的鹽，按所述方法在容器中配制好需要的飽和鹽溶液；(2)根據(jù)上述方法連接好裝置，把需要標(biāo)定的濕敏元件放入容器中，并用電纜連接 電容測(cè)量?jī)x表；(3)根據(jù)溫度與飽和鹽溶液相對(duì)濕度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，選擇需要測(cè)試的相對(duì)濕度對(duì)應(yīng) 的溫度，根據(jù)上述濕度標(biāo)定裝置，用氣體溫度計(jì)和液體溫度計(jì)分別測(cè)量氣體和液體的溫度， 在恒溫浴槽、氣體循環(huán)風(fēng)扇和液體攪拌器的同時(shí)作用下，使氣體溫度和液體溫度達(dá)到需要 的平衡溫度，此時(shí)飽和鹽溶液的平衡蒸氣壓即為需要測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)濕度，記錄此時(shí)電容測(cè)量 儀表的電容值；(4)重復(fù)步驟(1)，(2)，(3)，連續(xù)測(cè)試濕敏元件的電容值，得到所需不同相對(duì)濕度 下的電容值；(5)繪制測(cè)得的電容值與相對(duì)濕度值的關(guān)系曲線，即得到待標(biāo)定濕敏元件的濕度 測(cè)量特性。本發(fā)明公開(kāi)的SF6氣體中微水測(cè)量用濕度標(biāo)定飽和鹽溶液法及裝置具有以下優(yōu)占.
^ \\\ ·1)利用在封閉容器中飽和鹽溶液的平衡蒸氣壓，作為工作標(biāo)準(zhǔn)濕度，給定溫度的 高低由飽和鹽溶液的種類(lèi)和平衡溫度作決定。選取不同的飽和鹽溶液，并使其處于不同的 平衡溫度下，即可獲得各種溫度下的一系列不同溫度的恒濕空間。2)本發(fā)明的飽和鹽溶液容易制備，制備方法簡(jiǎn)單，操作方便，且鹽種類(lèi)的選擇方式
^^ ο3)本發(fā)明的方法和裝置主要用于標(biāo)定測(cè)量SF6氣體中微水含量的感濕元件，對(duì)低 濕度的標(biāo)定效果較好。4)可同時(shí)標(biāo)定多個(gè)元件，且裝置簡(jiǎn)單，成本低廉，操作方便，標(biāo)定時(shí)間短。5)本發(fā)明的裝置通過(guò)保溫材料避免外界環(huán)境溫度變化的影響，用水浴的方法使其 溫度達(dá)到均勻，恒溫浴槽結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且效果很好。6)本發(fā)明的裝置中在飽和鹽溶液上方空間裝一個(gè)氣泵強(qiáng)制循環(huán)飽和鹽溶液上方 空氣，并使用液體攪拌器對(duì)液體進(jìn)行攪拌，氣泵和液體攪拌器的轉(zhuǎn)速可由電源控制裝置進(jìn) 行改變，這會(huì)加速平衡的建立，縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，對(duì)連續(xù)測(cè)試是非常有利的，且系統(tǒng)可 抵抗溫度變化的影響。7)通過(guò)對(duì)傳感器的試驗(yàn)標(biāo)定得出，本飽和鹽溶液法是很好的感濕特征量定量標(biāo)定 方法，可用于敏感元件及傳感器的濕度標(biāo)定，濕度標(biāo)定范圍大，效果好，能夠準(zhǔn)確標(biāo)定元件 的感濕特征量，正確判斷元件的性能是否穩(wěn)定。


圖1為本發(fā)明的飽和鹽溶液標(biāo)定裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為電容值與相對(duì)濕度變化曲線；圖3為標(biāo)定方法的步驟流程圖。
圖中標(biāo)號(hào)1為濕敏元件，2為氣體循環(huán)風(fēng)扇，3為液體攪拌器，4為溫泡，5為加熱 循環(huán)裝置，6為電容測(cè)量?jī)x表，7為電源控制裝置，8為水，9為控溫箱，10為氣體溫度計(jì)，11 為液體溫度計(jì)，12為進(jìn)水口，13為出水口，14為恒溫浴槽，15為電纜，16為鹽溶液，17為固 體鹽，18為裝有飽和鹽溶液的容器，19為塞子。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和相應(yīng)表格對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。飽和鹽溶液法是根據(jù)拉烏爾定律。溶質(zhì)的溶解降低了該溫度下溶液的蒸氣壓，但 溶解鹽達(dá)到飽和時(shí)，在給定溫度下溶液的平衡蒸氣壓最小并保持恒定。因此，可以利用在封 閉容器中飽和鹽溶液的平衡蒸氣壓，作為工作標(biāo)準(zhǔn)濕度。該溫度的高低，則由飽和鹽溶液的 種類(lèi)和平衡溫度作決定。選取不同的飽和鹽溶液，并使其處于不同的平衡溫度下，即可獲得 各種溫度下的一系列不同溫度的恒濕空間。在溫度O 50°C范圍內(nèi)，幾種飽和鹽溶液的平 衡濕度如表1所示。表1飽和鹽溶液的相對(duì)濕度
權(quán)利要求
一種SF6氣體中微水測(cè)量用飽和鹽溶液濕度標(biāo)定裝置，該裝置包括一恒溫浴槽、裝有飽和鹽溶液的容器、一氣體循環(huán)風(fēng)扇、一液體攪拌器、一支氣體溫度計(jì)、一支液體溫度計(jì)、濕敏元件、用于濕敏元件電容量測(cè)量的電容測(cè)量?jī)x表，其特征在于所述裝有飽和鹽溶液的容器置于恒溫浴槽中；氣體循環(huán)風(fēng)扇置于所述容器中的飽和鹽溶液的上方空間，用于循環(huán)飽和鹽溶液上方空氣，液體攪拌器置于飽和鹽溶液中，用于對(duì)溶液進(jìn)行攪拌，所述氣體循環(huán)風(fēng)扇與所述液體攪拌器通過(guò)密封的容器口外接電源控制裝置，所述氣體循環(huán)風(fēng)扇與所述液體攪拌器的轉(zhuǎn)速可控；所述氣體溫度計(jì)的溫泡置于所述容器中的飽和鹽溶液上方空間，所述液體溫度計(jì)的溫泡置于所述容器中的飽和鹽溶液中，分別用于測(cè)量所述容器中氣體和飽和鹽溶液的溫度；所述濕敏元件置于所述容器中的飽和鹽溶液上方空間，由電纜穿過(guò)密封的容器口連接所述濕敏元件與所述電容測(cè)量?jī)x表，所述電容測(cè)量?jī)x表測(cè)量濕敏元件的電容值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度標(biāo)定裝置，其特征在于所述裝有飽和鹽溶液的容器為 一個(gè)或多個(gè)，當(dāng)所述容器為多個(gè)時(shí)，每個(gè)容器內(nèi)放入同一種待標(biāo)定的濕敏元件，以獲得同一 溫度下的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)濕度，縮短標(biāo)定時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度標(biāo)定裝置，其特征在于所述裝有飽和鹽溶液的容器為 一個(gè)或多個(gè)，當(dāng)所述容器為多個(gè)時(shí)，每個(gè)容器內(nèi)放入不同的待標(biāo)定的濕敏元件，以便同時(shí)標(biāo) 定多個(gè)元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的濕度標(biāo)定裝置，其特征在于所述恒溫浴槽包括控溫箱、 水、進(jìn)水口、出水口和加熱循環(huán)裝置，所述控溫箱由保溫材料制成，在控溫箱中裝入水，使用 水浴的方式保持控溫箱內(nèi)的溫度均勻，所述控溫箱分別設(shè)置一進(jìn)水口和一出水口，通過(guò)水 管連接至加熱循環(huán)裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的濕度標(biāo)定裝置，其特征在于所述裝有飽和鹽溶液的容器所 用材料耐腐蝕、不吸濕且絕熱，并且具有憎水性。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的濕度標(biāo)定裝置，其特征在于所述裝有飽和鹽溶液的容器所 用材料為有機(jī)玻璃。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的濕度標(biāo)定裝置，其特征在于所述裝有飽和鹽溶液的容器為 圓形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的濕度標(biāo)定裝置，其特征在于所述裝有飽和鹽溶液的容器 的容積，包括飽和鹽溶液和溶液上方空間兩部分，飽和鹽溶液占整個(gè)容積的1/5，溶液上方 空間占整個(gè)容積的4/5。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的濕度標(biāo)定裝置，其特征在于所述鹽溶液中鹽的選擇依據(jù)不 同溫度下飽和鹽溶液的相對(duì)濕度值RH，選擇同一溫度下具有不同相對(duì)濕度范圍的五種鹽， 所述五種鹽的相對(duì)濕度值RH構(gòu)成5 % 98 %的濕度標(biāo)定范圍，且相鄰兩種鹽的相對(duì)濕度值 RH的間距在20%，根據(jù)需要標(biāo)定的濕度范圍選擇五種鹽中的一種或幾種。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的濕度標(biāo)定裝置，其特征在于配制完的飽和鹽溶液中固體顆 粒含量在20°C下約占液體高度的1/3至1/2。
11.一種基于權(quán)利要求1-9所述的濕度標(biāo)定裝置的SF6氣體中微水測(cè)量用濕度標(biāo)定飽 和鹽溶液法，其特征在于所述方法包括以下步驟(1)根據(jù)不同溫度下不同飽和鹽溶液的相對(duì)濕度值，選擇所需要測(cè)試的相對(duì)濕度值對(duì) 應(yīng)的鹽，根據(jù)權(quán)利要求6-7的要求在所述容器中配制好需要的飽和鹽溶液；(2)將需要標(biāo)定的濕敏元件放入容器中，并用電纜連接電容測(cè)量?jī)x表；(3)根據(jù)溫度與飽和鹽溶液相對(duì)濕度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，選擇需要測(cè)試的相對(duì)濕度對(duì)應(yīng)的溫 度，根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的濕度標(biāo)定裝置，用氣體溫度計(jì)和液體溫度計(jì)分別測(cè)量氣體和 液體的溫度，在恒溫浴槽、氣體循環(huán)風(fēng)扇和液體攪拌器的同時(shí)作用下，使氣體溫度和液體溫 度達(dá)到需要的平衡溫度，此時(shí)飽和鹽溶液的平衡蒸氣壓即為需要測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)濕度，記錄此 時(shí)電容測(cè)量?jī)x表的電容值；(4)重復(fù)步驟(1)，(2)，(3)，連續(xù)測(cè)試濕敏元件的電容值，得到所需不同相對(duì)濕度下的 電容值；(5)繪制測(cè)得的電容值與相對(duì)濕度值的關(guān)系曲線，即得到待標(biāo)定濕敏元件的濕度測(cè)量 特性。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種SF6氣體中微水測(cè)量用濕敏元件濕度標(biāo)定的飽和鹽溶液法及裝置。其方法是利用一定溫度下封閉容器中飽和鹽溶液的平衡蒸氣壓，作為工作標(biāo)準(zhǔn)濕度，測(cè)得不同標(biāo)準(zhǔn)濕度下濕敏元件的電容值，即可獲得待標(biāo)定濕敏元件的感濕特性，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了濕度標(biāo)定飽和鹽溶液法的裝置，裝置中的溫控箱和恒溫浴槽可避免外界環(huán)境溫度變化的影響，使溫度達(dá)到均勻，設(shè)置獨(dú)立的氣體和液體溫度計(jì)、氣體循環(huán)風(fēng)扇和液體攪拌器，可加速平衡的建立。本發(fā)明的效果和益處是為SF6氣體中微水測(cè)量用濕敏元件的濕度標(biāo)定提供一種實(shí)用、有效的方法，此方法濕度標(biāo)定范圍大、效果好，能夠準(zhǔn)確標(biāo)定元件的感濕特征量，正確判斷元件的性能是否穩(wěn)定，且裝置簡(jiǎn)單、操作方便、成本低廉、標(biāo)定時(shí)間短。
文檔編號(hào)G01N27/22GK101936939SQ20101025148
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月12日
發(fā)明者司馬文霞, 夏青, 李劍, 杜林 , 楊慶, 王有元, 袁濤, 陳偉根 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)