本發(fā)明涉及一種用于測(cè)地的基于滲透法的濕度發(fā)生裝置及其工作方法，屬于環(huán)境測(cè)量領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

濕度影響著自然界的物理、化學(xué)和生過程濕度影響著自然界的物理、化學(xué)和生過程，濕度也，濕度也，濕度也影響氣體的熱、電光和傳影響氣體的熱、電光和傳影響氣體的熱、電光和傳影響氣體的熱、電光和傳影響氣體的熱、電光和傳影響氣體的熱、電光和傳影響氣體的熱、電光和傳影響氣體的熱、電光和傳遞方面的特性。在有些場(chǎng)所，濕度。在有些場(chǎng)所，濕度。在有些場(chǎng)所，濕度。在有些場(chǎng)所，濕度。在有些場(chǎng)所，濕度還影響固體和液材料中的水分含量，從而引起材料的尺寸變化，甚至腐蝕材料。隨著石油化工、電子力冶金以及超低溫等尖端隨著石油化工、電子力冶金以及超低溫等尖端科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，濕度測(cè)量與控制日益受到人們重視科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，濕度測(cè)量與控制日益受到人們重視。因此，濕度測(cè)量方法的研究具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。濕度的測(cè)量與控制，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中具有重要意義。因?yàn)闈穸扔绊懼匀唤绲奈锢?、化學(xué)和生物過程；影響氣體的多個(gè)方面的特性，包括熱、電、光和傳遞過程；還會(huì)影響材料中的水分含量，導(dǎo)致材料的尺寸發(fā)生變化，此外濕度還能引起金屬的腐蝕，甚至能決定生物的生死存亡等等。濕度的測(cè)量與控制還廣泛應(yīng)用于航空、航天、倉儲(chǔ)、氣象、電力、石油化工、半導(dǎo)體制造、原子能、微電子、超高純氣體供給系統(tǒng)等領(lǐng)域。濕度測(cè)量已成為國際標(biāo)準(zhǔn)化組織和國際有關(guān)技術(shù)委員會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。隨著社會(huì)發(fā)展，人們對(duì)于低濕測(cè)量提出了越來越高的需求，尤其在國防系統(tǒng)，為了保證科研、生產(chǎn)、使用及實(shí)驗(yàn)工作正常進(jìn)行，對(duì)濕度的測(cè)量與控制提出了更高的要求，好多單位均要求實(shí)行現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)。因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)，既避免了運(yùn)輸過程中的損壞，又避免了因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)環(huán)境與實(shí)驗(yàn)室環(huán)境不同而產(chǎn)生的偏差。因此在低濕領(lǐng)域，開發(fā)適用于現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器是非常必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種基于滲透法的濕度發(fā)生裝置。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案：

一種基于滲透法的濕度發(fā)生裝置，包括氣源系統(tǒng)、恒溫箱系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)采集與顯示系統(tǒng)，所述恒溫箱系統(tǒng)與溫度控制系統(tǒng)之間相互傳遞信號(hào)，所述氣源系統(tǒng)和所述溫度控制系統(tǒng)分別和數(shù)據(jù)采集與顯示系統(tǒng)連接，其中所述溫度控制系統(tǒng)由溫度控制器、加熱裝置、恒溫箱和溫度傳感器構(gòu)成，所述氣源系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)、空氣干燥機(jī)、浮子流量計(jì)和質(zhì)量流量計(jì)構(gòu)成，所述數(shù)據(jù)采集與顯示系統(tǒng)包括嵌入式一體化觸摸屏。

優(yōu)選的，上述發(fā)生裝置的工作過程是空氣經(jīng)過氣源系統(tǒng)成為干燥載氣，再通過恒溫箱系統(tǒng)形成低濕氣體。

優(yōu)選的，上述恒溫箱系統(tǒng)向溫度控制系統(tǒng)發(fā)送溫度信號(hào)，溫度控制系統(tǒng)向數(shù)據(jù)采集與顯示系統(tǒng)發(fā)送溫度信號(hào)。

優(yōu)選的，上述溫度控制系統(tǒng)向恒溫箱系統(tǒng)反饋控制信號(hào)，所述氣源系統(tǒng)向數(shù)據(jù)采集與顯示系統(tǒng)發(fā)送流量信號(hào)。

優(yōu)選的，上述數(shù)據(jù)采集與顯示系統(tǒng)向用戶輸出濕度信息、滲透率信息、溫度信息和流量信息。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的基于滲透法的濕度發(fā)生裝置，布局合理、實(shí)用輕便，體積小巧，可靠性高，便于攜帶，可以制備不同露點(diǎn)的高純度低濕氣體，該裝置整體運(yùn)行穩(wěn)定，具有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明基于滲透法的濕度發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明溫度控制系統(tǒng)原理示意圖；

圖3為本發(fā)明數(shù)據(jù)采集與顯示系統(tǒng)原理示意圖。

附圖標(biāo)記：1-氣源系統(tǒng)；2-恒溫箱系統(tǒng)；3-溫度控制系統(tǒng)；4-數(shù)據(jù)采集與顯示系統(tǒng)；5-溫度控制器；6-加熱裝置；7-恒溫箱；8-溫度傳感器。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供一種基于滲透法的濕度發(fā)生裝置，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，本發(fā)明提供的基于滲透法的濕度發(fā)生裝置，包括氣源系統(tǒng)1、恒溫箱系統(tǒng)2、溫度控制系統(tǒng)3以及數(shù)據(jù)采集與顯示系統(tǒng)4，恒溫箱系統(tǒng)2與溫度控制系統(tǒng)3之間相互傳遞信號(hào)，氣源系統(tǒng)1和溫度控制系統(tǒng)3分別和數(shù)據(jù)采集與顯示系統(tǒng)4連接，其中溫度控制系統(tǒng)3由溫度控制器5、加熱裝置6、恒溫箱7和溫度傳感器8構(gòu)成，氣源系統(tǒng)1由空氣壓縮機(jī)、空氣干燥機(jī)、浮子流量計(jì)和質(zhì)量流量計(jì)構(gòu)成，數(shù)據(jù)采集與顯示系統(tǒng)4包括嵌入式一體化觸摸屏。

本發(fā)明的工作原理是：發(fā)生裝置的工作過程是空氣經(jīng)過氣源系統(tǒng)1成為干燥載氣，再通過恒溫箱系統(tǒng)2形成低濕氣體。恒溫箱系統(tǒng)2向溫度控制系統(tǒng)3發(fā)送溫度信號(hào)，溫度控制系統(tǒng)3向數(shù)據(jù)采集與顯示系統(tǒng)4發(fā)送溫度信號(hào)。溫度控制系統(tǒng)3向恒溫箱系統(tǒng)2反饋控制信號(hào)，氣源系統(tǒng)1向數(shù)據(jù)采集與顯示系統(tǒng)4發(fā)送流量信號(hào)。數(shù)據(jù)采集與顯示系統(tǒng)4向用戶輸出濕度信息、滲透率信息、溫度信息和流量信息。

本發(fā)明的主體設(shè)計(jì)為：濕度發(fā)生裝置產(chǎn)生一定濕度的氣體，首先需要高純度的干燥載氣。干燥載氣的作用是在滲透室和滲透管產(chǎn)生的水蒸氣充分混合，作為水蒸氣的載體。在本發(fā)明中，采用一臺(tái)無油空氣壓縮機(jī)和一臺(tái)空氣干燥機(jī)來制備干燥載氣。無油空氣壓縮機(jī)從周圍環(huán)境中吸收空氣，經(jīng)過壓縮給氣體加壓同時(shí)去油。去油的目的是為了后續(xù)在干燥機(jī)中達(dá)到最佳干燥效果。經(jīng)過空氣壓縮機(jī)的氣體具有了一定的壓力和流速，之后進(jìn)入空氣干燥機(jī)。在設(shè)計(jì)方案中，最終輸出低濕氣體中的含水量應(yīng)該是全部由滲透管產(chǎn)生的，這樣可以根據(jù)滲透管的材料、形狀、溫度計(jì)算出滲透率，從而能夠產(chǎn)生符合要求的低濕氣體。所以要求水蒸氣的載體的含水量極其低，達(dá)到可以忽略的程度。經(jīng)過空氣干燥機(jī)后，氣體進(jìn)入恒溫箱中的滲透室，與水蒸氣混合。為了達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的，在空氣壓縮機(jī)和空氣干燥機(jī)之間接有一個(gè)浮子流量計(jì)；在空氣干燥機(jī)和恒溫箱之間接有一個(gè)質(zhì)量流量計(jì)。浮子流量計(jì)的作用是粗測(cè)流量，對(duì)精度要求不高，但由于空氣壓縮機(jī)輸出的氣體具有較大的壓力，因而在強(qiáng)度方面要求浮子流量計(jì)能夠承受較大的壓力。質(zhì)量流量計(jì)的作用是精測(cè)流量，干燥載氣的流量和滲透管的滲透率共同決定了最終輸出氣體的濕度，所以對(duì)質(zhì)量流量計(jì)的要求是精度高，穩(wěn)定性好。

本發(fā)明的恒溫箱系統(tǒng)2的滲透管的工作環(huán)境應(yīng)該是在一個(gè)溫度恒定的環(huán)境中，能夠制備三種不同濕度的低濕氣體，所以在結(jié)構(gòu)上要有三個(gè)互相隔離的滲透室。這三個(gè)滲透室的分布應(yīng)當(dāng)是對(duì)稱的，這樣有利于熱量的均勻分布，同時(shí)在選材上要選擇合適的材料，做到既有利于熱量傳導(dǎo)，又能夠減輕重量。另外需要注意的是，滲透室兩端的閥門必須同步切換，這樣才能保證不同濕度的氣體不會(huì)相互干擾。

本發(fā)明為了使恒溫箱系統(tǒng)2的溫度保持在某一個(gè)范圍內(nèi)，必須有一套完整可靠的溫度控制系統(tǒng)3。溫度控制系統(tǒng)3控制效果的好與壞直接決定了整個(gè)產(chǎn)品最后的品質(zhì)，因此可以說溫度控制系統(tǒng)是一個(gè)極其關(guān)鍵的部分。一個(gè)完整的控制系統(tǒng)包括控制器、傳感器、執(zhí)行器、控制對(duì)象，如圖2所示。在本系統(tǒng)中，控制器是溫度控制器5，傳感器是熱電偶，執(zhí)行器是電磁繼電器和加熱棒，控制對(duì)象就是恒溫箱7。熱電偶能夠把測(cè)量的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)送到溫度控制器，溫度控制器5的設(shè)定值為100℃，通過比較設(shè)定值和測(cè)量值之間的差值，按照控制策略給出一個(gè)控制輸出信號(hào)送到執(zhí)行器。電磁繼電器根據(jù)接收到的信號(hào)改變占空比，從而改變經(jīng)過加熱棒的電流的持續(xù)時(shí)間，進(jìn)而改變加熱棒最終的加熱效果。

為了使工作人員能夠全面直觀的了解濕度發(fā)生器的工作狀態(tài)，需要有一個(gè)友好的人機(jī)交互界面。在本設(shè)備中，質(zhì)量流量計(jì)能夠把采集到的流量信息輸送到一體化嵌入式觸摸屏，根據(jù)輸入的流量信息，就能夠計(jì)算出此時(shí)的濕度并以絕對(duì)濕度、相對(duì)濕度、露點(diǎn)等不同的形式顯示出來。同時(shí)該系統(tǒng)還具有數(shù)據(jù)記錄功能，使工作人員能夠方便的記錄，查閱歷史濕度信息，如圖3所示。

本發(fā)明提供的基于滲透法的濕度發(fā)生裝置，布局合理、實(shí)用輕便，體積小巧，可靠性高，便于攜帶，可以制備不同露點(diǎn)的高純度低濕氣體，該裝置整體運(yùn)行穩(wěn)定，具有廣闊的應(yīng)用前景。

可以理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。