一種濕度傳感器響應時間測量裝置及測量方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種濕度傳感器響應時間測量裝置及測量方法，屬于先進傳感器測量技術。
【背景技術】
[0002]濕度傳感器廣泛應用于工業(yè)、農業(yè)、氣象、醫(yī)藥、家電等眾多領域。響應時間是濕度傳感器重要的指標參數，在某些特殊應用場合，如氣象監(jiān)測中的探空儀應用被檢濕度可能發(fā)生快速變化，因此響應時間的指標至關重要。
[0003]濕度傳感器響應時間需要通過特定的裝置產生濕度階躍信號并記錄傳感器在濕度階躍下的動態(tài)響應特性。2012年，趙成龍(人名)等人利用機械彈出裝置將傳感器從一種濕度環(huán)境轉移到另一種濕度環(huán)境，由此產生濕度階躍信號，進而測量濕度傳感器的響應時間。在這種測試方法中，兩種濕度環(huán)境分別由飽和鹽溶液和濕度箱產生，由于飽和鹽溶液產生的濕度隨溫度發(fā)生變化，因此，無法精確控制，此外，在較低的溫度下飽和鹽溶液可能凝固，無法提供所需的濕度，其次，測量中傳感器發(fā)生劇烈運動，由此帶來的噪聲會對測量產生影響，因此測量精度不高。2013年Stefano Borini (人名)等人提出利用光學斬波器對濕氣氣流進行周期性屏蔽的方法產生濕度階躍信號，進而測量濕度傳感器的響應時間。在這種測量方法中，傳感器處于比較開放的環(huán)境，易受環(huán)境噪聲的影響，此外，斬波器葉片對氣流的遮擋不能完全隔離濕氣的滲透，事實上仍有部分濕氣會繞過葉片到達傳感器表面，因此測量精度也受到影響。

【發(fā)明內容】

[0004]發(fā)明目的:為了克服現有技術中存在的不足，本發(fā)明提供一種濕度傳感器響應時間測量裝置及測量方法，這種測量裝置和測量方法具有測量精度高、不易受環(huán)境噪聲影響等優(yōu)點，尤其適合于低溫下濕度傳感器響應時間的測量。
[0005]技術方案:為實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為:
[0006]一種濕度傳感器響應時間測量裝置，包括恒溫箱、測試倉、濕度發(fā)生器、真空泵和輸出記錄裝置，測試倉和濕度發(fā)生器均置于恒溫箱內，測試倉密封，濕度發(fā)生器和測試倉之間通過控濕電磁閥連通，同時真空泵和測試倉之間通過控干電磁閥連通，待測濕度傳感器置于測試倉內，恒溫箱用于保持內部環(huán)境溫度恒定，輸出記錄裝置對待測濕度傳感器的檢測數據進行輸出和記錄。
[0007]上述裝置中，恒溫箱用于使得測試溫度保持恒定，濕度發(fā)生器用于產生高濕環(huán)境，真空泵用于對測試倉進行真空干燥。測試倉密閉并通過控濕電磁閥和控干電磁閥分別與濕度發(fā)生器和真空泵相連，控干電磁閥和控濕電磁閥交替打開，使得測試倉中交替產生干濕兩種環(huán)境。
[0008]一種濕度傳感器響應時間測量裝置的測量方法，包括如下步驟:
[0009](I)將待測傳感器置于測試倉中；
[0010](2)使得恒溫箱中的溫度穩(wěn)定在所需的測試溫度；
[0011](3)關閉控濕電磁閥，打開真空泵和控干電磁閥，通過真空干燥法對測試倉進行干燥處理，根據相對濕度的定義，隨著測試倉中的水汽分子被真空泵不斷抽走，測試倉中的相對濕度趨向于O;
[0012](4)關閉控干電磁閥，打開濕度發(fā)生器和控濕電磁閥，在測試倉內外壓差的作用下濕氣迅速充入測試倉，由此產生上升的濕度階躍，濕度階躍的理想程度由測試倉體積和進氣速度的比值決定，減小測試倉體積和增加進氣速度可以使得濕度階躍趨向于理想狀態(tài)；
[0013](5)以打開電磁閥的瞬間為階躍產生的起點，由輸出記錄裝置記錄待測傳感器在濕度階躍發(fā)生后的輸出信號，根據響應時間的定義，傳感器輸出變化量達到全部變化量的63 %所需的時間為傳感器的響應時間，由此給出響應時間測量結果。
[0014]有益效果:本發(fā)明提供的濕度傳感器響應時間測量裝置及測量方法，利用真空到濕氣環(huán)境的突變形成濕度階躍，通過測試倉進氣速度和測試倉體積的設計可以獲得近似理想的階躍。測量裝置中的測試倉密閉，不易受周圍環(huán)境影響。此外，通過溫度箱的控制可以在低溫下實現濕度響應時間的測量，這對某些低溫應用具有重要的意義。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。
[0017]如圖1所示為一種濕度傳感器響應時間測量裝置，包括恒溫箱3、測試倉5、濕度發(fā)生器1、真空泵7和輸出記錄裝置8，測試倉5和濕度發(fā)生器I均置于恒溫箱3內，測試倉5密封，濕度發(fā)生器I和測試倉5之間通過控濕電磁閥2連通，同時真空泵7和測試倉5之間通過控干電磁閥6連通，待測濕度傳感器4置于測試倉內，恒溫箱3用于保持內部環(huán)境溫度恒定，輸出記錄裝置8對待測濕度傳感器4的檢測數據進行輸出和記錄。
[0018]一種濕度傳感器響應時間測量裝置的測量方法，包括如下步驟:
[0019](I)將待測傳感器4置于測試倉5中；
[0020](2)使得恒溫箱3中的溫度穩(wěn)定在所需的測試溫度；
[0021](3)關閉控濕電磁閥2，打開真空泵7和控干電磁閥6，通過真空干燥法對測試倉5進行干燥處理，根據相對濕度的定義，隨著測試倉5中的水汽分子被真空泵7不斷抽走，測試倉5中的相對濕度趨向于O;
[0022](4)關閉控干電磁閥6，打開濕度發(fā)生器I和控濕電磁閥2，在測試倉5內外壓差的作用下濕氣迅速充入測試倉5，由此產生上升的濕度階躍，濕度階躍的理想程度由測試倉5體積和進氣速度的比值決定，減小測試倉5體積和增加進氣速度可以使得濕度階躍趨向于理想狀態(tài)；
[0023](5)以打開電磁閥2的瞬間為階躍產生的起點，由輸出記錄裝置8記錄待測傳感器4在濕度階躍發(fā)生后的輸出信號，根據響應時間的定義，傳感器輸出變化量達到全部變化量的63%所需的時間為傳感器的響應時間，由此給出響應時間測量結果。
[0024]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出:對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種濕度傳感器響應時間測量裝置，其特征在于:包括恒溫箱(3)、測試倉(5)、濕度發(fā)生器(1)、真空泵(7)和輸出記錄裝置(8)，測試倉(5)和濕度發(fā)生器⑴均置于恒溫箱(3)內，測試倉(5)密封，濕度發(fā)生器(I)和測試倉(5)之間通過控濕電磁閥(2)連通，同時真空泵(7)和測試倉(5)之間通過控干電磁閥(6)連通，待測濕度傳感器(4)置于測試倉內，恒溫箱(3)用于保持內部環(huán)境溫度恒定，輸出記錄裝置(8)對待測濕度傳感器(4)的檢測數據進行輸出和記錄。
2.一種濕度傳感器響應時間測量裝置的測量方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)將待測傳感器⑷置于測試倉(5)中； (2)使得恒溫箱(3)中的溫度穩(wěn)定在所需的測試溫度； (3)關閉控濕電磁閥(2)，打開真空泵(7)和控干電磁閥(6)，通過真空干燥法對測試倉(5)進行真空干燥處理； (4)關閉控干電磁閥(6)，打開濕度發(fā)生器⑴和控濕電磁閥(2)，在測試倉(5)內外壓差的作用下濕氣迅速充入測試倉(5)，由此產生上升的濕度階躍；(5)以打開電磁閥(2)的瞬間為階躍產生的起點，由輸出記錄裝置⑶記錄待測傳感器(4)在濕度階躍發(fā)生后的輸出信號，由此給出響應時間測量結果。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種濕度傳感器響應時間測量裝置及測量方法，裝置包括濕度發(fā)生器、控濕電磁閥、恒溫箱、待測傳感器、測試倉、控干電磁閥、真空泵和輸出記錄裝置。其中，測試倉密閉并通過控濕電磁閥和控干電磁閥分別與濕度發(fā)生器和真空泵相連，通過真空泵和濕度發(fā)生器對測試倉交替控制產生濕度變化。測試時，將待測傳感器置于測試倉中，關閉控濕電磁閥，打開控干電磁閥，運行真空泵，通過真空干燥法使測試倉達到干燥狀態(tài)；此后，關閉控干電磁閥，打開控濕電磁閥，由于測試倉內外壓差作用，濕度發(fā)生器中的濕氣迅速沖入測試倉，形成低濕到高濕的階躍。通過輸出記錄裝置記錄待測傳感器的階躍響應，由此測得濕度傳感器的響應時間。
【IPC分類】G01N33-00
【公開號】CN104698135
【申請?zhí)枴緾N201510114499
【發(fā)明人】黃見秋
【申請人】東南大學
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年3月16日