一種溫度、濕度和壓力傳感器檢定用溫濕壓綜合發(fā)生器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種環(huán)境探測(cè)儀的檢定校準(zhǔn)設(shè)施，特別涉及一種溫度、濕度和壓力傳感器檢定用溫濕壓綜合發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002]在氣象監(jiān)測(cè)儀器或系統(tǒng)中所使用的各種傳感器都有較高的精度要求，特別是溫度、濕度和壓力三個(gè)基本要素傳感器的要求更高。然而，對(duì)這些傳感器的校準(zhǔn)或檢定一直困擾行業(yè)內(nèi)一大難題。校準(zhǔn)或檢定是指?jìng)鞲衅鞯谋O(jiān)測(cè)值與環(huán)境溫度、濕度或壓力實(shí)際值的差異或隨溫度、濕度或壓力變化的響應(yīng)特性，通過(guò)對(duì)多個(gè)點(diǎn)值的記錄形成修正曲線作為傳感器響應(yīng)特性曲線，以利用特性曲線通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)值的換算獲得更加準(zhǔn)確的環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果。目前在用的校準(zhǔn)或檢定設(shè)施通常都屬于進(jìn)口設(shè)備，不僅采購(gòu)價(jià)格昂貴，而且安裝、調(diào)試和維護(hù)保養(yǎng)還只能依賴國(guó)外技術(shù)人員進(jìn)行，時(shí)間周期長(zhǎng)、維保費(fèi)用高。即使如此，現(xiàn)有進(jìn)口設(shè)備或儀器也只能進(jìn)行單因素或兩個(gè)因素的聯(lián)合校準(zhǔn)，如溫度濕度、溫度壓力和濕度壓力校準(zhǔn)，而不能實(shí)現(xiàn)溫度、濕度和壓力三個(gè)因素的聯(lián)合檢定，其檢定結(jié)果存在一定的精準(zhǔn)度偏差隱患。為實(shí)現(xiàn)三因素聯(lián)合檢定，需要一種均勻溫度場(chǎng)的溫濕壓綜合發(fā)生器，用以形成高精度的溫濕壓檢定環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種溫度、濕度和壓力傳感器檢定用溫濕壓綜合發(fā)生器，該發(fā)生器既可提供穩(wěn)定且均勻溫度、濕度和壓力綜合檢定環(huán)境，也可以獲得動(dòng)態(tài)且均勻的溫度、濕度和壓力壓力環(huán)境，傳感器檢定精度高，特別適用于氣象行業(yè)中溫濕度傳感器的檢定。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種溫度、濕度傳感器檢定用溫濕壓綜合發(fā)生器，包括檢定腔，檢定腔通過(guò)腔口設(shè)置可開(kāi)啟密封門形成密閉的腔內(nèi)檢定環(huán)境，檢定腔內(nèi)部通過(guò)進(jìn)排氣管路由控制系統(tǒng)控制形成壓力、濕度和溫度的調(diào)整和控制，其中，濕度環(huán)境通過(guò)雙流法或雙壓法形成；檢定腔的腔體呈雙層結(jié)構(gòu)，腔體的內(nèi)膽和外筒之間的內(nèi)部空間構(gòu)成液體導(dǎo)熱介質(zhì)通道，該液體導(dǎo)熱介質(zhì)通道形成內(nèi)膽的導(dǎo)熱介質(zhì)套；液體導(dǎo)熱介質(zhì)通道通過(guò)進(jìn)流口和回流口連接的外循環(huán)管路上連接有加熱器、制冷器和循環(huán)泵。
[0006]采用前述技術(shù)方案的本發(fā)明，由于檢定腔的殼體呈雙層結(jié)構(gòu)，檢定腔內(nèi)膽和外筒之間構(gòu)成導(dǎo)熱介質(zhì)通道，液體導(dǎo)熱介質(zhì)在導(dǎo)熱介質(zhì)通道內(nèi)通過(guò)外接循環(huán)泵形成有壓流動(dòng)；檢定腔的內(nèi)膽被導(dǎo)熱介質(zhì)包裹覆蓋形成導(dǎo)熱介質(zhì)套，使檢定腔內(nèi)膽的表面溫度均勻，檢定腔內(nèi)膽通過(guò)黑體熱輻射方式與熱傳導(dǎo)方式相結(jié)合使檢定腔內(nèi)部的檢定環(huán)境溫度均勻，形成均勻溫度場(chǎng)，從而達(dá)到檢定環(huán)境溫度控制點(diǎn)的溫度與實(shí)際溫度完全吻合的一致性要求，有效提高環(huán)境溫度模擬的準(zhǔn)確性。外循環(huán)管路上連接有加熱器和制冷器，檢定腔通過(guò)制冷器或加熱器實(shí)現(xiàn)模擬氣象監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度的變化要求。其中，制冷器和加熱器可采用串聯(lián)或并聯(lián)方式連接，在加熱器和制冷器采用并聯(lián)方式連接時(shí)，循環(huán)泵出口端通過(guò)三通同時(shí)與加熱器和制冷器的進(jìn)口端連通，或者，加熱器和制冷器的出口端同時(shí)通過(guò)三通與循環(huán)泵的進(jìn)口端連接；在加熱器和制冷器采用串聯(lián)方式連接時(shí)，循環(huán)泵出口端與相對(duì)于檢定腔較遠(yuǎn)的加熱器或制冷器的進(jìn)口端連接，或者，相對(duì)于檢定腔較近的加熱器或制冷器的出口端與循環(huán)泵出口端連接。其中，濕度環(huán)境形成的雙流法是指直接通過(guò)流量控制器控制飽和汽和干燥氣的混合比例；雙壓法是采用壓力控制器對(duì)換算成壓力因素的飽和汽和干燥氣的混合比例進(jìn)行控制方式，形成不同的濕度變化要求，其濕度控制準(zhǔn)確，且響應(yīng)速度快。
[0007]應(yīng)用本發(fā)明綜合發(fā)生器的檢定裝置通過(guò)檢定腔內(nèi)環(huán)境溫度、濕度和壓力控制實(shí)現(xiàn)氣象監(jiān)測(cè)儀器或系統(tǒng)中傳感器的模擬工作環(huán)境變化而進(jìn)行相應(yīng)的變化或調(diào)節(jié)，通過(guò)實(shí)時(shí)將接收并記錄傳感器溫度、濕度和壓力探測(cè)值與檢定環(huán)境實(shí)際值進(jìn)行比較，便可方便的計(jì)算并確定傳感器綜合檢測(cè)特性的響應(yīng)時(shí)間和實(shí)時(shí)差異，從而確定其響應(yīng)特性曲線。在傳感器實(shí)際應(yīng)用時(shí)，利用該特性曲線對(duì)傳感器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)值進(jìn)行修訂，便可準(zhǔn)確的得到傳感器所處環(huán)境的溫度、濕度和壓力的真值。
[0008]優(yōu)選的，所述液體導(dǎo)熱介質(zhì)通道的外循環(huán)管路上設(shè)有熱交換器，該熱交換器的另一換熱通路端口連接在檢定腔的進(jìn)氣管路上，該進(jìn)氣管路用于向檢定腔的檢定環(huán)境提供設(shè)定濕度的氣體。熱交換器利用回流口回流的液體介質(zhì)熱能或冷能對(duì)進(jìn)入檢定腔內(nèi)的設(shè)定濕度的干濕混合氣體進(jìn)行預(yù)熱或預(yù)冷，使其溫度達(dá)到或接近檢定腔溫度，在有效提高能源利用率的同時(shí)，可提高腔內(nèi)氣體混合后初始溫度的均勻性；另外，熱交換器的內(nèi)部氣路管路利于飽和濕氣和干氣的充分混合，從而有效提高檢定腔內(nèi)部氣體濕度的均勾性。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述進(jìn)氣管路的進(jìn)氣端通過(guò)三通分別與飽和濕氣氣路和干氣氣路連接；飽和濕氣氣路和干氣氣路分別通過(guò)流量或壓力控制器與所述三通的兩個(gè)進(jìn)氣口連接。通過(guò)流量或壓力控制方式對(duì)進(jìn)入檢定腔內(nèi)部檢定環(huán)境的壓力穩(wěn)定和升高調(diào)整要求，只需選擇控制器商品中精度高的控制器即可方便的實(shí)現(xiàn)高精度控制要求。
[0010]更進(jìn)一步優(yōu)選的，所述飽和濕氣氣路上設(shè)有飽和器，飽和器的出口端與對(duì)應(yīng)的所述流量或壓力控制器的進(jìn)口端連接。飽和器是現(xiàn)有技術(shù)中飽和濕氣的發(fā)生裝置，包括塔板式和氣泡式。塔板式飽和器可采用中國(guó)專利授權(quán)公告號(hào)CN101619880B公告的授權(quán)專利，其發(fā)明創(chuàng)造名稱為“塔板式水、冰飽和氣加濕器”。該塔板式飽和器利用水或冰形成飽和加濕環(huán)境，當(dāng)氣體進(jìn)入該飽和加濕環(huán)境即可被加濕為飽和濕氣。
[0011]再進(jìn)一步優(yōu)選的，所述干氣氣路上設(shè)有干燥器，干燥器的出口端與對(duì)應(yīng)的所述流量或壓力控制器的進(jìn)口端連接，干燥器的進(jìn)口管路依次通過(guò)調(diào)壓閥和氣源連接。以通過(guò)干燥獲得純干燥的氣體，為檢定環(huán)境的濕度控制和調(diào)整提供可靠保障。本方案中，氣源可通過(guò)空氣壓縮機(jī)形成，最好在調(diào)壓閥和氣源的空氣壓縮機(jī)之間設(shè)置無(wú)熱再生干燥器，以利用無(wú)熱再生干燥器的優(yōu)秀干燥特性，通過(guò)兩級(jí)干燥方式獲得純干燥的氣體，為檢定環(huán)境的濕度控制和調(diào)整提供進(jìn)一步的保障。
[0012]再進(jìn)一步優(yōu)選的，所述調(diào)壓閥的出口管路上還形成有一旁路，該旁路與所述飽和器設(shè)有的進(jìn)氣口連接。用以向飽和器提供所需氣量，使設(shè)備總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化和緊湊，降低設(shè)備制造成本。
[0013]優(yōu)選的，所述檢定腔設(shè)有的排氣管路上連接有真空泵，真空泵與檢定腔之間設(shè)有排氣用控制器?？刂葡到y(tǒng)通過(guò)流量或壓力控制的方式實(shí)現(xiàn)檢定腔內(nèi)部試驗(yàn)環(huán)境的降壓調(diào)整和穩(wěn)壓保壓，以獲得模擬環(huán)境變化相應(yīng)的壓力條件。
[0014]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述導(dǎo)熱介質(zhì)通道通過(guò)導(dǎo)流板形成設(shè)定形狀流道的導(dǎo)熱介質(zhì)套。以通過(guò)導(dǎo)流板使液體導(dǎo)熱介質(zhì)在內(nèi)膽壁上形成設(shè)定方式的流動(dòng)，增強(qiáng)導(dǎo)熱效果。當(dāng)然，在不設(shè)置導(dǎo)流板時(shí)，通過(guò)將進(jìn)流口和回流口分設(shè)在檢定腔的殼體底部和口部?jī)啥耍⑹惯M(jìn)流口位于導(dǎo)熱介質(zhì)通道下部，回流口位于導(dǎo)熱介質(zhì)通道上部，以獲得液體導(dǎo)熱介質(zhì)的浸漫式流動(dòng)，可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低制造成本。
[0015]更進(jìn)一步優(yōu)選的，優(yōu)選的，所述液體導(dǎo)熱介質(zhì)通道由導(dǎo)流板形成螺旋式或“蛇行”式流道。用以形成導(dǎo)熱介質(zhì)套設(shè)定和規(guī)律的流動(dòng)方式，以在檢定腔外周形成溫度均勻的熱傳導(dǎo)，確保腔內(nèi)溫度均勻。
[0016]再進(jìn)一步優(yōu)選的，所述“蛇行”式流道主要由“7”字形的導(dǎo)流板形成，“7”字形導(dǎo)流板與檢定腔殼體的內(nèi)膽和外筒的管側(cè)壁形成密封連接，任一導(dǎo)流板兩側(cè)的流道段通過(guò)導(dǎo)流板兩端長(zhǎng)度的交錯(cuò)變化呈交替的在檢定腔殼體底部和殼體口部連通。以使導(dǎo)熱介質(zhì)流道形成從殼底達(dá)到殼口的蛇行往返流動(dòng)，進(jìn)一步提高檢定腔墻壁溫度均勻性效果，特別適用于較大規(guī)格檢定裝置的發(fā)生器。
[0017]本發(fā)明的有益效果是，可提供氣象行業(yè)的溫度、濕度和壓力傳感器精度檢定與校準(zhǔn)用溫濕壓綜合環(huán)境，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，溫濕壓參數(shù)調(diào)整性好、穩(wěn)定性高、調(diào)整精度高。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明中檢定腔腔體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是本發(fā)明中實(shí)施例2的檢定腔腔體內(nèi)膽外壁結(jié)構(gòu)示意圖，其中，箭頭所指方向?yàn)橐后w導(dǎo)熱介質(zhì)流動(dòng)方向，進(jìn)流接頭3和回流接頭4僅表示其設(shè)置的位置。
[0021]圖4是本發(fā)明中實(shí)施例3中導(dǎo)流板19在圓形內(nèi)膽底部的連通方式。
[0022]圖5是本發(fā)明中實(shí)施例3中導(dǎo)流板19在直角四邊形內(nèi)膽底部的另一種連通方式。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。
[0024]實(shí)施例1，參見(jiàn)圖1、圖2，