CN101639704B - 一种连续产生可控温度、相对湿度和压力的气流控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气流控制系统，尤其是公开了一种可连续产生可控温度、相对湿度和压力的气流控制系统。该系统包括用于获得洁净干空气的空气过滤装置(11)，空气过滤装置(11)与用于控制气流流量的流量控制装置(12)连接，流量控制装置(12)与用于给气流加湿的恒温加湿器(13)连接，恒温加湿器(13)与用于去除气流中多余水分的滤水恒温箱(14)连接，滤水恒温箱(14)与用于给气流加热的加热恒温箱(15)连接；在与加热恒温箱(15)出口连接的管线上还设有用于改变和控制气流压力的节流调节阀(16)。该系统特别适用于需要连续产生可控温度、相对湿度和压力气流的试验中。

Description

一种连续产生可控温度、相对湿度和压力的气流控制系统
技术领域
本发明涉及一种气流控制系统，尤其是涉及一种连续产生可控温度、相对湿度和压力的气流控制系统。
背景技术
在一些试验中，需要使用温度、相对湿度和压力稳定在一定范围内的试验气流。一般的试验装置采用恒温烘箱来得到所需温度和相对湿度的试验气流，其原理是加热烘箱水箱中的水产生水蒸气，配以一定量的干空气，使试验气流达到所需的温度和相对湿度。通过控制水箱内水的温度调节水的蒸发量，可以改变和控制气流的相对湿度。但在试验过程中由于水箱内水量的变化以及水温的波动，水的蒸发量会产生波动，加上环境温度变化的影响，试验过程中气流的相对湿度常常会出现较大偏差，而且由于试验气流取自恒温烘箱箱内，气流的压力接近环境压力并随之变化，这对试验结果都会造成一些误差。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种可以连续产生可控温度、相对湿度和压力的气流控制系统。该系统设有用于获得洁净干空气的空气过滤装置，空气过滤装置与用于控制气流流量的流量控制装置连接，流量控制装置与用于给气流加湿的恒温加湿器连接，恒温加湿器与用于去除气流中多余水分的滤水恒温箱连接，滤水恒温箱与用于给气流加热的加热恒温箱连接；在与加热恒温箱出口连接的管线上还设有用于改变和控制气流压力的节流调节阀。所述恒温加湿器内设有用于给恒温加湿器内水进行加热的电加热管和用于测量水温的温度传感器；所述滤水恒温箱内设有用于将气流中多余水分凝结的冷凝管和与冷凝管连接、用于去除气流中多余水分的滤水器；所述加热恒温箱内设有用于给气流升温的加热管。
如上所述气流控制系统，其中，空气过滤装置包括用于对空气进行压缩的无油空压机，无油空压机与用于贮存空气的贮气罐连接，贮气罐与用于去除空气中所含水分的冷干机连接，冷干机与用于对空气进行净化的活性炭除油过滤器和空气过滤器连接。
如上所述气流控制系统，其中，流量控制装置包括用于将气流稳定在某一流量的质量流量控制器，在与质量流量控制器出口连接的管线上设有用于测量气流流量的转子流量计。
如上所述气流控制系统，其中，滤水恒温箱内还设有与滤水器连接、用于收集滤水器过滤出水分的水收集器，在与滤水器出口连接的管线上还设有用于测量经过滤水器后气流温度的温度传感器。
如上所述气流控制系统，其中，加热恒温箱内还设有与加热管连接、用于收集加热管降温时产生的凝结水的水收集器，在与加热管相连的管线上还依次设有用于测量经过加热管后气流温度、绝对压力和相对湿度的温度传感器、露点温度传感器、绝对压力传感器和温湿度传感器。
如上所述气流控制系统，其中，在连接流量控制装置与恒温加湿器的管线上，还设有与加热恒温箱连接的恒温加湿器旁路管。
如上所述气流控制系统，其中，在连接流量控制装置与恒温加湿器的管线上，以及在恒温加湿器旁路管上设有控制阀和单向阀。
本发明所述气流控制系统，可以连续产生可控温度、相对湿度和压力的气流。利用干空气穿过恒温加湿器时会载带一定量的水分，通过调整气流的水含量和温度，可使气流精确稳定在所需温度和相对湿度条件下；通过无油空压机供气，并在排气端设置节流调压阀，可将气流控制在需要的压力条件下。采用本发明所述系统为试验提供气流，可以减少试验结果的误差，提高精度。
附图说明
图1是具体实施方式中气流控制系统结构示意图；
图2是具体实施方式中恒温加湿器结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和附图，对本发明进行详细描述。
本发明所述气流控制系统的一种实施方式如图1所示，该系统包括用于获得洁净干空气的空气过滤装置11，空气过滤装置11与用于控制气流流量的流量控制装置12连接，流量控制装置12与用于给气流加湿的恒温加湿器13连接，恒温加湿器13与用于去除气流中多余水分的滤水恒温箱14连接，滤水恒温箱14与用于给气流加热的加热恒温箱15连接。在与加热恒温箱15出口连接的管线上还设有用于改变和控制气流压力的节流调节阀16。
空气过滤装置11包括用于对空气进行压缩的无油空压机110，无油空压机110与用于贮存空气的贮气罐111连接，贮气罐111与用于去除空气中所含水分的冷干机112连接，冷干机112与用于对空气进行净化的活性炭除油过滤器113和空气过滤器114连接。
流量控制装置12包括用于将气流稳定在某一流量的质量流量控制器121，在与质量流量控制器121出口连接的管线上还设有用于测量气流流量的转子流量计122。
恒温加湿器13的结构如图2所示，包括外壳21和内胆22。外壳21顶部设有盖28，盖28与内胆22之间设有密封垫27，使得内胆22顶部密封。内胆22上部设有进气口和出气口26，下部设有电加热管接口23和温度传感器接口24，底部设有进、排水口25。在电加热管接口23和温度传感器接口24上分别安装有用于给恒温加湿器13内水进行加热的电加热管131和用于测量水温的温度传感器132。内胆22内所盛水位应高于电加热管131和温度传感器132所在位置，使电加热管131和温度传感器132浸入水中，但不高于进气口和出气口26。
滤水恒温箱14内设有用于将气流中多余水分凝结的冷凝管141，冷凝管141与用于去除气流中多余水分的滤水器142连接，滤水器142与用于收集滤水器142过滤出水分的水收集器143连接，在与滤水器142出口连接的管线上还设有用于测量经过滤水器142后气流温度的温度传感器144。
滤水恒温箱14为常用的试验设备，自带加热和控温装置，依靠其外壁与室内空气的热量交换，达到恒温，一般要求室内温度低于恒温箱内的温度。较高级的恒温箱自带加热和制冷装置，但价格较高。
加热恒温箱15设有用于给气流升温的加热管151，加热管151与用于收集试验停止后加热管151降温时产生的凝结水的水收集器152连接，在与加热管151连接的管线上还依次设有用于测量经过加热管后气流温度、绝对压力和相对湿度的温度传感器153、露点温度传感器154、绝对压力传感器155和温湿度传感器156。
在连接流量控制装置12与恒温加湿器13的管线上，还设有与加热恒温箱15连接的恒温加湿器旁路管19，用于对加热恒温箱15内测量管段吹扫干燥。在连接流量控制装置12与恒温加湿器13的管线上，以及恒温加湿器旁路管19上设有控制阀17和单向阀18，控制阀17用于控制气流流量，单向阀18用于防止气流回流。
在滤水恒温箱14和加热恒温箱15中，滤水器142内装有高效滤膜，冷凝管141和加热管151的材质要求导热性好，且管壁较薄。
此外，在贮气罐111与冷干机112之间、空气过滤装置11与流量控制装置12之间的管线上还可以设有控制阀17，用于控制气流流量。
采用本发明所述系统连续产生可控温度、相对湿度和压力气流的过程可概括如下：
首先，将空气用无油空压机110压缩，经过贮气罐111减压后，进入冷干机112进行除水，再经活性炭除油过滤器113和空气过滤器114对空气进行净化，得到洁净的干空气。然后，通过控制阀17将干空气气流进一步稳压，经过质量流量控制器121后稳定在某一流量，由转子流量计122核对气流流量，再进入恒温加湿器13载带水分。经过冷凝恒温箱14内的冷凝管141和滤水器142，将气流中多余的水分凝结并去除，去除的水分由水收集器143收集。再经过加热恒温箱15内的加热管151将气流升温。升温后的气流参数可通过温度传感器153、露点温度传感器154、绝对压力传感器155和温湿度传感器156进行测量。最后，在排气端通过节流调压阀16来改变和控制气流的压力。
为了保持加热恒温箱15测量管段内的干燥，可以通过恒温加湿器旁路管19对加热恒温箱15测量管段进行吹扫。
该系统产生的连续气流的参数(在绝对压力为100kPa下)为：1)温度：常温～45℃，精度±0.2℃；2)相对湿度：10～96％，精度±2％。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种连续产生可控温度、相对湿度和压力的气流控制系统，其特征在于：所述系统包括用于获得洁净干空气的空气过滤装置(11)，空气过滤装置(11)与用于控制气流流量的流量控制装置(12)连接，流量控制装置(12)与用于给气流加湿的恒温加湿器(13)连接，恒温加湿器(13)与用于去除气流中多余水分的滤水恒温箱(14)连接，滤水恒温箱(15)与用于给气流加热的加热恒温箱(15)连接；在与加热恒温箱(15)出口连接的管线上还设有用于改变和控制气流压力的节流调节阀(16)；所述空气过滤装置(11)包括用于对空气进行压缩的无油空压机(110)，无油空压机(110)与用于贮存空气的贮气罐(111)连接，贮气罐(111)与用于去除空气中所含水分的冷干机(112)连接，冷干机(112)与用于对空气进行净化的活性炭除油过滤器(113)和空气过滤器(114)连接；所述恒温加湿器(13)内设有用于给恒温加湿器(13)内水进行加热的电加热管(131)和用于测量水温的温度传感器(132)；所述滤水恒温箱(14)内设有用于将气流中多余水分凝结的冷凝管(141)和与冷凝管(141)连接、用于去除气流中多余水分的滤水器(142)；所述加热恒温箱(15)内设有用于给气流升温的加热管(151)，还设有与加热管(151)连接、用于收集加热管(151)降温时产生的凝结水的水收集器(152)，在与加热管(151)连接的管线上还依次设有用于测量经过加热管后气流温度、绝对压力和相对湿度的温度传感器(153)、露点温度传感器(154)、绝对压力传感器(155)和温湿度传感器(156)。
2.如权利要求1所述的一种连续产生可控温度、相对湿度和压力的气流控制系统，其特征在于：所述流量控制装置(12)包括用于将气流稳定在某一流量的质量流量控制器(121)，在与质量流量控制器(121)出口连接的管线上设有用于测量气流流量的转子流量计(122)。
3.如权利要求1或2所述的一种连续产生可控温度、相对湿度和压力的气流控制系统，其特征在于：所述滤水恒温箱(14)内还设有与滤水器(142)连接、用于收集滤水器(142)过滤出水分的水收集器(143)，在与滤水器出口(142)连接的管线上还设有用于测量经过滤水器(142)后气流温度的温度传感器(144)。
4.如权利要求1或2所述的一种连续产生可控温度、相对湿度和压力的气流控制系统，其特征在于：在连接流量控制装置(12)与恒温加湿器(13)的管线上，还设有与加热恒温箱(15)连接的恒温加湿器旁路管(19)。
5.如权利要求4所述的一种连续产生可控温度、相对湿度和压力的气流控制系统，其特征在于：在连接流量控制装置(12)与恒温加湿器(13)的管线上，以及在恒温加湿器旁路管(19)上设有控制阀(17)和单向阀(18)。
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