CN101722063A

CN101722063A - 一种密闭腔用环境湿度控制方法及装置

Info

Publication number: CN101722063A
Application number: CN200910227277A
Authority: CN
Inventors: 邱明; 殷勇; 陈龙; 刘红彬; 袁文征
Original assignee: Henan University of Science and Technology
Current assignee: Henan University of Science and Technology
Priority date: 2009-12-04
Filing date: 2009-12-04
Publication date: 2010-06-09

Abstract

本发明公开的密闭腔用环境湿度控制方法是设置干、湿两路气体支路，其中干燥气体支路通过干燥后经气体流量计调控后接三通气体接头；加湿气体支路通过加湿后经流量计调控后接三通气体接头，干、湿两路气体于三通气体接头处汇成一路进入密闭腔环境气室，密闭腔环腔气室内的湿度控制通过干、湿流量计气体的通入流量比例来调节。装置主要由干燥气源(12)、干燥装置(14)、干燥气体流量计(16)和加湿气源(10)、水槽(8)、加湿气体流量计(16)及三通气体接头(4)和密闭腔环境气室(2)组成，本发明具有控制方式简单，经济实用，可调控湿度范围大，能满足密闭腔中特殊气氛湿度使用要求。其设备结构简单，使用方便，环保、无污染。

Description

一种密闭腔用环境湿度控制方法及装置

技术领域

本发明涉及一种气体湿度调节技术领域，主要涉及的是一种密闭腔用环境湿度控制方法及装置。

背景技术

随着科学技术的发展，对测试计量工作的精度要求日益提高，不仅需要有健全的测试手段，而且需要有标准精确的测试环境，以排除外部各种因素对测试结果及分析的影响，保证测试数据的正确性和可靠性。目前，在气体湿度控制技术方面所公开的专利，湿度的控制一般采用增湿机、减湿机。湿度的发生装置一般是采用吸附材料、超声雾化加湿等类似的装置。这些湿度控制技术主要用在空调、凉风机、车厢、大棚、育帐等场合，有些只能起到加湿或减湿作用，湿度控制精度一般在±10％RH，湿度控制范围基本都在40％～70％RH之间，控制湿度的介质主要是空气。上述这些装置不能满足试验室密闭腔中特殊环境试验和精确测试的使用要求。已公开的湿度控制装置都有较为复杂的控制系统，设备昂贵，且存在不同程度的环境危害问题。

一般试验用环境气室都有较高要求，例如在控制材料各种性能试验时的腔体环境湿度，特别在不同气氛湿度环境中进行材料摩擦磨损性能试验时，需要准确控制各种特殊气体的湿度和温度。试验用环境气室一般都比较小，不仅对通入环境气室的气氛湿度精度要求较高，而且对气氛湿度范围要求也比较大，从5％RH～95％RH不等。而目前的湿度控制方法达不到在较大湿度范围内精确控制湿度的特殊要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种可满足特殊试验用的密闭腔用环境湿度控制方法及装置。可以精确控制多种特殊气氛湿度，调湿速度快，湿度调节范围大，同时设备简单，环保、无污染。

本发明实现上述方法采取的技术方案是：设置干、湿两路气体支路，其中干燥气体支路通过浓H₂SO₄干燥装置干燥后经气体流量计调控后接三通气体接头；加湿气体支路通过加湿水槽加湿后经流量计调控后接三通气体接头，干、湿两路气体于三通气体接头处汇成一路进入密闭腔环境气室，密闭腔环腔气室内的湿度控制通过干、湿流量计气体的通入流量比例来调节。

本发明实现上述方法所采用的湿度控制装置主要由干燥气源、干燥装置、干燥气体流量计和加湿气源、水槽、加湿气体流量计及三通气体接头和密闭腔环境气室组成，干燥气源通过干燥导管A与干燥装置的进口连接，干燥装置的出口通过干燥导管B与干燥气体流量计的进口连接，干燥气体流量计的出口通过干燥导管C与三通气体接头连接；加湿气源通过加湿导管A与水槽的进口连接，水槽的出口通过加湿导管B与加湿气体流量计的进口连接，加湿气体流量计的出口通过加湿导管C与三通气体接头连接；干、湿两路气体通过三通气体接头汇集后进入密闭腔环境气室内，干、湿燥气体流量计均设置在温度控制箱内。

本发明采用高压气瓶或气体压缩机将所需试验气体调节至指定压力，以保证气源的气压稳定，从而为湿度精确控制提供基本保证。干燥气源和湿润气源为同种性质气源即可，气源湿度不受限制。干燥气体支路是通过浓H2SO4干燥的，浓H2SO4不但可以干燥一般的气态水，如空气中的水，也可以干燥一些酸性气体，CO2、SO2等如和中性气体中的水，如O2、N2、H2等，有机气体如CH4等和惰性气体如He和Ar等。但本装置只适用一些不跟浓硫酸反应的气体及难溶于水的气体。浓硫酸的干燥能力强、吸湿能力大，不挥发的特点为一些特殊气体干燥创造了有利条件。试验发现，不论气源湿度如何，经浓H2SO4干燥之后气体湿度可以达到5％RH以下，这样可以控制密闭腔环境气室的最低气氛湿度达到较低的水平，此时干燥气体湿度可由气体流量计上的湿度计读出。由于浓H₂SO₄会与少量气体反应，故一些跟浓H₂SO₄反应的气体和极易溶于水的气体不能通过此种方法调控湿度。加湿气体支路通过加湿水槽加湿，不管气源的湿度高低，经过水槽后，气体湿度可以达到95％RH，为了保证通过水槽后的气体湿度达到稳定值且湿度达到预期要求，可在水槽内气体输入导管的下端部设置多孔状气体分散装置，使气体通入水槽时气体分散，增加气体润湿效果。此时输出的气体湿度值可以通过气体流量上的湿度计读出。干、湿两路气体经气体流量计流量经调控后于三通气体接头处汇成一路进入密闭腔环境气室。密闭腔气室气体的排出口设置有试验气体的收集存储装置，以保证整个操作过程中没有有害气体排放，有利于科学环保。由于干、湿气体支路的湿度分别可以达到5％RH和95％RH，且是不间断连续输入气体，因此经过气体流量计混配后的密闭腔气体湿度可在5％RH～95％RH范围内调节，调湿速度比较快，从而满足密闭腔用特殊气氛湿度控制范围宽和调湿速度快的要求。气氛湿度是与环境温度息息相关的量，所以将气体流量计和密闭腔环境气室置于温度控制箱，保证密闭腔中环境温度恒定且与湿度测试计标定温度一致，使气体流入到密闭腔所经过的管壁与密闭腔环境气室温度一致，不会出现气体湿度高时水汽在管壁上凝结现象，从而不会产生密闭腔气氛过湿或湿度不稳定现象。试验环境气室的气氛湿度和温度可由设置在温度控制箱上的湿度测试计和温度测试仪表显示出来，以便观察参考。通过控制环境温度的稳定性，可使湿度控制精度达到3％RH，满足密闭腔湿度的控制精度要求，可满足5％RH～95％RH的湿度调控范围、调湿速度快和5％RH的湿度控制精度要求。

本发明通过采用设置干、湿两路气体支路的方式来控制密闭腔中气氛湿度，具有控制方式简单，经济实用，可调控湿度范围大，调湿速度快、能满足密闭腔中特殊气氛湿度控制要求。其设备结构简单，使用方便，环保、无污染。

附图说明

附图为本发明密闭环境气室湿度控制装置的结构示意图。

图中：1温度控制箱，2密闭腔环腔气室，3温湿度操作面板，4三通气体接头，5加湿导管C，6加湿气体流量计，7加湿导管B，8水槽，9气体分散器，10加湿气源，11加湿导管A，12干燥气源，13干燥导管四A，14干燥装置，15导管B，16干燥气体流量计，17导管C，18气体收集存储器。

具体实施方式

下面以实施例的方式对本发明进一步详细说明：

气体分干燥、加湿两支路进入密闭腔环腔气室。采用高压气瓶或气体压缩机将所需试验气体调节至指定压力，以保证气源的气压稳定，从而为湿度精确控制提供基本保证。其中干燥气体支路通过浓H₂SO₄干燥后经气体流量计调控后接三通气体接头；加湿气体支路通过水槽加湿后经流量计调控后接三通气体接头，干、湿两路气体于三通气体接头处汇成一路进入密闭腔环境气室。密闭腔环腔气室内的湿度控制通过两流量计调节干、湿气体的通入流量比例来调节。气源成分可以是空气、氮气、氧气、氢气、惰性气体等不与浓H₂SO₄反应的气体或难溶于水的气体。干燥气源和加湿气源为同种性质的气体。

如图所示，本发明实现上述方法所采用的湿度控制装置主要由干燥气源12、干燥装置14、干燥气体流量计16和加湿气源10、水槽8、加湿气体流量计6及三通气体接头4和密闭腔环境气室2组成，干燥气源12通过干燥导管A13与干燥装置的进口连接，干燥装置是通过浓H₂SO₄(98％)干燥剂对干燥气源12进行干燥的，为了使用安全及达到预期干燥效果起见，可选用气体输入、输出管一体的、下端带多空分散管的气体干燥器。其是在密闭的容器内放置浓H2SO4干燥剂。干燥装置的出口通过干燥导管B15与干燥气体流量计16的进口连接，干燥气体流量计的出口通过干燥导管C17与三通气体接头4连接；加湿气源10通过加湿导管A11与水槽8的进口连接，为了保证通过水槽后的气体湿度达到稳定值且湿度达到预期要求，可在水槽内气体输入导管的下端部设置球状的多孔状气体分散器9，使气体通入水槽时气体分散，增加气体润湿效果。水槽8的出口通过加湿导管B7与加湿气体流量计6的进口连接，加湿气体流量计的出口通过加湿导管C5与三通气体接头4连接。干燥气体流量计和加湿气体流量计为市售流量计，其具体流量量程根据需要选定，流量控制精度越高越好。同时，为了便于观察需要，可在此处加装湿度计，以便动态显示干燥和湿润支路气体的湿度是否稳定。干、湿两路气体通过三通气体接头汇集后进入密闭腔环境气室2内，密闭腔环境气室2和加湿气体流量计6、干燥气体流量计16均位于温度控制箱1内，在密闭腔环境气室2排出口设置有试验气体收集存储器18，以保证整个操作过程中没有有害气体排放，有利于科学环保。使用时，每次调整气氛湿度时，需要反复调节加湿气体流量计6和干燥气体流量计16(在干、湿气体流量计上安装有气体湿度测试仪表，可以同时显示各支路输入气氛湿度值和气体流量大小的动态值)，使输入气氛流量比例达到所需要求，待温湿度控制面板3显示的密闭腔环境气室的湿度达到要求后保持一段时间即可进行试验，整个装置环境温度应尽量保持恒定，试验用导管和试验材料应避免使用感湿材料，以免高湿度时管壁凝结水汽影响气氛湿度精度。

Claims

1.一种密闭腔用环境湿度控制方法，其特征是：设置干、湿两路气体支路，其中干燥气体支路通过干燥后经气体流量计调控后接三通气体接头；加湿气体支路通过加湿后经流量计调控后接三通气体接头，干、湿两路气体于三通气体接头处汇成一路进入密闭腔环境气室，密闭腔环腔气室内的湿度控制通过干、湿流量计气体的通入流量比例来调节。

2.一种实现权利要求1所述密闭腔用环境湿度控制方法的装置，包括温度控制箱(1)、密闭腔环境气室(2)，其特征是：还设置有干燥气源(12)、干燥装置(14)、干燥气体流量计(16)和加湿气源(10)、水槽(8)、加湿气体流量计(16)及三通气体接头(4)，干燥气源通过干燥导管A(13)与干燥装置的进口连接，干燥装置的出口通过干燥导管B(15)与干燥气体流量计的进口连接，干燥气体流量计的出口通过干燥导管C(17)与三通气体接头连接；加湿气源通过加湿导管A(11)与水槽的进口连接，水槽的出口通过加湿导管B(7)与加湿气体流量计的进口连接，加湿气体流量计的出口通过加湿导管C(5)与三通气体接头连接；干、湿两路气体通过三通气体接头汇集后进入所述密闭腔环境气室内(2)内，所述密闭腔环境气室内(2)和干、湿燥气体流量计均设置在所述温度控制箱(1)内。

3.根据权利要求1所述的密闭腔用环境湿度控制方法，其特征是：所述的干燥气体支路是通过浓H₂SO₄进行干燥的。

4.根据权利要求1所述的密闭腔用环境湿度控制方法，其特征是：所述加湿气体支路是通过水槽进行加湿的。

5.根据权利要求2所述的密闭腔用环境湿度控制方法的装置，其特征是：在所述水槽(11)内气体输入导管的下端部设置球状的多孔状气体分散器(9)。

6.根据权利要求2所述的密闭腔用环境湿度控制方法的装置，其特征是：在所述密闭腔环境气室(2)的排出口设置有试验气体收集存储器(18)。

7.根据权利要求(2)所述的干燥装置可用集气体输入、输出管与一体的、气体输入通道下端带有气体分散的浓硫酸气体干燥器。