CN103091366B - 一种用于复杂环境下的露点标定试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种露点标定试验方法，通过试验将温度和压力这两个影响湿度的因素包含在露点传感器的标定过程中，包括：根据国家计量技术规范所规定的方法标定露点传感器；进行温度影响的标定；进行压力影响的标定。本发明通过试验将影响湿度最大的两个因素：温度和压力包含在露点传感器的标定过程中，能准确地标定露点传感器的性能参数，用于复杂环境下的露点标定具有积极的意义。

Description

一种用于复杂环境下的露点标定试验方法

技术领域

本发明属于压缩空气湿度检测技术领域，涉及一种对露点传感器标定的试验方法。

背景技术

为了使得露点传感器测量的精确，需要对露点传感器进行标定。常见的露点标定方法是使用冷镜式精密露点仪，通过样气露点标定传感器。这种标定方法适用于恒温恒压下的露点测量。

实际上露点测量环境并不是不变的，有时需要在温度变化或是压力变化的环境中进行。此时上述标定方法便不适用了，因为露点温度会随温度和压力的变化而变化。

首先所有的露点仪都对温度有依赖性，尤其在一些电子传感器中温度的影响很明显。很多情况下，露点测量最大的不确定度来源就是因为在测量过程中、房间内或箱体内温度不同。其次由于所有露点测量都是来源于水汽压的测量，因此系统气体总压的测量会对被测露点产生影响。

由以上两点可见，精确的露点标定十分重要。现今对于露点的标定只是通过标准样气的露点与露点传感器的测量值进行比较，没有把温度及压力变量带入其中以致造成测量不准确。

发明内容

本发明的目的是提供一种全新的试验方法用于解决露点传感器标定不准确的技术问题。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：一种露点标定试验方法，通过试验将温度和压力这两个影响湿度的因素包含在露点传感器的标定过程中。

进一步，包括：

1.首先根据国家计量技术规范所规定的方法标定露点传感器。

根据JJF1272-2011阻容法露点湿度计校准规范对露点传感器进行标定。

2.再进行温度影响的标定

将样气放置在温度可变的装置中，保持其他环境参数不变，将温度以5℃一档持续升温，并保温1小时，直至温度升至传感器所能承受的上限。记录数据与初始的露点值作比较，校准露点传感器使得其测得露点温度与初始值之差小于该露点传感器量程的1%。

3.最后进行压力影响的标定

将样气放置在压力可变的装置中，保持其他环境参数不变。从常压开始，压力每上升0.5bar

记录露点传感器的数据，并且与常压露点值作比较，校准露点传感器使得其测得压力露点温度与图4中常压露点值对应的压力露点温度之差不超过测得压力露点温度的2%。

通过试验将影响湿度最大的两个因素：温度和压力包含在露点传感器的标定过程中，才能准确地标定露点传感器的性能参数。

附图说明

图1为本发明温度试验台实施例模块组成示意图。

图2a为本发明实施例较湿空气温度变化时测得露点示意图。

图2b为本发明实施例较干空气温度变化时测得露点示意图。

图3为本发明压力试验台实施例模块组成示意图。

图4为常压露点与压力下露点换算表。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

实施例

为了检测压缩空气露点值，首先需要产生压缩空气。在本实施例中通过空气压缩机、干燥机、截断塞门、过滤器、采样套筒等设备来产生干燥的待测压缩空气。然后需要一个待标定的露点传感器。

1.根据国家计量技术规范所规定的方法标定露点传感器

根据国家计量技术规范所规定的方法标定可以使用各类精密露点仪。在本实施例中使用最为常见的冷镜式精密露点仪。首先使用符合要求的气体管路连接标准湿度发生器、被标定的露点传感器和冷镜式精密露点仪，被标定的露点传感器和冷镜式精密露点仪以并联的方式连接。然后向管道内送入干燥的气体，调整标准湿度发生器的参数。当冷镜式精密露点仪和被标定露点传感器的读数稳定时，记录两者的显示值即可对露点传感器进行标定。

2.温度影响的标定

首先：试验准备。如图1所示，试验需备有空气压缩机、干燥机、截断塞门、过滤器、不锈钢采样套筒及经过使用标准样气标定过的露点传感器（本例采用的露点传感器耐压20bar，露点测量范围-60℃至40℃，工况温度-20℃至80℃）、温度传感器及数显仪组成，使用不锈钢管与不锈钢卡套式接头连接组成管路。

使用不锈钢材质是为了防止水分渗透引起测量偏差。视干燥机性能增加过滤器的级数，试验需要较为干燥的气体（压力露点温度在-10℃以下）。

第二步：打开采样套筒两端塞门，将调压阀压力调至0.5MPa，将干燥后的空气经过采样套筒吹出，持续吹气1分钟吹尽套筒及管内残留的水分。

第三步：将采样套筒气路前方塞门关闭，再将采样套筒气路后方的塞门关闭，使之形成一密闭空间，气压为1个标准大气压。待传感器数值稳定后记录露点及温度数据相比较，例如：露点温度测得5℃，那么气体环境温度低于5℃将会有露珠形成，会影响试验结果。应把高低温箱温度升至15℃开始试验。保温一小时以上后记录露点及对应温度值，并将高低温箱内温度提升5℃，保温一小时以上再记录露点及对应温度值，依此类推。表1为一次典型的测试结果：

表1

温度（℃）	气压（bar）	露点（℃）
			10（室温）	1	-4
15	1	-3.66
			20	1	-3
25	1	-2.47
			30	1	-2.31
35	1	-2.95
			40	1	-3.53

将表中的露点温度与初始值（即室温下的露点温度值）作比较，如果两者之差小于被校准露点传感器量程的1%，那么不需要再校准；如果两者之差大于被校准露点传感器量程的1%，则需要校准露点传感器直至两者之差小于1%。这样便完成了温度影响下的露点传感器标定。本例采用的传感器露点测量范围-60℃至40℃，因此量程的1%为1℃。经过计算可知，表1中25℃、30℃和35℃时对应的露点温度与室温下露点温度之差大于1℃，因此传感器需要校准，直至所有露点温度与室温下露点温度之差小于1℃。

理论上露点值不随环境温度的变化而变化，但是由于分子运动、压力、蒸发、冷凝等一系列不可控因素的存在，因此在实际加温过程中，水分不停地被蒸发至被测气体中，同时也不停地接触管道内壁冷凝析出水分，如将过滤装置撤去会引起如图（2a）所示状态曲线，无法获得准确的试验数据，因此在实验过程中必须加入过滤装置。

3.压力影响标定

温度实验完毕后进行压力实验。

首先：试验准备。重新搭建试验台如图（3）所示。

第二步将压缩空气打入风缸内，风缸充满气后将风缸前管路的塞门关闭，使气缸形成一个相对稳定的供风源。

第三步：打开风缸管路后调压阀使气路后方采样套筒内气压达到1bar。保压30分钟以上，记录所示露点值。压力每提升1bar（为了方便从图4中查到数据建议为1bar）测量一次露点温度直至气缸上限。表2为一次典型的测试结果：

表2

温度（℃）	气压（bar）	露点（℃）
			（室温）	1	-4
（室温）	2	4
			（室温）	3	8
（室温）	4	11
			（室温）	5	15
（室温）	6	18
			（室温）	7	23

将表中的露点温度与在图4中查得常压露点温度所对应的压力露点温度值作比较，如果两者之差小于常压露点温度所对应的压力露点温度值的2%，那么不需要再校准；如果两者之差大于常压露点温度所对应的压力露点温度值的2%，则需要校准露点传感器直至两者之差小于2%。这样便完成了压力影响下的露点传感器标定。根据比较可知表2中的露点温度与在图4中查得常压露点温度所对应的压力露点温度值之差小于常压露点温度所对应的压力露点温度值的2%，因此传感器不需要再校准。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种露点标定试验方法，其特征在于：通过试验将温度和压力这两个影响湿度的因素包含在露点传感器的标定过程中；

包括：

1)根据国家计量技术规范所规定的方法标定露点传感器；

2)进行温度影响的标定；

3)进行压力影响的标定；

步骤1)中，根据JJF 1272-2011阻容法露点湿度计校准规范对露点传感器进行标定；

步骤2)中，将样气放置在温度可变的装置中，保持其他环境参数不变，将温度以5℃一档持续升温，并保温1小时，直至温度升至传感器所能承受的上限；记录数据与初始的露点值作比较，校准露点传感器使得其测得露点温度与初始值之差小于该露点传感器量程的1％；

步骤3)中，将样气放置在压力可变的装置中，保持其他环境参数不变；从常压开始，压力每上升0.5bar记录露点传感器的数据，并且与常压露点值作比较，校准露点传感器使得其测得压力露点温度与常压露点值对应的压力露点温度之差不超过测得压力露点温度的2％。