CN104503499A

CN104503499A - 一种湿度控制系统

Info

Publication number: CN104503499A
Application number: CN201410784374.7A
Authority: CN
Inventors: 杨海军; 侯铮迟; 胡钧
Original assignee: Shanghai Institute of Applied Physics of CAS
Current assignee: Shanghai Institute of Applied Physics of CAS
Priority date: 2014-12-16
Filing date: 2014-12-16
Publication date: 2015-04-08

Abstract

本发明涉及一种湿度控制系统，其包括：容纳有第一饱和无机盐溶液的第一容器；容纳有不同于所述第一饱和无机盐溶液的第二饱和无机盐溶液的第二容器；第一进气管路；依次连接在所述第一进气管路中且靠近其入口端的第一流量调节阀和第一流量计；第二进气管路；依次连接在所述第二进气管路中且靠近其入口端的第二流量调节阀和第二流量计；出气管路；以及连接在所述出气管路中且靠近其出口端的气体混合腔以及用于测量该气体混合腔中气体湿度的湿度计。本发明可反复使用，且容易操作，具有结构简单，成本低廉，湿度控制准确，操作方便，实用性强等优点。

Description

一种湿度控制系统

技术领域

本发明涉及湿度控制领域，尤其涉及一种湿度控制系统。

背景技术

众所周知，湿度控制在日常生活和工业生产中非常重要。湿度过低或过高都会影响生产过程或者储存的产品的质量，甚至降低生产效率，因此在木制品厂、纺织厂、大型仓储、电子厂、印刷厂等工业场所内，需要对湿度进行准确控制。在纳米加工领域更是如此，环境的湿度将直接决定成败。例如，蘸笔纳米刻蚀技术必须在高湿度(>80％RH)环境下才能实施成功；过低的湿度将直接导致生产失败；而且实施过程中的湿度波动会影响纳米制造的可重复性，最终影响产品的质量(一致性)。因此，非常有必要控制它们的环境湿度。

现有的湿度控制方法中，绝大部分采用的是电子反馈系统。具体来说，通过湿度传感器实时检测空间内的湿度变化，当湿度变化超过一定值时，通过电子反馈系统启动加湿器或除湿风机进行增湿/去湿。由于湿度传感器的精度在5％RH左右，且电子反馈系统需要一定的响应时间，因此这就无法避免空间内的湿度在一定范围内波动。此外，湿度控制系统频繁的开启/关闭也会对空间内的气流产生干扰，从而对一些精密制造技术，如蘸笔纳米刻蚀技术，产生不良影响。当然，为了减弱气流的干扰，通常会设计一个庞大的腔体来保持湿度。然而，这种腔体一方面占用很大的空间，另一方面不适合控制小空间内的湿度环境。因此，为了实现精确控制小空间内的空气湿度，目前需要开发一种简便易操作的湿度控制系统。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种湿度控制系统，以准确控制空间内环境湿度，并能灵活调节环境湿度，满足工业生产和科学研究的需要。

本发明所述的一种湿度控制系统，其包括：

容纳有第一饱和无机盐溶液的第一容器；

容纳有不同于所述第一饱和无机盐溶液的第二饱和无机盐溶液的第二容器；

第一进气管路，其出口端连接有一浸没在所述第一饱和无机盐溶液中的第一曝气石；

依次连接在所述第一进气管路中且靠近其入口端的第一流量调节阀和第一流量计；

第二进气管路，其出口端连接有一浸没在所述第二饱和无机盐溶液中的第二曝气石；

依次连接在所述第二进气管路中且靠近其入口端的第二流量调节阀和第二流量计；

出气管路，其具有相互连通的第一入口端和第二入口端，且所述第一入口端连通至所述第一容器上部的未容纳第一饱和无机盐溶液的空闲空间，所述第二入口端连通至所述第二容器上部的未容纳第二饱和无机盐溶液的空闲空间；以及

连接在所述出气管路中且靠近其出口端的气体混合腔以及用于测量该气体混合腔中气体湿度的湿度计。

在上述的湿度控制系统中，所述第一饱和无机盐溶液为溴化锂、氯化锂、氯化镁、硝酸镁、氯化钠、氯化钾或硫酸钾饱和溶液。

在上述的湿度控制系统中，所述第二饱和无机盐溶液为溴化锂、氯化锂、氯化镁、硝酸镁、氯化钠、氯化钾或硫酸钾饱和溶液。

在上述的湿度控制系统中，所述第一容器上部的空闲空间的体积不小于所述第一容器的体积的三分之二。

在上述的湿度控制系统中，所述第二容器上部的空闲空间的体积不小于所述第二容器的体积的三分之二。

在上述的湿度控制系统中，所述第一容器由非金属材料制成或其内壁涂覆有非金属涂层。

在上述的湿度控制系统中，所述第二容器由非金属材料制成或其内壁涂覆有非金属涂层。

由于采用了上述的技术解决方案，本发明主要利用饱和无机盐溶液湿度恒定的特点，将两个容器中产生的不同湿度的气体按一定比例混合从而精确调节气体湿度，其中，不同湿度的气体的产生是通过使外围气体从进气管路流入容器并通过曝气石与饱和无机盐溶液接触，从而充分润湿后进入容器上部的空闲空间。与现有技术相比较，由于本发明中采用的饱和无机盐溶液具有饱和蒸汽湿度恒定的特点，因此，通过本发明控制的湿度基本不受环境温度的影响，非常准确；其次，本发明仅需要通过调节两个流量调节阀即可调节不同湿度气体的比例，进而调节湿度，因此非常简单方便；而且，本发明不需要复杂的电子反馈系统，也不需要除湿机和加湿器的设备，结构简单，成本低廉。

附图说明

图1是本发明一种湿度控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。

如图1所示，本发明，即一种湿度控制系统，其包括：

容纳有第一饱和无机盐溶液1的第一容器2；

容纳有不同于第一饱和无机盐溶液1的第二饱和无机盐溶液3的第二容器4；

第一进气管路5，其出口端连接有一浸没在第一饱和无机盐溶液1中的第一曝气石6，以供外部气体进入第一容器2，并通过第一曝气石6增加与第一饱和无机盐溶液1的接触面积，加快气体被水蒸汽饱和以产生充分湿润的气体；

依次连接在第一进气管路5中且靠近其入口端的第一流量调节阀7和第一流量计8，其中第一流量调节阀7用于控制外部气体进入第一容器2的流量；

第二进气管路9，其出口端连接有一浸没在第二饱和无机盐溶液3中的第二曝气石10，以供外部气体进入第二容器4，并通过第二曝气石10增加与第二饱和无机盐溶液3的接触面积，加快气体被水蒸汽饱和以产生充分湿润的气体；

依次连接在第二进气管路9中且靠近其入口端的第二流量调节阀11和第二流量计12，其中第二流量调节阀11用于控制外部气体进入第二容器4的流量；

出气管路13，其具有相互连通的第一入口端和第二入口端，且第一入口端连通至第一容器2上部的未容纳第一饱和无机盐溶液1的空闲空间，以使第一容器2中充分湿润的气体流出，第二入口端连通至第二容器4上部的未容纳第二饱和无机盐溶液3的空闲空间，以使第二容器4中充分湿润的气体流出；以及

连接在出气管路13中且靠近其出口端的气体混合腔14以及用于测量该气体混合腔14中气体湿度的湿度计15，其中气体混合腔14用于容纳分别从第一容器2以及第二容器4中流出的湿润气体，并供这些不同湿度的湿润气体在其中混合后排出；由此，通过控制流过两个容器的气体比例即可在10％RH～100％RH的范围内进行调节出气管路13排出的气体湿度。

在本实施例中，第一饱和无机盐溶液1和第二饱和无机盐溶液3分别可以为溴化锂(LiBr)、氯化锂(LiCl)、氯化镁(MgCl₂)、硝酸镁(Mg(NO₃)₂)、氯化钠(NaCl)、氯化钾(KCl)或硫酸钾(K₂SO₄)饱和溶液。当然需要注意的是，第一饱和无机盐溶液1和第二饱和无机盐溶液3并不限于上述种类。

在本实施例中，第一容器2上部的空闲空间的体积不小于第一容器2的体积的三分之二，第二容器4上部的空闲空间的体积不小于第二容器4的体积的三分之二，以用于存储一定体积的湿润空气。

在本实施例中，第一容器2和第二容器4均可由非金属材料制成，或者第一容器2和第二容器4的内壁也可以涂覆有非金属涂层(例如聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、硅橡胶等非金属材料)，从而以有效防止腐蚀。

本发明的操作过程如下：

准备实验时，先将互不相同的第一、第二饱和无机盐溶液1、3分别倒入第一、第二容器2、4中，然后密封第一、第二容器2、4，并连接所有管路。

工作时，打开第一和/或第二流量调节阀7、11，以使外部气体在正压(空气泵或者氮气钢瓶)下通入到系统内；观察第一和/或第二流量计8、12的读数，并调节第一和/或第二流量调节阀7、11以控制第一、第二容器2、4中不同湿度气体的比例；稳定一段时间后，观察湿度计15的读数；反复调节第一和/或第二流量调节阀7、11使湿度计15的读数达到目标要求即可。

例1：在第一容器2中倒入一定体积的NaCl饱和溶液，在第二容器4中倒入LiCl饱和溶液，打开第一流量调节阀7，可以看到气泡从NaCl饱和溶液中缓慢冒出，稳定10分钟后，从湿度计15上观察到气体混合腔14内的湿度达到75％RH；最后将出气管路13与生产/实验设备连接即可。

例2：本例与上述例1基本相同，区别在于此时只打开第二流量调节阀11，而第一流量调节阀7关闭，稳定10分钟后，可从湿度计15上观察到气体混合腔14内的湿度达到LiCl饱和溶液的湿度，即11.3％RH。

例3：同时打开第一、第二流量调节阀7、11，并调节通过第一、第二容器2、4的气体的比例，将两侧气体的流量控制在1：1，稳定通气10分钟后，可从湿度计15上观察到气体混合腔7内的湿度保持在43％RH不变。

综上所述，本发明可反复使用，且容易操作，具有结构简单，成本低廉，湿度控制准确，操作方便，实用性强等优点。

以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims

1.一种湿度控制系统，其特征在于，所述系统包括：

容纳有第一饱和无机盐溶液的第一容器；

2.根据权利要求1所述的湿度控制系统，其特征在于，所述第一饱和无机盐溶液为溴化锂、氯化锂、氯化镁、硝酸镁、氯化钠、氯化钾或硫酸钾饱和溶液。

3.根据权利要求1所述的湿度控制系统，其特征在于，所述第二饱和无机盐溶液为溴化锂、氯化锂、氯化镁、硝酸镁、氯化钠、氯化钾或硫酸钾饱和溶液。

4.根据权利要求1、2或3所述的湿度控制系统，其特征在于，所述第一容器上部的空闲空间的体积不小于所述第一容器的体积的三分之二。

5.根据权利要求1、2或3所述的湿度控制系统，其特征在于，所述第二容器上部的空闲空间的体积不小于所述第二容器的体积的三分之二。

6.根据权利要求1、2或3所述的湿度控制系统，其特征在于，所述第一容器由非金属材料制成或其内壁涂覆有非金属涂层。

7.根据权利要求1、2或3所述的湿度控制系统，其特征在于，所述第二容器由非金属材料制成或其内壁涂覆有非金属涂层。