CN108067107A - 一种能自动控制水位和温度的湿气连续发生装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于气流控制技术领域，涉及一种能自动控制水位和温度的湿气连续发生装置。所述的湿气连续发生装置包括供水箱、泵、储水罐、液位传感器、加湿器、干气流导入系统、旁路干气流导入系统，所述的供水箱中的水通过所述的泵打入所述的储水罐，并通过所述的储水罐中所述的液位传感器控制所述的泵的开闭；所述的储水罐中的水进入所述的加湿器，经控温加热后与所述的干气流导入系统导入所述的加湿器中的干气流进行热交换与湿气交换，产生湿气流；所述的湿气流导出所述的加湿器后进一步与旁路干气流导入系统导入的干气流混合，以调节干湿气体流量比例，得到所需温湿度的湿气流。本发明的湿气连续发生装置特别适用于需要长时间连续发生可控温度、相对湿度气流的试验情形。

Description

一种能自动控制水位和温度的湿气连续发生装置
技术领域
本发明属于气流控制技术领域，涉及一种能自动控制水位和温度的湿气连续发生装置。
背景技术
在一些试验中，常需要使用稳定在一定温度和相对湿度的试验气流。目前，常采用恒温恒湿箱来获得所需温度和相对湿度的试验气流。但该种方式为敞开式环境，湿气体产生并充满于恒温恒湿箱体内，适合于将试验用元件置于环境箱内直接进行试验，不适合于有特殊要求的密闭气路的试验系统。另外，目前市面上该种加湿方式所产生的气流温湿度的均匀度和波动度较差，温度均匀度/波动度一般在2℃/±0.5℃，湿度均匀度/波动度一般普遍在2.5％R.H./±2％R.H.范围，无法满足一些高精度试验的要求。而且由于该种方式的试验气流取自恒温箱箱内，在长时间的连续试验过程中，无法中途停止补充水量，由于水箱内水量的变化以及水温的波动，气流的压力接近环境压力并随之变化，这也不仅影响气流参数的精度及稳定性，更无法满足长时间连续试验的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种能自动控制水位和温度的湿气连续发生装置，以特别适用于需要长时间连续发生可控温度、相对湿度气流的试验情形。
为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种能自动控制水位和温度的湿气连续发生装置，其包括供水箱、泵、储水罐、液位传感器、加湿器、干气流导入系统、旁路干气流导入系统，
所述的供水箱中的水通过所述的泵打入所述的储水罐，并通过所述的储水罐中所述的液位传感器控制所述的泵的开闭；
所述的储水罐中的水进入所述的加湿器，经控温加热后与所述的干气流导入系统导入所述的加湿器中的干气流进行热交换与湿气交换，产生湿气流；
所述的湿气流导出所述的加湿器后进一步与旁路干气流导入系统导入的干气流混合，以调节干湿气体流量比例，得到所需温湿度的湿气流。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种能自动控制水位和温度的湿气连续发生装置，其中所述的泵为潜水泵。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种能自动控制水位和温度的湿气连续发生装置，其中所述的储水罐中进一步设置有液位计。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种能自动控制水位和温度的湿气连续发生装置，其中所述的储水罐中的水通过连通器原理进入所述的加湿器。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种能自动控制水位和温度的湿气连续发生装置，其中所述的加湿器中的水的控温加热通过设置在所述的加湿器中的主加热器和辅加热器的两级分段加热实现，通过设置在所述的加湿器中的温度控制仪控制调节所述的辅加热器的输出功率，从而精确控制所述的湿气流的温度。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种能自动控制水位和温度的湿气连续发生装置，其中所述的温度控制仪为PID温度控制仪。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种能自动控制水位和温度的湿气连续发生装置，其中所述的干气流经所述的干气流导入系统导入所述的加湿器后通过所述的加湿器内设置的狭缝喷嘴喷出，与所述的加湿器中经控温加热后的水进行热交换与湿气交换，产生所述的湿气流。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种能自动控制水位和温度的湿气连续发生装置，其中所述的湿气流导出所述的加湿器后进一步与经旁路干气流导入系统导入的干气流混合是通过质量流量控制器分别控制调节干湿气流的流量实现的。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种能自动控制水位和温度的湿气连续发生装置，其中所述的湿气连续发生装置还包括汽水分离器，所述的湿气流导出所述的加湿器后进一步与旁路干气流导入系统导入的干气流混合前，先通过所述的汽水分离器去除过多的水分。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种能自动控制水位和温度的湿气连续发生装置，其中所述的湿气连续发生装置还包括温湿度测量仪，干湿气流混合后通过所述的温湿度测量仪测量温湿度。
本发明的湿气连续发生装置特别适用于需要长时间连续发生可控温度、相对湿度气流的试验情形。
附图说明
图1为发明的能自动控制水位和温度的湿气连续发生装置的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。
示例性的本发明的可持续实现稳定压力、温度和相对湿度的气流控制系统如图1所示，其包括气源0、质量流量控制器1(设置在气路1上)、质量流量控制器2(设置在气路2上)、供水箱3、储水罐4、加湿器5、汽水分离器6、混合阀7、温湿度测量仪8与球阀91至球阀96。
洁净的干空气气源0经三通阀分为气路1和气路2。气路1的气流经流量控制器1调节好流量后，一路经球阀91稳压后进入储水罐4用于平衡压力，另一路经球阀92稳压后进入加湿器5的狭缝喷嘴51。加湿器5内的水经过加湿器5内设置的主加热器55和辅加热器54加热已经稳定在设定温度(通过设置主加热器55的温度可以使加湿器5内的水温升至接近要求的气流温度。加湿器5内设置的PID温控仪53上设置要求的气流温度并与探测水温的温度探头连接，PID温控仪53接受温度探头测得的温度信号并作用于辅加热器54，控制辅加热器的输出功率以保持稳定的加热温度)。从设置在加湿器5进气口的狭缝喷嘴51喷出的气流在加湿器5内与经加热的水进行充分的热和湿交换。从狭缝喷嘴51喷出的大液滴被加湿器5内设置的塔形分离挡板52拦截。加热后的湿气流经加湿器5的出口流出进入带有保温措施的管路，经汽水分离器6去除过多的水分后，在混合阀7处与流量控制器2控制的气路2的干气流混合为一定温度和相对湿度的湿气流。加热后的湿气在流出加湿器5的出口设有球阀95。湿气流的温度和相对湿度可以通过在混合阀7后设置的温湿度测量仪8测量。
为了便于观察加湿器5内的水位情况，储水罐4经过球阀93和球阀94与加湿器5以连通器的形式连接。储水罐4内设用于探测并控制水位的浮球式液位传感器41，液位传感器41上有通过水位变化转换为电信号自动控制潜水泵31开启的下浮球415和通过水位变化转换为电信号自动控制潜水泵31关闭的上浮球416。下浮球415的位置被限定在液位卡环411(最低液位的液位卡环)和液位卡环412之间，上浮球416的位置被限定在液位卡环413和液位卡环414(最高液位的液位卡环)之间。储水罐4上还设有用于观察罐体内水位的液位计42，液位计42的显示值即为加湿器5内的水位。
供水箱3内设潜水泵31，潜水泵31的进水口置于供水箱3底部，潜水泵31的出水口连接储水罐4的进水口。在潜水泵31与储水罐4连接的管路上设有球阀96。
当储水罐4内的水位下降至液位卡环411的位置时，下浮球416与液位卡环411接触，此时液位传感器41内的电信号将自动启动供水箱3内的潜水泵31，将水从供水箱3泵入储水罐4并流入加湿器5；当储水罐4内的水位上升至液位卡环414的位置时，上浮球415与液位卡环414接触，此时液位传感器41内的电信号将自动停止供水箱3内的潜水泵31工作。
本发明的湿气连续发生装置产生的气流参数在绝对压力100kPa下为：
1)温度：常温-80℃，精度±0.5℃；
2)相对湿度：10-98％，精度±1％。
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，倘若对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。上述实施例或实施方式只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种能自动控制水位和温度的湿气连续发生装置，其特征在于：所述的湿气连续发生装置包括供水箱、泵、储水罐、液位传感器、加湿器、干气流导入系统、旁路干气流导入系统，
所述的供水箱中的水通过所述的泵打入所述的储水罐，并通过所述的储水罐中所述的液位传感器控制所述的泵的开闭；
所述的储水罐中的水进入所述的加湿器，经控温加热后与所述的干气流导入系统导入所述的加湿器中的干气流进行热交换与湿气交换，产生湿气流；
所述的湿气流导出所述的加湿器后进一步与旁路干气流导入系统导入的干气流混合，以调节干湿气体流量比例，得到所需温湿度的湿气流。
2.根据权利要求1所述的湿气连续发生装置，其特征在于：所述的泵为潜水泵。
3.根据权利要求1所述的湿气连续发生装置，其特征在于：所述的储水罐中进一步设置有液位计。
4.根据权利要求1所述的湿气连续发生装置，其特征在于：所述的储水罐中的水通过连通器原理进入所述的加湿器。
5.根据权利要求1所述的湿气连续发生装置，其特征在于：所述的加湿器中的水的控温加热通过设置在所述的加湿器中的主加热器和辅加热器的两级分段加热实现，通过设置在所述的加湿器中的温度控制仪控制调节所述的辅加热器的输出功率，从而精确控制所述的湿气流的温度。
6.根据权利要求5所述的湿气连续发生装置，其特征在于：所述的温度控制仪为PID温度控制仪。
7.根据权利要求1所述的湿气连续发生装置，其特征在于：所述的干气流经所述的干气流导入系统导入所述的加湿器后通过所述的加湿器内设置的狭缝喷嘴喷出，与所述的加湿器中经控温加热后的水进行热交换与湿气交换，产生所述的湿气流。
8.根据权利要求1所述的湿气连续发生装置，其特征在于：所述的湿气流导出所述的加湿器后进一步与经旁路干气流导入系统导入的干气流混合是通过质量流量控制器分别控制调节干湿气流的流量实现的。
9.根据权利要求1所述的湿气连续发生装置，其特征在于：所述的湿气连续发生装置还包括汽水分离器，所述的湿气流导出所述的加湿器后进一步与旁路干气流导入系统导入的干气流混合前，先通过所述的汽水分离器去除过多的水分。
10.根据权利要求1所述的湿气连续发生装置，其特征在于：所述的湿气连续发生装置还包括温湿度测量仪，干湿气流混合后通过所述的温湿度测量仪测量温湿度。
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