CN110096083B - 一种温湿度精密控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于温湿度控制技术领域，涉及一种温湿度精密控制装置。所述的装置包括蒸汽接口、调温调压罐、自动恒温加热装置、洁净气体接头、气体缓冲罐，经置于调温调压罐中的自动恒温加热装置的作用将调温调压罐中装盛的水精确加热到所需的恒温，从而将通过蒸汽接口导入调温调压罐的干蒸汽精确加热到所需的恒温与加湿到饱和湿度；在将加热到恒温与加湿到饱和湿度的干蒸汽导入到气体缓冲罐的管路中设置有洁净气体接头，用于使加热到恒温与加湿到饱和湿度的干蒸汽与温湿度已知的洁净气体混合，从而调节干蒸汽的温湿度、压力和/或流量。利用本发明的装置，能够在精确可调的控制气体温度、湿度、压力的基础上，具有明显更宽的温度、湿度、压力控制范围。

Description

一种温湿度精密控制装置
技术领域
本发明属于温湿度控制技术领域，涉及一种温湿度精密控制装置。
背景技术
在化工、电子、食品、医药、建材等领域技术工艺中，温湿度不仅是一项环境参数，而且经常作为工艺参数在工艺过程中严格控制。精确的温湿度控制在工业生产、仪器标定、环境模拟等实践中有广泛而重要的应用。
商业化湿气发生设备主要制备常压下的湿度气体，其湿气温度范围相对较窄。在一些温湿度要求较为苛刻的科研过程或宽范围气体工艺参数模拟过程中，所需要的一定温度、压力以及湿度要求的湿气发生设备目前相对较少。
发明内容
本发明的目的是提供一种温湿度精密控制装置，以能够在精确可调的控制气体温度、湿度、压力的基础上，具有明显更宽的温度、湿度、压力控制范围。
为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种温湿度精密控制装置，所述温湿度精密控制装置包括蒸汽接口、调温调压罐、自动恒温加热装置、洁净气体接头、气体缓冲罐，
经置于所述的调温调压罐中的所述的自动恒温加热装置的作用将所述的调温调压罐中装盛的水精确加热到所需的恒温，从而将通过所述的蒸汽接口导入所述的调温调压罐的干蒸汽精确加热到所需的恒温与加湿到饱和湿度；
在将加热到所需的恒温与加湿到饱和湿度的干蒸汽导入到所述的气体缓冲罐的管路中设置有所述的洁净气体接头，用于使所述的加热到所需的恒温与加湿到饱和湿度的干蒸汽与温湿度已知的洁净气体混合，从而调节干蒸汽的温湿度、压力和/或流量。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种温湿度精密控制装置，其中所述的温湿度精密控制装置还包括连接所述的调温调压罐的液体导流管与自动补水接口，分别用于在所述的调温调压罐中的液位超过设定要求时导出所述的调温调压罐中的水，和在所述的调温调压罐中的液位低于设定要求时向其中自动补入水。
在一种更加优选的实施方案中，本发明提供一种温湿度精密控制装置，其中所述的温湿度精密控制装置还包括储液罐，所述的液体导流管从所述的调温调压罐导出的水导入到所述的储液罐。
在一种更加优选的实施方案中，本发明提供一种温湿度精密控制装置，其中所述的自动补水接口通过连通器原理将水补入所述的调温调压罐。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种温湿度精密控制装置，其中所述的温湿度精密控制装置还包括设置在所述的调温调压罐中的汽水分离器或蒸汽过滤器，用于将所述的调温调压罐中加热到所需的恒温与加湿到饱和湿度的蒸汽调节为干饱和蒸汽。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种温湿度精密控制装置，其中所述的温湿度精密控制装置还包括连接在所述的调温调压罐上方的第一温度监测仪与第一压力监测仪。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种温湿度精密控制装置，其中所述的温湿度精密控制装置还包括连接所述的气体缓冲罐的第二温度监测仪与第二压力监测仪。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种温湿度精密控制装置，其中所述的温湿度精密控制装置还包括依次连接在所述的气体缓冲罐之后的压力调节系统和湿度监测系统。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种温湿度精密控制装置，其中所述的温湿度精密控制装置还包括环境温度控制系统，用于为所述的温湿度精密控制装置提供稳定的环境温度。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种温湿度精密控制装置，其中所述的温湿度精密控制装置还包括废气处理系统，用于对所述的温湿度精密控制装置各处产生的尾气进行收集处理后安全排放。
本发明的有益效果在于，利用本发明的温湿度精密控制装置，能够在精确可调的控制气体温度、湿度、压力的基础上，具有明显更宽的温度、湿度、压力控制范围，从而可广泛应用于湿度计量检定、高精度实验气体应用、气体环境模拟等领域和方面。
本发明的温湿度精密控制装置可连续调节的温度范围为20-150℃、压力为0.1-0.5MPa、相对湿度为20-95％。
附图说明
图1为示例性的本发明的温湿度精密控制装置的组成图。
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。
示例性的本发明的温湿度精密控制装置如图1所示，包括蒸汽接口1、液体导流管2、储液罐3、第一温度监测仪4、第一压力监测仪5、调温调压罐6、自动补水接口7、自动恒温加热装置8、洁净气体接头9、第二温度监测仪10、第二压力监测仪11、气体缓冲罐12、环境温度控制系统13、压力调节系统14、模拟气体应用系统15、湿度监测系统16、废气处理系统17、汽水分离器或蒸汽过滤器、蒸汽测量腔、导气管。
经置于调温调压罐6中的自动恒温加热装置8的作用将调温调压罐6中装盛的水精确加热到所需的恒温，从而将通过蒸汽接口1导入调温调压罐6的干蒸汽精确加热到所需的恒温与加湿到饱和湿度。液体导流管2和自动补水接口7(内置单向阀)连接调温调压罐6，分别用于在调温调压罐6中的液位超过设定要求时导出调温调压罐6中的水，和在调温调压罐中6的液位低于设定要求时通过连通器原理向其中自动补入水，从而使调温调压罐中6中的水维持在一定的体积范围内。液体导流管2从调温调压罐6导出的水导入到储液罐3。
汽水分离器或蒸汽过滤器设置在调温调压罐6中，用于将调温调压罐6中加热到所需的恒温与加湿到饱和湿度的蒸汽调节为干饱和蒸汽。汽水分离器或蒸汽过滤器上端出口为设置在调温调压罐6上方的蒸汽测量腔，蒸汽测量腔与第一温度监测仪4、第一压力监测仪5连接。通过第一温度监测仪4、第一压力监测仪5监测显示干饱和蒸汽的温度和压力。
在将加热到所需的恒温与加湿到饱和湿度的干饱和蒸汽导入到气体缓冲罐12的导气管(为保温导气管)中设置有洁净气体接头9。洁净气体接头9内置单向阀，可将预热到设定温度的相对湿度为0％RH的洁净气体与干饱和蒸汽充分混合，通过质量流量计等精确计量设备控制洁净气体流量体积或气体质量，从而配制成设定温度、压力、相对湿度、流量的气流。该气流通过导气管注入到气体缓冲罐12。
气体缓冲罐12为双层真空结构，内腔为抛光镜面超疏水构造。气体缓冲罐12顶部连接第二温度监测仪10、第二压力监测仪11，用于实时监测显示气体缓冲罐12中气体的温度、压力。气体缓冲罐12内的气体为某一恒定温度、压力、相对湿度的气体。
气体缓冲罐12通过压力调节系统14将稳定的气流供给模拟气体应用系统15和湿度监测系统16。湿度监测系统16通过凝结法、加热法、蒸汽混合动力法等的一种或多种实时监测气体的相对湿度。
环境温度控制系统13为相关系统和设备提供均一稳定的环境温度，以提高气体的温度控制精度。该系统可通过恒温箱、恒温浴、电热鼓风等的一种或多种组合实现功能。
废气处理系统17对所有设备产生的尾气进行收集处理后安全排放。
上述示例性的本发明的温湿度精密控制装置的工作原理如下。
蒸汽接口1通过蒸汽减压阀给调温调湿装置6提供压力、温度、相对湿度连续稳定的干蒸汽(蒸汽接口1提供的蒸汽压力连续可调)。调温调湿装置6内置的自动恒温加热装置8通过温度探头精确控制水的温度。干蒸汽和恒温水产生的水汽充分混合，形成恒温恒压的饱和蒸汽。调温调湿装置6内干蒸汽冷凝析出的水分超过设定容积后通过液体导流管2收集到储液罐3内。自动加热装置8蒸发水汽使液面降到设定高度时通过自动补水接口7给调温调湿装置6补充预热到设定温度的蒸馏水。通过自动补水接口7和液体导流管2确保调温调湿装置6内液体维持在一定体积范围内。
饱和蒸汽通过内置汽水分离器或蒸汽过滤器变成干饱和蒸汽进入气体测量腔。测量腔内的恒温恒压干饱和蒸汽通过第一温度监测仪4、第一压力监测仪5实时监测显示气体的温度、压力参数。干饱和蒸汽在导气管内与0％RH的洁净气体充分混合，配制成设定温度、压力、相对湿度的气流注入到气体缓冲罐12。气体缓冲罐12连接的第二温度监测仪10、第二压力监测仪11实时监测显示气体的温度、压力，并将显示信号与加热装置、供气装置协同调节，精确控制气体的温度、压力参数。
气体缓冲罐12通过压力调节系统14给模拟气体应用系统15提供稳定流量的恒温、恒压、恒湿气体。湿度监测系统16实时显示气体的湿度参数。环境温度控制系统13为相关系统和设备提供稳定的环境温度，以提高气体的温度控制精度。废气处理系统17处理各系统的尾气后安全排放。
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 (9)

1.一种温湿度精密控制装置，其特征在于，所述温湿度精密控制装置包括蒸汽接口、调温调压罐、自动恒温加热装置、洁净气体接头、气体缓冲罐、导气管，
所述蒸汽接口用于输入压力连续可调的蒸汽到调温调压罐；
所述调温调压罐内设置有所述自动恒温加热装置与汽水分离器，用于将所述蒸汽转换为恒温恒压的干饱和蒸汽；
所述洁净气体接头用于输入0％RH的洁净气体；
所述气体缓冲罐的输入侧具有所述导气管，所述导气管用于连接所述调温调压罐和所述气体缓冲罐；
所述干饱和蒸汽在所述导气管内与所述洁净气体进行充分混合，以配制成设定温度、压力、湿度的混合气体，并经由所述导气管将所述混合气体送入所述气体缓冲罐；
所述气体缓冲罐用于实时监测所述混合气体的温度、压力，并将显示信号与加热装置、供气装置协同调节。
2.根据权利要求1所述的温湿度精密控制装置，其特征在于：所述的温湿度精密控制装置还包括连接所述的调温调压罐的液体导流管与自动补水接口，分别用于在所述的调温调压罐中的液位超过设定要求时导出所述的调温调压罐中的水，和在所述的调温调压罐中的液位低于设定要求时向其中自动补入水。
3.根据权利要求2所述的温湿度精密控制装置，其特征在于：所述的温湿度精密控制装置还包括储液罐，所述的液体导流管从所述的调温调压罐导出的水导入到所述的储液罐。
4.根据权利要求2所述的温湿度精密控制装置，其特征在于：所述的自动补水接口通过连通器原理将水补入所述的调温调压罐。
5.根据权利要求1所述的温湿度精密控制装置，其特征在于：所述的温湿度精密控制装置还包括连接在所述的调温调压罐上方的第一温度监测仪与第一压力监测仪。
6.根据权利要求1所述的温湿度精密控制装置，其特征在于：所述的温湿度精密控制装置还包括连接所述的气体缓冲罐的第二温度监测仪与第二压力监测仪。
7.根据权利要求1所述的温湿度精密控制装置，其特征在于：所述的温湿度精密控制装置还包括依次连接在所述的气体缓冲罐之后的压力调节系统和湿度监测系统。
8.根据权利要求1所述的温湿度精密控制装置，其特征在于：所述的温湿度精密控制装置还包括环境温度控制系统，用于为所述的温湿度精密控制装置提供稳定的环境温度。
9.根据权利要求1所述的温湿度精密控制装置，其特征在于：所述的温湿度精密控制装置还包括废气处理系统，用于对所述的温湿度精密控制装置各处产生的尾气进行收集处理后安全排放。
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