CN114489168B

CN114489168B - 一种高精度湿度标定装置及湿度标定方法

Info

Publication number: CN114489168B
Application number: CN202210038462.7A
Authority: CN
Inventors: 李峰
Original assignee: Shanghai Chunxi Application Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Chunxi Application Technology Co ltd
Priority date: 2022-03-21
Filing date: 2022-03-21
Publication date: 2023-03-28
Anticipated expiration: 2042-03-21
Also published as: CN114489168A

Abstract

本发明公开了一种高精度湿度标定装置及湿度标定方法，所述的一种高精度湿度标定装置，包括：气体混合箱，所述气体混合箱内部设置有所述折流机构，所述折流机构通过增加气体在所述气体混合箱内部的路径长度提高气体的混合程度；所述气体混合箱侧端面开设有测量孔，所述测量孔内设置有湿度传感器，本发明通过湿度传感器控制所述滑动组件伸长；所述滑动组件滑动使得所述第一折流板和所述第二折流板之间相交距离伸长，使得所述转动组件与所述第一折流板和所述第二折流板之间的夹角减小，相邻的所述第一折流板和所述第二折流板之间距离较小，使得所述气体在所述气体混合箱内部的路径长度提高，气流混合效果较好。

Description

一种高精度湿度标定装置及湿度标定方法

技术领域

本发明涉及湿度发生器技术领域技术领域，特别涉及一种高精度湿度标定装置及湿度标定方法。

背景技术

湿度的测量已经广泛的应用于各行各业中，在工业环保领域，湿度作为烟气监测中的一个重要的参数，并且在CEMS系统中，湿度的测量值参与污染物排放浓度的换算，湿度测量的准确性对于污染物排放总量管控以及环保治理有着重要的意义。

CEMS系统中的湿度监测采用不同原理的湿度探头来实时监测烟气的湿度，随着长时间的使用，湿度探头测量的准确性会由于各种因素的干扰而产生测量误差。因此需要定时的确认并校验湿度探头测量的准确性，通常使用湿度发生装置产生不同的湿度来校验湿度探头的准确性，这就是湿度标定方法。

在专利CN202121679766.9中提供了一种气体湿度发生器，该气体湿度发生器为一体式设置，气体混合箱的体积较小，气体通过路径较短，在气体混合过程中缺少气体混合均匀的装置，这会使得气体湿度探头测量的结果不准确，使得气体湿度发生器无法准确的得到期望露点和湿度的气体。

因此，基于上述问题，发明一种高精度湿度标定装置及湿度标定方法以满足不同工作环境的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高精度湿度标定装置及湿度标定方法，以解决上述背景技术中由于气体湿度发生器为一体式设置，气体混合箱的体积较小，气体通过路径较短，在气体混合过程中缺少气体混合均匀的装置，使得气体湿度发生器无法准确的得到期望露点和湿度的气体，进而使得标定不准确的问题。

基于上述思路，本发明提供如下技术方案：

一种高精度湿度标定装置，包括：气体混合箱，

所述气体混合箱底部分别设置有第一入口端和第二入口端，所述气体混合箱顶部设置有第一出口端，所述气体混合箱内部设置有所述折流机构，所述折流机构通过增加气体在所述气体混合箱内部的路径长度提高气体的混合程度；所述气体混合箱侧端面开设有测量孔，所述测量孔内设置有湿度传感器，所述湿度传感器与测量孔之间设置有密封套。

进一步地，所述折流机构可以设置为，包括：折流板，所述折流板设置有两组，且分别固定安装于所述气体混合箱内部两相对侧壁，两组所述折流板交错设置，且相邻所述折流板之间距离相等。

进一步地，所述折流机构还可以设置为，包括：折流板，所述折流板设置有两组，且分别固定安装于所述气体混合箱内部两相对侧壁，两组所述折流板交错设置，且相邻所述折流板之间距离先依次增大后依次减小。

进一步地，所述的折流机构还可以设置为，包括：折流板、滑动组件、转动组件和限位组件；

所述折流板包括第一折流板和第二折流板，顶部的所述折流板与所述气体混合箱相固定，底部的所述第一折流板和所述第二折流板分别与所述气体混合箱内部两相对侧壁通过限位组件滑动设置，所述第一折流板和所述第二折流板均设置有多个，所述第一折流板和所述第二折流板交错设置，所述第一折流板和所述第二折流板相对的一侧均设置有所述滑动组件，相邻的所述第一折流板和所述第二折流板之间均设置有所述转动组件，所述转动组件与所述第一折流板和第二折流板之间的夹角相等，相邻的所述第一折流板和所述第二折流板之间距离相等。

进一步地，当所述湿度传感器的显示值低于或者高于气体的期待湿度值时，湿度传感器控制所述滑动组件伸长；所述滑动组件滑动使得所述第一折流板和所述第二折流板之间相交距离伸长，所述滑动组件驱动所述转动组件转动，使得所述转动组件与所述第一折流板和所述第二折流板之间的夹角减小，相邻的所述第一折流板和所述第二折流板之间距离较小，使得所述气体在所述气体混合箱内部的路径长度提高，最底部的所述第二折流板与所述气体混合箱内底壁之间的距离增大。

进一步地，所述滑动组件包括：滑动腔，固定座，电动滑杆，压缩弹簧，T形板，

所述第一折流板和所述第二折流板的相对侧均开设有所述滑动腔，所述滑动腔内滑动设置有所述T形板，所述T形板的水平端滑动适配所述滑动腔的内壁，所述T形板的竖直端与对应所述折流板的远离所述气体混合箱内壁的一端活动抵合；顶部的所述滑动腔内部还固定安装有所述固定座，所述固定座远离所述滑动腔底壁的一端固定安装有所述电动滑杆，所述电动滑杆远离所述固定座的一端固定连接有所述T形板的水平端，所述T形板与所述固定座之间设置有所述压缩弹簧，自然状态下，所述压缩弹簧保持所述T形板的竖直端与对应所述折流板相抵；所述电动滑杆与所述湿度传感器电性连接。

进一步地，所述的转动组件包括：转动杆，转动支杆，滑动槽，

相邻的所述T形板之间均转动连接有所述转动杆，所述转动杆中部固定安装有所述转动支杆，所述气体混合箱对应所述转动支杆的位置开设有所述滑动槽，所述滑动槽竖直开设，所述转动支杆贯穿所述转动杆，且所述转动支杆的端部滑动设置于所述滑动槽内部。

进一步地，所述限位组件包括：限位槽，限位键，支撑键，

所述气体混合箱内部两相对侧壁均固定安装有所述限位键，底部的所述第一折流板和所述第二折流板对应所述限位槽均开设有所述限位槽，两侧所述限位键相对侧分别对应所述第一折流板和所述第二折流板的底部均设置有所述支撑键，自然状态下，所述支撑键限制所述第一折流板和第二折流板竖直向下滑动。

进一步地，所述测量孔也可以设置为两个，且所述测量孔内分别设置有温度传感器和流速传感器，所述湿度传感器与测量孔之间，所述流速传感器与测量孔之间均设置有密封套，且所述温度传感器和所述流速传感器均与所述折流机构电性连接，当所述湿度传感器的显示值低于或者高于气体的期待湿度值时，所述温度传感器控制所述所述电动滑杆伸长，当所述流速传感器的显示值处于气体期待的流速范围内，且所述湿度传感器的显示值处于气体的期待湿度值范围时，所述流速传感器保持所述电动滑杆稳定。

进一步地，所述的一种高精度湿度标定装置还包括：第一气体预热箱，第二气体预热箱，气体湿度发生水箱，气体湿度测量箱，经第一气体预热箱和第二气体预热箱气体分别通过所述第一入口端和所述第二入口端进入所述气体混合箱内部，混合后的气体通过第一出口端进入气体湿度测量箱，测量气体的湿度，并进行标定。

一种高精度湿度标定方法，包括：对X气体分别进行流速流量测定，得到恒定流量的X₁气体和流量可调的X₂气体；将X₁气体进行加湿处理，得到露点稳定且湿度可调的湿X₁气体；将X₁气体和X₂气体充分混合后得到X₃气体；测量X₃气体的湿度，并与期望露点及流量的目标气体比对；调节X₁气体的湿度和X₂气体的流量，得到露点及流量的目标气体其特征在于，所述的一种高精度湿度标定方法使用所述的一种高精度湿度标定装置，其中：将X₁气体和X₂气体充分混合后得到X₃气体的具体方式为：将X₁气体和X₂气体分别通入气体混合箱内部，并通过所述气体混合箱内部的折流机构发生均匀混合；所述X气体可以为N₂、SO₂、HCL、CH₄、CO或CO₂。

有益效果

1、本发明所述的一种高精度湿度标定装置，通过湿度传感器控制所述滑动组件伸长；所述滑动组件滑动使得所述第一折流板和所述第二折流板之间相交距离伸长，所述滑动组件驱动所述转动组件转动，使得所述转动组件与所述第一折流板和所述第二折流板之间的夹角减小，相邻的所述第一折流板和所述第二折流板之间距离较小，使得所述气体在所述气体混合箱内部的路径长度提高，气流混合效果较好；

2、通过所述第二折流板与所述气体混合箱内底壁之间的距离增大，使得进入的气流的压强先增大后减小，达到充分混合的效果；

3、当所述湿度传感器的显示值等于气体的期待湿度值时，湿度传感器控制顶部所述电动滑杆保持稳定，此时折流板的长度处于合适状态，既不会影响气体流速，也能充分混合，此时装置可以适用于不同气体，使得装置适用范围广。

附图说明

图1是本发明一种高精度湿度标定装置的气体混合箱内部结构示意图；

图2是本发明一种高精度湿度标定装置的立体结构示意图；

图3是本发明一种高精度湿度标定装置的气体混合箱立体结构示意图；

图4是本发明一种高精度湿度标定装置的气体混合箱剖面结构示意图；

图5是本发明一种高精度湿度标定装置的滑动组件结构示意图；

图6是本发明气体混合箱内部主视结构示意图；

图7是本发明气体混合箱内部折流板主视结构示意图；

图8是本发明气体混合箱内部温度传感器剖面结构示意图；

图9是本发明温度传感器和流速传感器之间的位置示意图。

图中：11、气体混合箱；12、第一气体预热箱；13、第二气体预热箱；14、气体湿度发生水箱；15、气体湿度测量箱；21、第一入口端；22、第二入口端；23、第一出口端；24、测量孔；31、折流板；32、第一折流板；33、第二折流板；41、湿度传感器；42、密封套；43、流速传感器；51、滑动腔；52、固定座；53、电动滑杆；54、压缩弹簧；55、T形板；61、转动杆；62、转动支杆；63、滑动槽；71、限位槽；72、限位键；73、支撑键。

具体实施方式

实施例一

如图2-3所示，一种高精度湿度标定装置，其特征在于，

包括：气体混合箱11，所述气体混合箱11底部分别设置有第一入口端21和第二入口端22，所述气体混合箱11顶部设置有第一出口端23，所述气体混合箱11内部设置有所述折流机构，所述折流机构通过增加气体在所述气体混合箱11内部的路径长度提高气体的混合程度；所述气体混合箱11侧端面开设有测量孔24，所述测量孔24内设置有湿度传感器41，所述湿度传感器41与测量孔24之间设置有密封套42。

所述的一种高精度湿度标定装置还包括：第一气体预热箱12，第二气体预热箱13，气体湿度发生水箱14，气体湿度测量箱15，经第一气体预热箱12和第二气体预热箱13的气体分别通过所述第一入口端21和所述第二入口端22进入所述气体混合箱11内部，混合后的气体通过第一出口端23进入气体湿度测量箱15，测量气体的湿度，并进行标定。

对X气体分别经第一气体预热箱12和第二气体预热箱13进行流速流量测定，得到恒定流量的X₁气体和流量可调的X₂气体；将X₁气体通过气体湿度发生水箱14进行加湿处理，得到露点稳定且湿度可调的湿X₁气体；将X₁气体和X₂气体经过气体混合箱11充分混合后得到X₃气体；经气体湿度测量箱15测量X₃气体的湿度，并与期望露点及流量的目标气体比对；调节X₁气体的湿度和X₂气体的流量，得到露点及流量的目标气体其特征在于，其中：将X₁气体和X₂气体充分混合后得到X₃气体的具体方式为：将X₁气体和X₂气体分别通入气体混合箱11内部，并通过所述气体混合箱11内部的折流机构发生均匀混合；所述X气体可以为N₂、SO₂、HCL、CH₄、CO或CO₂。

实施例二

如图8所示，折流机构的设置过程中，折流板31水平长度越长，气流受到的阻力越大，气流速度越小，气流经过路径越长，因此，我们发现，折流板31长度较短时会出现气流混合不均匀，X₃气体的理想湿度与湿度传感器41的显示值不符；但是折流板31长度较长时，气流受到的阻力太大，气体流速太低，气体测定效果较差；而实际的生产中，X₃气体的流速约为0.2-1米每秒，因此，折流板31合适的长度是本发明要解决的首要问题。

所述折流机构包括：折流板31，所述折流板31设置有两组，且分别固定安装于所述气体混合箱11内部两相对侧壁，两组所述折流板31交错设置，且相邻所述折流板31之间距离相等。

等间距的且固定设置的折流板31结构简单，成本较低，可以满足根据指定气体的的混合均匀，但是适应范围较小。

实施例三

如图7所示，在实施例二的基础上，我们设置了距离依次增大后减小的折流板31，所述折流机构包括：折流板31，所述折流板31设置有两组，且分别固定安装于所述气体混合箱11内部两相对侧壁，两组所述折流板31交错设置，且相邻所述折流板31之间距离先依次增大后依次减小。

这种折流板31不仅增加了X₃气体通过的路径，同时，通过不同间距的折流板31使得折流板31之间的压强有所不同，使得气流先经过膨胀再进行压缩，气流混合效果好，可以适合一部分的气体混合。

实施例四

在实施例三的基础上，如图9所示，所述所述的折流机构包括：折流板31、滑动组件、转动组件和限位组件；

将实施例一中设置的“测量孔24，所述测量孔24内设置有湿度传感器41，所述湿度传感器41与测量孔24之间设置有密封套42。”设置为所述测量孔24设置有两个，且所述测量孔24内分别设置有温度传感器41和流速传感器43，所述湿度传感器41与测量孔24之间，所述流速传感器41与测量孔24之间均设置有密封套42。

所述折流板31包括第一折流板32和第二折流板33，顶部的所述折流板31与所述气体混合箱11相固定，底部的所述第一折流板32和所述第二折流板33分别与所述气体混合箱11内部两相对侧壁通过限位组件滑动设置，所述第一折流板32和所述第二折流板33均设置有多个，所述第一折流板32和所述第二折流板33交错设置，所述第一折流板32和所述第二折流板33相对的一侧均设置有所述滑动组件，相邻的所述第一折流板32和所述第二折流板33之间均设置有所述转动组件，所述转动组件与所述第一折流板32和第二折流板33之间的夹角相等，相邻的所述第一折流板32和所述第二折流板33之间距离相等。

作为本实施例的进一步方案，所述滑动组件包括：滑动腔51，固定座52，电动滑杆53，压缩弹簧54，T形板55，

所述第一折流板32和所述第二折流板33的相对侧均开设有所述滑动腔51，所述滑动腔51内滑动设置有所述T形板55，所述T形板55的水平端滑动适配所述滑动腔51的内壁，所述T形板55的竖直端与对应所述折流板31的远离所述气体混合箱11内壁的一端活动抵合；顶部的所述滑动腔51内部还固定安装有所述固定座52，所述固定座52远离所述滑动腔51底壁的一端固定安装有所述电动滑杆53，所述电动滑杆53远离所述固定座52的一端固定连接有所述T形板55的水平端，所述T形板55与所述固定座52之间设置有所述压缩弹簧54，自然状态下，所述压缩弹簧54保持所述T形板55的竖直端与对应所述折流板31相抵；所述电动滑杆53与所述湿度传感器41电性连接。

当所述湿度传感器41的显示值低于或者高于气体的期待湿度值时，湿度传感器41控制所述滑动组件伸长；所述滑动组件滑动使得所述第一折流板32和所述第二折流板33之间相交距离伸长，所述滑动组件驱动所述转动组件转动，使得所述转动组件与所述第一折流板32和所述第二折流板33之间的夹角减小，相邻的所述第一折流板32和所述第二折流板33之间距离较小，使得所述气体在所述气体混合箱11内部的路径长度提高，最底部的所述第二折流板33与所述气体混合箱11内底壁之间的距离增大，使得使得所述气体在所述气体混合箱11内部的路径长度提高；此时当所述流速传感器41的显示值处于气体期待的流速范围内，且所述湿度传感器41的显示值处于气体的期待湿度值范围时，流速传感器41控制电动滑杆53处于稳定状态，此时满足气体混合的标定要求。

实施例五

实施例四中，通过流速传感器41控制电动滑杆53处于稳定状态，度传感器41控制所述电动滑杆53伸长，两者结合实现控制过程较为麻烦，因此，我们设计了本实施例，本实施例中测量孔24内仅设置湿度传感器41(与实施例一相同)。

同时，在实施例四的基础上，如图1、4-6所示，所述的折流机构包括：折流板31、滑动组件、转动组件和限位组件；

当所述湿度传感器41的显示值低于或者高于气体的期待湿度值时，湿度传感器41控制所述滑动组件伸长；所述滑动组件滑动使得所述第一折流板32和所述第二折流板33之间相交距离伸长，所述滑动组件驱动所述转动组件转动，使得所述转动组件与所述第一折流板32和所述第二折流板33之间的夹角减小，相邻的所述第一折流板32和所述第二折流板33之间距离较小，使得所述气体在所述气体混合箱11内部的路径长度提高，最底部的所述第二折流板33与所述气体混合箱11内底壁之间的距离增大。

作为本实施例的进一步方案，所述的转动组件包括：转动杆61，转动支杆62，滑动槽63，

相邻的所述T形板55之间均转动连接有所述转动杆61，转动杆61与T形板55之间可以通过转动销等方式转动连接，所述转动杆61中部固定安装有所述转动支杆62，所述气体混合箱11对应所述转动支杆62的位置开设有所述滑动槽63，所述滑动槽63竖直开设，所述转动支杆62贯穿所述转动杆61，且所述转动支杆62的端部滑动设置于所述滑动槽63内部。

作为本实施例的进一步方案，所述限位组件包括：限位槽71，限位键72，支撑键73，

所述气体混合箱11内部两相对侧壁均固定安装有所述限位键72，底部的所述第一折流板32和所述第二折流板33对应所述限位槽71均开设有所述限位槽71，两侧所述限位键72相对侧分别对应所述第一折流板32和所述第二折流板33的底部均设置有所述支撑键73，自然状态下，所述支撑键73限制所述第一折流板32和第二折流板33竖直向下滑动，同时限位槽71和限位键72配合限制折流板31的运动方向。

本实施例中，当所述湿度传感器41的显示值低于或者高于气体的期待湿度值时，湿度传感器41控制顶部所述电动滑杆53伸长；顶部的电动滑杆53伸长带动顶部T形板55伸长，顶部T形板55伸长使得顶部折流板31的阻流面积增大，顶部T形板55伸长使得转动杆61的顶端跟随移动，转动杆61的转动支点处设置的转动支杆62进而在滑动槽63内滑动，进而带动转动杆61的末端跟随转动且向上移动，进而带动顶部T形板55底部相邻的T形板55伸长，同时顶部折流板31底部相邻的折流板31跟随伸长，使得所述第一折流板32和所述第二折流板33之间相交距离伸长，

进而使得底部的折流板31跟随运动，使得整体的所述第一折流板32和所述第二折流板33之间的夹角减小，相邻的所述第一折流板32和所述第二折流板33之间距离减小，使得所述气体在所述气体混合箱11内部的路径长度提高，最底部的所述第二折流板33与所述气体混合箱11内底壁之间的距离增大，使得进入的气流的压强先增大后减小，达到充分混合的效果，当所述湿度传感器41的显示值等于气体的期待湿度值时，湿度传感器41控制顶部所述电动滑杆53保持稳定，此时折流板31的长度处于合适状态，既不会影响气体流速，也能充分混合，此时装置可以适用于不同气体，使得装置适用范围广。

Claims

1.一种高精度湿度标定装置，其特征在于，

包括：气体混合箱，所述气体混合箱底部分别设置有第一入口端和第二入口端，所述气体混合箱顶部设置有第一出口端，

所述气体混合箱内部设置有折流机构，所述折流机构通过增加气体在所述气体混合箱内部的路径长度提高气体的混合程度；

所述气体混合箱侧端面开设有测量孔，所述测量孔内设置有湿度传感器，所述湿度传感器与测量孔之间设置有密封套；

所述的折流机构包括：折流板、滑动组件、转动组件和限位组件；

所述折流板包括第一折流板和第二折流板，顶部的所述折流板与所述气体混合箱相固定，底部的所述第一折流板和所述第二折流板分别与所述气体混合箱内部两相对侧壁通过限位组件滑动设置，所述第一折流板和所述第二折流板均设置有多个，所述第一折流板和所述第二折流板交错设置，所述第一折流板和所述第二折流板相对的一侧均设置有所述滑动组件，相邻的所述第一折流板和所述第二折流板之间均设置有所述转动组件，

所述转动组件与所述第一折流板和第二折流板之间的夹角相等，相邻的所述第一折流板和所述第二折流板之间距离相等；

当所述湿度传感器的显示值低于或者高于气体的期待湿度值时，湿度传感器控制所述滑动组件伸长；

所述滑动组件滑动使得所述第一折流板和所述第二折流板之间相交距离伸长，所述滑动组件驱动所述转动组件转动，使得所述转动组件与所述第一折流板和所述第二折流板之间的夹角减小，相邻的所述第一折流板和所述第二折流板之间距离减小，使得所述气体在所述气体混合箱内部的路径长度提高，最底部的所述第二折流板与所述气体混合箱内底壁之间的距离增大；

所述滑动组件包括：

滑动腔，

固定座，

电动滑杆，

压缩弹簧，

T形板，

所述第一折流板和所述第二折流板的相对侧均开设有所述滑动腔，所述滑动腔内滑动设置有所述T形板，所述T形板的水平端滑动适配所述滑动腔的内壁，所述T形板的竖直端与对应所述折流板的远离所述气体混合箱内壁的一端活动抵合；

顶部的所述滑动腔内部还固定安装有所述固定座，所述固定座远离所述滑动腔底壁的一端固定安装有所述电动滑杆，所述电动滑杆远离所述固定座的一端固定连接有所述T形板的水平端，所述T形板与所述固定座之间设置有所述压缩弹簧，自然状态下，所述压缩弹簧保持所述T形板的竖直端与对应所述折流板相抵；所述电动滑杆与所述湿度传感器电性连接；

所述的转动组件包括：

转动杆，

转动支杆，

滑动槽，

2.根据权利要求1所述的一种高精度湿度标定装置，其特征在于，

所述限位组件包括：

限位槽，

限位键，

支撑键，

所述气体混合箱内部两相对侧壁均固定安装有所述限位键，底部的所述第一折流板和所述第二折流板对应所述限位键均开设有所述限位槽，两侧所述限位键相对侧分别对应所述第一折流板和所述第二折流板的底部均设置有所述支撑键，自然状态下，所述支撑键限制所述第一折流板和第二折流板竖直向下滑动。

3.根据权利要求2所述的一种高精度湿度标定装置，其特征在于，

所述的一种高精度湿度标定装置还包括：第一气体预热箱，第二气体预热箱，气体湿度发生水箱，气体湿度测量箱，经第一气体预热箱和第二气体预热箱气体分别通过所述第一入口端和所述第二入口端进入所述气体混合箱内部，混合后的气体通过第一出口端进入气体湿度测量箱，测量气体的湿度，并进行标定。

4.一种高精度湿度标定方法，包括：

对X气体分别进行流速流量测定，得到恒定流量的X₁气体和流量可调的X₂气体；

将X₁气体进行加湿处理，得到露点稳定且湿度可调的湿X₁气体；

将X₁气体和X₂气体充分混合后得到X₃气体；

测量X₃气体的湿度，并与期望露点及流量的目标气体比对；

调节X₁气体的湿度和X₂气体的流量，得到露点及流量的目标气体；

其特征在于，所述的一种高精度湿度标定方法使用权利要求1-3任一项所述的一种高精度湿度标定装置，其中：将X₁气体和X₂气体充分混合后得到X₃气体的具体方式为：将X₁气体和X₂气体分别通入气体混合箱内部，并通过所述气体混合箱内部的折流机构发生均匀混合；所述X气体为N₂、SO₂、HCL、CH₄、CO或CO₂。