CN202854356U - 空气状态参数测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种空气状态参数测试装置，包括：测试腔体（1）；设置在测试腔体（1）一个侧壁上的气体入口（2）；设置在测试腔体（1）的、与设置有气体入口（2）的侧壁相对的侧壁上的气体出口（3）；设置在测试腔体（1）底部的冷镜（8）；以及设置在测试腔体（1）顶部与冷镜（8）相对的位置上的觇孔（7）。根据本实用新型的空气状态参数测试装置，空气状态参数之间的耦合关系能够得到直观显示。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种参数测试装置，具体涉及一种冷镜表面可观测的空气状态参数测试装置。
背景技术
室内空气温度、相对湿度、含湿量以及露点温度等参数是湿空气的主要状态参数。常规测量空气状态参数的装置，例如露点温度计、湿球温度计和电子湿度计均无法清晰表达上述空气状态参数之间的耦合关系。
使用冷镜结构的露点测试装置原理为，一束光源照射至冷镜表面，由光传感器测量反射光强度。干燥冷镜表面反射率最高，光传感器接收到的反射光强度最高，结露或结霜的冷镜表面反射率减小，导致光传感器接收到的反射光强度降低。当光传感器接收到的反射光强度降低至一目标值时，即露层或霜层厚度积累至一定值时，由空气入口进入的空气中的水蒸气在冷镜表面冷凝为露或霜的过程达到相平衡状态，此时的镜面温度为露点或霜点，并与空气入口温度共同确定空气的相对湿度和含湿量。冷镜表面实际结露或结霜状态可明确表述空气状态参数之间的耦合关系。
在现有的露点仪中，由于结构复杂、价格昂贵和维护困难等原因，露点仪均制造为密封结构，观测者事实上无法观测冷镜面由于结露或结霜产生的反射率变化，而只能通过光传感器间接探测，事实上也无法表述这种耦合关系。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种具有可见光照明装置和觇孔的空气状态参数测试装置，测量者通过觇孔可直接观测由于冷镜表面结露或结霜造成的反射率变化。
空气状态参数测试装置，其包括：
测试腔体；设置在测试腔体一个侧壁上的气体入口；设置在测试腔体的、与设置有气体入口的侧壁相对的侧壁上的气体出口；设置在测试腔体底部的冷镜；以及设置在测试腔体顶部与冷镜相对的位置上的觇孔。
在觇孔周围的至少一个可见光照明装置，所述可见光照明装置发出的光通过冷镜反射后由觇孔射出测试腔体。在测试腔体内靠近气体出口处设置负压发生器。在冷镜下方设置的制冷/加热装置；在测试腔体内部的光发射器和光接收器，由光发射器发射的光经冷镜反射后由光接收器接收。在测试腔体内靠近气体入口处设置气体入口温度传感器，在冷镜中心位置处设置测量冷镜表面温度的冷镜温度传感器。
其还包括一个控制控制器，所述控制器的控制端分别与负压发生器、制冷/加热装置的输入端相连，所述控制器的输入端分别与光接收器、气压入口温度传感器相连。
所述空气状态参数测试装置进一步包括覆盖在觇孔上的可见光透明的盖板，所述盖板密封觇孔。
所述可见光照明装置发出的可见光为绿色光。
所述光发射器发射红外光，所述光接收器的红外探测窗口位于与光发射器发射的红外光相同的波段，并且对可见光不敏感。
所述控制器向负压发生器发送控制负压发生器产生负压的控制信号，向制冷/加热装置发送控制制冷/加热装置对冷镜表面制冷降温或加热升温的控制信号，接收冷镜温度传感器测量得到的冷镜表面温度测量信号，接收气体入口温度传感器测量得到的气体入口温度测量信号，并接收光接收器测量得到的、经冷镜反射后到达光接收器的光强度的测量信号。
本实用新型可以获得如下有益效果：
根据本实用新型提供的空气状态参数测试装置，在测量气体入口温度和冷镜结露或结霜温度测量空气状态参数的过程中，测量者可通过觇孔直接观测冷镜表面由于结露或结霜造成的反射率变化。在教学等需要直观领会测量原理的领域，这一改进结构使得空气状态参数之间的耦合关系能够得到直观显示，从而大幅度降低测量者对空气状态参数之间耦合关系的理解难度。
附图说明
图1：空气状态参数测试装置的结构示意图。
图中：
1、测试腔体，2、气体入口，3、气体出口，4、负压发生器，5、光发射器，6、光接收器，7、觇孔，8、冷镜，9、制冷/加热装置，10、气体入口温度传感器，11、冷镜温度传感器，12、可见光照明装置，13、控制器。具体实施方式
图1是根据本实用新型一个实施方案的空气状态参数测试装置的结构示意图。
如图1所示，空气状态参数测试装置包括测试腔体1，测试腔体1的一个侧壁上设置有气体入口2，与设置有气体入口的侧壁相对的侧壁上设置有气体出口3。测试腔体1内靠近气体出口3处可设置有负压发生器4。测试腔体1底部设置有冷镜8，冷镜8下方设置有制冷/加热装置9，制冷/加热装置9既可对冷镜8表面进行制冷，又可对冷镜8表面进行加热。测试腔体1顶部具有与冷镜8相对的觇孔7，通过觇孔7可直接观察冷镜8表面。根据本实用新型的一个实施方案，觇孔7覆盖有可见光透明的盖板，所述盖板对觇孔7进行密封，以保持测试腔体1于觇孔7处的密闭性，避免由气体入口2进入的气体通过觇孔7排出，或外部气体通过觇孔7进入测试腔体1。根据本实用新型的一个实施方案，觇孔7周围设置有至少一个可见光照明装置12，可见光照明装置12发出的光通过冷镜8反射后由觇孔7射出测试腔体1。根据本实用新型的一个实施例，可见光照明装置12发出的可见光为远离红外波段的绿色光，以避免对光接收器6的干扰。
测试腔体1内部设置有光发射器5和光接收器6，由光发射器5发射的光经过冷镜8反射后由光接收器6接收。光发射器5发射红外光，光接收器6的探测窗口位于与光发射器5发射的红外光相同的波段，并且对可见光不敏感，以避免受到光照明装置12发出的可见光或者由觇孔7进入测试腔体1的可见光的干扰。测试腔体1内部设置有靠近气体入口2的气体入口温度传感器10，用于测量空气温度。冷镜8中心位置设置有冷镜温度传感器11，用于测量冷镜8表面温度。
根气状态参数测试装置包括控制器13。控制器13控制负压发生器4产生负压，从而使待测试的空气样品通过气体入口2进入测试腔体1，并由气体出口3排出。控制器13控制制冷/加热装置9对冷镜8表面制冷降温或加热升温，通过冷镜温度传感器11测量冷镜表面温度，通过气体入口温度传感器10测量气体温度，并通过光接收器6测量经冷镜8反射后到达光接收器6的光强度。
控制器13控制制冷/加热装置9对冷镜8表面加热升温，使冷镜8表面干燥，并测量此时的光接收器6接收光强作为参考。而后控制器控制制冷/加热装置9对冷镜8制冷使冷镜8表面温度降低，使空气样品中的水蒸汽在冷镜表面冷凝为露或霜，由光发射器5发射至冷镜8表面的光受到冷镜8表面的露或霜的衰减作用，造成到达光接收器6的光强度降低。当光接收器6接收的光强度下降至某一阈值时，即冷镜8表面的露层或霜层累积达到一定厚度时，冷镜8表面温度达到露点或霜点，此时控制器13通过冷镜温度传感器11测量冷镜表面温度作为露点或霜点，并同时通过气体入口温度传感器10测量气体温度。根据露点或霜点，以及气体温度，可通过计算得到气体样品的所有状态参数。
可见光照明装置12发出的可见光通过冷镜8表面反射后由觇孔7射出测试腔体1，并可由测量者直接观测。测量者可根据结露或结霜前后冷镜8表面反射的可见光强度观察测量过程中的结露或结霜过程。
本实用新型之有益效果在于，测量过程中的结露或结霜过程可通过可见光照明装置和觇孔由测量者直接观测，对于教学等需要直观领会测量原理的领域，这一结构将使测量者更易获得对测量原理的直观认知，并降低理解空气状态参数之间耦合关系的理解难度。
以上参考附图对本实用新型进行了说明，但是所属技术领域的技术人员能够理解，在不改变本实用新型的技术宗旨的情况下能够以多种其他的具体方式实施本实用新型。因此应理解为，上述说明的实施例在所有层面上仅是示例性的，而不是用于对本实用新型加以限制。
Claims (5)
1.一种空气状态参数测试装置，其特征在于：其包括：
测试腔体（1）；
气体入口（2），设置在测试腔体（1）的一个侧壁上；
气体出口（3），设置在测试腔体（1）的、与设置有气体入口（2）的侧壁相对的侧壁上；
冷镜（8），设置在测试腔体（1）的底部；以及
觇孔（7），设置在测试腔体（1）顶部与冷镜（8）相对的位置；
在觇孔（7）周围的至少一个可见光照明装置，所述可见光照明装置（12）发出的光通过冷镜（8）反射后由觇孔（7）射出测试腔体（1）；在测试腔体（1）内靠近气体出口（3）处设置负压发生器（4），在冷镜（8）下方设置的制冷/加热装置（9）；在测试腔体（1）内部的光发射器（5）和光接收器（6），由光发射器发射（5）的光经冷镜反射后由光接收器（6）接收，在测试腔体（1）内靠近气体入口（2）处设置气体入口温度传感器（10），在冷镜（8）中心位置处设置测量冷镜表面温度的冷镜温度传感器（11），其还包括一个控制器（13），所述控制器的控制端（13）分别与负压发生器（4）、制冷/加热装置（9）的输入端相连，所述控制器（13）的输入端分别与光接收器（6）、气压入口温度传感器相连（10）。
2.如权利要求1所述的空气状态参数测试装置，其特征在于：进一步包括覆盖在所述觇孔（7）上的可见光透明的盖板，所述盖板密封觇孔（7）。
3.如权利要求1所述的空气状态参数测试装置，其特征在于：其中所述可见光照明装置（12）发出的可见光为绿色光。
4.如权利要求1所述的空气状态参数测试装置，其特征在于：其中所述光发射器（5）发射红外光，所述光接收器（6）的红外探测窗口位于与所述光发射器（5）发射的红外光相同的波段，并且对可见光不敏感。
5.如权利要求9所述的空气状态参数测试装置，其特征在于：所述控制器（13）向所述负压发生器（4）发送控制所述负压发生器（4）产生负压的控制信号，向所述制冷/加热装置（9）发送控制所述制冷/加热装置（9）对所述冷镜（8）表面制冷降温或加热升温的控制信号，接收所述冷镜温度传感器（11）测量得到的冷镜表面温度测量信号，接收所述气体入口温度传感器（10）测量得到的气体入口温度测量信号，并接收所述光接收器（6）测量得到的、经所述冷镜（8）反射后到达所述光接收器（6）的光强度的测量信号。
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|---|---|---|---|---|
| WO2016078217A1 (zh) * | 2014-11-20 | 2016-05-26 | 北京中立格林控制技术有限公司 | 多参数传感模块 |
| CN110954973A (zh) * | 2018-09-27 | 2020-04-03 | 深圳大学 | 天气监测传感器及道路照明系统 |
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