CN218584099U - 一种便携式大腔体温湿度发生器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便携式大腔体温湿度发生器装置，该装置包括：工作腔、加热制冷单元、饱和增湿器、干燥除湿器、测控电路和温湿度传感器组成；所述加热制冷单元位于工作腔内，饱和增湿器和干燥除湿器均通过气管与工作腔连接，测控电路通过导线分别与饱和增湿器、干燥除湿器、加热制冷单元和温湿度传感器连接，温湿度传感器安装在工作腔上。本实用新型公开的便携式大腔体温湿度发生器装置，通过大腔体设置可实现多个机械式温湿度计和数字温湿度计的同时检定与校准，为多个温湿度计的校准提供了一致性条件，提高了校准效率，且该装置温湿度均匀性和波动性较小，提高了温湿度计校准的准确度。

Description

一种便携式大腔体温湿度发生器装置

技术领域

本实用新型属于计量物理量的测量系统领域，尤其涉及一种便携式大腔体温湿度发生器装置。

背景技术

温湿度计作为环境条件监测类仪表，是使用最为普遍的通用测量设备之一，其中机械式温湿度计和数字式温湿度计的使用量最大，二者作为测量设备，需要定期溯源。现溯源方式一般是将其送到实验室进行检定或校准。在实验室计量，可将多只机械式温湿度计和数字式温湿度计同时放入温湿度标准箱，配合精密露点仪进行检定和校准，利用温湿度标准箱提供均匀稳定的温湿度场。实验室的温湿度标准箱一般采用压缩机制冷的方式，体积和重量都过于庞大，并不适合现场计量。

随着现场小批量温湿度计计量保障需求快速增加，因此开发大腔体便携式温湿度发生器愈发迫切，目前国内外货架的便携式温湿度发生器主要用于温湿度传感器的校准，其腔体尺寸较小，并不适用于机械式温湿度计和数字式温湿度计。

实用新型内容

有鉴于此，为解决上述机械式温湿度计和数字温湿度计检定与校准时的现场计量需求，本实用新型了一种便携式大腔体温湿度发生器装置。

为达此目的，本实用新型提供一种便携式大腔体温湿度发生器装置，所述装置包括：工作腔、加热制冷单元、饱和增湿器、干燥除湿器、测控电路和温湿度传感器组成；所述加热制冷单元位于工作腔内，饱和增湿器和干燥除湿器均通过气管与工作腔连接，测控电路通过导线分别与饱和增湿器、干燥除湿器、加热制冷单元和温湿度传感器连接，温湿度传感器安装在工作腔上。

优选的，所述工作腔为顶板共用的双层嵌套结构，内层与外层之间留有空间形成气体循环区域；工作腔的内层用于放置测试样品，外层侧板上设置多个分别与饱和增湿器和干燥除湿器连接的气管快插接口；工作腔的内外两层之间气体可以流通。

优选的，所述气管快插接口包括增湿入口快插接口、增湿出口快插接口、干燥入口快插接口和干燥出口快插接口；其中增湿出口快插接口和增湿入口快插接口通过气管与饱和增湿器连接，干燥出口快插接口和干燥入口快插接口通过气管与干燥除湿器连接。

优选的，所述增湿入口快插接口和干燥入口快插接口单独设置或者共用设置，增湿出口快插接口和干燥出口快插接口分别单独设置或者共用设置；所述增湿入口快插接口和干燥入口快插接口在腔体内部通过气管延伸至加热制冷单元处。

优选的，所述工作腔内层的下挡板上均匀安装阵列排布的测试样品放置柱，且下挡板中心位置处开设圆孔，内层的左右挡板为开设气体导流孔的栅格板。

优选的，所述加热制冷单元安装在工作腔内层下挡板的圆孔处，其包括：自上而下依次设置的内散热风扇、内散热器、第一加热制冷片、外散热器和外散热风扇，其中内散热风扇和内散热器位于工作腔内部，外散热器和外散热风扇位于工作腔外部；第一加热制冷片与测控电路连接。

优选的，所述饱和增湿器包括：腔体、盖体、加热制冷组件和第一气泵；

所述腔体上端开口，下端安装加热制冷组件；腔体内部盛装去离子水，侧面靠近底部位置安装第一快插接头；所述第一快插接头连接位于腔体外部的透明塑料管，透明塑料管端口连接两通快插接头，两通快插接头不使用时通过堵头进行密封；

所述盖体套装在腔体开口端；盖体上分别设置温度计安装孔、第二快插接头和第三快插接头；其中温度计安装孔处密封插入工业铂电阻温度计，且工业铂电阻温度计测量端延伸至去离子水中，工业铂电阻温度计连接测控电路；第二快插接头通过气管与增湿入口快插接口；第三快插接口贯穿盖体且延伸到腔体内，第三快插接口位于盖体外的一侧连接第一气泵，延伸到腔体内的一侧连接延伸至腔体去离子水中的气管，且气管位于去离子水中的一端安装气石或者消音器；

所述加热制冷组件包括从上到下依次设置的第二加热制冷片、散热器和散热风扇，第二加热制冷片与测控电路连接；

所述第一气泵一端连接第三快插接口位于盖体外的端口，另一端与增湿出口快插接口连接，且第一气泵与测控电路连接。

优选的，所述干燥除湿器包括：玻璃盖、瓶体和第二气泵；

所述瓶体上端开口，瓶体内部从上到下依次填充变色硅胶指示剂和干燥剂，瓶体上端侧面安装单向阀和第四快接插头，其中单向阀连接干燥入口快插接口，第四快接插头连接第二气泵；

所述玻璃盖套装在瓶体上端开口；

所述第二气泵一端与第四快接插头连接，另一端连接干燥出口快插接口，且第二气泵与测控电路连接。

优选的，所述瓶体由中间隔断隔开形成双瓶结构，中间隔断的底部和中间开设孔，所述单向阀和第四快接插头分别设置在中间隔断隔的两侧。

优选的，所述工作腔的顶板采用双层中空有机玻璃，其余部分采用亚克力板加工而成，且其外部包裹保温层。

本实用新型的有益效果是：本实用新型公开的便携式大腔体温湿度发生器装置，通过大腔体设置可实现多个机械式温湿度计和数字温湿度计的同时检定与校准，为多个温湿度计的校准提供了一致性条件，提高了校准效率且该装置温湿度均匀性和波动性较小，提高了温湿度计校准的准确度。同时该便携式大腔体温湿度发生器所产生的均匀稳定的温湿度场也可用于其它方面，如为标准电阻提供恒温恒湿的环境，为元器件开展温湿度试验等。

附图说明

图1为本申请实施例的便携式大腔体温湿度发生器装置的结构示意图；

图2为本申请实施例工作腔的结构示意图；

图3为本申请实施例加热制冷单元的结构示意图；

图中：1.饱和增湿器 2.干燥除湿器 3.加热制冷单元 4.工作腔 5.测控电路 6.温湿度传感器 11.内层 12.外层 13.顶板 14.气管快插接口 15.气管Ⅰ16.样品放置柱17.圆孔 18.栅格板 101.盖体 102.腔体 103.第三快插接头延伸部 104.气管Ⅱ105.去离子水 106.气石 107.第二加热制冷片 108.散热器 109.散热风扇 110.第一快插接头 111.透明塑料管 112.两通快插接头 113.堵头 114.工业铂电阻温度计 115.第二快插接头116.第三快插接头 117.第一气泵 201.玻璃盖 202.瓶体 203.第四快接插头204.气管Ⅱ205.干燥剂 206.变色硅胶指示剂 207.单向阀 208.第二气泵 301.内散热风扇 302.内散热器 303.第一加热制冷片 304.外散热器 305.外散热风扇。

具体实施方式

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。

下面结合附图及具体实施例对本实用新型进行详细说明。

如图1所示的一种便携式大腔体温湿度发生器装置，该装置包括：工作腔4、加热制冷单元3、饱和增湿器1、干燥除湿器2、测控电路5和温湿度传感器6组成，这几个部件之间的连接关系如下：

加热制冷单元3位于工作腔内4的底部，用于对工作腔4提供复合要求的温度环境，饱和增湿器1和干燥除湿器2均通过气管与工作腔4连接，和工作腔4之间形成循环气路，用于对工作腔4的空气进行干燥或者加湿，以为工作腔4提供复合要求的湿度环境；测控电路5通过导线分别与饱和增湿器1、干燥除湿器2、加热制冷单元3和温湿度传感器6连接，用于接受传感器、温度计等测量数值，通过测量数值调控饱和增湿器1、干燥除湿器2、加热制冷单元3使得工作腔4内的相对湿度和温度值稳定在目标值附近；温湿度传感器6安装在工作腔4上，用于实时测量工作腔内的温度和湿度。

如图2所示，作为实施例，工作腔4为顶板13共用的双层嵌套结构，内层11与外层12之间留有一定距离，内层11和外层12之间形成气体循环区域；工作腔4的内层11用于放置测试样品，外层12的侧板上设置多个分别与饱和增湿器和干燥除湿器连接的气管快插接口14；工作腔4的内外两层之间气体可以流通。

为了方便对工作腔4进行观察，工作腔4的顶板13采用双层中空有机玻璃，其余部分采用亚克力板加工而成，且其外部包裹保温层。

作为实施例，气管快插接口14包括：增湿入口快插接口、增湿出口快插接口、干燥入口快插接口和干燥出口快插接口；增湿出口快插接口和增湿入口快插接口通过气管与饱和增湿器连接，形成气体增湿循环通路，干燥出口快插接口和干燥入口快插接口通过气管与干燥除湿器连接，形成气体干燥循环通路。作为实施例所述增湿入口快插接口和干燥入口快插接口单独设置或者交替共用设置，增湿出口快插接口和干燥出口快插接口分别单独设置或者交替共用设置；且增湿入口快插接口和干燥入口快插接口在腔体内部通过气管Ⅰ15延伸至加热制冷单元3处，这样可以保证至加热制冷单元3对工作腔气体很好的进行加热。

作为实施例，工作腔4的内层11的下挡板上均匀安装阵列排布的测试样品放置柱16，设置多个样品放置柱16，可以实现多个测试样品一次测试的要求，提高了测试效率和测试结果的一致性。内层11的下挡板中心位置处开设圆孔17，用于安装加热制冷单元3，内层11的左右挡板为开设气体导流孔的栅格板18，用于保持工作腔4内外层之间的空气流通，使得工作腔4能够迅速均匀的达到测试需要的温度和湿度环境。

如图3所示，加热制冷单元3安装在工作腔4内层11的下挡板的圆孔17处，其包括：自上而下依次设置的内散热风扇301、内散热器302、第一加热制冷片303、外散热器304和外散热风扇305，其中内散热风扇301和内散热器302位于工作腔内部，外散热器304和外散热风扇305位于工作腔外部；第一加热制冷片303与测控电路5连接，测控电路5通过温湿度传感器6的反馈，对第一加热制冷片303进行调控。

加热制冷单元3的驱动电路，正向通入电流为加热状态，反向通入电流为制冷状态。通过一个双刀双置电磁继电器的线圈导通或断开实现加热制冷单元3的电流换向，通过MOSFET的通道实现加热制冷单元3的工作或断开。

当加热制冷单元的内散热风扇301工作时，将空气通过空气导流孔、气流通道、内置散热器302和内散热风扇301，进而保持工作腔4内部的空气循环流动。

如图1所示，饱和增湿器2主要包括：腔体102、盖体101、加热制冷组件和第一气泵117；作为实施例，腔体102上端开口，下端安装加热制冷组件；腔体102内部盛装去离子水105，侧面靠近底部位置安装第一快插接头110；第一快插接头110连接位于腔体102外部的透明塑料管111，透明塑料管111端口连接两通快插接头112，两通快插接头112不使用时通过堵头113进行密封，堵头113、两通快插接头112和透明塑料管111用于给腔体102加水或排水，透明塑料管111液位用于显示饱和增湿器1液位。

作为实施例，盖体102套装在腔体101开口端；盖体上分别设置温度计安装孔、第二快插接头115和第三快插接头116；其中温度计安装孔处密封插入工业铂电阻温度计114，且工业铂电阻温度计114测量端延伸至去离子水115中，用于对去离子水的温度进行实时监测，且工业铂电阻温度计114连接测控电路5，将其测量结果实时反馈至发生器装置的控制中心；第二快插接头115通过气管与增湿入口快插接口连接；第三快插接口116贯穿盖体且延伸到腔体101内，在腔体内形成第三快插接头延伸部103，第三快插接口116位于盖体外的一侧连接第一气泵117，延伸到腔体内的第三快插接头延伸部103连接延伸至腔体去离子水115中的气管Ⅱ104，且气管Ⅱ104位于去离子水115中的一端安装气石106或者消音器；

作为实施例，加热制冷组件包括从上到下依次设置的第二加热制冷片107、散热器108和散热风扇109，第二加热制冷片107与测控电路5连接，测控电路5利用工业铂电阻温度计114的测量反馈结果对第二加热制冷片107进行控制，使得饱和增湿器2的温度维持在目标值附近；

上述第一气泵117一端连接第三快插接口116位于盖体外的端口，另一端与增湿出口快插接口连接，且第一气泵117与测控电路6连接，第三快插接口116、第一气泵117、增湿出口快插接口、第二快插接头115和增湿入口快插接口以及之间的连接管道形成了气体加湿循环通道。第一气泵117与测控电路6连接，实现空气加湿量的调节。

如图1所示，干燥除湿器2包括：玻璃盖201、瓶体202和第二气泵208；

作为实施例，瓶体202上端开口，瓶体202内部从上到下依次填充变色硅胶指示剂206和干燥剂205，瓶体202上端侧面安装单向阀207和第四快接插头203，其中单向阀207连接干燥入口快插接口，第四快接插头203连接第二气泵208，第二气泵208的另一端连接干燥出口快插接口，且第二气泵208与测控电路6连接，单向阀207和第四快接插头203以及第二气泵208与腔体之间的连接形成了气体干燥的循环通道。作为优选实施例，瓶体202由中间隔断隔开形成双瓶结构，中间隔断的底部和中间开设孔，单向阀207和第四快接插头203分别设置在中间隔断隔的两侧，这样可以使得待干燥的气体在瓶体202内形成“U”型的气体通路，延长干燥的时间，提高干燥的效率。玻璃盖202套装在瓶体201的上端开口上。

本实用新型保护的装置中的测控电路5对工作腔4的温度、湿度测量采用闭环控制。温度控制通过测控电路5读取温湿度传感器6测量的温度值，根据测量值与温度设定值进行PID闭环控制，PID输出控制值调节加热制冷片303；相对湿度控制通过测控电路5读取温湿度传感器6的相对湿度值，根据测量值与相对湿度设定值进行PID闭环控制，PID输出控制值调节第一微型气泵117进行加湿，或者调节第二微型气泵208进行除湿。

Claims (10)

1.一种便携式大腔体温湿度发生器装置，其特征在于，所述装置包括：工作腔、加热制冷单元、饱和增湿器、干燥除湿器、测控电路和温湿度传感器组成；所述加热制冷单元位于工作腔内，饱和增湿器和干燥除湿器均通过气管与工作腔连接，测控电路通过导线分别与饱和增湿器、干燥除湿器、加热制冷单元和温湿度传感器连接，温湿度传感器安装在工作腔上。

2.根据权利要求1所述的便携式大腔体温湿度发生器装置，其特征在于，所述工作腔为顶板共用的双层嵌套结构，内层与外层之间留有空间形成气体循环区域；工作腔的内层用于放置测试样品，外层侧板上设置多个分别与饱和增湿器和干燥除湿器连接的气管快插接口；工作腔的内外两层之间气体可以流通。

3.根据权利要求2所述的便携式大腔体温湿度发生器装置，其特征在于，所述气管快插接口包括增湿入口快插接口、增湿出口快插接口、干燥入口快插接口和干燥出口快插接口；其中

增湿出口快插接口和增湿入口快插接口通过气管与饱和增湿器连接，干燥出口快插接口和干燥入口快插接口通过气管与干燥除湿器连接。

4.根据权利要求3所述的便携式大腔体温湿度发生器装置，其特征在于，所述增湿入口快插接口和干燥入口快插接口单独设置或者共用设置，增湿出口快插接口和干燥出口快插接口分别单独设置或者共用设置；所述增湿入口快插接口和干燥入口快插接口在腔体内部通过气管延伸至加热制冷单元处。

5.根据权利要求2所述的便携式大腔体温湿度发生器装置，其特征在于，所述工作腔内层的下挡板上均匀安装阵列排布的测试样品放置柱，且下挡板中心位置处开设圆孔，内层的左右挡板为开设气体导流孔的栅格板。

6.根据权利要求1所述的便携式大腔体温湿度发生器装置，其特征在于，所述加热制冷单元安装在工作腔内层下挡板的圆孔处，其包括：自上而下依次设置的内散热风扇、内散热器、第一加热制冷片、外散热器和外散热风扇，其中内散热风扇和内散热器位于工作腔内部，外散热器和外散热风扇位于工作腔外部；第一加热制冷片与测控电路连接。

7.根据权利要求1所述的便携式大腔体温湿度发生器装置，其特征在于，所述饱和增湿器包括：腔体、盖体、加热制冷组件和第一气泵；

所述腔体上端开口，下端安装加热制冷组件；腔体内部盛装去离子水，侧面靠近底部位置安装第一快插接头；所述第一快插接头连接位于腔体外部的透明塑料管，透明塑料管端口连接两通快插接头，两通快插接头不使用时通过堵头进行密封；

所述盖体套装在腔体开口端；盖体上分别设置温度计安装孔、第二快插接头和第三快插接头；其中温度计安装孔处密封插入工业铂电阻温度计，且工业铂电阻温度计测量端延伸至去离子水中，工业铂电阻温度计连接测控电路；第二快插接头通过气管与增湿入口快插接口；第三快插接口贯穿盖体且延伸到腔体内，第三快插接口位于盖体外的一侧连接第一气泵，延伸到腔体内的一侧连接延伸至腔体去离子水中的气管，且气管位于去离子水中的一端安装气石或者消音器；

所述加热制冷组件包括从上到下依次设置的第二加热制冷片、散热器和散热风扇，第二加热制冷片与测控电路连接；

所述第一气泵一端连接第三快插接口位于盖体外的端口，另一端与增湿出口快插接口连接，且第一气泵与测控电路连接。

8.根据权利要求7所述的便携式大腔体温湿度发生器装置，其特征在于，所述干燥除湿器包括：玻璃盖、瓶体和第二气泵；

所述瓶体上端开口，瓶体内部从上到下依次填充变色硅胶指示剂和干燥剂，瓶体上端侧面安装单向阀和第四快接插头，其中单向阀连接干燥入口快插接口，第四快接插头连接第二气泵；所述玻璃盖套装在瓶体上端开口；

所述第二气泵一端与第四快接插头连接，另一端连接干燥出口快插接口，且第二气泵与测控电路连接。

9.根据权利要求8所述的便携式大腔体温湿度发生器装置，其特征在于，所述瓶体由中间隔断隔开形成双瓶结构，中间隔断的底部和中间开设孔，所述第三快插接头和第四快接插头分别设置在中间隔断隔的两侧。

10.根据权利要求1所述的便携式大腔体温湿度发生器装置，其特征在于，所述工作腔的顶板采用双层中空有机玻璃，其余部分采用亚克力板加工而成，且其外部包裹保温层。

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