[发明专利]水饱和蒸汽法相对湿度发生装置及其湿度算法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水饱和蒸汽法相对湿度发生装置及其湿度算法。

背景技术

很多需要湿度控制的领域对于湿度都需要实施监控，因此，湿度计和湿度传感器被广泛应用。它们的准确与否直接关系到监控的有效性，用于湿度计和湿度传感器量值传递的标准是这种监控有效性的重要保障。

目前，无论在我国和国际上，湿度标准器具所采用的技术方案主要是通过控制工作空间的温度并利用加湿器加湿、再利用标准的湿度传感器进行监控测量来反馈控制加湿器的加湿量从而得到标准湿度环境，用于量值传递。由于采用这种方式难以准确控制加湿量，其实时性较差，系统的稳定时间较长，尤其是要实现多温度点，多湿度点的测量往往需要很长时间。而且较好的装置都价格昂贵。

事实上，湿度主要表达空气中所含水分的浓度，因此完全可以采用干燥空气和水汽直接进行浓度配制来得到湿度气体，由于没有适当的配气方法等手段，所以目前还没有这种直接配制湿度气体的装置。本发明就是采用配气方式，在恒温装置的配合下实现多温度点，多湿度点的湿度标准气体的配制。

发明内容

本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种水饱和蒸汽法相对湿度发生装置及其湿度算法，以能够获得多温度点、多湿度点的湿度标准气体供使用。

本发明提供了一种水饱和蒸汽法相对湿度发生装置及其湿度算法。

水饱和蒸汽法相对湿度发生装置，其结构特点是，包括气源、减压阀、质量流量控制器、输入气管、输出气管、水蒸气发生液罐、气体混合螺旋弯管、电磁阀和恒温控制箱；

所述质量流量控制器包括第一质量流量控制器和第二质量流量控制器；所述电磁阀包括第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀；所述恒温控制箱包括第一恒温控制箱、第二恒温控制箱和第三恒温控制箱；

所述第一恒温控制箱包括第一气体恒温铜质弯管和第一恒温工作腔；所述第二恒温控制箱包括第二气体恒温铜质弯管和第二恒温工作腔；所述第三恒温控制箱包括第三气体恒温铜质弯管和第三恒温工作腔；

所述气源输出的气体经减压阀分为两路输出：第一路气体依次通过第一质量流量控制器、输入气管、水蒸气发生液罐、输出气管和气体混合螺旋弯管输出；第二路气体依次通过第二质量流量控制器和气体混合螺旋弯管输出；

气体混合螺旋弯管输出的一定湿度气体可供第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀分别选择使用；

当第一电磁阀接通后，气体经过第一电磁阀依次进入第一恒温控制箱的第一气体恒温铜质弯管和第一恒温工作腔；

当第二电磁阀接通后，气体经过第二电磁阀依次进入第二恒温控制箱的第二气体恒温铜质弯管和第二恒温工作腔；

当第三电磁阀接通后，气体经过第三电磁阀依次进入第三恒温控制箱的气体恒温铜质弯管和恒温工作腔。

本发明的水饱和蒸汽法相对湿度发生装置的特点也在于：

所述水蒸气发生液罐的顶盖上装有用于测量所述水蒸气发生液罐内温度的温度传感器和用于测量所述水蒸气发生液罐内压力的绝压压力传感器

插入于所述水蒸气发生液罐内的输入气管的下端浸入在水蒸气发生液罐内的水体之内，输出气管置于水蒸气发生液罐的顶部；

所述水蒸气发生液罐放置于恒温控制箱内。

所述质量流量控制器的流量范围是：0ml/min～500ml/min。

本发明还提供了一种所述的水饱和蒸汽法相对湿度发生装置的湿度算法，其包括以下步骤：

步骤1：根据分压定律计算饱和蒸汽中的含水量C₀：式中P(t)为温度t下水饱和蒸汽的蒸汽压，P为水蒸汽发生液罐上部气体的绝对压力；其中，所述蒸汽压P(t)和所述绝对压力P的单位均为Pa；

步骤2：对饱和蒸汽进行稀释，计算稀释后的含水量C₁（绝对湿度），其稀释公式如下：式中：Q₁为载带气体的流量；Q₂为稀释气体的流量；为在载带气体Q₁作用下流出的饱和水汽的气体流量；流量Q₁和流量Q₂的单位均为ml/min；

步骤3：根据P(t)计算标准大气压P₀下，tx温度时的水汽含量（绝对湿度）C_tx：式中：P(tx)为温度tx下水饱和蒸汽的蒸汽压，P(tx)的单位为Pa；

步骤4：温度tx下，计算相对湿度RH：其中温度tx为水饱和蒸汽法相对湿度发生装置的恒温控制箱所设定控制的温度。