[发明专利]一种可变风速的高温的湿度发生器

说明书

技术领域

本发明涉及一种湿度发生器，尤其涉及一种可变风速的高温的湿度发生器。

背景技术

干湿表进行湿度测量时，测量得到的只是干球温度和湿球温度，按照干湿球理论计算湿度时，涉及到一个关键参数──干湿球系数A值。

干湿球理论研究和实践都已表明，干湿球系数A值，除了与风速有关之外，还与湿球温度计的尺寸和形状有关。干湿球系数A值随每一支具体的干湿表不同而不同，世界气象组织仪表和观测方法委员会提倡由高一级湿度标准确定干湿表的干湿球系数A值，这样才能使干湿表获得最佳的测量准确度。

干湿球理论研究和实践也同时表明，干湿球系数A值与湿球温度也有关。史密森气象用表(干湿表)的实验表明，干湿球系数A值会随湿球温度的变化而变化，当湿球温度在0℃～35℃的范围内变化时，A值的变化约为4％。由此可见，还需要校准不同湿球温度下的干湿球系数A值，才能进一步提高干湿表的测量准确度。

干湿表在环境试验的湿度测量时，气体温度在20℃～90℃之间，湿度在50％RH～95％RH之间，风速在0.5m/s～4.6m/s之间。当气体温度90℃、湿度95％RH时，干湿表的湿球温度约为89℃。这就要求干湿表校准干湿球系数A值时，需要覆盖20℃～90℃的气体温度，覆盖50％RH～95％RH的湿度，覆盖0.5m/s～4.6m/s的风速。

因此，干湿球系数检定或校准，需要在不同风速下和不同的湿球温度下进行。即，低温低湿时的湿球温度小，高温高湿时湿球温度大。

在校准干湿球系数A值时，这就需要有一种湿度发生器，能够产生20℃～90℃的气体温度，产生50％RH～95％RH的湿度，且具有0.5m/s～4.6m/s的可调风速。

温度、湿度和风速的稳定性和均匀性是校准干湿球系数不确定度的主要来源。为了使校准结果的不确定度尽可能小，这就需要湿度发生器的温度、湿度、风速的稳定性和均匀性应能达到较高的水平。

目前国内外的湿度发生器，温度一般只能达到70℃，最关键的是没有可调的风速；这显然满足不了校准干湿球系数时，需要产生20℃～90℃的气体温度，产生50％RH～95％RH 的湿度，且具有0.5m/s～4.6m/s可调风速的要求。

目前的湿度发生器，无论是双压法湿度发生器，还是双温法或分流法的湿度发生器，主要是把一股连续的压缩空气，经过压力变化饱和、温度变化饱和、干气与湿气混合等处理后，形成一股稳定的恒湿气流，其工作原理如图3和图4所示。

上述湿度发生器的工作过程是：恒湿气流引入到体积很小的测试腔的一端，并在测试腔的另一端排空，测试腔内便形成一种流动的恒湿气流。或者湿度发生器产生的恒湿气流，不引入测试腔，而是直接使用。小测试腔适合校准体积较小的湿敏元件传感器，对于不能直接放进测试腔的仪器，则直接把恒湿气流输入到仪器的测量通道。显然，目前传统的湿度发生器，能够产生的恒湿气流的气量是非常有限的，并不适合通过增加或减小恒湿气流的气量的方法使测试腔内形成不同风速的恒湿气流。

另外，气流在饱和、混合的同时经恒温槽恒温，这种结构形式也不适合产生温度太高的气流。

假设把目前湿度发生器的测试腔扩大到合适的尺寸，在测试腔内安装可调的搅拌风机，仍然会存在以下问题：

(1)风机直接对测试腔内空气搅拌，由于空气在测试腔内不是一个理想的循环过程，所以不可能获得最佳的均匀和稳定的风速；

(2)按照目前湿度发生器的工作原理，恒湿气流是在进入测试腔之前被控制调节的，即不是直接控制调节测试腔内的空气温度和湿度。当干湿表工作时，湿球上水套(湿球纱布)不断蒸发水气，相当于对空气不断加湿，测试腔内的湿度逐渐变大。可见测试腔由于干湿表工作时水气的蒸发，不能获得稳定的湿度。

因此，按照目前的工作原理和结构方式的湿度发生器是一种无法实现可变风速的高温的湿度发生器。

目前，均匀性和稳定性最好的恒温恒湿箱(本质上也可以看作是一种湿度发生器)，无一例外采用如图5所示的结构，它包括箱体1、保温层2、风向调节板3、风机的驱动电机4、风机5、风道隔板6、加热器7、调节风道8、制冷器10(冷凝器)和加湿器11。它在工作空间的后部设置调节风道8，调节风道8内安装有加湿器11、制冷器10(冷凝器)和加热器7。空气在调节风道8内经加湿器11加湿、制冷器10冷却、加热元件加热，调节风道8上部安装风机5强制空气循环至工作空间，空气再经工作空间底部回流到风道内形成循环。