[发明专利]一种气-汽混合法湿度监测装置

说明书

本发明涉及一种气‑汽混合法湿度监测装置，包括干洁空气供给管和蒸汽供给管，与干洁空气供给管和蒸汽供给管连接的换热机构，与换热机构连接的恒温水浴，换热机构包括同轴双套管换热器以及设置在同轴双套管换热器一侧的变频风机，同轴双套管换热器包括内管以及套设在内管外侧的外管，内管上设有多个开口，内管与外管之间形成气‑汽混合腔，同轴双套管换热器的内管一端设有干洁压空接入口，干洁压空接入口与所述干洁空气供给管连接；同轴双套管换热器的外管一端与所述蒸汽供给管连接，外管的另一端通过混合气管与所述恒温水浴连接。该湿度检测装置可测量高温高压蒸汽的含湿量及相对湿度。

技术领域

本发明涉及高温蒸汽湿度监测装置，尤其是一种气-汽混合法湿度监测装置。

背景技术

在化工、电力、食品、医药、建材等领域，高温蒸汽是生产制备、工艺处理过程中重要的工质或环境条件。高温蒸汽相对湿度是一项关键性指标参数，精确的湿度控制和监测在工业生产中具有重要的经济价值。

目前国内主要采用JJF 1076-2001《湿度传感器校准规范》，其通过标准湿度发生器产生标准湿度环境。湿度发生器的湿度范围：(5～95)％RH；温度范围：5～50℃；压力：常压。在此标准湿度环境中，其最大的蒸汽分压力是在湿度95％RH。温度50℃时，查饱和蒸汽压力表可知在50℃时，饱和蒸汽压力为12.378kPa，如相对湿度95％RH，其蒸汽分压力为11.759kPa。这也就意味着其感湿元件的最高蒸汽分压标定值为11.759kPa，对于更高的蒸汽分压不一定适用。国外一些产品也有通过更高温度标准的湿度发生器标定，但现有最高标准都限于常压环境，即使在100％RH湿度下，其蒸汽分压最高达到101.325kPa,所以理论上讲，湿度传感器测量蒸汽分压的范围应在101.325kPa以内。同时在蒸汽接近饱和状态时会有结露，易导致湿度传感器触水失效。所以理论上讲，湿度传感器测量相对湿度的范围达不到100％RH。

专利公告号为CN 103712882公开的专利是通过节流膨胀，利用压力传感器、温湿度传感器测量蒸汽状态变化前以及降温降湿降压后加热保温的气体参数(气体压力高于常压0.1-0.4atm，温度处于110-180℃)，通过温度压力的转换计算得到原气体的湿度和相关参数的测量方法。该发明由于降温降湿降压后的气流参数仍是温度和压力较高的气体，仍不符合世界气象组织(WMO)湿度最高标准所采用的冷镜式露点仪的使用要求。实际达到的精度较低。本发明高温高湿高压气体通过节流膨胀后与预热的干洁空气混合并辅以空冷降温将高温高压高湿蒸汽降温、降湿、降压，通过恒温水浴精确控温，气流充分混合后通过世界气象组织(WMO)湿度最高标准所采用的冷镜式露点仪测量恒温、常压下的气流相对湿度，通过测量气流温度、压力、流量计算出气体的含湿量。通过气体状态方程，结合节流膨胀前高温高压高湿气体温度、压力、流量参数以及节流膨胀后与干洁空气混合、精确控温后的气流温度、压力、流量、相对湿度等参数计算出原高温高压高湿气体的相对湿度。本发明具有较高的精度及实际使用价值。本发明专利与专利公告号为CN 103712882公开的专利在相对湿度测量采用的方法和原理有本质的不同。

该专利主要是采集原气体温度、压力，降压后的气体温度、蒸汽分压和压力，通过计算得出原蒸汽的相对湿度，但是在蒸汽分压以及降温的结构系统上可以进一步完善，保证蒸汽分压降温后压力与温度稳定。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种气-汽混合法湿度监测装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种气-汽混合法湿度监测装置，包括干洁空气供给管和蒸汽供给管，与干洁空气供给管和蒸汽供给管连接的换热机构，与换热机构连接的恒温水浴，换热机构包括同轴双套管换热器以及设置在同轴双套管换热器一侧的变频风机，同轴双套管换热器包括内管以及套设在内管外侧的外管，内管上设有多个开口，内管与外管之间形成气-汽混合腔，同轴双套管换热器的内管一端设有干洁压空接入口，干洁压空接入口与所述干洁空气供给管连接；