[发明专利]一种在线测量水汽过饱和度的装置及方法有效

专利信息
申请号: 202110389119.2 申请日: 2021-04-12
公开(公告)号: CN113109207B 公开(公告)日: 2022-10-18
发明(设计)人: 黄荣廷;周福宝 申请(专利权)人: 中国矿业大学
主分类号: G01N7/00 分类号: G01N7/00;G01N1/24
代理公司: 南京经纬专利商标代理有限公司 32200 代理人: 李翩
地址: 221116 *** 国省代码: 江苏;32
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要:
搜索关键词: 一种 在线 测量 水汽 饱和度 装置 方法
【说明书】:

发明公开了一种在线测量水汽过饱和度的装置及方法,本方法通过测量待测气体原始温度与压力,获得该压力与温度条件下的饱和含湿量;过滤掉颗粒物、液滴等杂质后,采用一定流量的高温干洁气体稀释待测气体,降低其相对湿度至100%以下,测量其温湿度与压力,得到混合气体的含湿量;结合混合气体的流量、含湿量、干洁气体的标准流量以及原始气体的饱和含湿量,计算得到待测气体原始状态下的水汽过饱和度。

技术领域

本发明涉及气体湿度测量技术领域,具体涉及一种在线测量水汽过饱和度的装置及方法。

背景技术

在一定温度条件下,气体中的水汽分压会超过该温度下的饱和蒸汽压,此时水汽达到过饱和状态。水汽达到过饱和状态是水汽凝结过程中的重要一环,也是自然界普遍存在的物理现象。比如高空大气温度下降,水汽经历了从不饱和到饱和再到过饱和状态的过程,然后凝结成水滴,聚集成云。工业上,常通过降温等手段人为构建过饱和水汽环境,利用过饱和水汽在细颗粒物表面凝结,增大颗粒粒径,进而增强其脱除效率。同时,过饱和水汽在高能物理的研究方面也有重要的作用,如云室的应用等。因此,对于水汽过饱和度的测量具有十分重要的意义。

然而,过饱和水汽的相对湿度超过100%RH,而传统的以及商用的湿度计其测量上限仅到100%RH,因而无法直接测量其湿度。因此,需采取一定的前处理方法,将不可测的过饱和水汽转化为可测的未饱和水汽,再通过湿度计测量。当前,常用的前处理方法是对待测气体进行抽取,然后等压加热,通过改变温度条件降低其相对湿度,从而进行湿度测量。但该方法具有一定局限性。首先,没有考虑气流中存在液态水的情况,直接加热会促使液态水蒸发,提高待测气体含湿量,导致最终测量结果偏高;其次,采用先抽取后等压加热的方式进行处理,没有考虑在线检测问题;另外,对于初始温度超过100℃的非常压气体,利用稀释结合降压的方式即可降低水汽饱和度,可避免在恒压加热过程中引入新的误差。因此,需要开发一种简单可靠、适用范围广的水汽过饱和度在线测试方法与装置。

发明内容

针对上述存在的技术不足,本发明的目的是提供一种在线测量水汽过饱和度的装置及方法,其可随时读取并记录采样流量、干洁气体流量、原始温湿度与压力以及混合后的温湿度和压力等数据,并利用数据实时获取待测气体的水汽过饱和度。

为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:

本发明提供一种在线测量水汽过饱和度的装置,包括采样测量系统和干洁气体系统,所述采样测量系统包括通过管路依次连接在一起的采样头、过滤器、恒温混合器、流量计、阀门以及真空采样泵,所述过滤器置于与其配套的加热器内,所述采样头前端设有第一温湿度与压力探头,所述恒温混合器出口处设有第二温湿度与压力探头,所述恒温混合器内置静态扰流结构;所述干洁气体系统包括通过管路依次连接在一起的气源、除水除油除尘装置、质量流量计以及加热装置,所述加热装置的出口与恒温混合器入口的管路连通,所述恒温混合器与第一温湿度与压力探头之间的管路、加热装置与恒温混合器入口之间的管路以及恒温混合器上均包裹有伴热管线;所述第一温湿度与压力探头、第二温湿度与压力探头均与温湿度与压力变送器电性连接。

优选地,所述过滤器内装有疏水过滤介质,该介质包括但不限于特氟龙滤膜/滤筒。

优选地,所述除水除油除尘装置外接的气源选用洁净空气或高纯度氮气,经除水除油除尘装置净化后水汽含量低于10ppmvol。

优选地,所述加热装置的加热温度高于待测气体原始温度以及伴热管线加热温度,伴热管线加热温度高于待测气体温度。

本发明还提供一种在线测量水汽过饱和度的方法,具体包括以下步骤:

S1、开启伴热管线、加热器和加热装置,使之加热达到设定温度;打开气源,通过质量流量计调整气量,对采样测试系统进行吹扫,观察温湿度与压力变送器,等待系统稳定;

下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于中国矿业大学,未经中国矿业大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/202110389119.2/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。

×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code back_top