[发明专利]一种宽温域空气温湿度取样测量装置

说明书

本发明属于空气温湿度测量技术领域，具体涉及一种宽温域空气温湿度取样测量装置。该装置包括保温箱体、设置在保温箱体外侧的空气取样器和取样空气测量组件，以及设置在保温箱体内部的加热空气测量组件；空气取样器、取样空气测量组件、加热空气测量组件通过风管依次连接形成一体化风道，所述取样空气测量组件和加热空气测量组件之间设置有空气加热器，所述加热空气测量组件的末端连接风机。本装置采用恒湿再热法对待测取样空气进行加热后测量各参数，测量方法较为简单，易于实现，可实现宽温域‑30℃～80℃条件下空气温、湿度的一体化高精确度测量。

技术领域

本发明属于空气温湿度测量技术领域，具体涉及一种宽温域空气温湿度取样测量装置。

背景技术

我们所处的环境大气是干空气和水蒸气的混合物，一般称之为湿空气。与常规意义上的环境温度概念不同，在烘干、采暖、空调、冷却塔等工程中通常所说的温度指的是湿空气的干球温度，这一参数可以直接测量得到。而一般采用湿球温度或环境大气的相对湿度和绝对湿度(又可称为“绝对含湿量”)等物理量表征湿空气的湿度状态参数，从而方便热力学领域湿空气热力过程分析计算。湿球温度、相对湿度及绝对湿度等湿度参数均可以用来表示空气中水汽含量或空气的湿润程度，它们是湿空气状态参数中一个非常重要却又难以精确测量的物理量。

空气的湿度测量方法一般可以通过直接测量湿空气的干球温度和湿球温度采用一定的计算方法获得湿空气的相对湿度或绝对湿度参数，也有测量仪器可以直接测量获得湿空气的相对湿度参数，也可以依据已有的计算公式可以计算获得湿空气湿度表征的其他参数。

目前湿空气湿度参数的测量方法包含以下几种：1.利用纤维、毛发等物质随空气湿度变化而伸缩的特性进行湿度测量，其优点在于方法简单、成本较低，但是测量精度较差。2.干湿球湿度法，其优点在于精度高，当空气温度为20～30℃，干、湿球温度的测量误差不超过0.1℃时，具有恒定通风装置的干湿表可认定为湿度测量的二等标准器，测量误差不超过±2％RH(相对湿度)。然而，由于水的饱和蒸汽压是温度的指数函数，低温下的饱和水蒸汽压力远低于常温状态对应数据，致使测量湿空气湿度的干湿球湿度法在低于0℃的温度条件下的不再适用，其测量范围一般为5～40℃。3.露点温度法。该方法通过测量空气的露点温度进行湿度的间接测量，主要由冷却装置、结露面和温度传感器组成。该方法在低温低湿条件下测量精度较高，但是装置复杂、成本较高，且难以实现结露面温度的精确控制。4.湿敏湿度传感器法。其优点在于响应快、湿滞性小、测量范围广，中、低湿段的标称测量精度为±2％RH，高湿段的标称测量精度为±4％RH。然而，第三方测试结果表明，即使在20～30℃的通风状态下，要达到该精度仍是非常困难的，低温段和高湿段的测量误差更是难以保证。此外，由于湿敏元件需要长期暴露在待测环境中，易受到污染而影响其精确度及稳定性。

在制冷空调产品的性能测试中，经常涉及宽温域的空气温湿度的测量问题。通常采用干、湿球法进行常温状态下空气湿度的测量，采用湿敏湿度传感器法进行低温状态下空气湿度的测量。由于湿敏湿度传感器法测试无法满足低温状态下空气湿度测量准确度问题，因此，低温下采用湿敏湿度传感器法进行的空气湿度参数的测试仅作为运行工况参数，不作为制冷制热能力计算使用。

随着社会的不断发展，各类低温热泵机组等新型产品得以开发应用，低温下的湿度参数也需通过测试后，经空气焓差法计算参与到产品基础性能的计算确定，现有的湿敏湿度传感器稳定性较差，难以满足低温测湿的精度需求，而高精度露点温度传感器等成本则倍数增加，且装置复杂难以实现结露面温度的精确测控。因此，迫切需要一种新型测量装置，以实现宽温域空气尤其是低温空气湿度的精确、稳定的一体化测量。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种宽温域的空气温湿度测量及计算方法，使得其对于低于0℃时的湿空气湿球温度具有较高的测量精度，同时适用于常温及较高温度范围内的湿空气温湿度测量。