[发明专利]一种精确调节气流露点温度的方法

说明书

本发明公开了一种精确调节气流露点温度的方法，属于计量检定技术领域。本发明以流量控制器的流量值和电流发生器的电流值为变量，相比于提高饱和率来说，本方法的控制方式更容易量化，且以目前的技术能力已经能够将这两个量的误差控制得很小，因此得到的不确定度较小，不确定度能够达到0.2℃以内。本发明还可以将气流管路分为两支，在满足要求的前提下，减少需冷却气流的流量，从而起到节省能源的目的。本发明的湿度发生装置，通过设置电解水的恒定电流值，对电解水速率进行控制，经除水后，可以在单位时间内得到定量的氢气、氧气，从而重新化合得到确定量的水，实现气流露点温度的精确控制。另外，本发明还具有操作简单等优点。

技术领域

本发明属于计量检定技术领域，具体涉及一种精确调节气流露点温度的方法。

背景技术

目前气体露点调节方法主要包括热力学方法、混合方法两种。热力学方法包括双温法、双压法等方法，由于受温度、压力的控制精度，以及饱和器的饱和效率等因素影响，热力学方法的不确定度较大。混合方法中最重要的一种方法是分流法，其通过优化饱和器的结构和控制饱和器温度的方式，实现调节气体露点值的目的，由于受流量的控制精度和饱和器的饱和效率限制，混合方法的不确定度也比较大。常见的湿度发生方法采用的是将纯化后的干燥气体在饱和器内充分加湿，通过控制饱和器的温度以及饱和器的内部结构，达到充分增湿的目的。通过计算饱和蒸气压，调节流量控制器的流量大小，来获得不同输出气流的露点值，由于饱和器的温度控制精度有限，且饱和率无法达到100％，导致最终输出的湿气流露点值不确定度较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种精确调节气流露点温度的方法，通过精确控制电流的大小，获得预期露点的气流，减小不确定度。

为解决上述技术问题，本发明首先确定水/惰性气体零气体积比，然后在控制合适流量的惰性气体零气中借助恒电流电解法引入定量水分子，即可得到设定露点的湿气流，从而实现通过调节电流值的大小，改变气流露点温度的发明目的。

本发明涉及的精确调节气流露点温度的方法，调节步骤如下：

1)根据需要调节的气流露点温度及作为气源的惰性气体种类，确定水/惰性气体零气体积比；

2)根据需要调节的气流露点温度，计算并设置电解适量水所需的电流值；

3)设计并组装用于精确调节气流露点温度的湿度发生装置，包括管路连接的盛惰性气体的气瓶、减压阀、纯化器、流量控制器、电解系统、气体分离系统和化合反应系统；所述电解系统用于电解适量水，并通过控制温度来确保电解气体以恒定速率逸出；气体分离系统用于去除水分子；化合反应系统用于将进入的氢气或氧气重新生成水；

4)启动湿度发生装置，使气瓶中出来的惰性气体先减压、纯化得到零气，再经流量控制器控制合适流量，进入电解系统，载带以恒定速率逸出的电解气体进入气体分离系统，去除夹带的水分子后，进入化合反应系统，电解气体重新化合生成水分子，重新形成的水/惰性气体混合气流温度即为需要调节的气流露点温度。

优选的，所述经流量控制器控制的合适流量的惰性气体零气，流通管路分为两支，一支管路的惰性气体零气经电解系统、气体分离系统和化合反应系统引入定量水分子后，再与另一支管路的惰性气体零气混合。

进一步优选的，通过吸附法或冷却法去除载带的水分子。

更进一步优选的，采用冷却法时，取不小于理论计算总制冷量的1.3倍作为实际制冷量，计算水分子冷却设备功率与气流流量的对应关系。

更进一步优选的，所述通过冷却法去除惰性气体零气载带的水分子时，将气体冷却至-120℃～-150℃。

更进一步优选的，所述通过冷却法去除惰性气体零气载带的水分子时，先对气体进行不低于-20℃的预冷却，再将气体冷却至-120℃～-150℃。