快速恒定氣體濕度發(fā)生裝置制造方法
【專利摘要】快速恒定氣體濕度發(fā)生裝置，屬于氣體濕度發(fā)生裝置領(lǐng)域。為了解決現(xiàn)有二級標準濕度源發(fā)生裝置的濕度發(fā)生范圍窄、穩(wěn)定時間長及操作復雜的問題。飽和器、1號換熱管和混合室都浸于統(tǒng)一水浴中，飽和器用于發(fā)生飽和濕氣；1號換熱管用于加熱或冷卻另一路氮氣，使其溫度與飽和濕氣溫度相同，且在混合室內(nèi)氣體溫度不發(fā)生變化。水浴中安裝有電加熱器、制冷換熱管和溫度傳感器，用于水浴中水的加熱、降溫和溫度控制；電動攪拌器用于使水浴中的溫度場均勻。本實用新型用于發(fā)生恒定氣體濕度。
【專利說明】快速恒定氣體濕度發(fā)生裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于氣體濕度發(fā)生裝置領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]六氟化硫及其混合氣體具有優(yōu)異的絕緣和滅弧性能，是高壓電氣設(shè)備主要絕緣介質(zhì)，而氣體濕度決定了其絕緣性能優(yōu)劣，因此在生產(chǎn)運行中應監(jiān)測新六氟化硫和運行電氣設(shè)備中六氟化硫氣體的濕度。用于氣體濕度測量的儀器根據(jù)其檢測原理通常分為電解法濕度儀、阻容法濕度儀和露點儀。不同檢測原理的儀器、同一原理不同廠家生產(chǎn)的儀器，以及同一臺儀器在使用過程中的不同階段，由于儀器性能、穩(wěn)定性和操作條件的變化，使其檢測結(jié)果出現(xiàn)偏差，因此應定期對儀器進行檢驗，通常一年檢定一次，在懷疑儀器異常時應隨時進行檢定。因此，需要研究一種恒定氣體濕度快速發(fā)生裝置，配置精密露點儀，實現(xiàn)對氣體濕度檢測儀的檢定。
[0003]氣體濕度是指氣體中水蒸汽的含量，通常以體積分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)或露點溫度表示。濕度的測量關(guān)鍵在于其溯源性和測量不確定度。濕度的溯源性與濕度的基準和定義相聯(lián)系，濕度測量的不確定度與濕度測量儀器和測量過程相聯(lián)系。因此，需要建立濕度標準源對濕度進行溯源，對濕度測量儀器進行檢定和校準。根據(jù)電力系統(tǒng)氣體濕度測量工作的準確度要求，屬于濕度標準流程中的“普通濕度計”，可以用二級標準濕度源對其進行檢定。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型是為了解決現(xiàn)有二級標準濕度源發(fā)生裝置的濕度發(fā)生范圍窄、穩(wěn)定時間長及操作復雜的問題，本發(fā)明提供了一種快速恒定氣體濕度發(fā)生裝置。
[0005]快速恒定氣體濕度發(fā)生裝置，它包括壓力控制器、I號質(zhì)量流量控制器、2號質(zhì)量流量控制器、3號質(zhì)量流量控制器、溫控器、飽和器、I號換熱管、混合室、電動攪拌器、溫度傳感器、恒溫水浴箱體、電加熱器、電加熱棒、制冷換熱管和制冷器；
[0006]所述的壓力控制器用于將氣源同時壓入I號質(zhì)量流量控制器、2號質(zhì)量流量控制器和3號質(zhì)量流量控制器，且I號質(zhì)量流量控制器和2號質(zhì)量流量控制器的出氣口同時與飽和器連通，飽和器的出氣口與混合室進氣孔連通，3號質(zhì)量流量控制器的出氣口經(jīng)I號換熱管后與混合室的進氣孔連通；混合室的出氣口作為濕度發(fā)生裝置的出氣口 ；
[0007]所述的飽和器、I號換熱管、混合室、溫度傳感器和電動攪拌器的旋轉(zhuǎn)葉片均設(shè)置在恒溫水浴箱體內(nèi)，
[0008]溫度傳感器的信號輸出端與溫控器的溫度信號輸入端連接，溫控器的第一控制信號輸出端與電加熱器的控制信號輸入端連接，溫控器的第二控制信號輸出端與制冷器的控制信號輸入端連接，電加熱器的控制信號輸出端與電加熱棒的控制信號輸入端連接，制冷器的控制信號輸出端與制冷換熱管的控制信號輸入端連接；
[0009]電加熱棒和制冷換熱管均設(shè)置在恒溫水浴箱體內(nèi)。
[0010]本實用新型提供了一種快速恒定氣體濕度發(fā)生裝置，該濕度發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)簡單，具有濕度發(fā)生范圍寬、穩(wěn)定時間快、成本低、操作簡單、自動化程度高優(yōu)點。該裝置性能技術(shù)參數(shù)準確可靠，配置精密露點儀后，適用于六氟化硫露點儀、氫氣濕度檢測儀和其他常用的濕度計進行校準；裝置本身也可作為獨立的標準裝置，對濕度計進行日常工作中的檢測。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型所述的快速恒定氣體濕度發(fā)生裝置的原理示意圖。

【具體實施方式】
[0012]【具體實施方式】一:參見圖1說明本實施方式，本實施方式所述的快速恒定氣體濕度發(fā)生裝置，它包括壓力控制器1、1號質(zhì)量流量控制器Qwl、2號質(zhì)量流量控制器Qw2、3號質(zhì)量流量控制器QD、溫控器3、飽和器4、I號換熱管5、混合室6、電動攪拌器7、溫度傳感器8、恒溫水浴箱體9、電加熱器10、電加熱棒11、制冷換熱管12和制冷器13 ；
[0013]所述的壓力控制器I用于將氣源同時壓入I號質(zhì)量流量控制器Qwl、2號質(zhì)量流量控制器Qw2和3號質(zhì)量流量控制器QD，且I號質(zhì)量流量控制器Qwl和2號質(zhì)量流量控制器Qw2的出氣口同時與飽和器4連通，飽和器4的出氣口與混合室6進氣孔連通，3號質(zhì)量流量控制器Qd的出氣口經(jīng)I號換熱管5后與混合室6的進氣孔連通；混合室6的出氣口作為濕度發(fā)生裝置的出氣口；
[0014]所述的飽和器4、1號換熱管5、混合室6、溫度傳感器8和電動攪拌器7的旋轉(zhuǎn)葉片均設(shè)置在恒溫水浴箱體9內(nèi)，
[0015]溫度傳感器8的信號輸出端與溫控器3的溫度信號輸入端連接,溫控器3的第一控制信號輸出端與電加熱器10的控制信號輸入端連接，溫控器3的第二控制信號輸出端與制冷器13的控制信號輸入端連接，電加熱器10的控制信號輸出端與電加熱棒11的控制信號輸入端連接，制冷器13的控制信號輸出端與制冷換熱管12的控制信號輸入端連接；
[0016]電加熱棒11和制冷換熱管12均設(shè)置在恒溫水浴箱體9內(nèi)。
[0017]本實施方式，飽和器4、I號換熱管5和混合室6都浸于統(tǒng)一水浴中，飽和器4用于發(fā)生飽和濕氣；1號換熱管5用于加熱或冷卻另一路氮氣，使其溫度與飽和濕氣溫度相同，且在混合室6內(nèi)氣體溫度不發(fā)生變化。水浴中安裝有電加熱器10、制冷換熱管12和溫度傳感器8，用于水浴中水的加熱、降溫和溫度控制；電動攪拌器7用于使水浴中的溫度場均勻。I號換熱管5的作用是其管內(nèi)的氣體，能與恒溫水浴的溫度及飽和器4生成的氣體的溫度保持一致。
[0018]溫控器3接收溫度傳感器8的檢測信號，經(jīng)處理后，控制電加熱器和制冷器的運行，對水浴中的水進行加熱、降溫和溫度控制。
[0019]本實施方式中，制冷器13可以采用壓縮式，冷媒為R_134a(四氟乙烷)。
[0020]本實施方式中，混合室6輸出的濕氣流量范圍為O?10.0L/min，混合室6的出氣口可以設(shè)計為多路，例如混合室6的出氣口設(shè)計為3路時，混合室6的出氣口，可以同時接精密露點儀和2臺被檢濕度計，氣體管路可選用不銹鋼管和聚四氟乙烯管。
[0021]本實施方式中，發(fā)生低濕度的氣體時，由于飽和濕氣的流量很小，為了提高氣體流量的控制精度和穩(wěn)定性，用2號質(zhì)量流量控制器Qw2控制。
[0022]本實施方式中，壓力控制器I可選用數(shù)字輸出型石英壓力傳感器進行測量，其量程為O?1.38MPa，最大允許誤差為讀數(shù)的0.012%，帶有標準RS485通訊接口。壓力值由控制電路通過RS485串口讀取。
[0023]本實施方式中，恒溫水浴箱體9內(nèi)溫度的穩(wěn)定性和溫場的均勻性以及溫度測量的不確定度，是保證分流法濕度發(fā)生器性能的關(guān)鍵技術(shù)措施。恒溫水浴箱體9可采用不銹鋼內(nèi)膽，四周包裹厚度達10mm的低溫多孔保溫材料，不銹鋼內(nèi)膽與溫水浴箱體9金屬框架之間的接觸處都采用絕熱性能和機械強度好的非金屬材料過渡，以確保溫水浴箱體9的保冷性能。
[0024]本實施方式中，制冷器13還可選用了進口全封閉壓縮機重疊式制冷系統(tǒng)，水浴內(nèi)制冷管分為兩級控制；選擇了環(huán)形加熱板(加熱最大功率為100W)，使用精密控溫儀實現(xiàn)溫度自動控制，在5?95°C范圍內(nèi)可以任意設(shè)置控制溫度，溫度穩(wěn)定性好、溫場均勻，控溫精度高，恒溫水浴的控制精度為±0.1°C。
[0025]本實施方式中，I號質(zhì)量流量控制器Qwl的流量控制范圍為O?1.0L/min，2號質(zhì)量流量控制器Qw2的流量控制范圍為O?10.0mL/min，3號質(zhì)量流量控制器Qd的流量控制范圍為 O ?10.0mT,/miη。
[0026]本實施方式中，可以采用了高性能的質(zhì)量流量控制器，其流量控制精度為±1.0%
S.P.(彡 35% F.S.)、±0.35% F.S.( < 35% F.S.)，工作壓差范圍為 0.05 ?0.35MPa ;漏氣率小于 I X 10-10 atm.mL/s He (I X 10-11 Pa.m3/s He)。流量計帶有標準 RS485 通訊接口，流量的大小由控制電路通過RS485串口控制。
[0027]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一所述的快速恒定氣體濕度發(fā)生裝置的區(qū)別在于，它還包括截止閥2，且截止閥2設(shè)置在I號質(zhì)量流量控制器Qwl的出氣口處。
[0028]本實施方式中，為了防止I號質(zhì)量流量控制器Qwl漏氣而影響2號質(zhì)量流量控制器Qw2對氣體流量的控制，加裝截止閥2將該路截止。
[0029]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一所述的快速恒定氣體濕度發(fā)生裝置的區(qū)別在于，所述的恒溫水浴箱體9內(nèi)壁設(shè)有絕熱層。
[0030]本實施方式，該絕熱層更好的維持恒溫水浴箱體9內(nèi)恒溫水浴的溫度。
[0031]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一所述的快速恒定氣體濕度發(fā)生裝置的區(qū)別在于，所述的制冷換熱管12為蛇形換熱管。
[0032]本實施方式中，制冷換熱管12為蛇形換熱管作用是增加了恒溫水浴與換熱管熱交換的面積。
[0033]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】一所述的快速恒定氣體濕度發(fā)生裝置的區(qū)別在于，所述的飽和器4采用疊盤迷宮式飽和器。
[0034]飽和器4為裝置的核心部件，為了保證飽和濕氣的發(fā)生，選用了疊盤迷宮式飽和器。它由多個內(nèi)部帶有十圈螺旋式氣流通道的不銹鋼圓盤疊加而成，每個圓盤處于水平狀態(tài)，氣流通道中下部40%充以水。干氣在氣流通道中水平流過水面得到增濕，最終變成飽和濕氣。飽和器的有效傳質(zhì)長度為60m以上，通道壓降小于lOOPa，從而保證了飽和器出口氣體的飽和度接近100%。為增加氣流擾動、強化傳質(zhì)效果、增加有效傳質(zhì)面積、加速飽和過程，在氣流通道中設(shè)置了聚四氟乙烯填料，這樣還可防止氣流夾帶水滴。
[0035]【具體實施方式】六:本實施方式與【具體實施方式】一所述的快速恒定氣體濕度發(fā)生裝置的區(qū)別在于，所述的I號換熱管5為蛇形換熱管。
[0036]本實施方式中，I號換熱管5作用是增加了氣體的傳輸路徑，使其管內(nèi)的氣體，能與恒溫水浴的溫度及飽和器4生成的氣體的溫度保持一致。
[0037]本實用新型所述快速恒定氣體濕度發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)不局限于上述各實施方式所記載的具體結(jié)構(gòu)，還可以是上述各實施方式所記載的技術(shù)特征的合理組合。
【權(quán)利要求】
1.快速恒定氣體濕度發(fā)生裝置，其特征在于，它包括壓力控制器(1)、1號質(zhì)量流量控制器(Qwl)、2號質(zhì)量流量控制器(Qw2)、3號質(zhì)量流量控制器(Qd)、溫控器(3)、飽和器⑷、I號換熱管(5)、混合室(6)、電動攪拌器(7)、溫度傳感器(8)、恒溫水浴箱體(9)、電加熱器(10)、電加熱棒(11)、制冷換熱管(12)和制冷器(13)； 所述的壓力控制器(I)用于將氣源同時壓入I號質(zhì)量流量控制器(Qwl)、2號質(zhì)量流量控制器(Qw2)和3號質(zhì)量流量控制器(Qd)，且I號質(zhì)量流量控制器(Qwl)和2號質(zhì)量流量控制器(Qw2)的出氣口同時與飽和器(4)連通，飽和器(4)的出氣口與混合室(6)進氣孔連通，3號質(zhì)量流量控制器(Qd)的出氣口經(jīng)I號換熱管(5)后與混合室(6)的進氣孔連通；混合室(6)的出氣口作為濕度發(fā)生裝置的出氣口 ； 所述的飽和器(4)、1號換熱管(5)、混合室￠)、溫度傳感器(8)和電動攪拌器(7)的旋轉(zhuǎn)葉片均設(shè)置在恒溫水浴箱體(9)內(nèi)， 溫度傳感器(8)的信號輸出端與溫控器(3)的溫度信號輸入端連接，溫控器(3)的第一控制信號輸出端與電加熱器(10)的控制信號輸入端連接，溫控器(3)的第二控制信號輸出端與制冷器(13)的控制信號輸入端連接，電加熱器(10)的控制信號輸出端與電加熱棒(11)的控制信號輸入端連接，制冷器(13)的控制信號輸出端與制冷換熱管(12)的控制信號輸入端連接； 電加熱棒(11)和制冷換熱管(12)均設(shè)置在恒溫水浴箱體(9)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速恒定氣體濕度發(fā)生裝置，其特征在于，它還包括截止閥(2)，且截止閥⑵設(shè)置在I號質(zhì)量流量控制器(Qwl)的出氣口處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速恒定氣體濕度發(fā)生裝置，其特征在于，所述的恒溫水浴箱體(9)內(nèi)壁設(shè)有絕熱層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速恒定氣體濕度發(fā)生裝置，其特征在于，所述的制冷換熱管(12)為蛇形換熱管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速恒定氣體濕度發(fā)生裝置，其特征在于，所述的飽和器(4)采用疊盤迷宮式飽和器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速恒定氣體濕度發(fā)生裝置，其特征在于，所述的I號換熱管(5)為蛇形換熱管。
【文檔編號】G05D27/02GK203982238SQ201420471969
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】李國興, 姜子秋, 王曉丹 申請人:國家電網(wǎng)公司, 黑龍江省電力科學研究院