[发明专利]一种由液体加热和恒温的温湿度检定箱

说明书

技术领域

本发明涉及一种温湿度计、温湿度记录仪检定或校准用的设备，尤其涉及一种由液体加热和恒温的温湿度检定箱。

背景技术

温湿度计、温湿度记录仪在检定或校准时，需要与标准器一起同时放置在一个稳定和均匀的温湿度环境中进行比较测量。温湿度标准检定箱的作用，正是产生这样一种稳定和均匀的温湿度场。这种将被检仪器与标准器进行比较的检定或校准的方式，温湿度场的稳定性和均匀性就直接影响了检定或校准的结果。因此，努力提高温湿度标准检定箱的稳定性和均匀性，对减小检定或校准的不确定度具有实际意义。

按照JJG205—2005机械式温湿度计检定规程对温湿度标准检定箱的要求，箱内的风速不大于0.2m/s，在5℃～50℃的温度范围内，温度稳定性不大于±0.2℃，温度均匀性不大于0.3℃，在40％RH～90％RH(温度20℃时)的湿度范围内，湿度稳定性不大于±0.8％RH，湿度均匀性不大于1.0％RH。

目前用于温湿度计、温湿度记录仪检定或校准的温湿度标准检定箱，在5℃～50℃的温度范围内，温度的稳定性和均匀性，能够达到±0.2℃和0.3℃；湿度的稳定性和均匀性，在40％RH～90％RH(温度20℃时)的湿度范围内，比较勉强能达到±0.8％RH和1.0％RH；而风速则还没有能够达到小于0.2m/s，且工作空间各个位置的风速不均匀，差别很大，各个位置的风速一般都在0.5m/s以上，最大的达到了2m/s以上。

无论是双温法、干湿气流混合法，还是加湿去湿等方法制作的温湿度标准检定箱，均采用风机对工作空间的空气进行搅拌，以获得工作空间温湿度场的稳定和均匀。这种采用风机搅拌的方法就很难获得风速的稳定和均匀，也不能获得小的风速。

目前加湿去湿方法制作的温湿度标准检定箱的设计结构如图2所示，它包括温湿度检定箱箱体1以及位于温湿度检定箱箱体1内侧壁上的保温层2，温湿度检定箱箱体1内设有风向调节板3、风机5、风道隔板3、加热元件7、风道8、制冷器9和加湿器10，其中风机5由位于温湿度检定箱箱体1外的风机驱动电机5驱动，并且还显示了温湿度检定箱的工作原理；它在工作空间的后部设置一个风道8，风道8内安装加热元件7、制冷 器9(兼作除湿器，冷凝除湿)、加湿器10。空气在风道8内经加热元件7、制冷器9的直接加热和冷却，经加湿器10加湿，风道8上部安装的风机5强制将空气循环至工作空间，空气再经工作空间底部回流到风道8内形成循环。

上述设计结构的主要缺点可归纳为：

(1)加热元件的加热面积较小，空气与加热面的热交换不充分，在风道内流动的空气，有相当部分没有与加热元件的加热面直接接触，这就造成了有部分空气被直接加热，有部分空气没有被直接加热；与之类似，制冷器的制冷面积也较小，会造成相同的问题；

(2)对加热元件的控制，是一种间断式的通电控制，即加热元件不是一个温度稳定的热源，这就造成了空气时而被加热，时而没有被加热；

(3)使用风机强制空气循环，基于空气的流动特性，就不可能获得稳定和均匀的风速；

(4)由于这种工作原理，风速直接影响空气的热交换，一般需要较大的风速加速空气与加热元件之间和空气与空气之间的热交换，这样才能获得相对稳定和均匀的温度控制，因此也就不可能使用较小的搅拌风速，否则温湿度的稳定性和均匀性达不到要求。

温湿度标准检定箱中的湿度用相对湿度表示,相对湿度的定义，是与湿空气的温度条件相对应的，空气中所含水气相同的条件下，空气温度不同，则空气的相对湿度不同。研究表明，水气在空气中的分布是均匀的，相对湿度不稳定性和不均匀性主要是由于温度的不稳定和不均匀引起。提高空气湿度的稳定性和均匀性实质上主要是提高空气温度的稳定性和均匀性。因此，提高温湿度标准检定箱湿度的稳定性和均匀性，需要从提高空气温度稳定性和均匀性着手。

导热性差和热容量小是空气的固有特性，与之相反，导热性好和热容量大是液体的固有特性。

使用图2所示结构制作的温湿度标准检定箱，即使用加热元件、制冷器直接对空气加热和冷却，通过使用风机搅拌使空气流动，这样得到的空气温度的稳定性和均匀性在5℃～50℃温度范围内，一般只能达到±0.2℃和0.3℃。

使用加热元件、制冷器直接对液体加热和冷却，通过搅拌使液体流动，这样设计制作的液体恒温槽，得到的液体温度的稳定性和均匀性，在5℃～50℃温度范围内，很容易达到±0.01℃和0.02℃的水平，比目前的温湿度标准检定箱高出几个数量级以上。

发明内容