[发明专利]一种流动湿蒸汽湿度探针标定装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种标定装置及方法，具体涉及一种流动湿蒸汽湿度探针标定装置及方法。

背景技术

目前，诸多文献资料公开了数种原理的湿蒸汽湿度探针，但鲜有能够对湿蒸汽湿度探针进行精确标定的装置。为了标定湿度探针，标定装置必须产生湿度已知的流动湿蒸汽，因而需要采用热力法精确测量湿蒸汽的湿度。目前公布的湿度探针标定装置，对于湿蒸汽湿度的测量均未能给出精确的结果，其误差主要存在于湿蒸汽流量的测量以及散热量的计算。中国专利ZL02210915.3公布了“流动湿蒸汽湿度测量探针校验装置”，主要由蒸汽发生器、湿度测量探针、加热器、标准流量喷嘴等部件组成。该校验装置采用标准流量喷嘴进行流量的测量，与采用流量计测量的方法相比有更高的精度，但在实际操作中，喷嘴前后压差的测量是湿蒸汽流量误差的主要来源；此外，该装置采用大型化的设计增加了热量的散失，因而增大了精确计算散热量的难度，从而影响到湿蒸汽湿度的精确测量，进而影响了流动湿蒸汽湿度探针的标定。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种流动湿蒸汽湿度探针标定装置及方法，该装置及方法能够高精度的完成流动湿蒸汽湿度探针的标定。

为达到上述目的，本发明所述的流动湿蒸汽湿度探针标定装置包括数据采集系统、控制器、水箱、蒸汽发生器、调湿段、湿度探针连接段、过热段、均匀混合段、冷凝器、容器、换热管、若干换热管、以及用于称量容器质量的称量装置；

水箱的出口与蒸汽发生器的入口及各换热管的入口相连通，蒸汽发生器的蒸汽出口与调湿段的入口相连通，调湿段的出口与湿度探针连接段的入口相连通，湿度探针连接段的出口与过热段的入口相连通，过热段的出口与均匀混合段的入口相连通，均匀混合段的出口与冷凝器的入口相连通连接，冷凝器的凝结水出口通过排水管伸入到容器内，排水管与容器之间有间隙，换热管的出口穿过调湿段伸出到调湿段外；

所述湿度探针连接段的出口处设有第一温度传感器，均匀混合段的内壁上设有压力传感器及若干第二温度传感器；

称量装置的输出端、第一温度传感器的输出端、第二温度传感器的输出端及压力传感器的输出端均与数据采集系统的输入端相连接，数据采集系统的输出端与控制器的输入端相连接；

所述蒸汽发生器的外壁上、调湿段的外壁上、湿度探针连接段的外壁上及过热段的外壁上均设有保温层，所述保温层的内壁上和外壁上分别设有第三温度传感器及第四温度传感器，且第三温度传感器及第四温度传感器正对所述过热段；

水箱的出口通过调湿段进水管与换热管相连通，调湿段进水管上设有第一调节阀；

所述水箱的出口通过蒸发段进水管与蒸汽发生器的入口相连通；蒸发段进水管上设有第二调节阀；

所述蒸汽发生器的出口通过第三调节阀与调湿段的入口相连通。

还包括冷凝器进水管及设于所述冷凝器进水管上的第四调节阀；冷凝器进水管的入口与水箱的出口相连通，冷凝器进水管的出口穿过冷凝器伸出到冷凝器外。

所述蒸汽发生器包括内胆、蒸发段电加热丝、以及用于提供电能的电源，蒸发段电加热丝设于内胆内，电源与蒸发段电加热丝相连接，内胆的入口及出口分别与水箱的出口及调湿段的入口相连通。

所述过热段的外壁上缠绕有过热段电加热丝，所述过热段电加热丝与电源相连接。

所述湿度探针连接段的两端与调湿段及过热段之间、以及过热段与均匀混合段之间均通过法兰及密封垫圈相连接。

所述换热管的数量为2～8根，各换热管与调湿段相垂直，且相邻两个换热管垂直分布。

所述第三温度传感器及第四温度传感器均为片形温度传感器；

所述称量装置为电子天平，且容器放置于电子天平上；

所述第三温度传感器和第四温度传感器的总数目至少为12个；

所述称量装置的输出端、第一温度传感器的输出端、第二温度传感器的输出端及压力传感器的输出端与数据采集系统的输入端均通过信号引线相连接；

所述保温层与法兰之间设有绝热片。

本发明所述的流动湿蒸汽湿度探针标定方法包括以下步骤：

水箱内的水进入到蒸汽发生器及换热管中，蒸汽发生器对水进行加热并产生饱和湿蒸汽，饱和湿蒸汽进入到调湿段中，饱和湿蒸汽在调湿段通过换热管进行换热实现湿度调节，湿度调节后的饱和湿蒸汽经湿度探针连接段进入过热段，并在过热段受热形成过热蒸汽，过热蒸汽经均匀混合段混合后进入到冷凝器中冷凝为凝结水后进入到容器中，同时，待标定的湿蒸汽湿度探针实时测量湿度探针连接段中湿蒸汽的湿度信息；