[发明专利]一种适用于烟草热物性测量的恒温恒湿试验装置及方法

说明书

一种适用于烟草热物性测量的恒温恒湿试验装置及方法，其特征在于：包括样品仓、为样品仓外部提供恒温的水浴恒温系统、为样品仓内提供恒温恒湿气体的气路恒温恒湿系统、以及数据采集系统、控制系统和计算机；本发明可选用0‑100℃的循环水浴，任意比例混合的压缩空气和饱和水蒸气的混合气体，以保证样品仓中的烟草样品具有均匀的温度和湿度。并可对循环水和混合气体温度和流量等参数进行分别调节，有效控制循环水的温度和混合气体的温湿度，调节范围宽广，具有控温控湿精确可靠、操作方便等优点。该装置适应多种测试参数，为100℃以下烟草热物性测量提供稳定可靠的实验平台，达到有效控制样品温湿度的目的，提高热物性测量的准确性和可靠性。

技术领域

本发明涉及烟草热物性测量领域，具体涉及一种适应于烟草热物性测量的恒温恒湿试验装置及方法。

背景技术

烟草是一种热敏性生物质材料，在变温条件下，烟草热物理状态容易发生改变，而烟草热物性测量要求测试样品状态稳定。以往烟草变温条件下热物性测量控温控湿装置相对简单，控温控湿不够精确，因此，研究设计一套有效的恒温恒湿装置对烟草热物性测量有着重要的意义。

烟草热物性测量过程中温度和湿度是两个重要的参数，温湿度控制是否精确直接影响烟草热物性测量结果的有效性和可靠性。在烟草体系的温度趋于均匀的过程中，水分会发生迁移，这样会导致烟草水分分布不均，从而导致烟草热物性测量结果不可靠。

烟草的热物性参数对烟机设备设计开发和热工过程控制参数具有指导性的作用，而温度和湿度是烟草热物性测量过程中的两个重要参数，所以，温湿度准确控制对烟草热物性测量至关重要。但是，以往烟草热物性测量温湿度控制装置相对简单，难以避免温度不均、水分迁移等问题，很难得到变温条件下准确可靠的热物性参数。

发明内容

针对烟草热物性测量现状和现有技术的上述不足，本发明的目的是提供一种适用于烟草热物性测量的恒温恒湿试验装置，该装置适应于不同的热物理状态，可为烟草变温条件下热物性测量提供试验平台，以使测试样品内温度和湿度均匀，提高烟草热物性测量的准确性和可靠性。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种适用于烟草热物性测量的恒温恒湿试验装置，包括样品仓、为样品仓外部提供恒温的水浴恒温系统、为样品仓内提供恒温恒湿气体的气路恒温恒湿系统、以及数据采集系统、控制系统和计算机；所述水浴恒温系统包括恒温循环水泵、恒温水浴箱及相应循环管路，样品仓设置在恒温水浴箱中；所述气路恒温恒湿系统包括恒温水箱,设置在恒温水箱中的加热棒、气泡盘、气体混合腔以及饱和蒸汽腔，气体混合腔上分别设有与饱和蒸汽腔连通的饱和蒸汽入口、以及与绝干空气气源连通的干空气入口，气体混合腔的出气口通过管路与样品仓连通，在气体混合腔的干空气进气管路上设有换热器；所述数据采集系统包括设置在样品仓上的进、出口气流温湿度传感器，相应设置在水浴恒温系统、气路恒温恒湿系统中的温度传感器以及数据采集卡构成；所述控制系统包括设在干空气进气管路上的干空气流量控制器，设在气泡盘进气管路上的饱和蒸汽流量控制器，用于控制恒温水箱水温的PID温控仪和继电器；所述数据采集系统和控制系统均与计算机相连接。

在本发明中，样品仓的数量为两个，均设置在恒温水浴箱中，样品仓内均与气路恒温恒湿系统连通，在两样品仓上均设置有进、出口气流温湿度传感器。

设置在水浴恒温系统、气路恒温恒湿系统中的温度传感包括设在样品仓上的进、出口气流温湿度传感器，设在恒温水浴箱上的温度传感器，设在恒温水箱上的水箱温度传感器，以及饱和蒸汽传感器和气体混合腔温度传感器。

在本发明中，控制系统的控制方式采用闭环回路控制，即恒温水箱采用PID自整定的恒温控制方法，通过将恒温水箱温度传感器测量反馈的温度值与设定值比较，控制继电器的通断进而控制加热棒是否工作。

该试验装置的各管路上均包覆有保温隔热材料。