本篇技术案例详细介绍了一种-80℃低霜点标准湿度发生器的研制过程,强调了其在湿度与水分技术中的应用。该湿度发生器能够在-80℃的极端低温条件下产生霜点,为冷镜式或其他形式的露点湿度计提供校准。其设计和制造涉及多个方面的技术和理论,以下将分别阐述。
在湿度发生器的研制中,工作原理至关重要。压缩空气首先经过精密压力调节阀,以消除气源压力波动带来的影响。随后,气体依次通过流量表和流量控制阀,进入一级饱和室和二级饱和室,这两个饱和室被置于特制的恒温槽中。经过充分饱和后,由标准露点仪测量产生的气体露点。这种两段式饱和设计保证了气体在低温下也能充分饱和,提供了准确的霜点湿度。
低霜点湿度发生器的结构设计采用了两级饱和方式。预饱和器位于恒温槽中,采用多层平板式结构,通过矩形挡板形成螺旋型气路,增大气体与饱和器内壁的接触面积,增强换热效果。实验前在平板上预存少量的水,通过温度降低形成冰面,进一步促进气体的饱和。主饱和器则采用平板翅片设计,通过分布在饱和器内的众多翘片增加接触面积,提高传热传质效果。
在测控系统设计方面,温度和压力的测量与控制是关键。温度是影响系统精度的关键参数,与气体的露点温度成正比。因此,在压力恒定且气体充分饱和的条件下,精确的温度控制与测量对整个系统尤为重要。压力的波动在温度恒定的情况下,会引起露点的波动。因此,温度、压力和流量的控制通过测控系统实现,其中包括使用二等标准铂电阻温度计测量温度,使用高精度压力传感器测量压力,使用数据采集卡和质量流量计控制流量。这些参数通过特定的系统框图实现集成控制。
研制工作还包括了详细的试验分析,以验证湿度发生器的性能。在实验过程中,将湿度发生器产生的湿气稳定后,采用高精度的露点仪测量值。通过大量采样数据,分析湿度发生器的性能表现,验证其在极端低温条件下的准确性和稳定性。
该低霜点湿度发生器的研制涉及到了多个方面的技术知识点,包括气源处理、温度控制技术、饱和室设计、精度测量、压力控制以及系统集成等。通过精确的设计和控制,该湿度发生器能够满足军工行业露点湿度计的计量检定要求,为冷镜式或其他型式的露点湿度计提供准确的校准手段。