两种温湿度计校准流程的电耗比选 -学兔兔 www.xuetutu.com.pdf

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西神温湿度计流程电表も选
Comparison of Different Flows of Calibration
for Hygrothermograph on Electricity Consumption
黄科薪
(中国船舶重工集团公司七五O试验场,昆明市650051)
Huang Kexin
(750 Test Range of CSIC, Kunming 650051)
摘要】本文介绍了温湿度计校准的系统设备、校准原理,井根据检定规程设计了两种不同的后续校准流
程进行耗电量的能耗比选,通过计算得到方案2耗电量较少,具有一定的经济性。
【关键词】露点水蒸气分压力热量电耗
Abstract: The cquipment of system for calibration of hygrothermograph with its theory is introduced. Moreover,
according to verification regulation, two different flows of calibration is designed and their electricity consumption
is compared. Then the results show that case 2, consume smaller electricity, is economical
Key words: Dew-point Vapor Pressure Thermal Electricity Consumption
引言
水分含量的专用仪器,其工作原理:被测恒压气体以
温湿度计作为日常热湿环境的测量设备,广泛成定流速掠过镜面,当镜面温度高于该气体露点温度时,
用于工业、农业、气象、医疗及人们的日常生活等领域
干燥镜面将由控制系统降温。当镜面温度降至被测气
为了保证温湿度计的量值可靠传递,需要对温湿度计体露点时,鏡面结露或结霜,此时控制系统减少制冷
进行校准,校准温度计的配套设备一温混度检定箱量,使得镜面温度自动平衡于样气露点温度值上。镜
是个较大的耗能设备,完成一次温湿度计校准工作需面由干燥的镜面反射和结露的漫散射来反馈是否达到
要消耗较大的电能。在日益紧缺的能源需求的情况下,露点进而控制制冷量实现露点平衡。稳定温度即为被
对电能消耗大的温湿度计校准也有了节能的要求。本测气体露点温度值。精密冷镜式露点仪由露点温度传
文从温湿度计校准原理出发,通过热力学理论分析比感器,温度测试系统,控温系统构成,具有精度高,稳
较温湿度计不同校准流程耗电量,选择耗电少的流程,定性好,操作简单,测试时间短,有效的克服了间接测
为实现尽可能少消耗电能的前提下完成温湿度计校准量的各种误差等特点?。其工作环境要求:环境温度
提供理论依据
(0~40)℃,相对湿度:(10%~85%)RH,压力(86~106
1系统设备
kpa
校准电耗分析的主要对象是系统的设备,本文校2校准原理
准所用标准及配套设备为:精密冷鏡式露点仪,温湿度
温湿度计的校准项目为温度(干球温度)和相对
检定箱。校准时,由温混度检定箱提供所需的热湿环湿度,在校准过程中,温度可直接测量,相对湿度是通
境,由精密冷镜式露点仪测试采集标准数据
过测量干球温度和露点两个参数后经由仪器内设置程
温混度检定箱是系统电耗的主要部位,其工作室序折算而得。
尺寸500×500x500(mm3),水箱容量35L,温度范围
相对湿度是在湿空气的前提下的概念。湿空气
(5~60)℃,湿度范围(15%~95%RH,其温湿度波动性要是指含有水蒸气的空气,由于水蒸气含量不同及温度
求≤±0.2℃/±0.8%RH,温湿度均匀性<0.3℃/1.0%RH。不同湿空气有未饱和与饱和之分。进而相对湿度被弓
检定箱采用自动补水的蒸汽系统和全封闭的压缩机制入,用以来描述湿空气饱和程度,是指水蒸气分压力
冷系统,加热功率为3kW,制冷能力为1.5kW,压缩机功P与相同温度相同总乐力下饱和湿空气的水蒸气分压
率400W
力P之比,即
精密冷镜式露点仪是采用绝对测量法测量气体中
其表征湿空气的吸湿能力。相对湿度越小,饱和度
收稿日期:2013-12-26
作者简介:黄科薪(1986),工学硕士,主要从事计量测试技术研
越小,吸湿能力越强。测量相对湿度的关键在于取得水
究工作
蒸气分压力Pv,及相同温度相同总压力下饱和湿空气
38)3R(
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探讨?交流くく
的水蒸气分压力(简称饱和水蒸气分压力)P。本文采
在不违反规程规定的前提下,本文对两种校准方
用的精密冷镜式露点仪是通过量干球温度和露点两案电耗进行比较。校准方案1如图2所示,此方案为常规
个参数后折算P,P。相对湿度测量示意图如图1所示,方案:先温度后湿度的方式,在第2步同时进行温度和
A点为所测点,该点相对湿度px。露点仪可测得干球温湿度的校准。方案中3→4存在降温制冷过程。
度t和露点温度a。温度线t与ρ=100%相对湿度线的交
湿度点
点C即为饱和水蒸气点,该点与饱和水蒸气分压力Ps对
1(I5℃,40%)2(20℃,40%)一3(30℃,40%)4(20℃,60%)(20℃,80%)
应;温度线t与p=100%相对湿度线的交点B为露点,该
点与水蒸气分压力P、对应。饱和水蒸气点C和露点B确
温度点
定后,通过水蒸气焓湿图(由仪器内设置程序)折算出
图2方案1校准流程
P,P,进而由公式(1)换算出相对湿度。
校准方案2如图3所示,此方案为设计方案:先温
度到混度再温度的方式,在第2步同时进行温度和湿度
的校准。
温度点
A
1(15℃,40%)2(20℃,40%)3(20℃,60%)4(20℃,80%)5(30℃,40%
长
湿度点
图3方案2校准流程
由热力学第一定律有
表示进入系统的能量q-离开系统的能量W=系统内
能的增量Δ。整个温湿度试验箱中工质(箱内湿空气)
含湿量d/Ig/介kg(干空气)
无对外做功,即w=0,忽略通过边界的散热损失,则进
图1相对湿度测量折算示意图
人系统的热量q等于系统内能的增量△,即
3流程电耗比选
根据规程对温湿度计检定规定:温度校准点为
考虑到传质作用,公式(3)可变为
15℃、20℃、30℃;相对湿度从低湿到高湿的顺序进行
q=△h=h2-h1
校准,校准点依次为:40%、60%、80%(温度为20℃),
表示进人系统的单位热量q等于系统工质的焓变
且温湿度校准可同时进行。由于首次检定有对重复性的△h。系统热量是由电能通过蒸汽系统和制冷系统转4化
要求,检定流程基本为常规流程,因此本文不考虑首次为热能提供,从而只要求出过程中系统工质的爚变△h
检定,只取后续校准及使用中检验进行流程能耗比选。便能得到进入系统的热量q,进而通过蒸汽效率和制冷
选取的示值误差检定点及对应点湿空气焓值如表1所系数得到所消耗的电量E?,即
示(校准温度点的相对湿度均设为40%,便于在20℃,
E=Q(3600an)=mg(3600an)(蒸汽系统)
40%点同时检定温度和湿度