一种用于大温度范围湿度调节系统的制作方法

本实用新型涉及一种本创新实用新型属于环境模拟领域，具体的涉及一种用于大温度范围湿度调节系统。

背景技术：

工业生产和日常生活中所用到的各种产品，大多都需要在特定的温湿度环境中进行稳定性和可靠性的测试，其覆盖的场景包括冬天、夏天、沿海、丛林等等。这要求相应的测试设备能够模拟的温湿度范围非常大，从零下数十摄氏度到接近100摄氏度。

现有三大类主流温湿度发生方法都很难在高温高湿度区域获得稳定精准的温湿度输出，要全部覆盖上述范围更难上加难。

第一类发生方法，例如盐溶液法、渗透法等，主要原理是控制水蒸气的蒸发（渗透）速率。这种方法通常可以控制的蒸汽蒸发速率都很低，仅适合于发生特定较低温湿度的应用。

第二类发生方法，主要原理是先制造出比目标要求更低温度（或者更高压力）的饱和气，然后通过调节温度（或压力）来达到所需的温湿度，例如双温法、双压法等。这种方法是计量精度等级较高的方法。但是，它要求目标温湿度应该是远离水的沸点的，否则在调温调压过程中可能穿越沸点，剧烈的相变过程会使得毫无精度和稳定性可言。

第三类发生方法，例如双股流法，主要原理是先发生与目标温湿度相同温度的干燥气流和完全湿度饱和气流，调节干燥气流和完全湿度饱和气流的流量配比，来达到所需要的湿度。这种方法结构简单，应用范围非常广，从原理上可能覆盖很大温湿度范围。但是现有的双股流发生设备，受限于结构缺点，通常只能用于常温-60℃以内的温湿度发生。

现有双股流发生设备，大多采用鼓泡(bubbling)的方法（如示意图1）来获得饱和湿度气流。如果要进一步拓宽温湿度范围，则面临以下的障碍：

（1）发生高温高湿时，鼓泡式饱和器的水接近沸腾，导致气流、传质等都非常不稳定；

（2）发生高温高湿时，蒸发量很大，饱和器内的水很快消耗完，外部补水节奏不当造成饱和器内温度波动，进一步恶化饱和器的性能。

（3）无论高低温，必须控制整个饱和器的温度，而饱和器即负责蒸发又负责储水，体积大，控温难以均匀，能耗高。

技术实现要素：

有鉴于此，需要克服现有技术中的上述缺陷中的至少一个，本实用新型提供的一种用于大温度范围湿度调节系统，包括供水系统，与所述供水系统通过多通部件及气液进样多通部件联结蒸发饱和控温系统的输入端，将所述蒸发饱和控温系统输出端与所述供水系统压力补偿端联结的压力补偿管路；所述气液进样多通部件包括进气端和气液混合端及进液端，所述供水系统通过所述多通部件第一端和所述多通部件第二端与所述蒸发饱和控温系统输入端处的所述气液进样多通部件的进液端联结，所述进气端与载气供应系统相联，所述气液混合端与所述蒸发饱和控温系统输入端相联，所述蒸发饱和控温系统回水输出端与所述多通部件的回水端相联。

本案申请的技术方案在于通过回水回路、压力补偿回路以及多孔介质蒸发饱和模块，可以改被动鼓泡蒸发饱和方式为多孔介质内的强制主动混合蒸发，强化和稳定各个温度范围内的蒸发；将蒸发饱和区和储水罐分离，最大限度减小蒸发饱和区尺寸，降低控温难度，提高控温精度；增加自适应即时补水结构，实现外部水罐补水但是不干扰蒸发区温度稳定。

另外，根据本实用新型公开的一种用于大温度范围湿度调节系统还具有如下附加技术特征：

进一步地，所述多通部件为三通部件，所述气液进样多通部件为气液进样三通部件，所述蒸发饱和控温系统回水输出端经所述三通部件第三端及所述三通部件第二端，联结所述气液进样三通部件输液端，并经所述气液进样三通部件的所述气液混合端进入所述蒸发饱和控温系统，形成回水回路。

循环泵设定为恒定流量；循环泵入口的高度设置到储水罐下限水位以下或附近；在循环泵入口处设置三通，须按照如图4所示的顺序分别连接循环泵、蒸发饱和区回水和储水罐，让循环泵优先抽取饱和蒸发区回来的水，不够部分由储水罐通过重力自动补充。这样做的好处是，水是不间断的、自适应补充的，消耗一点补充一点，不会因为间断性大量补充，而造成温度波动，多余的水通过重力作用回到循环泵的入口三通处，供进一步循环。

进一步地，所述供水系统包括储水罐，所述蒸发饱和控温系统输出端通过压力补偿管路与所述储水罐压力补偿端相联，并经所述储水罐输出端与所述多通部件第一端相联，并进而和所述蒸发饱和控温系统输入端联结，形成压力补偿回路。

压力补偿回路中，须在饱和器出口，通过一根管子，将储水罐进行压力联通。否则储水罐无法依靠重力自动给循环泵补水，从而导致循环泵只能抽到回水（或者空循环）。

进一步地，在所述多通部件和所述气液进样多通部件之间包括循环动力源，所述循环动力源输入端与所述多通部件的第二端相联，输出端与所述气液进样多通部件的输入端相联，所述循环动力源通过所述多通部件第一端联结包括储水罐的所述供水系统以及所述多通部件第二端联结所述蒸发饱和控温系统回水输出端。

更进一步地，所述循环动力源为循环水泵。

更进一步地，所述循环动力源输入口高度低于或等于所述供水系统下限水位。

更进一步地，所述多通部件包括与所述供水系统联通的第一端和与所述循环动力源联结的第二端以及与所述蒸发饱和控温系统回水输出端联结的第三端，所述饱和器还包括控制所述多通部件优先抽取所述蒸发饱和控温系统回水输出段回水的所述多通部件控制系统。

进一步地，所述蒸发饱和控温系统包括多孔介质，恒温模块，与所述多孔介质相联的气液分离器，所述气液进样多通部件的气液混合端与所述多孔介质输入端相联，所述气液分离器包括湿气输出端和回水端，所述回水端与所述蒸发饱和控温系统回水输出端相联。

进一步地，所述多孔介质和所述气液分离器设置在所述恒温模块中。

更进一步地，所述蒸发饱和控温系统包括多孔介质，所述多孔介质包括蒸发强化与稳定区。

进一步地，所述蒸发饱和控温系统包括恒温模块，所述恒温模块通过液态铝浇铸将加热管、多孔介质蒸发区和气液分离器固化为一体结构，所述恒温模块联结四通第一端，所述四通第二端输出饱和湿气，所述四通第三端联结所述供水系统中的储水罐中气相空间，所述四通第四端联结所述所述回水端，所述四通联结有反馈所述恒温模块的测温部件

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1现有技术中鼓泡式饱和器示意图；

图2本申请一个实施例示意图；

图3本申请一个实施例中蒸发饱和控温系统示意图；

图4本申请一个实施例中多通部件连接方式示意图；

图5本申请一个实施例中用于在常温下发生湿度，温湿度输出曲线示意图，横坐标时间，纵坐标温湿度，c1输出温度，c2输出湿度；

图6本申请一个实施例中本饱和器用于在接近沸点（92℃）温湿度输出曲线，纵坐标温湿度，横坐标时间，c1输出温度，c2输出湿度；

其中，a饱和湿度气体输出，b载气气路，1供水系统，12供水系统压力补偿端，11储水罐，2多通部件，21多通部件第一端，22多通部件第二端，23多通部件第三端/回水端，3蒸发饱和控温系统，30四通，301四通第一端，31蒸发饱和控温系统输入端，32蒸发饱和控温系统回水输出端/四通第四端，33饱和湿度气体输出端/四通第二端，34气液分离器，35多孔介质，36恒温模块，37蒸发饱和控温系统压力补偿端/四通第三端4气液进样多通部件，41进气端，42进液端，43气液混合端，5循环动力源,6压力补偿管路,7回水回路。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的标识物件或具有相同或类似功能的标识物件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

下面将参照附图来描述本实用新型的优化谱线数据分析方法，其中图1现有技术中鼓泡式饱和器示意图；图2本申请一个实施例示意图；图3本申请一个实施例中蒸发饱和控温系统示意图；图4本申请一个实施例中循环动力源管路连接方式示意图；图5本申请一个实施例中用于在常温下发生湿度，温湿度输出曲线示意图，横坐标时间，纵坐标温湿度，c1输出温度，c2输出湿度；图6本申请一个实施例中本饱和器用于在接近沸点（92℃）温湿度输出曲线，纵坐标温湿度，横坐标时间，c1输出温度，c2输出湿度。

根据本实用新型的实施例，如图2所示，包括供水系统，与所述供水系统通过多通部件及气液进样多通部件联结蒸发饱和控温系统的输入端，将所述蒸发饱和控温系统输出端与所述供水系统压力补偿端联结的压力补偿管路；所述气液进样多通部件包括进气端和气液混合端及进液端，所述供水系统通过所述多通部件第一端和所述多通部件第二端与所述蒸发饱和控温系统输入端处的所述气液进样多通部件的进液端联结，所述进气端与载气供应系统相联，所述气液混合端与所述蒸发饱和控温系统输入端相联，所述蒸发饱和控温系统回水输出端与所述多通部件的回水端相联。

根据本实用新型的一些实施例，所述多通部件为三通部件，所述气液进样多通部件为气液进样三通部件，所述蒸发饱和控温系统回水输出端经所述三通部件第三端及所述三通部件第二端，联结所述气液进样三通部件输液端，并经所述气液进样三通部件的所述气液混合端进入所述蒸发饱和控温系统，形成回水回路。

根据本实用新型的一些实施例，所述供水系统包括储水罐，所述蒸发饱和控温系统输出端通过压力补偿管路与所述储水罐压力补偿端相联，并经所述储水罐输出端与所述多通部件第一端相联，并进而和所述蒸发饱和控温系统输入端联结，形成压力补偿回路，所述蒸发饱和控温系统输出端通过压力补偿管路与所述储水罐压力补偿端相联指的是该输出端和所述储水罐中的气象部分相联，形成同一压力氛围。

根据本实用新型的一些实施例，在所述多通部件和所述气液进样多通部件之间包括循环动力源，所述循环动力源输入端与所述多通部件的第二端相联，输出端与所述气液进样多通部件的输入端相联，所述循环动力源通过所述多通部件第一端联结包括储水罐的所述供水系统以及所述多通部件第二端联结所述蒸发饱和控温系统回水输出端。

根据本实用新型的一些实施例，所述循环动力源为循环水泵，所述循环动力源输入口高度低于或等于所述供水系统下限水位。

根据本实用新型的一些实施例，所述多通部件包括与所述供水系统联通的第一端和与所述循环动力源联结的第二端以及与所述蒸发饱和控温系统回水输出端联结的第三端，所述饱和器还包括控制所述多通部件优先抽取所述蒸发饱和控温系统回水输出段回水的所述多通部件控制系统。

根据本实用新型的一些实施例，所述蒸发饱和控温系统包括多孔介质，恒温模块，与所述多孔介质相联的气液分离器，所述气液进样多通部件的气液混合端与所述多孔介质输入端相联，所述气液分离器包括湿气输出端和回水端，所述回水端与所述蒸发饱和控温系统回水输出端相联。

根据本实用新型的一些实施例，所述多孔介质和所述气液分离器设置在所述恒温模块中，所述蒸发饱和控温系统包括多孔介质，所述多孔介质包括蒸发强化与稳定区。

根据本实用新型的一些实施例，所述蒸发饱和控温系统包括恒温模块，所述恒温模块通过液态铝浇铸将加热管、多孔介质蒸发区和气液分离器固化为一体结构，所述恒温模块联结四通第一端，所述四通第二端输出饱和湿气，所述四通第三端联结所述供水系统中的储水罐中气相空间，所述四通第四端联结所述所述回水端，所述四通联结有反馈所述恒温模块的测温部件。所述测温部件将所述恒温模块温度传递到控制单元，并经由控制单元对所述恒温模块进行温度控制。

根据本实用新型的一个实施例，通过液态铝浇铸，将加热管、多孔介质蒸发区和气液分离器固化一体。由于铝的热导率很高，这个块体被作为恒温模块；恒温模块的出口有一个不锈钢四通，分别导出饱和湿气和作为压力补偿和储水罐连通。四通竖直方向有测温热偶，控制恒温模块的温度；循环泵采用蠕动泵，循环流量为2-30ml/min；当储水罐中水的液位高于底部补水口时，可以自动从底部补水。

根据本实用新型的一个实施例，将本实用新型装入双股流湿度发生器中。在常温下（约26℃），湿度发生器输出的湿度波动大约是±0.1%（读数，见图5）。在接近水沸点温度下（约92℃），湿度波动也仅有±1.5%（读数，见图6），而使用普通饱和器，湿度波动达到30-50%。

同时，将本实用新型在更低温度下（置于低温箱内）测试，同样有远超传统饱和器的效果。

根据本实用新型的一个实施例，循环水泵把水打入气液进样三通。循环水泵的流量必须是大于饱和所需的最大蒸发量。同时干燥的载气（一般是空气，其它气体亦可），也进入三通和水进行第一次混合。所产生的汽水混合物进入饱和蒸发区。

根据本实用新型的一个实施例，饱和蒸发区包含控温、蒸发和气液分离三个部分。如图3所示。上述的气水混合物进入一个由多孔介质构成的蒸发强化与稳定区，实现高效稳定的饱和。由于气水混合物中水的量是多余饱和所需的水量，因此需要进一步经过一个气液分离器。由此一路产生所需的饱和湿气，一路返回多余的水。上述蒸发区和气液分离器都包含在一个恒温模块中。该恒温模块可以是具有加热功能、制冷功能，或者两种功能兼具有，以满足不同的温度区间要求。

尽管参照本实用新型的多个示意性实施例对本实用新型的具体实施方式进行了详细的描述，但是必须理解，本领域技术人员可以设计出多种其他的改进和实施例，这些改进和实施例将落在本实用新型原理的精神和范围之内。具体而言，在前述公开、附图以及权利要求的范围之内，可以在零部件和/或者从属组合布局的布置方面作出合理的变型和改进，而不会脱离本实用新型的精神；除了零部件和/或布局方面的变型和改进，其范围由所附权利要求及其等同物限定。