CN102778909A - 一种能够实现恒温箱低温高湿要求的方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够实现恒温箱低温高湿要求的装置，包括恒温箱（12），恒温箱（12）内放置密闭长方体不锈钢内置活动室（1），内置活动室（1）正面设有用于取放实验样品的有机玻璃制成的可视活动窗口（20），内置活动室（1）和套管换热器（5）底部设有排水管（16），内置活动室（1）连有进气管（6）、排气管（4）,进气管（6）与排气管（4）通过套管换热器（5）进行热交换。本发明结构简单，制造装配容易，操作方便。

Description

一种能够实现恒温箱低温高湿要求的方法与装置

技术领域

本发明涉及环境温湿度控制领域，具体地说，是一种能够实现恒温箱低温高湿要求的方法与装置。

背景技术

现有技术中，大多数恒温恒湿箱在40℃—98℃范围内能较快且较好地将恒温恒湿箱内的湿度控制在任意相对湿度下。当将恒温恒湿箱内的温度设置为接近0℃时，大多数恒温恒湿箱将自动停止加湿，这是因为此时蒸发器温度较低，不断有水蒸气在蒸发器盘管上结霜，如果再不断的加湿，蒸发器盘管很快会由于结霜太厚而无法控温，长时间运转将造成压缩机损坏，需要经常停机除霜使实验中断，因此在接近0℃时是无法调节到很高的湿度的，就无法满足要求在低温高湿的实验条件下进行的实验。

发明内容

本发明目的在于提供一种能够实现恒温箱低温高湿要求的方法与装置，用来达到使现有的恒温恒湿箱在低温时能够控制较高湿度的目的。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种能够实现恒温箱低温高湿要求的装置，包括恒温箱（12），恒温箱（12）内放置密闭长方体不锈钢内置活动室（1），内置活动室（1）正面设有用于取放实验样品的有机玻璃制成的可视活动窗口（20），内置活动室（1）底部设有排水管（16），内置活动室（1）连有进气管（6）、排气管（4）,进气管（6）和排气管（4）分别与套管换热器（5）相连接，换气室（2）顶部连有进水管（9）和补气管（7），换气室（2）底部安装有加热器（8），换气室（2）底部设有出水管（10），出水管（10）与水箱（3）相连，微型水泵（11）为换气室（2）内给水，水滴通过增湿格栅（25）后掉入换气室（2）内。

进一步，所述内置活动室（1）的底部设置一隔板（13），实验样品放置于隔板（13）上与内置活动室（1）的底部内表面架空。

进一步，所述进气管（6）经过套管换热器（5）与排气管（4）换热后进入内置活动室（1）内。

进一步，所述换气室（2）内装有液位控制仪（26），控制液面不超过极限高度。

进一步，所述换气室（2）的底部安装有加热器（8），换气室（2）内设置有第二电子湿度计探头（22），第二电子湿度计探头（22）通过第二电子湿度计（21）实时显示换气室（2）内的湿度数据。

进一步，所述换气室（2）的补气管（7）连接在进气加湿装置（23）上，环境空气通过加湿装置（23）加湿后进入换气室（2）。

进一步，所述内置活动室（1）内设置有铂电阻感温探头（14），所述铂电阻感温探头（14）与Fluke数据采集仪（18）相连，并实时在电脑（19）上反馈温度数据。

进一步，所述内置活动室（1）内设置有第一电子湿度计探头（15），第一电子湿度计探头（15）通过第一电子湿度计（17）实时显示内置活动室（1）内的湿度数据。

进一步，所述套管换热器（5）、进气管（6）、出水管（10）、排水管（16）、补气管（7）上均安装电磁阀。

进一步，所述电磁阀、微型水泵（11）、加热器（8）和液面控制仪（26）与控制器（24）连接，再由电脑根据湿度温度变化向控制器（24）发出信号控制各电磁阀、微型水泵（11）、加热器（8）和液面控制仪（26）的开闭。

一种能够实现恒温箱低温高湿要求的装置的具体测量步骤如下：

(a)首先将实验样品放在内置活动室（1）内的隔板（13）上，关闭可视活动窗口（20）、排水管（16）上的电磁阀，此时进气管（6）上的电磁阀处于关闭状态；

(b)关闭换气室（2）的出水管（10）上的电磁阀，关闭补气管（7），打开水箱（3）中的微型水泵（11）为换气室（2）供水，当环境温度低于活动室（1）的温度时，打开加热器（8）、进气管（6）的电磁阀为内置活动室（1）进行加湿，通过第一电子湿度计（17）和第二电子湿度计（21）观察湿度变化；

(c)当相对湿度达到要求时，打开恒温箱（12）进行降温，通过铂电阻感温探头（14）和第一电子湿度计探头（15）实时观测内置活动室（1）内的温湿度变化；

(d)随着内置活动室（1）内的温度下降，内置活动室（1）内的水蒸气会在表面结露随着壁面流下，时刻观察内置活动室（1）内的湿度变化，当内置活动室（1）和套管换热器（5）内的冷凝水过多时，通过排水管（16）上的电磁阀进行排水。

（e）当换气室（2）液面达到极限高度时，液位控制仪（26）就会发出电信号，通过控制器（24）打开出水管（10）电磁阀和补气管（7）的电磁阀，停止微型水泵（11）的工作，新鲜空气通过加湿装置（23）加湿后进入换气室（2）内；

（f）当水位降到最低液位时，液位控制仪（26）发出电信号，通过控制器（24）关闭出水管（10）电磁阀和补气管（7）电磁阀，开启微型水泵（11），将换气室（2）内的新鲜空气进一步加湿后送入内置活动室（1）内。

本发明具有如下优点：

1、结构简单，制造装配容易，操作方便；

2、可在试验中开箱的情况下，减少恒温箱内温度、湿度波动；

3、弥补了普通恒温恒湿箱无法在低温时控制较高湿度的要求；

4、可通过可视活动窗口观测样品变化；

5、可实时观测内置活动室内的温度、湿度波动。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明中测量装置的结构示意图。

图2为本发明空气热湿处理过程的一实施例。

图中：1.内置活动室；2.换气室；3.水箱；4.排气管；5.套管换热器；6.进气管；7.补气管；8.加热器；9.进水管；10.出水管；11.微型水泵；12.恒温箱；13.隔板；14.铂电阻感温探头；15.第一电子湿度计探头；16.排水管；17.第一电子湿度计；18.Fluke数据采集仪；19.电脑；20.可视活动窗口；21.第二电子湿度计；22.第二电子湿度计探头；23.加湿装置；24.控制器；25.增湿格栅；26.液位控制仪。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，图中包括恒温箱12，恒温箱12内放置密闭长方体不锈钢内置活动室1，内置活动室1正面设有用于取放实验样品的有机玻璃制成的可视活动窗口20用于取放实验样品。内置活动室1的底部设置一隔板13，实验样品放置于隔板13上与内置活动室1的底部内表面架空，防止实验样品与凝结下来的水接触。排气管4是连接在回气管5上的联通大气的一个管道，上面有阀门，关闭回气管5靠近换气室2处的阀门，进气管6进气，打开排气管4上的阀门就能将活动室1内的气体排向大气环境。

内置活动室1底部和套管换热器5底部设有排水管16，用于排除在活动室1内和套管换热器5内凝结的水。内置活动室1连有进气管6、排气管4,进气管6和排气管4通过套管换热器5进行热交换。内置活动室1内设置有铂电阻感温探头14，所述铂电阻感温探头14与Fluke数据采集仪18相连，并实时在电脑19上反馈温度数据。内置活动室1内设置有第一电子湿度计探头15，第一电子湿度计探头15通过第一电子湿度计17实时显示内置活动室1内的湿度数据。

换气室2顶部连有进水管9,侧面连有补气管7。换气室2底部设有出水管10，出水管10与水箱3相连，换气室2内安装有液位控制仪26，当液位达到极限高度时，向控制器24发出电信号，控制器24控制出水管10上的电磁阀打开，关闭微型水泵11，向水箱3排水，同时控制器24打开补气管7上的电磁阀新鲜空气通过空气加湿装置23进入换气室2，当换气室2内的水位达到最低极限时，液位控制仪26向控制器24发出电信号，关闭出水管11和补气管7上的电磁阀，同时启动水泵11。

所述换气室2的底部安装有加热器8，当外界环境温度低于恒温箱温度时，用于加热换气室2中的水，增加换气室2内的空气湿度，再与内置活动室1进行气体交换。换气室2内设置有第二电子湿度计探头22，第二电子湿度计探头22通过第二电子湿度计21实时显示换气室2内的湿度数据。

如图2所示，在空调工程基本原理指导下，图2为典型空气热湿处理过程：

A、等湿升温  B、升温加湿  C、等温加湿  D、等温加湿

E、等湿降温  F、等焓加湿  G、降温减湿  H、等焓减湿

当将恒温恒湿箱内的温度设置为接近0℃时，大多数恒温恒湿箱将自动停止加湿，这是因为此时蒸发器温度较低，不断有水蒸气在蒸发器盘管上结霜，这个过程就是图2中箭头F的过程，如果再不断的加湿，蒸发器盘管很快会由于结霜太厚而无法控温，长时间运转将造成压缩机损坏，所以要经常停机除霜使实验中断。内置活动室1的作用就是将高湿的环境与恒温箱的蒸发器隔离，使内置活动室1中达到低温高湿的环境，不影响恒温箱的正常工作。

在换气室2内的加热器8的用途就是图2中的箭头B的升温加湿过程，水通过微型水泵11送入换气室2内，经过换气室2内的增湿格栅25给换气室内的空气增湿，水泵11不断向换气室2内给水，新鲜的湿空气通过套管换热器5与排气管4进行热交换后被送入内置活动室1内。

所采用的水泵为微型水气两用泵－水气两用，小体积，低噪音水泵(WKA系列)：

型号：WKA600  吸程：1米  流量：0.6L/Min  扬程：3米

主要特点有：

可耐高温(100度)；体积超小(比手掌还小)；可长时间空转、干转，有水抽水，有气抽气；

可靠自吸（自吸高达1米），流量小（0.6L/Min），噪音小；

可24小时连续运转；长期空转属正常工作，不会损坏泵；特别适合于有气有水的场合；

无油、不污染工作介质，免维护、任意方向安装。

用途：抽取水、气混合型介质，也或可直接抽水。

本发明标定装置的操作方法步骤如下：

(a)首先将实验样品放在内置活动室（1）内的隔板（13）上，关闭可视活动窗口（20）、排水管（16）上的电磁阀，此时进气管（6）上的电磁阀处于关闭状态；

(b)关闭换气室（2）的出水管（10）上的电磁阀，关闭进气管（7），打开水箱（3）中的微型水泵（11）为换气室（2）供水，打开（当环境温度低于活动室（1）的温度时打开加热器（8））进气管（6）的电磁阀为内置活动室（1）进行加湿，第一电子湿度计（17）和第二电子湿度计（21）观察湿度变化；

(c)当相对湿度达到要求时，打开恒温箱（12）进行降温，通过铂电阻感温探头（14）和第一电子湿度计探头（15）实时观测内置活动室（1）内的温湿度变化；

(d)随着内置活动室（1）内的温度下降，内置活动室（1）内的水蒸气会在表面结露随着壁面流下，时刻观察内置活动室（1）内的湿度变化。当内置活动室（1）和套管换热器（5）内的冷凝水过多时，通过排水管（16）上的电磁阀进行排水；

（e）当换气室（2）液面达到极限高度时，液位控制仪（26）就会发出电信号，通过控制器（24）打开出水管（10）电磁阀和进气管（7）的电磁阀，停止水泵（11）工作。新鲜空气通过加湿装置（23）加湿后进入换气室（2）内；

（f）当水位降到最低液位时，液位控制仪（26）发出电信号，通过控制器（24）关闭出水管（10）电磁阀和补气管（7）电磁阀，开启水泵（11），将换气室（2）内的心想空气进一步加湿后送入内置活动室（1）内。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种能够实现恒温箱低温高湿要求的装置，其特征在于,包括恒温箱（12），恒温箱（12）内放置密闭长方体不锈钢内置活动室（1），内置活动室（1）正面设有用于取放实验样品的有机玻璃制成的可视活动窗口（20），内置活动室（1）底部设有排水管（16），内置活动室（1）连有进气管（6）、排气管（4）,进气管（6）和排气管（4）分别与密闭有机玻璃容器换气室（2）相连接，换气室（2）顶部连有进水管（9）和补气管（7），换气室（2）底部安装有加热器（8），换气室（2）底部设有出水管（10），出水管（10）与水箱（3）相连，微型水泵（11）为换气室（2）内给水，水滴通过增湿格栅（25）后掉入换气室（2）内。

2.根据权利要求1所述的一种能够实现恒温箱低温高湿要求的装置，其特征在于,所述内置活动室（1）的底部设置一隔板（13），实验样品放置于隔板（13）上与内置活动室（1）的底部内表面架空。

3.根据权利要求1所述的一种能够实现恒温箱低温高湿要求的装置，其特征在于,所述进气管（6）经过套管换热器（5）与排气管（4）换热后进入内置活动室（1）内。

4.根据权利要求1所述的一种能够实现恒温箱低温高湿要求的装置，其特征在于,所述换气室（2）内装有液位控制仪（26），控制液面不超过极限高度。

5.根据权利要求1所述的一种能够实现恒温箱低温高湿要求的装置，其特征在于,所述换气室（2）的底部安装有加热器（8），换气室（2）内设置有第二电子湿度计探头（22），第二电子湿度计探头（22）通过第二电子湿度计（21）实时显示换气室（2）内的湿度数据。

6.根据权利要求1所述的一种能够实现恒温箱低温高湿要求的装置，其特征在于,所述换气室（2）的补气管（7）连接在进气加湿装置（23）上，环境空气通过加湿装置（23）加湿后进入换气室（2）。

7.根据权利要求1所述的一种能够实现恒温箱低温高湿要求的装置，其特征在于,所述内置活动室（1）内设置有铂电阻感温探头（14），所述铂电阻感温探头（14）与Fluke数据采集仪（18）相连，并实时在电脑（19）上反馈温度数据。

8.根据权利要求1所述的一种能够实现恒温箱低温高湿要求的装置，其特征在于,所述内置活动室（1）内设置有第一电子湿度计探头（15），第一电子湿度计探头（15）通过第一电子湿度计（17）实时显示内置活动室（1）内的湿度数据。

9.根据权利要求1所述的一种能够实现恒温箱低温高湿要求的装置，其特征在于,所述套管换热器（5）、进气管（6）、出水管（10）、排水管（16）、补气管（7）上均安装电磁阀，所述电磁阀、微型水泵（11）、加热器（8）和液面控制仪（26）与控制器（24）连接，再由电脑根据湿度温度变化向控制器（24）发出信号控制各电磁阀、微型水泵（11）、加热器（8）和液面控制仪（26）的开闭。

10.根据权利要求1所述的一种能够实现恒温箱低温高湿要求的装置的具体测量步骤如下：

(a)首先将实验样品放在内置活动室（1）内的隔板（13）上，关闭可视活动窗口（20）、排水管（16）上的电磁阀，此时进气管（6）上的电磁阀处于关闭状态；

(b)关闭换气室（2）的出水管（10）上的电磁阀，关闭补气管（7），打开水箱（3）中的微型水泵（11）为换气室（2）供水，当环境温度低于活动室（1）的温度时，打开加热器（8）、进气管（6）的电磁阀为内置活动室（1）进行加湿，通过第一电子湿度计（17）和第二电子湿度计（21）观察湿度变化；

(c)当相对湿度达到要求时，打开恒温箱（12）进行降温，通过铂电阻感温探头（14）和第一电子湿度计探头（15）实时观测内置活动室（1）内的温湿度变化；

(d)随着内置活动室（1）内的温度下降，内置活动室（1）内的水蒸气会在表面结露随着壁面流下，时刻观察内置活动室（1）内的湿度变化，当内置活动室（1）和套管换热器（5）内的冷凝水过多时，通过排水管（16）上的电磁阀进行排水；

（e）当换气室（2）液面达到极限高度时，液位控制仪（26）就会发出电信号，通过控制器（24）打开出水管（10）电磁阀和补气管（7）的电磁阀，停止微型水泵（11）的工作，新鲜空气通过加湿装置（23）加湿后进入换气室（2）内；

（f）当水位降到最低液位时，液位控制仪（26）发出电信号，通过控制器（24）关闭出水管（10）电磁阀和补气管（7）电磁阀，开启微型水泵（11），将换气室（2）内的新鲜空气进一步加湿后送入内置活动室（1）内。

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