阅读说明：本技术 温湿度测量装置及测量方法 (Temperature and humidity measuring device and measuring method ) 是由 沈宇纲 于 2020-05-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种温湿度测量装置,其用于空气干球温湿度测量,包括保温隔湿壳体用于供被测空气穿过；温度传感器固定在保温隔湿壳体中,且靠近保温隔湿壳体被测空气进入一端,其表面为光滑表面；加热器固定在温度传感器后方的保温隔湿壳体中；混合器固定在加热器后方的保温隔湿壳体中用于提高空气干球温度的均匀性；露点温度传感器固定在混合器后方的保温隔湿壳体中用于获得露点温度；取样风机固定在露点温度传感器后方的保温隔湿壳体另一端口处。本发明还公开了一种温湿度测量装置。本发明能避免由于低温高湿环境霜雾造成传感器失效/温湿度测量不准确。(The invention discloses a temperature and humidity measuring device, which is used for measuring the temperature and humidity of an air dry bulb and comprises a heat-insulating and moisture-insulating shell, a temperature-sensing sensor and a temperature-sensing sensor, wherein the heat-insulating and moisture-sensing shell is used for allowing measured air to pass through; the temperature sensor is fixed in the heat-insulation and moisture-insulation shell, and is close to one end of the heat-insulation and moisture-insulation shell where the air to be measured enters, and the surface of the temperature sensor is a smooth surface; the heater is fixed in the heat-insulating and moisture-insulating shell behind the temperature sensor; the mixer is fixed in a heat-insulating and moisture-insulating shell behind the heater and is used for improving the uniformity of the temperature of the air dry balls; the dew point temperature sensor is fixed in a heat-insulating and moisture-insulating shell behind the mixer and is used for obtaining the dew point temperature; the sampling fan is fixed at the other port of the heat-preservation and moisture-insulation shell behind the dew point temperature sensor. The invention also discloses a temperature and humidity measuring device. The invention can avoid sensor failure/inaccurate temperature and humidity measurement caused by low-temperature and high-humidity environment frost and fog.)

温湿度测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及一种温湿度测量，特别是涉及一种用于低温高湿环境的温湿度测量装置。本发明还涉及一种用于低温高湿环境的温湿度测量方法。

背景技术

在家用、商用和汽车用空调制造领域，一些厂家越来越关注空调热泵运行时的性能，甚至会研究极端气候条件下的性能。低温高湿环境是空气热泵最容易结霜的条件，研究空气热泵结霜时的性能，受到了许多厂家重视。

当空气干球温度＞0℃时，饱和相对湿度可达100％RH；当空气干球温度≤0℃时，饱和相对湿度将＜100％RH。当空气的霜点温度等于干球温度时，水蒸汽就开始结冰(也称为空气冰面饱和状态)，此时空气相对湿度达到这个干球温度下的极值。当空气进入冰面饱和状态时，市场上常规购买到的湿度传感器就无法进行测量。此时，空气中弥漫的霜雾会积在传感器的探头的保护罩上，导致传感器工作失效。在这种情况下，即便采用内置加热装置的湿度探头，也无法避免霜在保护罩上积累；需要采用带热风除霜装置的湿度传感器。市面上这种带热风除露除霜的湿度传感器，其加热是自动控制的，加热时，湿度传感器测量失效，直到霜被除尽。传感器失效时，传统的做法是保持传感器启动加热前的读数，控制系统也会维持加湿器的输出。这种控制算法，对于工况远离冰面饱和的空气，并且空气中偶尔产生霜雾的环境有一定效果。但对于接近冰面饱和的工况，空气中会频繁产生霜雾，传感器中的加热装置会频繁工作，这会导致环境室的的湿度波动显著。为此，首先需要解决湿度的测量问题。

在工况接近冰面饱和时(工况点与饱和点的相对湿度偏差在0～5％RH)，由于空气温度和湿度场均匀性的原因，在加湿段下游，空气通常会出现到大量的水雾或霜雾，这些霜雾不仅影响湿度测量，还会造成环境室内出现大量霜雾，导致相对湿度长时间超调，甚至还会大量积累在盘管上，导致冷风机很快停止工作。因此，为了提高控制品质，延长冷风机的工作时间，首先应保证湿度测量准确不失效。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在

具体实施方式

部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明要解决的技术问题是提供一种能避免由于低温高湿环境霜雾造成传感器失效的温湿度测量装置。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种能避免由于低温高湿环境霜雾造成温湿度测量不准确的温湿度测量方法。

低温高湿环境指空气干球温度小于等于0℃，空气相对湿度与空气干球温度对应的冰面饱和状态相对湿度偏差≤5％RH。

为解决上述技术问题，本发明提供用于空气干球温湿度测量的温湿度测量装置，包括：

保温隔湿壳体，其用于供被测空气穿过；从加热器到露点温度传感器之间的管道进行了保温隔湿，避免相对湿度降低以及温度均匀性变差；

温度传感器，其固定在保温隔湿壳体中，且靠近保温隔湿壳体被测空气进入一端,其表面为光滑表面；

可选择的，经过温度传感器的被测空气流速为a，a≥3m/s,由于被测空气有一定的流速，霜雾不会在光滑，(所述光滑是指表面粗糙度应等于或小于3.2μm)的铂电阻表面积聚。

可选择的，采用铂电阻作为温度传感器。

加热器，其固定在温度传感器后方的保温隔湿壳体中；

可选择的，控制加热器的加热量使干球相对湿度降低5％RH-15％RH，优选为相对湿度降低10％RH。

混合器，其固定在加热器后方的保温隔湿壳体中，其用于提高空气干球温度的均匀性；

可选的，混合器使空气干球温度均匀性优于0.1℃，即空气干球之间温度差小于0.1℃。

露点温度传感器，其固定在混合器后方的保温隔湿壳体中，其用于获得温度和相对湿度计算获得露点温度；

可选的，露点温度传感器中的温度传感器的测量精度优于±0.1℃，即测量误差小于±0.1℃，相对湿度传感器的测量精度优于±2％RH，即测量误差小于±2％RH。

取样风机，其固定在露点温度传感器后方的保温隔湿壳体另一端口处。

本发明提供一种用于空气干球温湿度测量的温湿度测量方法，包括以下步骤：

S1，对被测空气以预设流速测量温度，获得测量温度一，即测量获得的最终温度；

可选的，预设流速为a，a≥3m/s。

S2，对被测空气进行加热，降低被测空气的相对湿度；

可选的，使被测空气的相对湿度降低5％RH-15％RH，优选为相对湿度降低10％RH；

S3，提高被测空气干球温度均匀性；

可选的，提高被测空气干球温度均匀性优于0.1℃，即空气干球之间温度差小于0.1℃。

S4，测量被测空气干球温度和相对湿度，计算得到露点温度；

可选的，温度的测量精度优于±0.1℃，相对湿度的测量精度优于±2％RH。

S5，根据露点温度和测量温度一，计算得到被测空气初始相对湿度，作为该测量装置获得的湿度。

本发明的温湿度测量装置，被测空气先经过温度传感器，再经过1个加热器，再经过1个混合器，再经过1个露点温度传感器，再经过1个风机。空气首先经过光滑的铂电阻，由于气流有一定的流速(≥3m/s)，霜雾不会在光滑的铂电阻表面积聚，然后经过加热器，降低了空气的相对湿度，控制加热量使相对湿度降低10％RH左右，然后经过混合器，使得空气干球温度的均匀性优于0.1℃，然后通过测量干球温度和相对湿度，计算得到露点温度，再通过计算得到的露点温度和入口温度传感器计算出入口的相对湿度。采用本发明的温湿度测量装置，在低温高湿环境下，当干球温度传感器精度优于±0.1℃，相对湿度传感器精度优于±2％RH时，所计算出相对湿度精度优于±3％RH(即测量误差小于±3％RH)。本发明不仅避免了霜雾对传感器的影响，也具备较高的温湿度测量准确性。

附图说明

本发明附图旨在示出根据本发明的特定示例性实施例中所使用的方法、结构和/或材料的一般特性，对说明书中的描述进行补充。然而，本发明附图是未按比例绘制的示意图，因而可能未能够准确反映任何所给出的实施例的精确结构或性能特点，本发明附图不应当被解释为限定或限制由根据本发明的示例性实施例所涵盖的数值或属性的范围。下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明温湿度测量装置结构示意图。

图2是本发明温湿度测量方法流程示意图。

附图标记说明

保温隔湿壳体1

温度传感器2

加热器3

混合器4

露点温度传感器5

取样风机6。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本发明的其他优点与技术效果。本发明还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应用，在没有背离发明总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明下述示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的具体实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性具体实施例的技术方案充分传达给本领域技术人员。应当理解的是，当元件被称作“连接”或“结合”到另一元件时，该元件可以直接连接或结合到另一元件，或者可以存在中间元件。不同的是，当元件被称作“直接连接”或“直接结合”到另一元件时，不存在中间元件。在全部附图中，相同的附图标记始终表示相同的元件。

第一实施例，如图1所示，图中箭头所示是被测空气流动方向，本发明提供用于空气干球温湿度测量的温湿度测量装置，包括：

保温隔湿壳体1，其用于供被测空气穿过；壳体的形状不限，可以根据实际情况制作，但应选用保温隔湿材料制作。从加热器到露点温度传感器之间的管道进行了保温隔湿，避免相对湿度降低以及温度均匀性变差；保温材料一般是指导热系数小于或等于 0.05W/mK的材料，

温度传感器2，其固定在保温隔湿壳体1中，且靠近保温隔湿壳体1被测空气进入一端,其表面为光滑表面；

加热器3，其固定在温度传感器2后方的保温隔湿壳体1中；

混合器4，其固定在加热器3后方的保温隔湿壳体1中，其用于提高空气干球温度的均匀性；

露点温度传感器5，其固定在混合器4后方的保温隔湿壳体1中，其用于获得温度和相对湿度计算获得露点温度；

取样风机6，其固定在露点温度传感器5后方的保温隔湿壳体1另一端口处。

第二实施例，本发明提供用于空气干球温湿度测量的温湿度测量装置，包括：

保温隔湿壳体1，其用于供被测空气穿过；壳体的形状不限，可以根据实际情况制作，经过温度传感器的被测空气流速为a，a≥3m/s；

温度传感器2，采用铂电阻作为温度传感器，其固定在保温隔湿壳体1中，且靠近保温隔湿壳体1被测空气进入一端,其表面为光滑表面；

加热器3，其固定在温度传感器2后方的保温隔湿壳体1中，控制加热器3的加热量使干球相对湿度降低5％RH-15％RH，优选为相对湿度降低10％RH。

混合器4，其固定在加热器3后方的保温隔湿壳体1中，其用于提高空气干球温度的均匀性优于0.1℃，即空气干球之间温度差小于0.1℃。

露点温度传感器5，其固定在混合器4后方的保温隔湿壳体1中，露点温度传感器中的温度传感器的测量精度优于±0.1℃，相对湿度传感器的测量精度优于±2％RH，露点温度传感器5用于获得温度和相对湿度计算获得露点温度。

取样风机6，其固定在露点温度传感器5后方的保温隔湿壳体另一端口处。

第三实施例，如图2所示，本发明提供一种用于空气干球温湿度测量的温湿度测量方法，包括以下步骤：

S1，对被测空气以预设流速测量温度，获得测量温度一，即测量获得的温度；

S2，对被测空气进行加热，降低被测空气的相对湿度；

S3，提高被测空气干球温度均匀性；

S4，测量被测空气干球温度和相对湿度，计算得到露点温度；

S5，根据露点温度和测量温度一，计算得到被测空气初始相对湿度，作为该测量装置获得的湿度。

第四实施例，本发明提供一种用于空气干球温湿度测量的温湿度测量方法，包括以下步骤：

S1，对被测空气以大于等于3m/s流速测量温度，获得测量温度一，即测量获得的温度；

S2，对被测空气进行加热，使被测空气的相对湿度降低10％RH；

S3，提高被测空气干球温度均匀性优于0.1℃，即空气干球之间温度差小于0.1℃。

S4，测量被测空气干球温度和相对湿度，计算得到露点温度；

其中，温度的测量精度优于±0.1℃，相对湿度的测量精度优于±2％RH。

S5，根据露点温度和测量温度一，计算得到被测空气初始相对湿度，作为该测量装置获得的湿度。

除非另有定义，否则这里所使用的全部术语(包括技术术语和科学术语)都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非这里明确定义，否则诸如在通用字典中定义的术语这类术语应当被解释为具有与它们在相关领域语境中的意思相一致的意思，而不以理想的或过于正式的含义加以解释。

以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。