压缩空气超低湿度的智能测量

　　1　引言

　　压缩空气质量的高低,是衡量空压机性能的一项主要指标。某些特殊行业,对压缩空气的质量有严格的要求。如某型兵器用压缩空气,湿度要求不大于0.01 g/m³,属超低湿度。所以对空气湿度进行精确检测尤为重要。

　　通过检测,可以分析空压机的工作状况,进而采取相应措施。目前,大多采用光电湿度仪测量空气的湿度。该仪器是五、六十年代的产品,不仅体积笨重、耗能量大,而且测量周期长、误差大、操作复杂。为此,我们研制成功了一种智能超低湿度测量仪。它不仅可以检测压缩空气的露点温度,而且可以直接给出相应的绝对湿度,同时还能监测环境温度。具有测量精确,迅速,体积小,耗能少,使用维护方便等特点,是光电湿度仪理想的替代产品。

　　2　主要技术指标

　　测量周期:≯30 min

　　测量范围:露点温度: -80~-20℃

　　绝对湿度: 0.00040~0.76330 g/m3

　　测量露点精度:±3℃

　　测量气体压力: 0.1~35 MPa

　　测量气体温度: -35~50℃

　　工作环境温度: -35~50℃

　　电　　　　源: 220 V　50 Hz

　　功　　　　耗: 50 W

　　体　　　　积: 34.9 cm×31.5 cm×28.2 cm

　　重　　　　量: 13 kg

　　工作方式:连续

　　3　系统构成及基本原理

　　智能湿度仪系统构成如图1所示。主要由气路系统、湿度传感器及以8031单片机为核心的微机测试显示系统等组成。由图可以看出,被测气体通过输气管进入气路系统,气体的湿度和环境温度分别由湿度、温度传感器感受后送至信号转换电路转换成模拟电压信号,再经过A/D变换器变换成相应的数字量,在固化于EPROM中的软件支持下,经8031单片机采集处理后,分别通过数码管显示出环境温度、被测气体的露点及相应的绝对湿度。当湿度符合要求时指示合格,否则报警。

　　3.1　气路系统

　　气路系统包括测量气路和干燥气路两部分,所用气体来自同一气源,如图2所示。该系统主要由调节开关、干燥器、测量室、压力表、流量计及过滤器等组成,用于检查、控制被测气体的压力和流量,以满足湿度传感器的使用要求(压力为0.1 MPa,流量1~2 L/min),并对湿度传感器进行强制干燥。为了防止锈蚀,保证测量气体的纯净,气路系统全部采用铜管或不锈钢材料制成。

　　3.1.1　测量气路

　　测量气路的作用是将流经测量室的气体压力和流量控制在规定范围内,以便满足湿度传感器检测气体湿度的要求,关闭干燥压力调节开关,打开测量压力调节开关和流量调节开关并调节。当压力为0.1~0.12 MPa,流量为1~2 L/min时,即可进行湿度测量。测量气路如下: