專利名稱：水風(fēng)逆流濕空氣參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于空氣參數(shù)測(cè)量?jī)x器，特別涉及工業(yè)噴淋冷卻設(shè)備(如冷卻塔，蒸發(fā)式冷凝器等)噴淋區(qū)和雨區(qū)濕空氣溫度、濕度和壓力的測(cè)量。
背景技術(shù)：
一般的工業(yè)冷卻塔，需要冷卻的熱水噴淋到填料區(qū)，在填料表面與自下而上流動(dòng)的濕空氣接觸換熱，降溫后的噴淋水從填料區(qū)下方流出，經(jīng)過(guò)雨區(qū)落入水池。雨區(qū)側(cè)面是敞開(kāi)的，以便冷卻塔頂部的引風(fēng)機(jī)抽引環(huán)境冷空氣與噴淋水換熱。環(huán)境中的濕空氣進(jìn)入雨區(qū)后，與噴淋水珠接觸換熱，濕度有所提高；濕空氣繼續(xù)上行到填料區(qū)，與填料表面的噴淋水膜接觸換熱，溫度和濕度明顯提高；濕空氣出填料區(qū)后進(jìn)入噴淋區(qū)，與噴淋水珠或噴淋水霧接觸換熱，溫度和濕度進(jìn)一步提高。冷卻塔的冷卻能力主要取決于填料區(qū)水膜和濕空氣的傳熱傳質(zhì)性能，嚴(yán)格的冷卻塔驗(yàn)收需要知道經(jīng)過(guò)填料區(qū)后濕空氣溫度增加了多少，濕空氣濕度增加了多少，濕空氣流動(dòng)壓降為多少。這就要在填料區(qū)上方的噴淋區(qū)和填料區(qū)下方的雨區(qū)測(cè)量濕空氣的溫度、濕度和壓力。需要指出的是，噴淋區(qū)或雨區(qū)中的空氣一般來(lái)說(shuō)并未達(dá)到飽和濕度，且當(dāng)噴淋量不同或環(huán)境溫濕度不同時(shí)，噴淋區(qū)或雨區(qū)中的空氣濕度是不同的。氣象上常用精度高且穩(wěn)定性好的干濕球溫度計(jì)來(lái)測(cè)量空氣濕度。干濕球溫度計(jì)由兩根特制的相同的水銀玻璃溫度計(jì)組成，其中一根溫度計(jì)底部的水銀球被濕紗布均勻包覆，故稱為濕球。濕紗布在毛細(xì)作用下不斷從其下方水盒吸取液態(tài)水，空氣以2. 5 3m/s 的速度掠過(guò)濕球時(shí)，濕球上的水分蒸發(fā)導(dǎo)致濕球溫度下降。故當(dāng)濕空氣未達(dá)飽和濕度時(shí)，濕球溫度總是低于干球溫度的，根據(jù)干濕球溫度值便可查表得出空氣的相對(duì)濕度，或根據(jù)公式算出空氣的相對(duì)濕度。測(cè)量濕度還可用阻抗?jié)穸扔?jì)、電容濕度計(jì)、毛發(fā)濕度計(jì)、露點(diǎn)濕度計(jì)或微波濕度計(jì)寸。無(wú)論哪種濕度計(jì)，若將濕度計(jì)伸進(jìn)噴淋區(qū)或雨區(qū)，則濕度計(jì)馬上就被淋濕，導(dǎo)致測(cè)
量失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種水風(fēng)逆流濕空氣參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)可測(cè)量水風(fēng)逆流區(qū)域空氣的溫度、濕度和壓力，并具有精度高、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。本發(fā)明提供的一種水風(fēng)逆流濕空氣參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括通過(guò)一個(gè)連接件相互連通的氣水分離采樣部分、溫度測(cè)量部分、濕度測(cè)量部分和壓力測(cè)量部分；氣水分離采樣部分包括氣水分離器采樣器和采樣管，氣水分離器采樣器通過(guò)彎頭與采樣管的一端連接，采樣管的另一端與連接件相連；溫度測(cè)量部分包括鎧裝熱電偶和熱電偶數(shù)顯表，鎧裝熱電偶的接線端通過(guò)熱電偶接表插頭與熱電偶數(shù)顯表連接，感溫端穿過(guò)采樣管和彎頭插入氣水分離器采樣器；濕度測(cè)量部分包括干球溫度計(jì)、濕球溫度計(jì)、濕球水盒、引風(fēng)機(jī)和第一連接管路； 干球溫度計(jì)和濕球溫度計(jì)均通過(guò)第一連接管路與連接件相連，濕球水盒位于濕球溫度計(jì)的下方；壓力測(cè)量部分包括壓差計(jì)和第二連接管路，壓差計(jì)通過(guò)第二連接管路與連接件相連。為避免濕度計(jì)被噴淋水打濕，需要將噴淋區(qū)或雨區(qū)的濕空氣采樣并引到噴淋區(qū)或雨區(qū)之外，再用濕度計(jì)來(lái)測(cè)量。因?yàn)槠渌鼭穸扔?jì)的精度不高，穩(wěn)定性不好或成本太高等原因，故本發(fā)明選擇氣象用高精度干濕球溫度計(jì)來(lái)測(cè)量采樣弓I出的濕空氣的濕度。引風(fēng)機(jī)的作用在于保持采樣器中的濕空氣是流動(dòng)和更新的，引風(fēng)機(jī)的引風(fēng)量可調(diào)節(jié)到一個(gè)合適值，以保證既能引出濕空氣，又不至于對(duì)水風(fēng)逆流區(qū)域的空氣流場(chǎng)過(guò)度干擾。 四通的下出風(fēng)口通過(guò)引風(fēng)軟管和引風(fēng)硬管接通引風(fēng)機(jī)。采樣濕空氣流過(guò)引風(fēng)硬管中安裝的干球溫度計(jì)和濕球溫度計(jì)，可讀出干球溫度和濕球溫度，進(jìn)而算出濕空氣含濕量。本測(cè)量系統(tǒng)使用時(shí)，需經(jīng)過(guò)十幾分鐘的“預(yù)熱”，待各處狀態(tài)穩(wěn)定后，再讀取數(shù)據(jù)。根據(jù)質(zhì)量守恒原理， 流入采樣器與流經(jīng)引風(fēng)硬管干濕球溫度計(jì)的濕空氣質(zhì)量流量是不變的，其中的水分質(zhì)量流量(即濕空氣含濕量)也是不變的。所以引風(fēng)硬管干濕球溫度計(jì)處的空氣含濕量就等于采樣點(diǎn)處的空氣含濕量，由熱電偶數(shù)顯表可讀出采樣點(diǎn)處的濕空氣溫度。這樣，采樣點(diǎn)處的濕空氣溫度和含濕量都已知了，便可算出采樣點(diǎn)處濕空氣的相對(duì)濕度，這樣便間接測(cè)得了水風(fēng)逆流區(qū)域的空氣濕度。噴淋區(qū)和雨區(qū)的空氣壓力與大氣壓相差不大，一般的壓力計(jì)難以準(zhǔn)確反映出他們之間的差別，但用壓差計(jì)可測(cè)出噴淋區(qū)和雨區(qū)的空氣壓力與大氣壓力的差值。在一個(gè)測(cè)量時(shí)間段內(nèi)，大氣壓力是穩(wěn)定不變的，且可通過(guò)氣壓計(jì)測(cè)出，所以通過(guò)壓差計(jì)也就可準(zhǔn)確得知噴淋區(qū)和雨區(qū)的濕空氣壓力。


圖1是水風(fēng)逆流濕空氣參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)的一種具體實(shí)施方式
的示意圖，圖中，1，氣水分離器采樣器；2，鎧裝熱電偶；3，彎頭；4，采樣管；5，四通；6，密封膠塞；7，熱電偶接表插頭；8，熱電偶數(shù)顯表；9，四通下方快接頭；10，引風(fēng)軟管；11，引風(fēng)硬管快接頭；12，引風(fēng)硬管；13，干球溫度計(jì)；14，溫度計(jì)支架；15，濕球溫度計(jì)；16，溫度計(jì)軟塞；17，濕球水盒；18， 機(jī)架；19，引風(fēng)機(jī)；20，四通上方快接頭；21，取壓軟管；22，壓差計(jì)快接頭；23，環(huán)境取壓軟管；24，壓差計(jì)。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)借助實(shí)施例更加詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，但以下實(shí)施例僅是說(shuō)明性的，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受這些實(shí)施例的限制。本發(fā)明提供的的水風(fēng)逆流濕空氣參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)可分為氣水分離采樣部分、溫度測(cè)量部分、濕度測(cè)量部分和壓力測(cè)量部分，這四部分各自連接連接件的一個(gè)接口。本實(shí)例中， 連接件采用四通5。氣水分離采樣部分包括氣水分離器采樣器1和采樣管4，氣水分離器采樣器1通過(guò)彎頭3與采樣管4連接。采樣管4可以是硬管，也可以是軟管。氣水分離器采樣器1和彎頭3可提前裝配到一起。鎧裝熱電偶2與采樣管4的軸線和四通5的軸線平行，故采樣管 4擰到彎頭3上時(shí)及四通5的第一接口擰到采樣管4上時(shí)，鎧裝熱電偶2可避免扭轉(zhuǎn)受損。氣水分離器采樣器1包括氣水分離器盒體la、俯角進(jìn)風(fēng)的盒體葉片Ib和導(dǎo)流傘 lc。盒體葉片Ib位于氣水分離器盒體Ia上，它與盒體Ia的形狀相適應(yīng)，如當(dāng)氣水分離器盒體Ia是圓筒形或四棱柱形時(shí)；盒體葉片Ib可以相應(yīng)取圓臺(tái)形，或取四棱臺(tái)形。導(dǎo)流傘 Ic的形狀與氣水分離器盒體Ia相適應(yīng)，它罩住氣水分離器盒體la，可避免噴淋水落入進(jìn)風(fēng)溫度測(cè)量部分包括鎧裝熱電偶2和熱電偶數(shù)顯表8。數(shù)顯表8與鎧裝熱電偶2可分開(kāi)。四通5的第二接口安裝有密封膠塞6，鎧裝熱電偶2的接線端通過(guò)熱電偶接表插頭7 與熱電偶數(shù)顯表8連接，鎧裝熱電偶2的感溫端穿過(guò)密封膠塞6、采樣管4和彎頭3插入氣水分離器采樣器1，密封膠塞6可分為上下兩半，取下密封膠塞后，四通5和采樣管可擰下來(lái)，并從熱電偶接表插頭7處退出來(lái)。鎧裝熱電偶2是可彎曲的，將其盤(pán)起來(lái)與氣水分離器采樣器和彎頭放在一起裝箱即可。濕度測(cè)量部分包括干球溫度計(jì)13、濕球溫度計(jì)15、濕球水盒17、引風(fēng)機(jī)19和第一連接管路。連接管路包括第一快接頭9、引風(fēng)軟管10、機(jī)架18、引風(fēng)硬管快接頭11和引風(fēng)硬管12。引風(fēng)機(jī)19與引風(fēng)硬管12都固定在機(jī)架18上，引風(fēng)硬管12可直接連到引風(fēng)機(jī)19 的進(jìn)風(fēng)口。引風(fēng)硬管12依次通過(guò)引風(fēng)硬管快接頭11，引風(fēng)軟管10、第一快接頭9及四通5 的第三接口與采樣管4連起來(lái)。第一快接頭9、引風(fēng)軟管10、引風(fēng)硬管快接頭11可以使引風(fēng)軟管10在四通5和引風(fēng)硬管12之間進(jìn)行快速裝拆。在引風(fēng)硬管12上方開(kāi)兩個(gè)插孔，分別用于安裝氣象測(cè)量用的干球溫度計(jì)13和濕球溫度計(jì)15，干、濕球溫度計(jì)的插孔處均配有溫度計(jì)軟塞16，以防止漏風(fēng)，并避免溫度計(jì)玻璃管擠碰破損。干、濕球溫度計(jì)插入孔旁邊焊有溫度計(jì)支架14，以避免溫度計(jì)傾斜。在濕球溫度計(jì)15下方的引風(fēng)硬管處開(kāi)一個(gè)孔，孔下方裝有透明的濕球水盒17，濕球水盒17和濕球溫度計(jì)15的濕球之間安裝有導(dǎo)管；為方便拆裝，導(dǎo)管可采用外螺短管，采用有機(jī)玻璃的內(nèi)螺容器作為濕球水盒17，測(cè)量濕度前，確認(rèn)紗布包裹濕球完好，將濕球溫度計(jì)15插入到位后，垂吊的紗布就從從孔中穿出抵達(dá)水盒內(nèi)；水就在毛細(xì)作用下，沿著紗布上升，將濕球完全潤(rùn)濕。調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，使得吹過(guò)干濕球的風(fēng)速為2. 5 3m/s，符合測(cè)量干濕球溫度的規(guī)范。濕球紗布上的水蒸發(fā)一段時(shí)間后，可看到透明水盒內(nèi)的水位下降；若水盒內(nèi)水位較低(如低于IOmm)時(shí)，則可暫停測(cè)量，擰下水盒補(bǔ)水。壓力測(cè)量部分包括壓差計(jì)M和第二連接管路，壓差計(jì)M通過(guò)第二連接管路與四通的第四接口相連。第二連接管路包括第二快接頭20、采樣取壓軟管21、壓差計(jì)快接頭22和環(huán)境取壓軟管23。環(huán)境取壓軟管23安裝在壓差計(jì)M的高壓接口上，用于接通環(huán)境大氣。壓差計(jì)M 經(jīng)采樣取壓軟管21和四通5的第四接口與采樣管4連起來(lái)，使其接通噴淋區(qū)和雨區(qū)的濕空氣。四通的第四接口和壓差計(jì)M低壓接口各裝有一個(gè)軟管快接頭(第二快接頭20、和壓差計(jì)快接頭22)，這樣，采樣取壓軟管21可在四通5和壓差計(jì)M之間快速裝拆。測(cè)壓差時(shí)，將四通5的其它兩個(gè)出風(fēng)口(即第二接口和第三接口)都堵住，此時(shí)取樣管和采樣器中的濕空氣是靜止的，故壓差計(jì)M低壓接管處的濕空氣壓力就等于采樣器處的濕空氣壓力?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)量完后，需要對(duì)本系統(tǒng)解體，以便攜帶和運(yùn)輸。拆卸的步驟與安裝步驟基本相反。在引風(fēng)機(jī)作用下，氣水分離采樣器1附近的濕空氣會(huì)攜帶部分小水滴進(jìn)入氣水分離采樣器。密度比濕空氣大得多的小水滴，慣性也比濕空氣大得多，在隨濕空氣進(jìn)入氣水分離采樣器的過(guò)程中，因流動(dòng)方向劇烈變化和流道面積劇烈變化，小水滴會(huì)被截留下來(lái)，不會(huì)淋濕熱電偶2，而濕空氣會(huì)掠過(guò)熱電偶并進(jìn)入采樣管4和四通5。具體實(shí)施時(shí)，考慮到采樣頭要伸進(jìn)噴淋區(qū)或雨區(qū)，而熱電偶數(shù)顯表，干、濕球溫度計(jì)和壓差計(jì)M在噴淋區(qū)或雨區(qū)之外，故采樣管可能有5 8米長(zhǎng)。為避免到現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)， 因尺寸過(guò)大而攜帶不便，整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到了拆裝的方便性。以上所述為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，但本發(fā)明不應(yīng)該局限于該實(shí)施例和附圖所公開(kāi)的內(nèi)容。所以凡是不脫離本發(fā)明所公開(kāi)的精神下完成的等效或修改，都落入本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種水風(fēng)逆流濕空氣參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括通過(guò)一個(gè)連接件相互連通的氣水分離采樣部分、溫度測(cè)量部分、濕度測(cè)量部分和壓力測(cè)量部分；氣水分離采樣部分包括氣水分離器采樣器(1)和采樣管，氣水分離器采樣器(1)通過(guò)彎頭(3)與采樣管的一端連接，采樣管的另一端與連接件相連；溫度測(cè)量部分包括鎧裝熱電偶(2)和熱電偶數(shù)顯表(8)，鎧裝熱電偶(2)的接線端通過(guò)熱電偶接表插頭⑵與熱電偶數(shù)顯表⑶連接，感溫端穿過(guò)采樣管⑷和彎頭⑶插入氣水分離器采樣器(1)；濕度測(cè)量部分包括干球溫度計(jì)(13)、濕球溫度計(jì)(15)、濕球水盒(17)、引風(fēng)機(jī)(19)和第一連接管路；干球溫度計(jì)(1 和濕球溫度計(jì)(1 均通過(guò)第一連接管路與連接件相連，濕球水盒(17)位于濕球溫度計(jì)(15)的下方；壓力測(cè)量部分包括壓差計(jì)04)和第二連接管路，壓差計(jì)04)通過(guò)第二連接管路與連接件相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水風(fēng)逆流濕空氣參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，氣水分離器采樣器(1)包括氣水分離器盒體(la)、俯角進(jìn)風(fēng)的盒體葉片(Ib)和導(dǎo)流傘(Ic)；盒體葉片 (Ib)位于氣水分離器盒體(Ia)上，導(dǎo)流傘(Ic)罩住氣水分離器盒體(Ia)，三者形狀相匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水風(fēng)逆流濕空氣參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，第一連接管路包括第一快接頭(9)、引風(fēng)軟管(10)、機(jī)架(18)、引風(fēng)硬管快接頭(11)和引風(fēng)硬管(12)；引風(fēng)機(jī)(19)與引風(fēng)硬管(12)都固定在機(jī)架(18)上，引風(fēng)硬管(12)依次通過(guò)引風(fēng)硬管快接頭(11)，引風(fēng)軟管(10)和第一快接頭(9)與連接件相連。在引風(fēng)硬管(1 上方開(kāi)有用于干球溫度計(jì)(1 和濕球溫度計(jì)(1 的兩個(gè)插孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水風(fēng)逆流濕空氣參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，干球溫度計(jì) (13)和濕球溫度計(jì)(1 的兩個(gè)插孔配有軟塞(16)，插孔旁邊安裝有避免溫度計(jì)傾斜的溫度計(jì)支架(14)，在濕球溫度計(jì)(1 下方的引風(fēng)硬管處開(kāi)一個(gè)孔，濕球水盒(17)安裝在孔下方，濕球水盒(17)和濕球溫度計(jì)(15)的濕球之間安裝有導(dǎo)管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水風(fēng)逆流濕空氣參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，第二連接管路包括第二快接頭(20)、采樣取壓軟管(21)、壓差計(jì)快接頭0 和環(huán)境取壓軟管03)；環(huán)境取壓軟管安裝在壓差計(jì)04)的高壓接口上，采樣取壓軟管的一端通過(guò)第二快接頭OO)與連接件相連，另一端通過(guò)壓差計(jì)快接頭0 與壓差計(jì)04)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水風(fēng)逆流濕空氣參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，連接件的熱電偶接口處安裝有密封膠塞(6)，密封膠塞(6)分為上下兩半。
全文摘要
本發(fā)明的一種水風(fēng)逆流濕空氣參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，包括氣水分離采樣、溫度測(cè)量、濕度測(cè)量和壓力測(cè)量四部分，可以測(cè)量各種工業(yè)噴淋空冷設(shè)備(如冷卻塔，蒸發(fā)式冷凝器等)的噴淋區(qū)和雨區(qū)濕空氣的溫度、濕度和壓力。在引風(fēng)機(jī)作用下，濕空氣攜帶小水滴進(jìn)入氣水分離采樣器，水滴從空氣流中分離出來(lái)，不會(huì)打濕熱電偶，熱電偶穿過(guò)采樣管接到數(shù)顯表，這樣就可讀出水風(fēng)逆流區(qū)域的濕空氣溫度。氣水分離后的濕空氣進(jìn)入特制的引風(fēng)管式干濕球溫度計(jì)，根據(jù)含濕量不變可換算出水風(fēng)逆流區(qū)域的空氣濕度。將氣水分離器和采樣管接通壓差計(jì)，可準(zhǔn)確測(cè)出水風(fēng)逆流區(qū)域的空氣壓力。
文檔編號(hào)G01K7/02GK102221418SQ20111014952
公開(kāi)日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者馮志力, 程奇, 陳良才 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)