1.一種高溫高壓相對濕度測量方法,其特征在于,包括如下步驟:
S1、采集氧化鋯傳感器輸出的氧濃差電動勢E,采集環(huán)境壓強Penvironment,采集環(huán)境溫度t;
S2、獲取溫度t下的飽和水蒸氣分壓Pm,求解環(huán)境相對濕度RH;所述
其中,R為理想氣體常數(shù)8.314J·mol-1·K-1,所述T為絕對溫度值值(K),所述F為法拉第常數(shù)96500c·mol-1,所述Pm為當(dāng)前環(huán)境溫度t下的飽和水蒸氣分壓。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高溫高壓相對濕度測量方法,其特征在于,所述步驟S1包括:
S11、依次采集N次氧化鋯傳感器輸出的氧濃差電動勢Ei,依次采集M次環(huán)境壓強Penvironmentj,依次采集L次環(huán)境溫度tk;所述i滿足1≤i≤N,Ei為最近第i次采集的所述輸出電動勢;所述j滿足1≤j≤M,Penvironment_j為最近第j次采集的所述環(huán)境壓強;所述k滿足1≤k≤L,tk為最近第k次采集的所述環(huán)境溫度;
S12、去除噪聲數(shù)據(jù)步驟:
計算各個氧濃差電動勢Ei的波動值BD_Ei,所述刪除波動指數(shù)BD_Ei≥α的輸出電動勢Ei;所述α取值為0<α≤0.5;
計算各個環(huán)境壓強Penvironment_j的波動值BD_Penvironment_j,所述刪除波動指數(shù)BD_Penvironment_j≥β的輸出電動勢Penvironment_j;所述β取值為0<β≤0.5;
計算各個輸出電動勢tk的波動值BD_tk,所述刪除波動指數(shù)BD_tk≥γ的輸出電動勢tk;所述γ取值為0<γ≤0.5;
S13、求解平均值步驟:求解余下的各個所述氧濃差電動勢Ei的平均值E;求解余下的各個所述環(huán)境壓強Penvironment_j的平均值Penvironment;求解余下的各個所述環(huán)境溫度tk的平均值t。
3.如權(quán)利要求1所述的一種高溫高壓相對濕度測量方法,其特征在于,所述步驟S2包括:
S21、根據(jù)所述氧濃差電動勢E、環(huán)境壓強Penvironment,求解被測氣體的水蒸氣分壓Pw,所述
S22、根據(jù)所述環(huán)境溫度t,獲取環(huán)境溫度t下的飽和水蒸氣分壓Pm;
S23、根據(jù)RH=Pw/Pm,求解環(huán)境相對濕度RH。
4.如權(quán)利要求1所述的一種高溫高壓相對濕度測量方法,其特征在于:在所述氧化鋯傳感器工作前,還包括氧化鋯傳感器的預(yù)熱步驟SA;所述步驟SA具體為:
SA、主控制器對氧化鋯傳感器的電熱絲進行加熱,采用PID算法使氧化鋯傳感器預(yù)熱到第一工作溫度Twork,所述Twork滿足:650℃≤Twork≤900℃。
5.如權(quán)利要求4所述的一種高溫高壓相對濕度測量方法,其特征在于:所述預(yù)熱步驟SA的預(yù)熱時長不少于5min。
6.一種高溫高壓相對濕度測量系統(tǒng),其特征在于:包括氧化鋯傳感器、環(huán)境溫度采集模塊、環(huán)境壓強采集模塊、主控制器、預(yù)熱模塊;
所述預(yù)熱模塊與所述主控制器的第一輸出端連接,所述預(yù)熱模塊用于對所述氧化鋯傳感器預(yù)熱;
所述氧化鋯傳感器與所述主控制器的第二輸入端連接;
所述環(huán)境溫度采集模塊與所述主控制器的第三輸入端連接;
所述環(huán)境壓強采集模塊與所述主控制器的第四輸入端連接;
所述主控制器采集氧化鋯傳感器輸出的氧濃差電動勢E,采集環(huán)境壓強采集模塊輸出的環(huán)境壓強Penvironment,采集環(huán)境溫度采集模塊輸出的環(huán)境溫度t;
所述主控制器被配置為:求解環(huán)境相對濕度RH;所述R為理想氣體常數(shù)8.314J·mol-1·K-1,所述T為絕對溫度值值(K),所述F為法拉第常數(shù)96500c·mol-1,所述Pm為當(dāng)前環(huán)境溫度t下的飽和水蒸氣分壓。
7.如權(quán)利要求6所述的一種高溫高壓相對濕度測量系統(tǒng),其特征在于,所述主控制器包含數(shù)字濾波模塊;所述數(shù)字濾波模塊為:
依次采集N次氧化鋯傳感器輸出的氧濃差電動勢Ei,依次采集M次環(huán)境壓強Penvironment_j,依次采集L次環(huán)境溫度tk;所述i滿足1≤i≤N,Ei為最近第i次采集的所述輸出電動勢;所述j滿足1≤j≤M,Penvironment_j為最近第j次采集的所述環(huán)境壓強;所述k滿足1≤k≤L,tk為最近第k次采集的所述環(huán)境溫度;
計算各個氧濃差電動勢Ei的波動值BD_Ei,所述刪除波動指數(shù)BD_Ei≥α的輸出電動勢Ei;所述α取值為0<α≤0.5;
計算各個環(huán)境壓強Penvironment_j的波動值BD_Penvironment_j,所述刪除波動指數(shù)BD_Penvironment_j≥β的輸出電動勢Penvironment_j;所述β取值為0<β≤0.5;
計算各個輸出電動勢tk的波動值BD_tk,所述刪除波動指數(shù)BD_tk≥γ的輸出電動勢tk;所述γ取值為0<γ≤0.5;
求解余下的各個所述氧濃差電動勢Ei的平均值E;求解余下的各個所述環(huán)境壓強Penvironment_j的平均值Penvironment;求解余下的各個所述環(huán)境溫度tk的平均值t。
8.如權(quán)利要求6所述的一種高溫高壓相對濕度測量系統(tǒng),其特征在于,所述主控制器包含相對濕度求解模塊,所述相對濕度求解模塊被配置為:
根據(jù)所述氧濃差電動勢E、環(huán)境壓強Penvironment,求解被測氣體的水蒸氣分壓Pw,所述
根據(jù)所述環(huán)境溫度t,獲取環(huán)境溫度t下的飽和水蒸氣分壓Pm;
根據(jù)RH=Pw/Pm,求解環(huán)境相對濕度RH。
9.如權(quán)利要求6所述的一種高溫高壓相對濕度測量系統(tǒng),其特征在于:所述預(yù)熱模塊對所述氧化鋯傳感器的預(yù)熱時長不少于5min。
10.如權(quán)利要求6所述的一種高溫高壓相對濕度測量系統(tǒng),其特征在于:還包括顯示模塊、輸入模塊,所述顯示模塊的輸入端與所述主控制器的第五輸出端連接;所述輸入模塊的輸入端與所述主控制器的第六輸出端連接。