一种用于高湿环境下的湿度传感器的标定方法技术

本发明专利技术提供了一种用于高湿环境下的湿度传感器的标定方法，包括：在恒温槽内的水面上方安装有加热装置及反馈温度探头，在所述恒温槽外安装有湿度传感器的电控部件，所述湿度传感器的温湿度传感探头放置在所述加热装置上；采用所述电控部件，控制所述加热装置跟随恒温槽设定温度加热到多个不同的温度点；在每个温度持续一段时间，直到所述温湿度传感探头周围的水汽处于饱和汽状态且反馈温度与湿度传感器显示温度一致；根据当前所述温度对应的饱和水汽绝对湿度值，对所述湿度传感器进行标定。本发明专利技术实施例的方法，通过恒温槽模拟高湿环境下的湿度值，又通过加热及温度反馈系统判断系统是否达到要求，从而实现对现有的湿度传感器的测量范围进行标定。

Calibration method of humidity sensor used in high humidity environment

The present invention provides a method for calibrating humidity sensor, high humidity environment includes: the upper surface in the thermostatic groove is installed on the heating device and feedback temperature probe, an electric component humidity sensor mounted on the thermostat, temperature and humidity sensor of the humidity sensor is arranged on the heating device; the electric control parts, control the heating device with heating thermostat set temperature to different temperature; at each temperature for a period of time, around until the temperature and humidity sensor probe in water vapor saturated vapor temperature and humidity sensor and feedback display temperature according to the absolute humidity saturation; the water current value corresponding to the temperature, the humidity sensor calibration. The embodiment of the invention, through constant temperature trough simulation under high humidity environment, humidity, and through heating and temperature feedback system to determine whether the system can meet the requirements, so as to realize the measuring range of the existing humidity sensor calibration.

【技术实现步骤摘要】
一种用于高湿环境下的湿度传感器的标定方法
本专利技术涉及测试
，特别是涉及一种用于高温环境下的湿度传感器的标定方法。
技术介绍
石油化工、电力烟囱气体排量是否符合国家环保标准，需要对烟囱中的水汽含量进行精确测量。现有的湿度传感器按测试原理可分为干湿球法、增重法、湿敏电容式、半导体式、露点仪、红外式及可调谐半导体光谱吸收(TDLAS)等几种，但是高温烟气环境下：现有的湿度传感器并不适合烟囱的测试环境。TDLAS气体传感器前端传感探头均为光学器件，不受电磁干扰，激光线宽窄，不受其他气体干扰，是最适合高温烟气监测的气体传感器。但是对于TDLAS在高温烟气中的应用有一个技术难题：烟囱中的气体温度一般在50～200℃，甚至会高达400℃，因此即使是水汽含量很低，绝对湿度数值也很大(50000～200000ppm)。即使TDLAS技术能够满足高温烟气的湿度测试要求，用以湿度校准和标定的装置(如露点仪和湿度发生器)自身的测量范围较小，无法满足要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有的湿度传感器自身的测量范围较小，无法满足要求。本专利技术的实施例提供一种用于高温环境下的湿度传感器的标定方法，包括：在恒温槽内的水面上方安装有加热装置、所述湿度传感器的温湿度传感探头，在所述恒温槽外安装有湿度传感器的电控部件，所述湿度传感器的温湿度传感探头放置在所述加热装置上；采用所述电控部件，跟随恒温槽设定温度控制所述加热装置加热到多个不同的温度点，所述电控部件连接的反馈温度探头在所述水面上方，用于检测各个温度点；在每个温度持续一段时间，直到所述温湿度传感探头周围的水汽处于饱和汽状态且温度与反馈温度探头检测的温度一致；在所述水汽处于饱和汽状态且温度一致，根据当前所述温度对应的湿度值，对所述湿度传感器进行标定。优选地，所述方法之前包括：采用湿度发生器及露点仪测得的基准湿度值，对所述湿度传感器进行预标定。优选地，所述加热到多个不同的温度点的过程包括：所述电控部件控制所述加热装置加热到第一温度时，所述湿度传感器在所述恒温槽内检测到相同的所述基准湿度值；所述电控部件控制所述加热装置，在所述第一温度的基础上，加热到所述多个温度点。优选地，所述基准湿度值为20000±5000ppm；所述第一温度为20摄氏度；多个所述温度点为序列X，X＝20+10N，N为正整数。优选地，每个温度持续一段时间包括：所述N不大于5，持续40分钟；所述N大于5，持续60分钟。优选地，所述加热装置为加热膜；所述电控部件包括：放置在所述恒温槽外部的TDLAS主机和与所述加热膜连接的温控开关，安装在所述恒温槽内与所述温控开关电连接的监测所述加热膜温度的反馈温度探头。优选地，所述恒温槽还包括，部分置于所述恒温槽内，用于显示所述加热膜下方的所述传感部件周围的湿气温度是否恒定的温度计。与现有技术相比，本专利技术包括以下优点：本专利技术实施例的方法，通过恒温槽模拟高温环境下的湿度值，从而实现对现有的湿度传感器的测量范围进行标定。标定后的湿度传感器可用于湿度测量范围广的高温环境。附图说明图1是实施例中采用的恒温槽的结构示意图；图2是实施例的流程图；图3是实施例的装置的工作原理图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。参照图1，示出了本专利技术的实施例中的硬件环境结构。恒温槽内安装有加热膜，加热膜下方有型号为PT100的反馈温度探头及气室，反馈温度探头用于监测加热膜的温度。恒温槽外部具有控制加热膜加热温度的温控开关、以及TDLAS主机。在实施例中，湿度传感器的标定采用TDLAS进行标定，当然，也同样适用于其他型号的传感器。TDLAS湿度传感器分为TDLAS主机和气室(探测部分)两部分，他们通过光纤连接，气室内安装有TDLAS湿度传感器的温湿度传感探头。下面详细说明标定过程。参见图2、图3，一种用于高温环境下的湿度传感器的标定方法，包括：S11：在恒温槽内的水面上方安装有加热装置、所述湿度传感器的温湿度传感探头，在所述恒温槽外安装有湿度传感器的电控部件，所述湿度传感器的温湿度传感探头放置在所述加热装置上；S12：采用所述电控部件，跟随恒温槽设定温度控制所述加热装置加热到多个不同的温度点，所述电控部件连接的反馈温度探头在所述水面上方，用于检测各个温度点；S13：在每个温度持续一段时间，直到所述温湿度传感探头周围的水汽处于饱和汽状态且温度与反馈温度探头检测的温度一致；S14：在所述水汽处于饱和汽状态且温度一致，根据当前所述温度对应的湿度值，对所述湿度传感器进行标定。其中，所述加热装置为图1中的加热膜；所述电控部件包括：图1中放置在所述恒温槽外部的TDLAS主机和与所述加热膜连接的温控开关，安装在所述恒温槽内与所述温控开关电连接的监测所述加热膜温度的反馈温度探头PT100。湿度传感器的温湿度传感探头位于所述图1中的加热膜下方的气室内。所述恒温槽还包括，部分置于所述恒温槽内，用于显示所述加热膜下方的所述温湿度传感探头周围的湿气温度是否恒定的温度计。本专利技术实施例的方法，通过恒温槽模拟高温环境下的湿度值，从而实现对现有的湿度传感器的测量范围进行标定。标定后的湿度传感器可用于湿度测量范围广的高温环境。下面对具体的标定过程详细说明。首先，在标定之前，采用的湿度传感器需要经过预标定。采用湿度发生器及露点仪测得的基准湿度值，对所述湿度传感器进行预标定。预标定后，作为一个首次标定的基准。例如，所述基准湿度值为20000±5000ppm；所述第一温度为20摄氏度；利用湿度标定装置(湿度发生器及露点仪)标定湿度传感器30℃、55％RH相对湿度点(相当于23℃、100％饱和水汽的绝对湿度湿度值)，即确定在此湿度点下，湿度传感器示值准确；将湿度传感器的温湿度传感探头放入恒温槽，恒温槽温度设置20摄氏度，恒温槽温度稳定后，观察传感器读数，如传感器绝对湿度湿度稳定于23694ppm±300ppm(相当于20℃，100％RH的绝对湿度)超过半小时，且感应的温度与所述反馈温度探头检测的温度一致，则认为恒温槽上层水汽稳定并达到饱和状态。预标定之后，加热到多个不同的温度点的过程包括：所述电控部件控制所述加热装置加热到第一温度时，所述湿度传感器在所述恒温槽内检测到相同的所述基准湿度值；所述电控部件控制所述加热装置，在所述第一温度的基础上，加热到所述多个温度点。每个温度点均需要温湿度传感探头感应的温度与所述反馈温度探头检测的温度一致。其中，多个所述温度点为序列X，X＝20+10N，N为正整数。在温度一致后，每个温度持续一段时间包括：所述N不大于5，持续40分钟；所述N大于5，持续60分钟。分别记录40℃、60℃、80℃饱和水汽环境下的过程输出值ratio，形成运算过程值ratio与标准值的曲线，取其系数作为标定参数，输入系统进行标定。最后对传感器进行校验。标定数据设定(各温度的饱和气ppmv值可根据维萨拉湿度计算软件得到)注：等同温、湿度环境仅为与标定点绝对湿度相近的高温低温环境之一，只为举例说明。最终的标定过程如下：由朗伯-比尔定律，气体分子体积比公式为：其中C表示统一单位截面面积内待测气体成分分子数与总气体分子数之比，I0为入射光光强，It为经过气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高温环境下的湿度传感器的标定方法，其特征在于，包括：在恒温槽内的水面上方安装有加热装置、所述湿度传感器的温湿度传感探头，在所述恒温槽外安装有湿度传感器的电控部件，所述湿度传感器的温湿度传感探头放置在所述加热装置上；采用所述电控部件，跟随恒温槽设定温度控制所述加热装置加热到多个不同的温度点，所述电控部件连接的反馈温度探头在所述水面上方，用于检测各个温度点；在每个温度持续一段时间，直到所述温湿度传感探头周围的水汽处于饱和汽状态且温度与反馈温度探头检测的温度一致；在所述水汽处于饱和汽状态且温度一致，根据当前所述温度对应的湿度值，对所述湿度传感器进行标定。

【技术特征摘要】
1.一种用于高温环境下的湿度传感器的标定方法，其特征在于，包括：在恒温槽内的水面上方安装有加热装置、所述湿度传感器的温湿度传感探头，在所述恒温槽外安装有湿度传感器的电控部件，所述湿度传感器的温湿度传感探头放置在所述加热装置上；采用所述电控部件，跟随恒温槽设定温度控制所述加热装置加热到多个不同的温度点，所述电控部件连接的反馈温度探头在所述水面上方，用于检测各个温度点；在每个温度持续一段时间，直到所述温湿度传感探头周围的水汽处于饱和汽状态且温度与反馈温度探头检测的温度一致；在所述水汽处于饱和汽状态且温度一致，根据当前所述温度对应的湿度值，对所述湿度传感器进行标定。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法之前包括：采用湿度发生器及露点仪测得的基准湿度值，对所述湿度传感器进行预标定。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述加热到多个不同的温度点的过程包...

【专利技术属性】
技术研发人员：高翔，常洋，李彦林，孙菲，
申请(专利权)人：北京航天易联科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11