专利名称：自动记录式通风干湿温度装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动记录式通风干湿温度装置，尤其是一种适应用于监测生
态环境温湿度的微变化状态的自动记录式干湿温度装置。
二背景技术：
干球温度、湿球温度和相对湿度是农业生态环境的重要因子，准确及时地记录这 些温湿度参数，对以后研究环境的变化对农业生态的影响是一个很重要的依据，因此记录 这些温湿度参数的装置是十分重要。在现有的记录这些温湿度参数的方法， 一种是使用人 工实时观测记录，这种方法不仅费时、费力、低效，而且也达不到及时记录保存微变动状态 过程的数值，尤其是容易丢失极限值；另外一种方法是使用如阿斯曼通风干湿表等装置进 行观测，由于无法转换成数字信号而不能通过数据采集记录处理器记录，也达不到及时记 录保存微变动状态过程的数值，也容易丢失极限值；同时由于其测头较大、灵敏度低，通常 反应速度以分钟计算，滞后性特别明显，很难捕捉瞬间变化的温湿度情况，尤其是极限值很 容易丢失，干球温度、湿球温度和相对湿度的极限值是研究环境的变化对农业生态的影响 重要的数据。
三
发明内容为了克服上述技术缺点，本实用新型的目的是提供一种自动记录式通风干湿温度 装置，不容易丢失极限值，能及时记录保存微变动状态过程的数值。 为达到上述目的，本实用新型采取的技术方案是包含有保湿装置、风道管、隔板、 风扇、热电偶湿球、热电偶温差湿球、热电偶温差干球、热电偶干球，保湿纱布、数字采集记 录处理器和恒温器；风道管设置有测量端口和排风端口并测量端口设置为开口向下且排风 端口的开口设置为与测量端口的开口设置为呈小于90°的夹角，在风道管的排风端口部位 设置有风扇，风道管的测量端口被隔板设置为分离成测量腔I和测量腔II，热电偶湿球和 热电偶温差湿球设置在风道管的测量腔I中，热电偶温差干球和热电偶干球设置在风道管 的测量腔II中，热电偶温差湿球的康铜电极输出端设置为与热电偶温差干球的康铜电极 输出端连接并热电偶温差湿球和热电偶温差干球的铜电极输出端设置为与数字采集记录 处理器的入口端连接，热电偶湿球和热电偶干球的铜和康铜电极两输出端分别与其参考端 连接后再设置为与数字采集记录处理器的入口端连接，热电偶湿球和热电偶干球的参考端 设置在恒温器中，保湿纱布的一端设置在保湿装置，保湿纱布的另一端设置为与热电偶湿 球和热电偶温差湿球可拆卸式联接。 热电偶湿球、热电偶温差湿球、热电偶温差干球和热电偶干球在风道管的测量端 口接受空气中的温度变化信号，并把温度变化信号传输到数字采集记录处理器中，由数字 采集记录处理器记录保存干球温度和湿球温度，通过戈夫-格雷奇(Goff-Gratch)饱和水 汽压计算公式通过计算机计算出相对湿度并记录保存，由于采用了数字采集记录处理器和 高灵敏度热电偶，因此不容易丢失极限值，能及时记录保存微变动状态过程的数值。[0006] 本实用新型设计了，保湿装置包含有大贮水器、挂钩、调节阀和小贮水器；大贮水
器的上端侧面上设置有加水和气体平衡口 ，大贮水器的上端面上设置有与其固定联接的挂 钩，大贮水器设置为通过水管与小贮水器串通联接，在大贮水器与小贮水器之间的水管上 设置有调节阀并调节阀设置为与水管串通联接，小贮水器上端面上的两侧设置有开口并一 个开口设置为通过水管与大贮水器联接且另一个开口中设置有保湿纱布。由于大贮水器的 储存水量大，可以长时间使保湿纱布保持湿润。 本实用新型设计了 ，数字采集记录处理器和恒温器设置为一体式联接。提高了数 字采集记录处理器和恒温器的灵敏度和精度。 本实用新型设计了，风道管的测量端口的风速设置为大于3米/秒。更准确地反 映环境温度的变化。 本实用新型设计了，数字采集记录处理器设置有U盘和通讯外接口。提高了极限 值的采集准确率和数据处理功能。 本实用新型设计了，恒温器设置为冰点恒温器。使数据直观和计算更简单准确。 本实用新型设计了 ，热电偶湿球、热电偶温差湿球、热电偶温差干球和热电偶干球
设置为铜-康铜电极。热电线性好，灵敏度高，提高了极限值的采集准确率。 本实用新型设计了 ，热电偶湿球、热电偶温差湿球、热电偶温差干球和热电偶干球
的测头设置为直径为0. 1-0. 5mm、不加保护管的裸测头。时间常数最小，能瞬间反应温度的
变化，灵敏度极高。 本实用新型设计了 ，风道管的测量端口和排风端口的联接部位设置为小于90 °弯 管。可以减小雨水进入风道且使进入风道的少量雨水及时从排风端口排出，防止损坏风扇 和进入支风道的测温点；风道管的外表面设置有金属质防辐射膜，有效避免太阳辐射造成 的测量误差。 根据戈夫-格雷奇(Goff-Gratch)饱和水汽压计算公式为 U = e/ew(t2) X100 (1.1) e = ew(t2)-AP(t「t》 (1.2) lgew(t2) = 10. 79574(l-T乂T)-5. 0281g(T/T》+l. 504X 10—4[1-10—8 2969(T/T1—"]+0. 4 2873X 10—3[104.76955(1—誦-1]+0. 78614 (1. 3) 式中，U相对湿度:干球温度；t2 :湿球温度；1\ :水的三相点温度(273. 16K);
T :绝对温度(K) ;A :干湿表系数(湿球未结冰时A = 0. 667X 10—3°C —1 ;湿球结冰时A = 0. 588X 10—3°C —0 ;P :本地气压(mb)。可知在干球温度和湿球温度已知的情况下，可以通过
计算而得出相对湿度。 现有的相对湿度观察记录方法主要由人工定时进行观察和记录，由于本实用新型
设计了热电偶湿球、热电偶温差湿球、热电偶温差干球、热电偶干球和数字采集记录处理 器，不但使干球温度和湿球温度能自动记录和保存，而且通过数字采集记录处理器，实现了 对相对湿度的数据自动计算、记录和保存，使本实用新型具有了只进行干球温度和湿球温 度测量、就可记录保存干球温度、湿球温度和相对湿度的特点。 另外已知湿球温度和干球温差可查湿度速查表或用快速简易速算表查相对湿度。四
附图为本实用新型示意图。
五具体实施方式附图为本实用新型的一个实施例，结合附图具体说明本实施例，包含有大贮水器l、 挂钩2 、调节阀5 、小贮水器6 、风道管16 、隔板14、风扇17 、网罩8 、热电偶湿球9 、热电偶温差湿 球10、热电偶温差干球11、热电偶干球12，保湿纱布7、数字采集记录处理器24和恒温器23 ; 在本实施例中，大贮水器1、挂钩2、调节阀5和小贮水器6组成了保湿装置，大贮水器1的上 端侧面上设置有加水和气体平衡口 ，大贮水器1的上端面上设置有与其固定联接的挂钩2，大 贮水器1设置为通过水管与小贮水器6串通联接，在大贮水器1与小贮水器6之间的水管上 设置有调节阀5并调节阀5设置为与水管串通联接，小贮水器6上端面上的两侧设置有开口 并一个开口设置为通过水管与大贮水器1联接且另一个开口中设置有保湿纱布7 ;保湿纱布 7的另一端设置为与热电偶湿球9和热电偶温差湿球10通过线绳扎紧式联接；风道管16的 外表面设置有金属质防辐射膜，风道管16设置有测量端口和排风端口并测量端口设置为开 口向下且排风端口的开口设置为与测量端口的开口设置为呈小于90°的夹角，风道管16的 测量端口和排风端口的联接部位设置为小于90°弯管，风道管16上端面上设置有挂钩2，在 风道管16的排风端口部位设置有风扇17，风道管16的测量端口被隔板14设置为分离成测 量腔I 13和测量腔I1 15，风道管16的测量端口的端面上设置有与风道管16固定联接的网 罩8，热电偶湿球9和热电偶温差湿球10设置在风道管16的测量腔I 13中，热电偶温差干 球11和热电偶干球12设置在风道管16的测量腔II 15中，热电偶温差湿球10的康铜电极 输出端设置为与热电偶温差干球11的康铜电极输出端连接并热电偶温差湿球10和热电偶温 差干球11的铜电极输出端设置为与数字采集记录处理器24的入口端连接，热电偶湿球9和 热电偶干球12的铜和康铜电极两输出端分别与其参考端连接后再设置为与数字采集记录处 理器24的入口端连接，热电偶湿球9和热电偶干球12的参考端设置在恒温器23中。在本实 施例中，风道管16排风端口的开口设置为与测量端口的开口设置为呈85° 热电偶湿球9、热电偶温差湿球10、热电偶温差干球11和热电偶干球12在风道 管16的测量端口接受空气中的温度变化信号，并把温度变化信号传输到数字采集记录处 理器24中，由数字采集记录处理器24记录保存干球温度和湿球温度，通过戈夫_格雷奇 (Goff-Gratch)饱和水汽压计算公式通过计算机算出相对湿度并记录保存。 在本实施例中，数字采集记录处理器24和恒温器23设置为一体式联接。 风道管16的测量端口的风速设置为大于3米/秒；在风扇17的作用下，使风道管 16的测量端口的空气产生流动，在本实施例中，风扇17设置为袖珍型轴流风机。 数字采集记录处理器24设置有U盘和通讯外接口，在本实施例中，数字采集记录 处理器24的选型是微伏级数字多点测温仪。 在本实施例中，恒温器23设置为冰点恒温器。 在本实施例中，热电偶湿球9、热电偶温差湿球10、热电偶温差干球11和热电偶干 球12设置为铜-康铜电极。 在本实施例中，热电偶湿球9、热电偶温差湿球10、热电偶温差干球11和热电偶干 球12的测头设置为直径为0. 5mm、不加保护管的裸测头。[0030] 在使用本实施时，由于数字采集记录处理器24和恒温器23设置为一体式联接；可 在其上部加装防风雨保护设施，或把其整体设置在室内，提高了数字采集记录处理器24和 恒温器23的灵敏度和精度。由于风扇17设置为袖珍型轴流风机，风道管16的测量端口的 风速大于3米/秒，使风道管16的测量端口有稳定的大于3米/秒风速，更准确地反应环境 温度的变化。由于恒温器23设置为冰点恒温器；这样热电偶测头测得的干湿球温度不需再 减去参考端温度，使计算更简单准确。由于数字采集记录处理器24设置有U盘和通讯外接 口河以连续采集时间间隔为1 2秒的温度和温差信号，提高了极限值的采集准确率，通 过软件分析对所采集的信号进行记录、转换、计算等各种数据处理，存储量可达数天至数个 月。并可通过接口把存储的数据复制或转移到上位机进一步进行存储处理。由于热电偶湿 球9、热电偶温差湿球10、热电偶温差干球ll和热电偶干球12设置为铜-康铜电极；其侧头 直径为lmm左右时间常数控制在l秒左右，完全能快速捕捉环境温湿度的微变过程，提高了 极限值的采集准确率。由于保湿纱布7设置为脱脂纱布；材料取用更方便。由于设计了挂钩
2;挂接更方便。由于设计了网罩8;防止了外来物对热电偶的损害。由于设计了风道管16
的测量端口和排风端口的联接部位设置为小于90°弯管式，排风端口向下稍有倾斜，风扇 17装置在排风端口里，离开出风口一段距离，这种结构可以减小雨水进入风道且使进入风 道的少量雨水及时从排风端口排出，防止损坏风扇17和进入支风道的测温点；风道管16的 外表面设置有金属质防辐射膜，有效避免太阳辐射造成的测量误差。由于热电偶湿球9、热 电偶温差湿球10、热电偶温差干球11和热电偶干球12的侧头设置为直径为0. 1-0. 5mm、不 加保护管的裸测头；由于热电偶设置在风道管16中，起到了对热电偶的测头的保护作用， 因而在使用裸测头时，使本实施例的时间常数最小，能瞬间反应温度的变化，灵敏度极高。 在本实用新型的第二个实施例中，风道管16排风端口的开口设置为与测量端口 的开口设置为呈65° ，热电偶湿球9、热电偶温差湿球10、热电偶温差干球11和热电偶干球 12的侧头设置为直径为0. lmm、不加保护管的裸测头。 在本实用新型的第三个实施例中，风道管16排风端口的开口设置为与测量端口 的开口设置为呈85° ，热电偶湿球9、热电偶温差湿球10、热电偶温差干球11和热电偶干球 12的侧头设置为直径为0. 37mm、不加保护管的裸测头。 在进行本实用新型的试验验证时，使用了经过山东省计量科学研究院标定的温度 计和阿斯曼通风干湿表为基准，发现热电偶湿球9、热电偶温差湿球10、热电偶温差干球11 和热电偶干球12的测头直径的大小对温度和相对湿度的精确度起到了很重要的作用，经 过多次试验，发现在测头的直径在O. 1 0. 5mm范围内时间常数小于l秒，能准确反映温度 的縮小变化，其中发现测头的最佳直径为0. 37mm。 在本实施例中，由于采用了数字采集记录处理器24和热电偶，使本实用新型具有 了一下特点 1 、通风干湿表是用于空气相对湿度检测的大型和准确的气象仪器。用铜_康铜热 电偶作干湿温度传感器组合，通过自动记录和数据处理作为一种快速准确、连续自动监测 空气的干湿温度、干湿温差和相对湿度的新型气象仪器有突出特点，比阿斯曼通风干湿表 等湿度检测仪表有更广泛的应用价值。 2、高灵敏度和快速反应特性环境中的空气温湿度是不断变化的，有些环境的微 变过程是非常复杂的，一阵风、一片云。人体靠近的冷热物体扰动等都会引起环境的温湿度变化。目前常规的接触性温湿度检测仪器由于其测头较大、灵敏度低，通常反应速度以分钟 计算，滞后性特别明显，很难捕捉瞬间变化的温湿度情况，尤其是极限值很容易丢失。利用 铜-康铜热电偶组合的温度传感器其测头很小(lmm左右)时间常数控制在l秒左右，完全 能快速捕捉环境温湿度的微变过程，这是目前水银温度计和热电阻类、热敏电阻类等温度 传感器达不到的。 3、干湿温度温差和相对湿度多种参数显示一般的干湿温度表只显示干湿温度
值，自记型铜-康铜热电偶通风干湿表在数据处理器上至少显示干湿球温度、干湿温差和
相对湿度四个参数。其中干湿温差有两个来源， 一个是直接测得的， 一个是通过干球温度和
湿球温度计算得来，两者可互相验证和校正，提高了测量结果的准确性。 4、通风装置轻便容易挂装、防风雨、防辐射、防虫蛾，适于野外使用自记型热电偶
通风干湿温度表通风装置采用全塑料质弯管设计形式，轻便易于整体吊装，对安装部位没
有特殊要求。风机嵌入风道内不怕风雨，电动风机风速标定在3米/秒以上。风道风机出
风口端向下倾斜，使雨水无法进入风道内部及温度传感器组合测点部位，保证干湿球测量
准确。风道通体都用金属质防辐射材料贴面，避免了太阳辐射对测量结果的影响。风道的
进风支管口设置了不锈钢丝网，可防止虫蛾进入和管口污物堵塞。风道整体在野外长年安
全使用，不需增设保护设施。 5、自动供水长期无人值守一般的干湿温度表需经常加水以保证湿球测点的湿润 状态。自记型铜_康铜热电偶通风干湿表设置有大小贮水器和调节管阀实现自动供水，能 在数天至数月时间内维持水分自动供应，做到较长时间的无人值守自动运行状态。 6、记录仪器高精度高灵敏度具有数据处理的功能最适于环境动态和微变过程监
测采用微伏级信号采集记录和处理装置，铜-康铜热电偶的测温精确度可达o. rc，分辨
率0.05t:。多点采样l秒内完成，最适于动态微变过程的监测。温度、温差和相对湿度等参 数自动记录、转换和计算可以由数字、曲线、棒图等多种形式显示。数据可经由U盘和接口 通讯，转存到上位机进行更多计算和处理。 7、自记型铜-康铜热电偶通风干湿表适于监测空气干湿球温度和相对湿度，野外 观测不需增设保护性设施，一次安置常年使用。可用于生态环境、多种小气候、树冠微气候 动态和微变过程测检。用于冷库、气调库等贮藏保鲜设施内的温湿度动态监测为贮藏保鲜 原理研究和工艺参数的准确控制，提供详细数据，作用颇大。 在自动记录式通风干湿温度装置技术领域内，凡是包含有风道管16设置有测量 端口和排风端口并测量端口设置为开口向下且排风端口的开口设置为与测量端口的开口 设置为呈小于90°的夹角、在风道管16的排风端口部位设置有风扇17、风道管16的测量 端口被隔板14设置为分离成测量腔I 13和测量腔I1 15、热电偶湿球9和热电偶温差湿球 10设置在风道管16的测量腔I 13中、热电偶温差干球11和热电偶干球12设置在风道管 16的测量腔II 15中、热电偶温差湿球10的康铜电极输出端设置为与热电偶温差干球11 的康铜电极输出端连接并热电偶温差湿球IO和热电偶温差干球11的铜电极输出端设置为 与数字采集记录处理器24的入口端连接、热电偶湿球9和热电偶干球12的铜和康铜电极 两输出端分别与其参考端连接后再设置为与数字采集记录处理器24的入口端连接、热电 偶湿球9和热电偶干球12的参考端设置在恒温器23中的技术内容都在本实用新型的保护 范围内。
权利要求一种自动记录式通风干湿温度装置；其特征是包含有保湿装置、风道(16)、隔板(14)、风扇(17)、热电偶湿球(9)、热电偶温差湿球(10)、热电偶温差干球(11)、热电偶干球(12)、保湿纱布(7)、数字采集记录处理器(24)和恒温器(23)；风道管(16)设置有测量端口和排风端口并测量端口设置为开口向下且排风端口的开口设置为与测量端口的开口设置为呈小于90°的夹角，在风道管(16)的排风端口部位设置有风扇(17)，风道管(16)的测量端口被隔板(14)设置为分离成测量腔I(13)和测量腔II(15)，热电偶湿球(9)和热电偶温差湿球(10)设置在风道管(16)的测量腔I(13)中，热电偶温差干球(11)和热电偶干球(12)设置在风道管(16)的测量腔II(15)中，热电偶温差湿球(10)的康铜电极输出端设置为与热电偶温差干球(11)的康铜电极输出端连接并热电偶温差湿球(10)和热电偶温差干球(11)的铜电极输出端设置为与数字采集记录处理器(24)的入口端连接，热电偶湿球(9)和热电偶干球(12)的铜和康铜电极两输出端分别与其参考端连接后再设置为与数字采集记录处理器(24)的入口端连接，热电偶湿球(9)和热电偶干球(12)的参考端设置在恒温器(23)中，保湿纱布(7)的一端设置在保湿装置，保湿纱布(7)的另一端设置为与热电偶湿球(9)和热电偶温差湿球(10)可拆卸式联接。
2. 根据权利要求1所述的自动记录式通风干湿温度装置；其特征是保湿装置包含有 大贮水器(D、挂钩(2)、调节阀(5)和小贮水器(6);大贮水器(1)的上端侧面上设置有加 水和气体平衡口，大贮水器(1)的上端面上设置有与其固定联接的挂钩(2)，大贮水器(1) 设置为通过水管与小贮水器(6)串通联接，在大贮水器(1)与小贮水器(6)之间的水管上 设置有调节阀(5)并调节阀(5)设置为与水管串通联接，小贮水器(6)上端面上的两侧设 置有开口并一个开口设置为通过水管与大贮水器(1)联接且另一个开口中设置有保湿纱 布(7)。
3. 根据权利要求2所述的自动记录式通风干湿温度装置；其特征是数字采集记录处 理器(24)和恒温器(23)设置为一体式联接。
4. 根据权利要求1所述的自动记录式通风干湿温度装置；其特征是数字采集记录处 理器(24)设置有U盘和通讯外接口 。
5. 根据权利要求1所述的自动记录式通风干湿温度装置；其特征是恒温器(23)设置为冰点恒温器。
6. 根据权利要求1所述的自动记录式通风干湿温度装置；其特征是热电偶湿球(9)、热电偶温差湿球ao)、热电偶温差干球ai)和热电偶干球(12)设置为铜-康铜电极。
7. 根据权利要求1所述的自动记录式通风干湿温度装置；其特征是热电偶湿球(9)、热电偶温差湿球ao)、热电偶温差干球ai)和热电偶干球(12)的测头设置为直径为0. 1-0. 5mm、不加保护管的裸测头。
8. 根据权利要求1所述的自动记录式通风干湿温度装置；其特征是风道管(16)的测 量端口和排风端口的联接部位设置为<90°角弯管，风道管(16)的外表面设置有金属质 防辐射膜。
9. 根据权利要求1所述的自动记录式通风干湿温度装置；其特征是风道管(16)的测 量端口的风速设置为大于3米/秒。
专利摘要一种自动记录式通风干湿温度装置，包含有保湿装置、风道(16)、隔板(14)、风扇(17)、热电偶湿球(9)、热电偶温差湿球(10)、热电偶温差干球(11)、热电偶干球(12)、保湿纱布(7)、数字采集记录处理器(24)和恒温器(23)；风道管(16)的测量端口被隔板(14)设置为分离成测量腔I(13)和测量腔II(15)，热电偶湿球(9)和热电偶温差湿球(10)设置在风道管(16)的测量腔I(13)中，热电偶温差干球(11)和热电偶干球(12)设置在风道管(16)的测量腔II(15)中，热电偶温差湿球(10)和热电偶温差干球(11)的铜电极输出端、热电偶湿球(9)和热电偶干球(12)的铜和康铜电极两输出端设置为与数字采集记录处理器(24)的入口端连接。因此不容易丢失极限值，能及时记录保存微变动状态过程的数值。
文档编号G01K7/02GK201488833SQ20092022490
公开日2010年5月26日 申请日期2009年8月14日 优先权日2009年8月14日
发明者于兰岭, 刘晓辉, 王淑贞, 赵峰, 鲁墨森, 鲁宁琳 申请人:山东省果树研究所