温度湿度控制系统及润滑性能试验系统的制作方法

本公开涉及润滑性能评定试验技术领域，尤其涉及一种温度湿度控制系统及润滑性能试验系统。

背景技术：

目前石油行业标准《柴油润滑性评定试验(高频往复性试验机法)》(sh/t0765-05)用于评定柴油润滑性能。由于试验机环境温湿度会对试验结果产生影响，试验方法规定了试验环境温湿度的允许范围。

为解决上述技术问题，一种现有解决方式通常为使用不同盐的饱和溶液，例如碳酸钾(k2co3)和碘化钠(nai)饱和溶液来控制试验箱内的湿度。然而，要维持试验箱内的相对湿度平衡在50％左右，采用上述现有解决方式则会存在时间长，效率低，操作不便等问题，特别是我国南方地区相对湿度大部分时间大于85％，而北方地区大部分时间相对湿度小于20％，更是如此。再者，碳酸钾和碘化钠饱和溶液长时间使用，会对设备产生腐蚀。另外，现有试验箱通常不具备温度控制能力，只能通过调节试验室温度来控制试验环境温度，导致能耗升高，效率降低。

为解决上述技术问题，另一种现有解决方式为采用半导体制冷技术，对试验机的试验环境温度降温。然而，采用上述现有解决方式仍然存在冷却效率低，影响试验效率的问题。

技术实现要素：

本公开的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种湿度控制稳定、灵敏，自动化程度高、操作简便的温度湿度控制系统。

本公开的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种具有该温度湿度控制系统的润滑性能试验系统。

为实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

根据本公开的一个方面，提供一种温度湿度控制系统。其中，所述温度湿度控制系统包括容器、温度控制模块以及湿度控制模块。所述温度控制模块包括循环水浴、换热装置及温度控制单元。所述循环水浴储存有换热介质。所述换热装置设于所述容器内并通过循环管线连通于所述循环水浴，所述换热介质经由所述循环管线于所述循环水浴与所述换热装置之间循环换热。所述温度控制单元被配置为控制所述循环水浴调节所述换热介质的温度。所述湿度控制模块包括气泵、加湿装置、除湿装置及湿度控制单元。所述加湿装置通过供气管线连通于所述气泵，并被配置为对所述气泵输送的气体加湿后输入所述容器。所述除湿装置通过供气管线连通于所述气泵，并被配置为对所述气泵输送的气体除湿后输入所述容器。所述湿度控制单元被配置为控制所述气泵选择性地与所述加湿装置或所述除湿装置连通。

根据本公开的其中一个实施方式，所述温度控制模块包括多个所述换热装置，多个所述换热装置通过所述循环管线分别连通于所述循环水浴，所述换热介质经由所述循环管线于所述循环水浴与多个所述换热装置之间循环换热。

根据本公开的其中一个实施方式，所述温度控制模块还包括风扇。所述风扇设于所述换热装置。

根据本公开的其中一个实施方式，所述温度控制单元包括温度控制器以及温度传感器。所述温度控制器电连接于所述循环水浴。所述温度传感器电连接于所述温度控制器并设于所述容器内，所述温度传感器被配置为采集所述容器内的温度信息。其中，所述温度控制器被配置为根据所述温度信息控制所述循环水浴的工作状态。

根据本公开的其中一个实施方式，所述湿度控制模块还包括控制阀组。所述控制阀组设于所述供气管线并电连接于所述湿度控制单元。其中，所述湿度控制单元被配置为通过控制所述控制阀组，而使所述气泵选择性地与所述加湿装置或所述除湿装置连通。

根据本公开的其中一个实施方式，所述供气管线包括加湿管线和除湿管线，所述加湿管线连通于所述气泵与所述加湿装置之间，所述除湿管线连通于所述气泵与所述除湿装置之间。其中，所述控制阀组包括加湿电磁阀和除湿电磁阀，所述加湿电磁阀和所述除湿电磁阀分别设于所述加湿管线和所述除湿管线并分别电连接于所述湿度控制单元。其中，所述湿度控制单元被配置为通过控制所述加湿电磁阀和所述除湿电磁阀，而使所述气泵选择性地与所述加湿装置或所述除湿装置连通。

根据本公开的其中一个实施方式，所述湿度控制单元包括湿度控制器以及湿度传感器。所述湿度控制器分别电连接于所述气泵和所述控制阀组。所述湿度传感器电连接于所述湿度控制器并设于所述容器内，所述湿度传感器被配置为采集所述容器内的湿度信息。其中，所述湿度控制器被配置为根据所述湿度信息控制所述气泵和所述控制阀组的工作状态。

根据本公开的其中一个实施方式，所述湿度控制器与所述加湿电磁阀之间电连接有继电器，所述湿度控制器被配置为根据所述湿度信息控制所述继电器，并通过所述继电器控制所述加湿电磁阀的工作状态。和/或，所述湿度控制器与所述除湿电磁阀之间电连接有继电器，所述湿度控制器被配置为根据所述湿度信息控制所述继电器，并通过所述继电器控制所述除湿电磁阀的工作状态。

根据本公开的其中一个实施方式，所述加湿装置为水箱，所述水箱的箱体储存有水，所述气管连通于所述箱体的底部，所述容器内气体经由所述气泵和所述气管进入所述水箱时，气体以气泡形态与水混合，并以饱和水蒸气形态由所述水箱的排气口排出至所述容器内。和/或，所述除湿装置为干燥箱，所述干燥箱的箱体储存有干燥剂，所述容器内气体经由所述气泵和所述气管进入所述干燥箱时，气体与干燥剂混合形成干空气并由所述干燥箱的排气口排出至所述容器内。

根据本公开的另一个方面，提供一种润滑性能试验系统，包括试验组件。其中，所述润滑性能试验系统包括本公开提出的且在上述实施方式中所述的温度湿度控制系统。其中，所述试验组件设于所述容器内。

由上述技术方案可知，本公开提出的温度湿度控制系统及润滑性能试验系统的优点和积极效果在于：

本公开提出的温度湿度控制系统包括温度控制模块以及湿度控制模块。温度控制模块包括循环水浴、换热装置及温度控制单元。循环水浴储存有换热介质。换热装置设于容器内并通过循环管线连通于循环水浴，换热介质经由循环管线于循环水浴与换热装置之间循环换热。温度控制单元能控制循环水浴调节换热介质的温度。湿度控制模块包括气泵、加湿装置、除湿装置及湿度控制单元。加湿装置通过供气管线连通于气泵，并能对气泵输送的气体加湿后输入容器。除湿装置通过供气管线连通于气泵，并能对气泵输送的气体除湿后输入容器。湿度控制单元能控制气泵选择性地与加湿装置或除湿装置连通。通过上述结构设计，本公开提出的温度湿度控制系统对箱体内的相对湿度控制稳定、波动较小。通过循环水浴等结构设计，本公开能够优化对温度调节的精度和速度。另外，本公开能够实现温度和湿度的自动化调节控制，操作简单、控制效率较高。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本公开的优选实施方式的详细说明，本公开的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本公开的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种温度湿度控制系统的系统示意图；

图2是图1示出的温度湿度控制系统的自动控制示意图。

附图标记说明如下：

100.容器；

210.循环水浴；

211.循环管线；

212.循环管线；

220.换热装置；

221.风扇；

310.气泵；

320.加湿装置；

330.除湿装置；

341.加湿管线；

3411.加湿电磁阀；

342.除湿管线；

3421.除湿电磁阀；

351.湿度控制器；

3511.继电器；

352.温湿度传感器。

具体实施方式

体现本公开特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本公开能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本公开的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本公开。

在对本公开的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本公开的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本公开的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解的是，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本公开范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”、“之间”、“之内”等来描述本公开的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本公开的范围内。

参阅图1，其代表性地示出了本公开提出的温度湿度控制系统的系统示意图。在该示例性实施方式中，本公开提出的温度湿度控制系统是以应用于润滑性能试验系统，特别是以应用于柴油润滑性能实验系统为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本公开的相关设计应用于其他类型的润滑性能实验系统或其他试验设备中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本公开提出的温度湿度控制系统的原理的范围内。

如图1所示，在本实施方式中，本公开提出的温度湿度控制系统至少包括容器100、温度控制模块以及湿度控制模块。配合参阅图2，图2中代表性地示出了能够体现本公开原理的温度湿度控制系统的自动控制示意图。以下结合上述附图，对本公开提出的温度湿度控制系统的各主要组成部分的结构、连接方式和功能关系进行详细说明。

如图1和图2所示，在本实施方式中，温度控制模块至少包括循环水浴210、换热装置220及温度控制单元。具体而言，循环水浴210储存有换热介质，例如循环水。换热装置220设置在容器100内，且换热装置220通过循环管线211，212与循环水浴210循环连通，使得换热介质能够经由循环管线211，212在循环水浴210与换热装置220之间循环，从而实现对容器100内部环境的循环换热，进而实现对容器100内部环境的温度控制。其中，上述换热过程中，循环水浴210首先控制水浴温度，然后例如循环水的换热介质通过循环管线211，212连通于换热装置220而与容器100内部环境进行热交换。温度控制单元能够控制循环水浴210调节换热介质的温度，从而调节容器100内部环境的温度。

如图1和图2所示，在本实施方式中，湿度控制模块至少包括气泵310、加湿装置320、除湿装置330及湿度控制单元。具体而言，加湿装置320通过供气管线连通于气泵310，当气泵310输送的气体进入加湿装置320后，加湿装置320能够对该气体加湿后输入容器100，从而实现对容器100内部环境的加湿功能。除湿装置330通过供气管线连通于气泵310，当气泵310输送的气体进入除湿装置330后，除湿装置330能够对该气体除湿后输入容器100，从而实现对容器100内部环境的除湿干燥功能。湿度控制单元能够控制气泵310选择性地与加湿装置320或除湿装置330连通，从而控制加湿装置320或除湿装置330对容器100内部环境加湿或除湿干燥，进而实现对容器100内部环境的湿度控制。

通过上述设计，本公开提出的温度湿度控制系统对箱体内的相对湿度控制稳定、波动较小。通过循环水浴210等结构设计，本公开能够优化对温度调节的精度和速度。例如，利用循环水浴210实现温度调节功能，能够使容器100内部环境的温度控制精度精确至±0.2℃。另外，本公开能够实现温度和湿度的自动化调节控制，操作简单、控制效率较高。例如，利用上述自动控制设计，该温度湿度控制系统能够在5min左右使试验环境温度(即容器100内部环境温度)平衡在23.0℃±0.2℃的范围内，相对湿度平衡在50％±3％的范围内。

较佳地，如图1所示，在本实施方式中，温度控制模块可以优选地包括多个换热装置220。其中，多个换热装置220通过循环管线211，212分别与循环水浴210循环连通，换热介质经由循环管线211，212在循环水浴210与多个换热装置220之间循环换热。

进一步地，基于温度控制模块包括多个换热装置220的设计，在本实施方式中，温度控制模块还可以优选地包括与温度控制单元电连接的阀件，例如多向电磁阀。利用该多向电磁阀，温度控制单元能够控制循环水浴210选择性地与多个换热装置220的至少其中之一循环连通，从而根据不同的温度控制的需要，实现不同的换热速率的切换。

较佳地，如图1所示，在本实施方式中，温度控制模块还可以优选地包括风扇221。其中，风扇221设置在换热装置220上。风扇221可以与温度控制单元电连接，从而由温度控制单元对风扇221的启闭和转速进行控制。据此，风扇221能够配合换热装置220，实现对换热装置220与容器100内部环境之间换热过程中的辅助换热功能。

较佳地，在本实施方式中，换热装置220可以优选为水冷排等结构。在其他实施方式中，换热装置220亦可选择其他换热结构，并不以本实施方式为限。

较佳地，在本实施方式中，温度控制单元可以优选地采集容器100内部环境的温度信息，并根据该温度信息与温度的预设值对循环水浴210进行闭环跟踪控制。并且，当温度控制单元包括上述多向电磁阀和风扇221时，温度控制单元的上述闭环跟踪控制还可以同时针对多向电磁阀和风扇221进行。

进一步地，基于温度控制单元采集容器100内部环境的温度信息的设计，在本实施方式中，温度控制模块还可以优选地包括温度传感器和温度控制器。其中，该温度传感器设置在容器100内，且温度传感器电连接于温度控制器(还可电连接于多向电磁阀和风扇221)。温度控制器电连接于循环水浴210。温度控制器能够根据温度传感器采集的容器100内部环境的温度信息控制循环水浴210(还可包括多向电磁阀和风扇221)的工作状态。

较佳地，如图1和图2所示，在本实施方式中，湿度控制模块还可以优选地包括控制阀组。具体而言，控制阀组设置在供气管线上，且控制阀组电连接于湿度控制单元。湿度控制单元能够通过控制该控制阀组，而使气泵310选择性地与加湿装置320或除湿装置330连通，从而实现对湿度控制模块对容器100内部环境的加湿与除湿干燥功能的切换。

进一步地，如图1和图2所示，基于湿度控制模块包括控制阀组的设计，在本实施方式中，供气管线可以优选地包括加湿管线341和除湿管线342。具体而言，加湿管线341连通在气泵310与加湿装置320之间，除湿管线342连通在气泵310与除湿装置330之间。在此基础上，控制阀组可以优选地包括加湿电磁阀3411和除湿电磁阀3421。加湿电磁阀3411设置在加湿管线341上并与湿度控制单元电连接，除湿电磁阀3421设置在除湿管线342上并与湿度控制单元电连接。据此，湿度控制单元能够通过控制加湿电磁阀3411和除湿电磁阀3421，而使气泵310选择性地与加湿装置320或除湿装置330连通，进而实现对湿度控制模块对容器100内部环境的加湿与除湿干燥功能的切换。

较佳地，在本实施方式中，湿度控制单元可以优选地采集容器100内部环境的湿度信息，并根据该湿度信息与湿度的预设值对气泵310和控制阀组进行闭环跟踪控制。并且，当湿度控制单元包括上述加湿电磁阀3411和除湿电磁阀3421时，湿度控制单元的上述闭环跟踪控制还可以同时加湿电磁阀3411和除湿电磁阀3421进行。

进一步地，如图1和图2所示，基于湿度控制单元采集容器100内部环境的湿度的设计，在本实施方式中，湿度控制单元可以优选地包括湿度控制器351以及湿度传感器。具体而言，湿度控制器351分别电连接于气泵310和控制阀组(具体可包括加湿电磁阀3411和除湿电磁阀3421)。湿度传感器电连接于湿度控制器351并设置在容器100内，湿度传感器能够采集容器100内部环境的湿度信息，并能够根据上述湿度信息控制气泵310和控制阀组(具体可包括加湿电磁阀3411和除湿电磁阀3421)的工作状态。例如，湿度控制器351根据一预设值和温湿度传感器352采集到的相对湿度来判断容器100内是需要加湿或除湿干燥。当判断需要加湿，则湿度控制器351控制气泵310和加湿电磁阀3411同时开启，当判断需要除湿干燥，则湿度控制器351控制气泵310和干燥电磁阀同时开启。

更进一步地，如图1和图2所示，基于湿度控制单元包括湿度控制器351和湿度传感器的设计，在本实施方式中，湿度控制器351与控制阀组之间可以优选地电连接有继电器3511。据此，湿度控制器351能够通过继电器3511控制控制阀组的工作状态。当控制阀组包括上述加湿电磁阀3411和除湿电磁阀3421时，湿度控制器351与加湿电磁阀3411之间电连接有继电器3511，湿度控制器351能够通过继电器3511控制加湿电磁阀3411的工作状态。并且，湿度控制器351与除湿电磁阀3421之间电连接有另一继电器3511，湿度控制器351能够通过继电器3511控制除湿电磁阀3421的工作状态。

类似地，如图2所示，基于湿度控制单元包括湿度控制器351和湿度传感器的设计，在本实施方式中，湿度控制器351与气泵310之间亦可优选地电连接有又一继电器3511。据此，湿度控制器351能够通过继电器3511控制气泵310的工作状态。

更进一步地，基于上述各继电器3511的设计，在本实施方式中，各继电器3511的至少其中之一可以优选地选用固态继电器3511。

进一步地，基于温度控制单元包括温度控制器的设计，同时基于湿度控制单元包括湿度控制器351的设计，在本实施方式中，温度控制器和湿度控制器351的控制功能可以优选地集成在一个温湿度控制器351中。更进一步地，当本公开提出的温度湿度控制系统应用于润滑性能试验系统时，温度控制器和湿度控制器351的控制功能可以进一步优选地集成在润滑性能试验系统的温湿度控制器351中。据此，温湿度传感器352采集的温度信息和适度休息可以自动发送至温湿度控制器351中，该温湿度控制器351可以优选地采用将湿度传感器采集的相对湿度换算成绝对湿度的计算控制方式，据此能够进一步降低环境温度变化对相对湿度控制的耦合影响，使相对湿度控制更加稳定，波动更小。

进一步地，如图1和图2所示，基于温度控制单元包括温度传感器的设计，同时基于湿度控制单元包括湿度传感器的设计，在本实施方式中，本公开提出的温度湿度控制系统可以优选地包括温湿度传感器352。具体而言，该温湿度传感器352可以电连接于湿度控制器351，并可电连接于温度控制器。温湿度传感器352能够将对容器100内部环境的温度测量与湿度测量功能集于一身，同时实现对温度和湿度的测量。在其他实施方式中，亦可在容器100内分别设置独立的温度传感器与湿度传感器，并不以本实施方式为限。

较佳地，在本实施方式中，加湿装置320可以优选为水箱。具体而言，该水箱的箱体储存有水(优选为纯净水)，供气管线(加湿管线341)连通在箱体的底部，即，气体是由水箱底部进入其箱体内。据此，当气体经由气泵310和加湿管线341进入水箱时，气体是以气泡形态与水箱存储的水混合，并以饱和水蒸气形态由水箱的排气口排出至容器100内。

进一步地，如图1所示，基于加湿装置320选用水箱的设计，在本实施方式中，水箱可以优选地设置在容器100内，且水箱可以优选为大致呈柱型的结构。

需说明的是，如图1所示，在本实施方式中，加湿装置320可以优选地设置在容器100的内部。当加湿装置320为水箱时，上述饱和水蒸气可以经由水箱的排气口直接排至容器100内。在其他实施方式中，加湿装置320亦可设置在容器100的外部，且加湿装置320(例如水箱)的排气口可以通过管线与容器100连通。另外，加湿装置320可以为一个，亦可为两个以上。当加湿装置320为多个时，多个加湿装置320分别通过供气管线与气泵310连通，且并不限于全部加湿装置320均设置在容器100内。

较佳地，在本实施方式中，除湿装置330可以优选为干燥箱。具体而言，该干燥箱的箱体储存有干燥剂。气体经由气泵310和供气管线(除湿管线342)进入干燥箱时，气体与干燥剂混合形成干空气并由干燥箱的排气口排出至容器100内。

需说明的是，如图1所示，在本实施方式中，除湿装置330可以优选地设置在容器100的内部。当除湿装置330为干燥箱时，上述干空气可以经由干燥箱的排气口直接排至容器100内。在其他实施方式中，除湿装置330亦可设置在容器100的外部，且除湿装置330(例如干燥箱)的排气口可以通过管线与容器100连通。另外，除湿装置330可以为一个，亦可为两个以上。当除湿装置330为多个时，多个除湿装置330分别通过供气管线与气泵310连通，且并不限于全部除湿装置330均设置在容器100内。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的温度湿度控制系统仅仅是能够采用本公开原理的许多种控制系统中的几个示例。应当清楚地理解，本公开的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的温度湿度控制系统的任何细节或的任何部件。

举例而言，如图1所示，在本实施方式中，除循环水浴210及未示出的温度控制器以外，温度湿度控制系统的上述各结构或器件均优选地设置在容器100内。在其他实施方式中，除换热装置220、风扇221、温湿度传感器352(或温度传感器和湿度传感器)以外，温度湿度控制系统的其余各结构或器件亦可根据不同设计需要设置在容器100外部，并可将部分结构或器件通过供气管线、循环管线211，212或其他新增管线与容器100内部环境或设置在容器100内的其他结构连通，均不以本实施方式为限。

基于上述对本公开提出的温度湿度控制系统的示例性说明。以下将对本公开提出的润滑性能试验系统的一示例性实施方式进行说明。

在本实施方式中，本公开提出的润滑性能试验系统主要包括试验组件和本公开提出的且在上述实施方式中的温度湿度控制系统。其中，试验组件设置在温度湿度控制系统的容器内。换言之，当本公开提出的温度湿度控制系统应用于润滑性能试验系统时，温度湿度控制系统的容器亦可理解为润滑性能试验系统的试验箱。

需说明的是，当本公开提出的温度湿度控制系统应用于现有的润滑性能试验系统时，可对现有的润滑性能试验系统的试验箱(例如恒温恒湿箱)进行改造，作为温度湿度控制系统的容器。由于现有润滑性能试验系统的试验箱容积通常为0.1m³，同时考虑循环水浴的占用体积，因此可以优选地将循环水浴设置在试验箱外部。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的润滑性能试验系统仅仅是能够采用本公开原理的许多种试验系统能够中的几个示例。应当清楚地理解，本公开的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的润滑性能试验系统的任何细节或任何部件。

综上所述，本公开提出的温度湿度控制系统包括温度控制模块以及湿度控制模块。温度控制模块包括循环水浴、换热装置及温度控制单元。循环水浴储存有换热介质。换热装置设于容器内并通过循环管线连通于循环水浴，换热介质经由循环管线于循环水浴与换热装置之间循环换热。温度控制单元能控制循环水浴调节换热介质的温度。湿度控制模块包括气泵、加湿装置、除湿装置及湿度控制单元。加湿装置通过供气管线连通于气泵，并能对气泵输送的气体加湿后输入容器。除湿装置通过供气管线连通于气泵，并能对气泵输送的气体除湿后输入容器。湿度控制单元能控制气泵选择性地与加湿装置或除湿装置连通。通过上述结构设计，本公开提出的温度湿度控制系统对箱体内的相对湿度控制稳定、波动较小。通过循环水浴等结构设计，本公开能够优化对温度调节的精度和速度。另外，本公开能够实现温度和湿度的自动化调节控制，操作简单、控制效率较高。

以上详细地描述和/或图示了本公开提出的温度湿度控制系统及润滑性能试验系统的示例性实施方式。但本公开的实施方式不限于这里所描述的特定实施方式，相反，每个实施方式的组成部分和/或步骤可与这里所描述的其它组成部分和/或步骤独立和分开使用。一个实施方式的每个组成部分和/或每个步骤也可与其它实施方式的其它组成部分和/或步骤结合使用。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“一个”、“一”和“上述”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。此外，权利要求书及说明书中的术语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数字限制。

虽然已根据不同的特定实施例对本公开提出的温度湿度控制系统及润滑性能试验系统进行了描述，但本领域技术人员将会认识到可在权利要求的精神和范围内对本公开的实施进行改动。