一种用于恒温恒湿条件下电导率的测试系统技术领域
本发明涉及一种用于恒温恒湿条件下材料电导率的实时测试系统，特别是涉及温
度、压力范围较广的测试系统，同时与电导率测试夹具和电化学工作站结合，进行恒温恒湿
条件下的电导率测定。
背景技术
湿度是空气中含有水蒸气的含量，它有三种表示方法：
（1）含湿量，它表示湿空气中水蒸气质量与干空气质量之比，，为空气中
水蒸气质量，为干空气质量；
（2）绝对湿度，它表示每立方米的湿空气中含有水蒸气的质量，，为湿空
气中水蒸气的质量，为所研究湿空气的体积；
（3）相对湿度，它表示空气中的绝对湿度与同温度下的饱和绝对湿度的比值，
，为温度T时所研究体系中水蒸气的质量，为该温度T下，水蒸气达到饱
和时的质量。
恒温恒湿箱中，其湿度通常为某一设定温度条件下的相对湿度。相对湿度的计算
通常有三种方法：
（1）湿空气的含湿量除以相同温度下达到饱和时的含湿量，
，为温度T时空气中水蒸气的质量，为该温度T下，水蒸
气达到饱和时的质量；
（2）湿空气的绝对湿度除以同温度下可以达到的最大绝对湿度，
；
（3）湿空气中水蒸汽分压除以相同温度下水的饱和蒸汽压，，为温度T时
所研究体系中水蒸气的分压，为该温度T下，水蒸气的饱和蒸汽压力。
当温度高于100℃、相对湿度达到较高时，体系中的压力大于1atm，这样就需要材
料具有一定的抗压能力，所以现在市场上销售的恒温恒湿箱多为使用温度10-100℃、湿度
20-98%RH左右。而对于高温的恒温恒湿箱的测试温度也多为-20至150℃，并且高温的恒温
恒湿箱价格普遍偏高，且占地面积较大，不适用于小型实验中的测试使用。此类问题很大程
度上限制了电导率测试的温度和湿度范围条件的达成，特别地，对需要应用更加高温条件
的材料无法进行完整的研究。
发明内容
本发明的目的在于克服已有的技术不足，提供一种结构简单、操作方便并适应于
实验室使用的占地面积少、价格便宜的恒温恒湿系统。
为了达到上述发明目的，本测试系统采用如下技术方案：
用于恒温恒湿条件下电导率的测试系统，结合电导率测试夹具、电化学工作站进行材
料电导率的测定，该系统包含加湿罐、连接导管和测试罐三部分。加湿罐用于储水，其中包
含压力表、加热装置、热电偶和出气孔，测试罐为样品测试提供所需条件的环境，其中包含
压力表、进气孔、测试导线接出孔、加热装置、热电偶和排气孔，连接导管用于连接测试罐与
加湿罐，并且每一部分均需用温控仪、加热带和热电偶控制温度，以保证环境的稳定性。
上述测试系统中，加湿罐、连接导管和测试罐相互独立，便于修理和存放，使用时
利用卡套管接头相连。
上述测试系统中，整个体系由铝或铜等非磁性材料制作，以保证设备既具有耐压
和防腐性能，又避免测试过程中产生的电感对交流阻抗谱造成影响。
上述测试系统中，加热装置可以用加热管设置在加湿罐和测试罐内或用加热带缠
绕在加湿罐和测试罐外。
上述测试系统中，压力表为耐高温压力表，体系连通，只需要一只压力表，其可以
安装在加湿罐、连接导管或测试罐上。
上述测试系统中，加湿罐中的热电偶下端淹没在去离子水中，出气孔在水面以上。
上述测试系统中，测试罐中的进气管与罐底间距在1-2cm，热电偶下端在测试罐罐
体中心。
上述测试系统中，将测试导线通过测试罐中的测试导线出孔，并用耐高温浇注材
料灌注并紧固。
上述测试系统中，测试罐上的排气孔与两通相连，用于排气。
上述测试系统中，加湿罐和测试罐均由罐体和盖子组成，罐体和盖子之间衬有聚
四氟乙烯垫圈并用螺丝紧固。
本发明的基本原理：
首先根据实验所需的实际尺寸，按上述发明内容定做铝罐或铜罐，该罐需具有一定的
耐压性能，并且在罐体与盖子之间夹有聚四氟的垫圈，在测试过程中保证测试体系的密封
性；在测试过程中，体系中空气的含量较低，基本可以忽略，这样就可以利用加湿罐中温度
与饱和蒸汽压的关系判定体系中的水蒸气压强，同时利用测试罐中相对湿度值为水蒸气压
强与测试温度下的饱和水蒸气压的比值得到测试环境中的相对湿度，这样就保证了恒温恒
湿的测试条件，同时安装压力表，进一步监控饱和蒸汽压的数值；对于低于90℃的加湿罐温
度，在使用前可以利用测试罐上的排气孔进行抽真空，以保证空气含量较低；对于高于90℃
时，加湿罐加热至设定温度，并打开测试罐排气孔，利用水蒸气排出体系中的空气，一段时
间后，关闭排气孔并进行测量。
本发明与现有技术相比较，具有以下优势：
（1）占地面积小，结构简单，方便拆卸、组装；
（2）测试的温度和湿度范围较广，基本满足研究范围使用；
（3）价格低廉，可操作性强。
附图说明
图1是测试系统模型。
其中，1-加湿罐，2-加湿罐聚四氟垫圈，3-加湿罐盖子，4-加湿罐紧固螺丝，5-压力
表，6-加湿罐热电偶，7-加湿罐出气孔，8-连接管，9-测试罐，10-测试罐聚四氟垫圈，11-测
试罐紧固螺丝，12-测试罐进气孔，13-测试导线及其引出孔，14-测试罐热电偶，15-排气孔，
16-测试夹具，17-加热带，18-连接管热电偶。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明进一步说明。
实施例一：
首先，将压力表5和6安装至加湿罐1，向加湿罐内加入去离子水至罐体积一半的位置，
放好聚四氟垫圈2，将盖子3用螺丝4紧固。将测试夹具16放入测试罐9中，导线通过导线出孔
13连接至罐外，并用耐高温浇铸材料浇铸导线出孔，放好聚四氟垫圈10，将盖子11用螺丝紧
固。然后用卡套管接头将1、8、9三部分相连。将排气孔15与真空泵相连，抽真空10min左右排
除体系内的空气，然后关闭排气孔15。设定加湿罐1温度为70℃，连接导管8为80℃，测试罐9
温度为80℃，当体系内温度稳定后进行电导率测定，测定条件为，温度80℃，相对湿度为70
℃水的饱和蒸汽压与80℃水的饱和蒸汽压的比，即65.8%RH。
实施例二：
首先，将压力表5和热电偶6安装至加湿罐1，向加湿罐内加入去离子水至罐体积一半的
位置，放好聚四氟垫圈2，将盖子3用螺丝4紧固。将测试夹具16放入测试罐9中，导线通过导
线出孔13连接至罐外，并用耐高温浇铸材料浇铸导线出孔，放好聚四氟垫圈10，将盖子11用
螺丝紧固。然后用卡套管接头将1、8、9三部分相连。设定加湿罐1温度为90℃，连接导管8为
100℃，测试罐9温度为100℃，并打开排气孔15，排气10min左右，然后关闭排气孔，调节加湿
罐1温度为120℃，连接导管8和测试罐9温度为150℃，当体系内温度稳定后进行电导率测
定，测定条件为，温度150℃，相对湿度为120℃水的饱和蒸汽压与150℃水的饱和蒸汽压的
比，即41.72%RH。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精
神和原则之内所做的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。