冷鏡式露點儀介紹

濕度測量儀器從原理上可分為冷鏡式、*吸收電解式、Al2O3電容式、薄膜電容式、電阻式、干濕球、機械式。其中*吸收電解式微水儀、Al2O3電容式露點儀一般用于低濕范圍的測量，而電阻式、干濕球、機械式濕度計只能用于相對濕度的測量，冷鏡式、薄膜電容式濕度計則不僅能用于低濕的測量，還能用于中高濕，即相對濕度的測量。上述各種原理的儀器各有其優缺點。其中冷鏡式露點儀是Z準確、*、Z基本的測量方法，被廣泛地用于標準傳遞，但其缺點是價格比較昂貴，并需要有經驗的人操作及保養。

冷鏡式露點儀

測量原理

被測濕氣進入露點測量室時掠過冷鏡面，當鏡面溫度高于濕氣的露點溫度時，鏡面呈干燥狀態，此時光電檢露裝置中光源發出的光照在鏡面上，幾乎*反射，由光電傳感器感應到并輸出光電信號，經控制回路比較、放大、驅動熱電泵，對鏡面致冷。當鏡面溫度降至濕氣露點溫度時，鏡面上開始結露（霜），光照在鏡面上出現漫反射，光電傳感器感應到的反射信號隨之減弱，此變化經控制回路比較、放大后調節熱電泵激勵，使其制冷功率適當減小，Z后，鏡面溫度保持在樣氣露點溫度上。鏡面溫度由一緊貼在冷鏡面下方的鉑電阻溫度傳感器感應，并顯示在顯示窗上。

目前世界上生產冷鏡式露點儀的公司，例如英國MICHELL、芬蘭VAISALA、美國Edgetech等公司均是采用這一原理，英國的MICHELL則是采用雙光路檢測系統（產品），即同時對反射光及散射光進行檢測，芬蘭Vaisala則是利用聲波作檢測系統。

英國密析爾(MICHELL)儀表為Z大的濕度露點儀表生產廠家，在歐洲濕度檢測領域有過半的*，擁有超過35年的專業技術，開發一整套變送器、露點儀、校驗系統等產品，歐盟/美國國家標準實驗室全都是使用MICHELL產品作為標準儀器。我們英國密析爾(MICHELL)儀表在中國地區全程銷售技術提供商，咨詢產品。 MICHELL生產的冷鏡式露點儀性價比高于其他產品，2008年推出S8000新型冷鏡式露點儀，已經得到各大電網公司以及電力試驗研究所所使用。在高溫(例如+35度以上)情況下穩定性由于其他牌子，能夠穩定測量-60度露點。

在測量過程中，隨著溫度的降低，被測氣體中的水汽接近飽和狀態，由于引力作用，水分子吸附在鏡面上形成一層薄薄的水膜。這是形成露的*階段。當鏡面溫度繼續下降時，水膜的厚度逐漸增加，這是形成露的第二階段。在這一階段內，自由表面對水分子的引力與水膜的表面張力之間的力量對比開始發生變化，后者的影響逐漸起支配作用。此時冷卻表面上的任何不穩定的因素，例如鏡面上的微小傷痕等，都會使水膜縮聚成液滴。隨著鏡面溫度的進一步下降，露滴開始出現，通過顯微鏡可以看到孤立生長而且分布不規則的露滴，然后露層以很快的速度在表面上擴散，此時可以認為液-汽平衡開始，即達到露點。

鏡面結構

鏡面應憎水，具有良好的導熱性，還要耐磨、耐腐蝕，光學性能好。在過去曾使用金做鏡面，目前則主要使用銠做鏡面。

鏡面致冷

在過去曾使用過蒸發、機械致冷、液化氣體或干冰致冷、壓縮空氣致冷，目前Z常用的則是熱電致冷或熱電與機械致冷相結合（露點低于-60℃）。

熱電致冷又稱半導體致冷，帕爾貼致冷（來自其英文名稱Peltier）。其原理是當有一股直流電通過由兩種不同的金屬組成的NP元件時，熱量會從一種金屬傳遞到另一種金屬，正好與熱電偶測溫相反。因此當將帕爾帖的冷端與鏡面相連，其另一端作為散熱端時，便可將鏡面致冷。為了獲得不同程度的低溫可采用多級疊加的辦法。資料顯示，一般說來，假如室溫為25℃時，一級致冷時，冷熱端溫差可達55℃，二級致冷時冷熱端溫差可達75℃，四級致冷時冷熱端溫差可達105℃，五級致冷時冷熱端溫差可達120℃。不同公司的產品其致冷量也會有稍許的不同。熱端溫度越高，致冷效率越高，冷熱端溫差越大。為了降低冷端的溫度，通常會采用風冷、水冷及機械致冷來降低熱端的溫度。但也不是可以無限制地降低。需要注意的是其致冷能力并不能代表露點儀的測量范圍。露點儀的測量范圍的定義是鏡面上可以獲得穩定的，具有一定厚度的露或霜層時鏡面的溫度，因此在一般的露/霜點下，其測量范圍一般比其致冷能力高5℃，在低霜點的情況下，一般高10℃~12℃。例如XX公司生產的DP19露點儀，當室溫為10℃時，其Z低測量范圍為-60℃，當室溫為20℃時，其Z低測量范圍為-55℃，當室溫為35℃時，其Z低測量范圍為-45℃，英國MICHELL公司新產品S8000，當室溫為40℃時，其Z低測量范圍仍保持為-60℃，比較穩定。由于氫氣及氦氣的熱導率較高，因此其測量范圍會縮小幾度。當被測氣體的壓力增大，其測量范圍也會縮小，對于空氣和氮氣來說，在高于常壓的情況下，每增加1個大氣壓，其測量范圍降低0.67℃左右。

測溫裝置

目前絕大部分采用四線制鉑電阻測溫。鉑電阻感溫元件在相當寬的溫度范圍內阻值　和溫度近于線性關系，精度高，穩定性好，輸出信號較強，便于數字顯示。

取樣管路

由于大氣中的水含量都很高，并且水分子為極性分子，極易吸咐在管路內壁或透過管路。因此在測量時氣路系統一定要密封好，管壁厚度至少為1mm，以防止外界環境水分侵入引入滲漏。假如測量環境溫度變化較大時，應再次檢查管路的密封。

如果被測氣體直接排放入大氣，應考慮大氣中的水分向測量系統內部擴散的問題。Z常用的辦法是在排氣口接上一段適當長度的管子，其長度和管徑以不影響測量腔的壓力為原則。取樣管路要盡量短，盡可能減少接頭的數量和避免“死空間"，以減少本底水分的干擾。取樣管路和測量腔內壁力求干凈，光潔度要好，選用憎水性強的材料。從實驗結果我們可以得到如下選材順序：不銹鋼、PTFE、銅、聚乙烯，Z差的是尼龍和橡膠管，在低霜點測量中不應使用。另外在低霜點測量時，盡管使用內拋光的不銹鋼管，管子外徑一般為6mm或1/4英寸。露點儀測量濕度時，流量范圍一般為0.25L/min~1L/min。在這一范圍內，流速的改變不會影響測量結果。

應用范圍
露點儀的測量范圍較廣，目前英國MICHELL公司開發的一系列露點儀的測量范圍已達到-95℃~70℃，可以滿足絕大多數的測量要求。

優缺點
優點：屬基本測量，測量準確，并且儀器比較穩定無漂移，目前準確度Z高的儀器可達±0.1℃。
缺點：對操作人員的要求較高。