[实用新型]一种基于激光光谱吸收检测的露点测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及气体露点测量领域，具体涉及一种基于激光光谱吸收检 测的露点测量装置。

背景技术

相对湿度％RH和露点DP都是常用的衡量湿度的单位，根据实际运用的不 同，工程师们会使用不同的单位。其中，相对湿度和环境温度有关，所以提 到相对湿度，必须同时指明环境温度，否则是没有意义的；气体露点是和环 境温度没有关系的。同一露点值，在不同的环境温度条件下，对应于不同的 相对湿度。所以，在等压条件下，某一给定气体的露点值是唯一的，而其它 相对湿度则根据环境温度的变化而有很多值。

湿度的测量方法有很多，不同的测量方法，侧重于不同的湿度单位，当 然也可以计算成其它的湿度单位。电容式湿度传感器直接测量的是相对湿度 和环境温度，可以计算出露点值，该种方式属于间接测量气体露点值；阻抗 式湿度传感器和冷镜式露点仪都是直接测量露点值，通过环境温度可以计算 出相对湿度，这两种方式测量露点值均与环境温度有关。对于低湿度的测量， 常见的湿度测量仪不能精确的反应出微小的湿度变化，而露点测量可以非常 精确的反应出微小的湿度变化，因此对于低湿度的情况，使用露点单位更加 精确合理。常见的露点测量方法，包括吸湿性材料和阻抗、电介法露点测量， 都有精度不高的问题，最高的露点测量分辨率受到材料的限制，最高只达到 ±3℃的精度，同时由于湿敏材料随着使用时间的增加，会逐渐老化，其吸 湿性能和本身的电导率或介电常数都会缓慢的漂移，导致测量结果的漂移， 需要不定期对设备进行校准。

冷镜式露点仪可以通过连续改变温度，直接对凝露过程进行测量，精度 可以达到±0.5℃，但由于改变温度速度缓慢，全量程需要有超过100℃的温 度控制范围，无法实现快速的连续监控。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种激光光谱吸收检测的露点 测量装置，适用于各种环境下室内外气体露点测量，表征气体干燥程度。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

本实用新型提供了一种基于激光光谱吸收检测的露点测量装置，包括温 度控制器、DFB(DistributedFeedbackLaser，分布式反馈激光器)激光器、 光分路器、被测气体吸收池、水气参考池、分别与被测气体吸收池和水气参 考池对应的光电探测器、模数转换器以及单片机；

所述温度控制器与所述DFB激光器相连接，以控制所述DFB激光器的 工作温度，所述DFB激光器与所述光分路器通过光路连接，所述光分路器 将所述DFB激光器发射的激光分为两部分，其中一部分激光经过被测气体 吸收池后进入对应的光电探测器，另一部分激光经过水气参考池后进入对应 的光电探测器，所述光电探测器将接收的对应的光信号转换为模拟形式的电 信号，并输出至相连接的模数转换器，所述模数转换器将模拟形式的电信号 转换为数字形式的电信号，并输出至单片机。

本实用新型的有益效果为：采用激光光谱吸收检测的方式进行气体露点 测量表征气体干燥度，不受环境温度的影响，能够快速连续进行监控，同时 也解决了传统测量方式中材料老化导致的漂移以及测量缓慢的问题。

在上述技术方案的基础上，还可以进行如下改进。

进一步的，所述DFB发射的激光波长为1.37um。

所述进一步的有益效果为：采用DFB激光器线宽较窄，具有非常好的 单色性以及较高的边模抑制比，发射的激光波长为1.37um，该波长的激光具 有很强的水气吸收光谱谱线，可实现高精度的露点测量。

进一步的，所述光分路器为单模光纤分路器，所述光分路器的功率分配 比为50％，规格为1.3um单窗口。

进一步的，所述水气参考池采用全密封结构。

所述进一步的有益效果为：水气参考池内部的水气体积比浓度作为参考 值，将其全密封可保证内部的水气体积比浓度保持固定不变。

进一步的，所述被测气体吸收池采用开放式结构。

进一步的，所述模数转换器采用AD8327芯片。

进一步的，所述单片机采用STM32F103VC芯片。

附图说明

图1为本实用新型实施例的一种激光光谱吸收检测的露点测量装置示意 图。

附图中，各部件的标号如下。