[发明专利]一种可快速测量极低露点的冷镜式露点仪

说明书

本发明涉及露点温度测量领域，尤其涉及一种可快速测量极低露点的冷镜式露点仪，其包括气路系统、光路系统、制冷系统和控制系统，气路系统包括测试腔、采样管路和辅助增湿单元，辅助增湿单元包括增湿管路和电磁阀，增湿管路两端连接于采样管路两个开口；光路系统包括发射光源、镜面和光敏接收器，镜面位于测试腔内部，发射光源照射镜面，反射光被光敏接收器接收；制冷系统包括半导体制冷器和为半导体制冷器做预制冷处理的压缩机制冷器，半导体制冷器的冷端连接于镜面底部，半导体制冷器的热端安装在压缩机制冷器的蒸发器上；控制系统与气路系统、光路系统和制冷系统均电连接。本发明可测量极低露点，测量速度快，准确度高、稳定性强。

技术领域

本发明涉及露点温度测量领域，尤其涉及一种可快速测量极低露点的冷镜式露点仪。

背景技术

湿度作为评价气体中水分含量的计测参数，在许多民用和国防科研生产领域具有严格的指标要求，随着科学技术的发展，湿度测量的应用领域不断地扩大，要求也越来越高。例如在兵器、航天、航空、核能、船舶、电子工业，以及总装、二炮、海军、空军等系统，广泛地使用各种压缩气体，压缩气体的湿度合格与否影响到武器装备能否正常使用。压缩气体的湿度大多数属于低湿度范围，用于测量压缩气体湿度的各种低湿度测量仪器或传感器，都需要定期采用湿度计量标准进行检定或校准；露点温度是指气体冷却过程中水蒸气开始冷凝成水或冰时的温度值，精确地揭示了气体的湿度概念。

冷镜式露点仪可以满足大多数低湿度检定校准的需要，也可用于低湿度范围的精密湿度测量，在湿度领域是重要通用的计量科学仪器设备；传统的冷镜式露点仪在测量露点温度时，由于气体中的水气含量很低，即使在镜面上形成一层很薄的霜层也需要几个小时的时间，测量时间长，测量速度十分缓慢；其次，现有的冷镜式露点仪的制冷模块无法使镜面温度降至极低，对极低露点的测量具有局限性；

鉴于此，为克服上述缺陷，提供一种可快速测量极低露点的冷镜式露点仪成为本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种可快速测量极低露点的冷镜式露点仪，可测量极低露点，测量速度快，准确度高、稳定性强。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：一种可快速测量极低露点的冷镜式露点仪，包括气路系统，包括测试腔、采样管路和辅助增湿单元，所述测试腔包括进气和出气口，采样管路连接于进气口，采样管路侧壁轴向依次开设有两个开口，所述辅助增湿单元包括增湿管路和电磁阀，增湿管路两端连接于采样管路两个开口，电磁阀设于增湿管路端口和采样管路的开口之间设有用于控制增湿管路和采样管路之间通断；

光路系统，包括发射光源、镜面和光敏接收器，镜面位于测试腔内部，发射光源照射镜面，反射光被光敏接收器接收；镜面底部设有用于测量镜面温度的测温电阻；

制冷系统，用于对镜面进行降温，包括半导体制冷器和为半导体制冷器做预制冷处理的压缩机制冷器，半导体制冷器的冷端连接于镜面底部，半导体制冷器的热端安装在压缩机制冷器的蒸发器上；

控制系统与气路系统、光路系统和制冷系统均电连接，用于控制电磁阀的开合；用于采集光敏接收器的光电信号和测温电阻的温度信号并根据光电信号和温度信号控制制冷系统对镜面的制冷及加热，使镜面上的冷凝层达到动态平衡状态，用于采集冷凝层动态平衡状态时测温电阻的温度信号，即露点温度。

按以上方案，所述增湿管路由尼龙材料制成，尼龙材料为吸湿不透气材料，大气中的水汽分子通过尼龙材料上的细密孔隙进入采样管路，采样管路内湿度会与大气中湿度达到里外平衡，开启电磁阀可以把增湿管路内的水汽分子带入采样气路以达到增湿的目的。

按以上方案，所述测试腔包括底座和设于底座上的顶盖，底座两侧设有进气口和出气口，顶盖底端内凹与底座构成中空腔室，镜面位于腔室中，进气口和出气口与腔室连通位于腔室两端；发射光源和光敏接收器均位于顶盖中，顶盖中开设有用于光路传输的光路通道；所述底座和顶盖可拆分式密封连接；所述测试腔采用合金材料氧化处理加工而成且测试腔内部黑化处理；