[發明專利]一種濕度檢測裝置及應用所述裝置的濕度檢測方法

無效

• 申請號: 201310022555.1
• 申請日: 2013-01-22
• 公開（公告）號: CN103940776A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 鞠昱;韓立;謝亮
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 馬敬;劉繼富

1.一種濕度檢測裝置，用于對氣體中的水汽濃度進行檢測，其特征在于，所述檢測裝置包括：處理器（100）、程控電流源（200）、激光器（300）、氣室（400）、探測器（500）、直流調理電路（600）、交流調理器（700）和總線接口(1200)；

所述程控電流源（200），在處理器（100）的控制下對激光器進行直調；

所述激光器（300），在所述程控電流源（200）的控制下輸出一路光強和波長均為正弦波動的激光；

所述氣室（400），接收來自所述激光器（300）的激光作為入射光，反射吸收后射出出射光；

所述探測器（500），接收所述出射光，將所述出射光轉換為電信號，將轉換后的電信號分別傳送給直流調理電路（600）和交流調理電路（700）；

直流調理電路（600），對所述電信號整流及模數轉換后獲得第一調理信號，將所述第一調理信號傳送給處理器；

交流調理電路（700），對所述電信號整流及模數轉換后獲得第二調理信號，將所述第二調理信號傳送給處理器；

處理器（100），根據接收到的來自總線接口（1200）的電流調節指令輸出用于控制程控電流源的控制指令，將計算出的水汽的絕對濃度值通過所述總線接口（1200）傳輸給外部設備；接收來自所述直流調理電路（600）的第一調理信號以及來自交流調理電路（700）的第二調理信號，根據所述第一調理信號計算第一考量值，根據所述第二調理信號計算第二考量值，當所述第一考量值大于第一閾值時，采用所述第一考量值利用直接測量模式計算水汽的絕對濃度值，當所述第二考量值小于第二閾值時，采用所述第二考量值利用諧波測量模式計算水汽的絕對濃度值。

2.根據權利要求1所述的濕度檢測裝置，其特征在于，所述第一考量值是-ln(T)，T為激光的透射率；所述第二考量值是I_f為出射光的基波分量，I_2f出射光的二次諧波分量；所述第一閾值大于第二閾值。

3.根據權利要求1所述的濕度檢測裝置，其特征在于，所述裝置還包括：

低通濾波器（800），連接在處理器（100）和程控電流源（200）之間，將來自處理器（100）的信號進行低通濾波后發送給程控電流源（200）。

4.根據權利要求1-3任一所述的濕度檢測裝置，其特征在于，所述裝置還包括：

氣壓傳感器（900），與處理器（100）相連，將檢測到的當前的氣壓數據傳送給處理器（100）；

溫度傳感器（1000），與模數轉換單元（1100）相連，將檢測到的當前的溫度數據傳送給模數轉換單元（1100）；

模數轉換單元（1100），與處理器（100）相連，將當前的溫度數據進行模數轉換后傳送給處理器（100）；

處理器（100），根據所述氣壓數據、模數轉換后的溫度數據以及水汽的絕對濃度值計算水汽的相對濃度值。

5.根據權利要求4所述的濕度檢測裝置，其特征在于，

所述氣壓傳感器（900）是硅壓阻式傳感器；

所述溫度傳感器（1000）是鉑電阻溫度傳感器或熱電偶溫度傳感器。

6.根據權利要求1所述的濕度檢測裝置，其特征在于，

所述激光器（300）是分布反饋結構激光器。

7.一種應用如權利要求1所述濕度檢測裝置的濕度檢測方法，其特征在于，包括：

A）計算第一考量值，所述第一考量值是-ln(T)，T為激光的透射率；

B）判斷所述第一考量值是否大于第一閾值，若是，則采用直接測量模式計算水汽的絕對濃度值；否則，執行步驟C）；

C）計算第二考量值，所述第二考量值是I_f為出射光的基波分量，I_2f出射光的二次諧波分量；

D）判斷所述第二考量值是否小于第二閾值，若是，則采用諧波測量模式計算水汽的絕對濃度值；否則，執行步驟A)；

其中，所述第一閾值大于第二閾值。