[發明專利]一種可快速測量極低露點的冷鏡式露點儀

在審

• 申請號: 201911407807.6
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111044567A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 宋巍巍;顧正華;蓋文;吳亞華;韓杰;張文清;顧光武;曾星
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63837部隊;南京英格瑪儀器技術有限公司
• 主分類號: G01N25/66
• 分類號: G01N25/66;G01N25/68
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 朱戈勝

本發明涉及露點溫度測量領域，尤其涉及一種可快速測量極低露點的冷鏡式露點儀，其包括氣路系統、光路系統、制冷系統和控制系統，氣路系統包括測試腔、采樣管路和輔助增濕單元，輔助增濕單元包括增濕管路和電磁閥，增濕管路兩端連接于采樣管路兩個開口；光路系統包括發射光源、鏡面和光敏接收器，鏡面位于測試腔內部，發射光源照射鏡面，反射光被光敏接收器接收；制冷系統包括半導體制冷器和為半導體制冷器做預制冷處理的壓縮機制冷器，半導體制冷器的冷端連接于鏡面底部，半導體制冷器的熱端安裝在壓縮機制冷器的蒸發器上；控制系統與氣路系統、光路系統和制冷系統均電連接。本發明可測量極低露點，測量速度快，準確度高、穩定性強。

技術領域

本發明涉及露點溫度測量領域，尤其涉及一種可快速測量極低露點的冷鏡式露點儀。

背景技術

濕度作為評價氣體中水分含量的計測參數，在許多民用和國防科研生產領域具有嚴格的指標要求，隨著科學技術的發展，濕度測量的應用領域不斷地擴大，要求也越來越高。例如在兵器、航天、航空、核能、船舶、電子工業，以及總裝、二炮、海軍、空軍等系統，廣泛地使用各種壓縮氣體，壓縮氣體的濕度合格與否影響到武器裝備能否正常使用。壓縮氣體的濕度大多數屬于低濕度范圍，用于測量壓縮氣體濕度的各種低濕度測量儀器或傳感器，都需要定期采用濕度計量標準進行檢定或校準；露點溫度是指氣體冷卻過程中水蒸氣開始冷凝成水或冰時的溫度值，精確地揭示了氣體的濕度概念。

冷鏡式露點儀可以滿足大多數低濕度檢定校準的需要，也可用于低濕度范圍的精密濕度測量，在濕度領域是重要通用的計量科學儀器設備；傳統的冷鏡式露點儀在測量露點溫度時，由于氣體中的水氣含量很低，即使在鏡面上形成一層很薄的霜層也需要幾個小時的時間，測量時間長，測量速度十分緩慢；其次，現有的冷鏡式露點儀的制冷模塊無法使鏡面溫度降至極低，對極低露點的測量具有局限性；

鑒于此，為克服上述缺陷，提供一種可快速測量極低露點的冷鏡式露點儀成為本領域亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種可快速測量極低露點的冷鏡式露點儀，可測量極低露點，測量速度快，準確度高、穩定性強。

為解決以上技術問題，本發明的技術方案為：一種可快速測量極低露點的冷鏡式露點儀，包括氣路系統，包括測試腔、采樣管路和輔助增濕單元，所述測試腔包括進氣和出氣口，采樣管路連接于進氣口，采樣管路側壁軸向依次開設有兩個開口，所述輔助增濕單元包括增濕管路和電磁閥，增濕管路兩端連接于采樣管路兩個開口，電磁閥設于增濕管路端口和采樣管路的開口之間設有用于控制增濕管路和采樣管路之間通斷；

光路系統，包括發射光源、鏡面和光敏接收器，鏡面位于測試腔內部，發射光源照射鏡面，反射光被光敏接收器接收；鏡面底部設有用于測量鏡面溫度的測溫電阻；

制冷系統，用于對鏡面進行降溫，包括半導體制冷器和為半導體制冷器做預制冷處理的壓縮機制冷器，半導體制冷器的冷端連接于鏡面底部，半導體制冷器的熱端安裝在壓縮機制冷器的蒸發器上；

控制系統與氣路系統、光路系統和制冷系統均電連接，用于控制電磁閥的開合；用于采集光敏接收器的光電信號和測溫電阻的溫度信號并根據光電信號和溫度信號控制制冷系統對鏡面的制冷及加熱，使鏡面上的冷凝層達到動態平衡狀態，用于采集冷凝層動態平衡狀態時測溫電阻的溫度信號，即露點溫度。

按以上方案，所述增濕管路由尼龍材料制成，尼龍材料為吸濕不透氣材料，大氣中的水汽分子通過尼龍材料上的細密孔隙進入采樣管路，采樣管路內濕度會與大氣中濕度達到里外平衡，開啟電磁閥可以把增濕管路內的水汽分子帶入采樣氣路以達到增濕的目的。

按以上方案，所述測試腔包括底座和設于底座上的頂蓋，底座兩側設有進氣口和出氣口，頂蓋底端內凹與底座構成中空腔室，鏡面位于腔室中，進氣口和出氣口與腔室連通位于腔室兩端；發射光源和光敏接收器均位于頂蓋中，頂蓋中開設有用于光路傳輸的光路通道；所述底座和頂蓋可拆分式密封連接；所述測試腔采用合金材料氧化處理加工而成且測試腔內部黑化處理；