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冷镜原理的露点测量

冷镜原理基于定义的测量使该系列在湿度测量领域具备独一无二的溯源性并且精确度很高。因此,冷镜原理是各种实验室用于湿度标准的唯壹选择。

原理:在测量腔室内有一光滑的金属镜面,测量光束照射在镜面上,其反射光被探测装置捕捉并记录光强,此刻的光强即为基准点。然后对镜面进行冷却降温,当镜面到达一定温度的时候,表面会出现一层凝露(或凝霜),此时光强发生显著变化,该温度点就可以被仪表记录下来,也就是被测气体的露点值。

 

冷镜测量气室大致结构:

镜面 – 非玻璃,一般都是金属镜面;

帕尔贴 – 半导体制冷模块,用于对镜面降温或升温;

LED灯 – 用于提供入射光源,光路监测的一部分;

光感应器 – 用于感应反射光的强度,光路监测的一部分;

PRT – 温度探头,实时测量镜面的温度变化


先进工艺介绍:

传统的冷镜仪表是双光路结构,即一个入射光,一个反射光。先进的工艺中,可以做到三光路结构,在传统单路检测光强变化的基础上,增加一路散射光检测,即一路入射,两路检测。从而有效增强仪表读数的可靠性和灵敏度。

传统的冷镜仪表是开环控制入射光的强度,该光强在出厂前一次性调试到位。而先进的工艺中,该部分已经改进到闭环控制。用分光镜将一部分入射光调整到专用的光感应器,从而时刻根据该反馈信号调整入射光强度,使之始终保持在同一数值下,完全去除其他因素对入射光强的干扰,以及LED本身的老化衰减问题。在保证仪表长期工作稳定性方面效果显著。

冷镜仪表采用LED光源。传统的光路监测会发散掉一部分光强。先进的工艺会在光路的适当位置添加凸透镜,产生适当的聚焦效应,*大限度保证光的强度。可增强仪表读数的精度和信号的分辨率。

另外,在制冷技术上,传统冷镜仪表多采用外置制冷,如液氮、水冷、风冷等。先进的工艺一般采用半导体帕尔贴制冷技术,将制冷模块集成在仪表内部。根据冷镜仪表的量程不同,选用单级或多级叠加的方式。

EdgeTech公司的ABC(Auto Balance Cycle)自动平衡系统,可补偿由于污染层导致的影响,让仪器长时间工作无需维护。气体中的污染物积累在镜面上,*终会造成露点温度读数误差。ABC过程中,先将镜面加热到露点温度以上,将冷凝液蒸发,镜面上剩下的就是污染物,这时光强接受器接收到的光强被测量记录在伺服回路中进行修正,补偿由于污染物造成的影响。平衡仅需几分钟结束后镜面会自动跟踪露点温度。

 瑞士MBW373数字式高智能露点仪是一种非常精密的露点仪,它充分开发和应用当前先进的数字技术,*大限度的满足湿度测量领域中的*高要求。现多用于计量行业。ORIS(光学相应注入系统)是MBW特有的技术,采用向气体中瞬间注入少量水蒸气的办法,帮助镜面上霜的形成,可以做到低霜点(通常低于-60℃)时达到快速测量。所以采用ORIS后,原来做一次测量要几个小时甚至更多时间,现只需一分钟左右。

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