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高精度冷鏡露點(diǎn)儀

冷鏡濕度測(cè)量法是一種用于測(cè)量氣體露點(diǎn)或霜點(diǎn)的方法，其工作原理如下：

光線照射到拋光的鏡面上，鏡面的溫度由一個(gè)熱電熱泵控制，即珀?duì)柼骷?。而光敏接收器測(cè)量直接反射的強(qiáng)度。當(dāng)鏡面清潔干燥時(shí)，反射光的強(qiáng)度達(dá)到大值。相反地，表面凝結(jié)有水蒸氣的冷鏡會(huì)散射光， 導(dǎo)致直接反射的光減少，信號(hào)強(qiáng)度降低。

利用這種接收到的光信號(hào)作為閉環(huán)控制系統(tǒng)的反饋， 鏡面可以冷卻到某個(gè)溫度，而這個(gè)通過(guò)接收光的強(qiáng)度檢測(cè)到的溫度使得鏡面冷凝層的厚度保持恒定狀態(tài)。

一個(gè)恒定厚度的凝結(jié)水層，凝結(jié)水沒(méi)有進(jìn)一步的凈增加或減少，與鏡子周圍的氣體處于動(dòng)態(tài)平衡。在這種平衡條件下，氣體的露點(diǎn)或霜點(diǎn)溫度是通過(guò)測(cè)量鏡面的溫度來(lái)確定的。

如果已知冷凝液為液態(tài)，即使在低于霜點(diǎn)的溫度下， 也應(yīng)將測(cè)得的鏡面溫度作為露點(diǎn)。如果已知凝結(jié)水以冰或霜的固體形式存在，則將測(cè)得的鏡面溫度作為霜點(diǎn)。

究竟是露還是霜？

當(dāng)鏡子溫度高于0℃時(shí)，水蒸氣在鏡子上凝結(jié)為液態(tài)水（露水）。液體凝結(jié)層被認(rèn)為是露點(diǎn)。對(duì)于遠(yuǎn)低于0℃的鏡子溫度，水蒸氣在鏡子上凝結(jié)為固體冰（霜）。固體凝結(jié)層被視為霜點(diǎn)。

然而，對(duì)于介于0至-20℃之間的鏡面溫度，冷凝層的狀態(tài)是不確定的，可以是水或冰，或者如右圖所示的二者的某種組合。

在這個(gè)溫度范圍內(nèi)，如果沒(méi)有肉眼觀察，很難知道系統(tǒng)是在露點(diǎn)、霜點(diǎn)，還是在兩者之間的某個(gè)地方進(jìn)行控制。由于這些狀態(tài)發(fā)生在相同水蒸氣含量的氣體的不同鏡面溫度下，所以重要的是確定它屬于哪種狀態(tài)。由此產(chǎn)生的誤差可達(dá)3℃。