本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于雙通道的露點(diǎn)測(cè)量裝置。該裝置利用雙通道頻率差分剔除露點(diǎn)測(cè)量過(guò)程中環(huán)境溫度對(duì)露點(diǎn)測(cè)量結(jié)果的影響，從而減小了露點(diǎn)測(cè)量的誤差，提高了露點(diǎn)測(cè)量的精度，屬于空氣狀態(tài)參數(shù)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

濕度是指示大氣中水分子含量多少的物理量，標(biāo)志著大氣的干濕程度。在環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究以及人們的日常生活中，濕度測(cè)量都發(fā)揮著其至關(guān)重要的作用。濕度的表示方法主要分為相對(duì)濕度、絕對(duì)濕度以及露(霜)點(diǎn)溫度，其中露點(diǎn)溫度已被國(guó)際公認(rèn)為最精密的濕度表示方法，世界各國(guó)實(shí)際的濕度量值傳遞都是通過(guò)露點(diǎn)溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

露點(diǎn)溫度是一定壓強(qiáng)下，使?jié)窨諝饣旌媳冗_(dá)到純水面下飽和混合比時(shí)刻的溫度，是濕度表示的一個(gè)重要指標(biāo)。露點(diǎn)測(cè)量方法根據(jù)原理的不同可以分為冷鏡式光電露點(diǎn)儀、電傳感器式露點(diǎn)儀、電解法露點(diǎn)儀、紅外露點(diǎn)儀、半導(dǎo)體傳感器露點(diǎn)儀和諧振式露點(diǎn)儀。

諧振式露點(diǎn)儀主要是以石英晶體微天平(即qcm)技術(shù)為主。qcm技術(shù)以sauerbrey方程為基礎(chǔ)，建立qcm表面剛性質(zhì)量改變與其諧振頻率變化之間的線性關(guān)系。根據(jù)此原理可以進(jìn)行納克級(jí)的質(zhì)量檢測(cè)，該方法具有精度高、靈敏度高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，受到了各國(guó)科學(xué)家的重視，目前已成為傳感器領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的qcm濕度傳感器主要采用了感濕材料涂覆工藝，利用在qcm表面涂覆感濕材料從而實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣中水分的吸附。但是由于感濕材料對(duì)水分子的吸附作用使得qcm露點(diǎn)傳感器不能及時(shí)脫濕，從而在進(jìn)行連續(xù)測(cè)量時(shí)具有一定的局限性。

本發(fā)明設(shè)計(jì)的露點(diǎn)測(cè)量裝置在進(jìn)行露點(diǎn)測(cè)量時(shí)主要是采用了制冷系統(tǒng)與qcm相結(jié)合，對(duì)石英晶片制冷使其表面空氣達(dá)到飽和狀態(tài)即qcm表面達(dá)到露點(diǎn)，由sauerbrey方程可得此時(shí)qcm的頻率發(fā)生變化，從而利用qcm頻率的變化可以進(jìn)行露點(diǎn)的識(shí)別，從而達(dá)到測(cè)量露點(diǎn)的目的。國(guó)內(nèi)外對(duì)此種方法的報(bào)道很少，主要是此項(xiàng)技術(shù)還存在很多技術(shù)難點(diǎn)，其中環(huán)境因素對(duì)qcm頻率測(cè)量的影響首當(dāng)其沖而且其中溫度影響尤為顯著。為了進(jìn)一步提高露點(diǎn)測(cè)量的精度，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于雙通道的露點(diǎn)測(cè)量裝置，利用雙通道頻率差分的方法剔除環(huán)境溫度對(duì)露點(diǎn)測(cè)量結(jié)果的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1、目的：

采用制冷系統(tǒng)與qcm技術(shù)相結(jié)合的方法進(jìn)行露點(diǎn)測(cè)量時(shí)，環(huán)境溫度對(duì)qcm的頻率具有一定的影響，從而造成了露點(diǎn)測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。本發(fā)明針對(duì)露點(diǎn)過(guò)程中環(huán)境溫度對(duì)qcm頻率測(cè)量的影響設(shè)計(jì)了一種基于雙通道的露點(diǎn)測(cè)量裝置，該裝置通過(guò)頻率差分的方法剔除環(huán)境溫度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，減小測(cè)量誤差，提高測(cè)量精度。

2、技術(shù)方案：

本發(fā)明一種基于雙通道的露點(diǎn)測(cè)量裝置，它是由敏感單元，制冷單元，散熱單元組成；它們之間的相互關(guān)系為：在基于雙通道的露點(diǎn)測(cè)量裝置中敏感單元位于頂層，中間為制冷單元，下面為散熱單元。敏感單元由四氟卡槽固定在制冷單元的冷面，散熱單元與制冷單元的熱面緊密相連；

所述敏感單元由參考通道和測(cè)量通道兩部分組成。參考通道和測(cè)量通道相互獨(dú)立，并行放置于半導(dǎo)體制冷片的冷面；

該參考通道由石英晶體微天平即qcm、環(huán)形導(dǎo)熱墊和鉑電阻組成；qcm位于環(huán)形導(dǎo)熱墊的上表面由四氟卡槽進(jìn)行固定，鉑電阻內(nèi)嵌于環(huán)形導(dǎo)熱墊內(nèi)靠近于qcm下表面的位置，實(shí)驗(yàn)中參考通道由四氟頂蓋蓋嚴(yán)密封；

該qcm的直徑為14mm，電極為對(duì)稱電極，電極直徑為6mm，電極為鍍金電極，振動(dòng)頻率為6mhz，at切型；

該環(huán)形導(dǎo)熱墊的材料是導(dǎo)熱硅膠，環(huán)形導(dǎo)熱墊的寬度為qcm非電極區(qū)寬度的1/2，厚度為0.5mm；

該鉑電阻選用現(xiàn)有產(chǎn)品(如型號(hào)為pt100的鉑電阻)；

該測(cè)量通道由石英晶體微天平即qcm、環(huán)形導(dǎo)熱墊和鉑電阻組成。該qcm位于環(huán)形導(dǎo)熱墊的上表面由四氟卡槽進(jìn)行固定，鉑電阻內(nèi)嵌于環(huán)形導(dǎo)熱墊內(nèi)靠近于qcm下表面的位置，實(shí)驗(yàn)中測(cè)量通道通過(guò)快插頭與外部相連通不同露點(diǎn)的氣體；

該qcm的直徑為14mm，電極為對(duì)稱電極，電極直徑為6mm，電極為鍍金電極，振動(dòng)頻率為6mhz，at切型；

該環(huán)形導(dǎo)熱墊的材料是導(dǎo)熱硅膠，環(huán)形導(dǎo)熱墊的寬度為qcm非電極區(qū)寬度的1/2，厚度為0.5mm；

該鉑電阻選用現(xiàn)有產(chǎn)品(如型號(hào)為pt100的鉑電阻)；

所述制冷單元為半導(dǎo)體制冷片，選用現(xiàn)有產(chǎn)品(如選用型號(hào)為tec1-12706的半導(dǎo)體制冷片)；

所述散熱單元由銅槽和水道組成，銅槽位于水道上方用于放置制冷單元；該銅槽尺寸與制冷單元即半導(dǎo)體制冷片相同；

該水道兩側(cè)通過(guò)快插頭與外界水管相連通冷水散熱。

3、該發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)

該發(fā)明一種基于雙通道的露點(diǎn)測(cè)量裝置。通過(guò)主動(dòng)控溫與qcm技術(shù)相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)露點(diǎn)溫度的測(cè)量，并通過(guò)頻率差分的方法去除了測(cè)量過(guò)程中溫度對(duì)qcm頻率的影響，提高了測(cè)量的精度。該裝置具有測(cè)量速度快，靈敏度高，精度高的特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為基于雙通道的露點(diǎn)測(cè)量裝置。

圖2為基于雙通道的露點(diǎn)測(cè)量裝置展開(kāi)圖。

圖中序號(hào)、符號(hào)、代號(hào)說(shuō)明如下：

圖2中1為銅槽，2為水道

具體實(shí)施方式一種基于雙通道的露點(diǎn)測(cè)量裝置

下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。

本發(fā)明一種基于雙通道的露點(diǎn)測(cè)量裝置，見(jiàn)圖1、2所示，其具體實(shí)施步驟如下：

本發(fā)明一種基于雙通道的露點(diǎn)測(cè)量裝置，它是由敏感單元，制冷單元，散熱單元組成；它們之間的相互關(guān)系為：在基于雙通道的露點(diǎn)測(cè)量裝置中敏感單元位于頂層，中間為制冷單元，下面為散熱單元。敏感單元由四氟卡槽固定在制冷單元的冷面，散熱單元與制冷單元的熱面緊密相連；

所述敏感單元有參考通道和測(cè)量通道兩部分組成。參考通道和測(cè)量通道相互獨(dú)立，并行放置于半導(dǎo)體制冷片的冷面；

該參考通道由qcm，環(huán)形導(dǎo)熱墊和鉑電阻組成。qcm位于環(huán)形導(dǎo)熱墊的上表面由四氟卡槽進(jìn)行固定，鉑電阻內(nèi)嵌于環(huán)形導(dǎo)熱墊內(nèi)靠近于qcm下表面的位置，實(shí)驗(yàn)中參考通道由四氟頂蓋蓋嚴(yán)密封；

該qcm的直徑為14mm，電極為對(duì)稱電極，電極直徑為6mm，電極為鍍金電極，振動(dòng)頻率為6mhz，at切型；

該環(huán)形導(dǎo)熱墊的材料是導(dǎo)熱硅膠，環(huán)形導(dǎo)熱墊的寬度為2mm，厚度為0.5mm；

該鉑電阻是型號(hào)為pt100的鉑電阻；

該測(cè)量通道由qcm，環(huán)形導(dǎo)熱墊和鉑電阻組成。qcm位于環(huán)形導(dǎo)熱墊的上表面由四氟卡槽進(jìn)行固定，鉑電阻內(nèi)嵌于環(huán)形導(dǎo)熱墊內(nèi)靠近于qcm下表面的位置，實(shí)驗(yàn)中測(cè)量通道通過(guò)快插頭與外部相連通不同露點(diǎn)的氣體；

該qcm的直徑為14mm，電極為對(duì)稱電極，電極直徑為6mm，電極為鍍金電極，振動(dòng)頻率為6mhz，at切型；

該環(huán)形導(dǎo)熱墊的材料是導(dǎo)熱硅膠，環(huán)形導(dǎo)熱墊的寬度為2mm，厚度為0.5mm；

該鉑電阻是型號(hào)為pt100的鉑電阻；

所述制冷單元由tec1-12706半導(dǎo)體制冷片組成；

所述散熱單元由銅槽和水道組成，銅槽位于水道上方用于放置制冷單元。

該銅槽尺寸與tec1-12706半導(dǎo)體制冷片相同；

該水道兩側(cè)通過(guò)快插頭與外界水管相連通冷水散熱。