[发明专利]一种湿度检测装置及应用所述装置的湿度检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及气体含量检测技术领域，特别涉及一种湿度检测装置及应用所述装置的湿度检测方法。

背景技术

湿度，表示大气干燥程度的物理量。在一定的温度下在一定体积的空气里含有的水汽越少，则空气越干燥；水汽越多，则空气越潮湿。空气的干湿程度叫做“湿度”。在工农业生产、气象、国防、环保、科研、航天等部门，经常需要对环境的湿度进行测量及控制。随着现代化的实现，很难找出一个与湿度无关的领域来。但是作为如此重要的一个环境参数，湿度相比于其他环境参数来说是最难准确测量的。

目前，传统的测量方法有几下几种：

方法一：干湿球法测湿度

干湿球又叫干湿计。是一种历史非常悠久的湿度传感器。利用水蒸发要吸热降温，而蒸发的快慢（即降温的多少）是和当时空气的相对湿度有关这一原理制成的。

由于在0℃以下湿球会结冰，从而大大降低了湿球温度对于所测相对湿度的分辨能力，致使误差很大。所以干湿球测量法只能在0℃以上使用。此外如果空气中杂质较多，也将会对湿球造成污染，从而影响湿度测量的准确度。

方法二：湿敏电容式集成湿度传感器

湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酷酸醋酸纤维等。当环境湿度发生改变时，湿敏电容的介电常数发生变化，使其电容量也发生变化，其电容变化量与相对湿度成正比。

该测量方法在高湿环境下性能较差，尤其是在长期处于高湿条件时，湿敏电容往往会损坏或者需要很长时间才能恢复正常。经常出现的情况是，当天气在自然条件下持续两到三天高湿时，等天气湿度降低至50%RH以下时，湿敏电容的示值仍会出现维持在90%或其以上的相对湿度超过24小时（h）的情况，此时的测量误差可以达到30%～40%RH。而该种湿敏电容在低温-30℃条件下，湿度测量误差也在10%RH以上。

冷镜式露点仪

冷镜式露点仪是0℃以下和0℃以上都可使用的湿度测量仪器，其露点（当前的水汽浓度下可以导致结露的最高温度，水汽浓度值与露点一一对应）温度的测量范围可达-70℃～60℃，工作原理示意图如图1所示。

被测气体通过导管由气泵吸入，进入传感器并以一定的流速掠过镜面101，若镜面101温度高于该气体的露点温度，水汽不会在镜面凝结，干燥的镜面101将遵循反射定律将激光发生器102产生的入射光等角度的反射至光接收器103。通过温度控制电路，使半导体制冷器104对镜面降温，待镜面温度达到采样气体的露点温度时，镜面结露(霜)，入射光在镜面101上呈漫反射状态，光接收器103接收信号减小，通过光电监测器的监测使原来的对镜面制冷变为加热，经过反复自动调整，最终使镜面温度自动平衡在吸入气体的露点温度上。这一温度由测温元件检测，该温度值也正好符合露点温度的定义。

由于在制冷的同时必然放出更多热量，这一热量必须从温度传感器105中导出，以免引起镜面温度不稳定或者烧毁附近的元器件，尤其是在露点温度较低时，通常要用水冷方式对半导体制冷器104降温。

冷镜式露点仪是一种可溯源并且测量准确的系统。然而露点仪最大的问题就是稳定时间较长，通常一个露点测试需要数分钟甚至更长的时间。而且该方法无法进行动态测试，只能进行静态的单点测试。在稳定前显示的所有露点值均是过程量，只有最后稳定后的露点值是准确的。

发明内容

本发明实施例提供一种湿度检测装置及应用所述装置的湿度检测方法，不但可测的温度范围大，而且避免了退湿速度慢的问题，且测量的响应速度快，测量准确度高。

本发明实施例提供了一种湿度检测装置，用于对气体中的水汽浓度进行检测，所述检测装置包括：处理器100、程控电流源200、激光器300、气室400、探测器500、直流调理电路600、交流调理器700和总线接口1200；

所述程控电流源200，在处理器100的控制下对激光器进行直调；

所述激光器300，在所述程控电流源200的控制下输出一路光强和波长均为正弦波动的激光；

所述气室400，接收来自所述激光器300的激光作为入射光，反射吸收后射出出射光；

所述探测器500，接收所述出射光，将所述出射光转换为电信号，将转换后的电信号分别传送给直流调理电路600和交流调理电路700；

直流调理电路600，对所述电信号整流及模数转换后获得第一调理信号，将所述第一调理信号传送给处理器；

交流调理电路700，对所述电信号整流及模数转换后获得第二调理信号，将所述第二调理信号传送给处理器；