[实用新型]一种温湿度测量装置

说明书

本实用新型提供一种温湿度测量装置，所述装置包括发射腔室、反射镜座，发射腔室内设置一硬件电路，所述硬件电路与测温组件、测湿组件连接；所述测温组件包括超声发射器、超声接收器、球形凹面反射镜；所述测湿组件包括光电传感器、激光器、球形凹面反射镜；所述测温组件和测湿组件共用同一单片机和同一球形凹面反射镜。该装置基于超声测温技术和可调谐半导体激光吸收光谱技术，将测温组件、测湿组件固设于一个腔室内，共用一个球形凹面反射镜，整个装置结构简单，装配方便，具有灵敏度高、精度高、响应速度快等优点，可实现温度和湿度同步、高动态测量。

技术领域

本实用新型涉及温度、湿度测量技术领域，具体地说，涉及一种温湿度测量装置。

背景技术

湿度是指大气中水汽的含量，是影响空气环境品质的重要因素，通常采用相对湿度来表示。空气中相对湿度的大小会对环境中的人员以及物质产生相当大的影响。湿度与人们的生活息息相关，湿度过高或过低都会对人体产生影响，同时，湿度在生产中也起到了至关重要的作用，看似很小的湿度变化，也会对工业材料、工艺流程产生影响，带来许多质量问题。

因此，湿度检测在人类生产生活各方面都发挥着越来越重要的作用。目前，湿度测量和控制已经广泛应用于航空航天、微电子、原子能、石油化工、电力、气象等各相关行业，人们对湿度也越来越重视，世界各国都在不断更新改造其湿度标准，湿度测量也已成为国际标准化组织和国际有关技术委员会关注的焦点。

利用可调谐半导体激光吸收光谱技术测量水汽浓度具有灵敏度高、选择性好、响应速度快等优点，水汽浓度测量的响应频率可达几十赫兹，可以达到水汽浓度高动态测量的要求。

相对湿度是空气中的绝对湿度与同温度和气压下的饱和绝对湿度的比值，不同温度下空气中的饱和湿度值不同，相对湿度与温度密切相关，高动态的湿度测量需要高动态测量的温度数据做为支持。

目前主要的温度传感器，如热电偶、热电阻及热敏电阻温度计等的技术已经成熟，但只能在传统的场合应用，现有温湿度传感器中所用的温度探头响应速度慢，无法对环境温度进行高动态测量。

现有温湿度传感器的测湿部分采用聚合物高分子薄膜电容传感器，在使用中会出现低温分辨率低、高湿褪湿慢，测量误差大、响应时间长等问题，无法满足温湿度高精度、高动态测量的要求。

由此可见，将超声测温技术与可调谐半导体激光吸收光谱测量水汽浓度技术相结合，是高动态温湿度传感器目前亟需解决的关键问题。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型将超声波测温技术与可调谐半导体激光吸收光谱技术测量水汽浓度结合，提出一种温湿度测量装置。

超声波测温技术是根据超声波通过介质传播时的波速与介质温度有关这一原理来实现温度测量的。超声波测温技术响应速度快，结合可调谐半导体激光吸收光谱技术，可以实现环境温度和湿度的同步高动态测量。

本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种温湿度测量装置，包括发射腔室、反射镜座，所述发射腔室与反射镜座之间通过气室连通，其中：

发射腔室内设置一硬件电路，所述硬件电路与测温组件、测湿组件连接；

所述测温组件包括超声发射器5、超声接收器6、球形凹面反射镜10；

所述测湿组件包括光电传感器2、激光器9、球形凹面反射镜10；

所述测温组件和测湿组件共用同一单片机和同一球形凹面反射镜；

所述激光器9发射方向上设置一楔角窗口片4，所述楔角窗口片相对于激光器 9发射光方向倾斜设置，使发射光与所述楔角窗口片的入射角为锐角；

反射镜座内设置球形凹面反射镜10，所述激光器9的发射光经气室气体吸收后经球形凹面反射镜10反射至光电传感器2；