冷镜露点传感器如何测量极低水分活度？

现有的冷镜露点水分活度仪的测量范围是在0.03~1.00 aw，虽然市面上实际产品（除了干燥剂）的水分活度很少有低于0.03 aw，但是对于某些特殊用户，可能也需要测量水分活度低于0.03 aw的产品。

冷镜露点水分活度仪是目前测量食品和药品水分活度的第一法，几乎所有的标准方法或标准组织作为重要的测量仪器。它直接测量镜面上冷凝水的形成，并且确保冷凝水的形成尽可能可重复是非常重要的。

在不进行外部冷却的情况下，目前冷镜露点的仪器干端低最可以测到90℃的霜点，大约相当于空气中的水分含量为95ppb，水分活度约为0.0006 aw。实际上，露点或霜点温度在-23℃时，水分活度为0.03 aw。最新的进展是，仪器厂家在挑战将这种能力扩展到-100℃霜点，空气中水分的绝对含量仅为14 ppb左右。

提供此功能的冷镜露点传感器确实存在，但它们需要依赖于外部冷却，这使得仪器的体积非常庞大。 扩展内冷冷镜湿度计的极低温度范围，使国家计量的低端温度能力世界各地的研究所和其他认可实验室突破 -90℃霜点限制，帮助仪器厂家在露点/霜点范围的端极情况下进行可重复、可重复的测量方面迈出了下一步。

在没有外部冷却的情况下，冷镜露点传感器能够充分冷却以达到-100℃时稳定的冷凝水层。我们的工程师需要进一步探索的是：

l      冷凝水形成与探头设计产生的气体动力学之间的关系

l      仪器内部的材料特性以及Stirling冷却装置与镜面之间的界面。

冷凝水层的温度测量和流路中处于平衡状态时的水分是关键。他们知道他们需要查看 PRT（铂电阻热敏电阻）本身进行测量，以及可以对其及其安装进行哪些改进。

从之前解决问题的尝试中，工程师们知道当前的装置将测量到所需的水平。事实上一个装置之前曾通过NPL在-100℃下进行校准，这凸显了一些需要解决的重复性问题。

尽管面临挑战，但解决扩展冷镜干端指标的问题至关重要。这不仅使他们能够将仪器扩展到-100℃霜点水平，而且将直接使客户受益 提高了仪器的干端性能。

AQUALAB冷镜露点水分活度仪利用精密的光学系统，检测到水分冷凝在镜面上的细微变化，从而实现仪器的高灵敏度，快速响应露点变化。当仪器检测到镜面温度足以形成过冷水时，快速对镜面制冷，以形成特定厚度的冰膜。直接测出冷凝发生时的温度，即露点，极大缩短了由于传感器随时间变化响应的时间，从而可以实现5分钟内快速测量。而且仪器每次都可以获得可靠的数据，重复性非常高，相对标准偏差小于1%。

为什么准确测量低露点很重要？

冷镜露点传感器在商业实验室中用作许多仪器和传感器的痕量水分和露点校准的参考，例如露点变送器。改进该基准的干端规格将确保这些校准仪器在其测量范围更低。对于测水分活度来说，极低的露点传感器有助于更准确地测量极低水分活度，拓宽了测量范围。

冷镜露点传感器的工作原理

冷镜露点传感器是用于关键测量和控制应用的精密仪器。冷镜传感器测量水分的主要特征——表面形成冷凝水的温度。这意味着冷镜露点仪器本质上是可重复的，每次都能提供可靠的结果。

冷镜露点传感器由温控镜片和先进的光学检测系统组成。气体样品流过冷镜表面。在取决于气体中水分含量和工作压力的温度下，气体中的水分在镜子表面凝结。光学系统用于检测发生这种情况的点，该信息用于控制镜片温度并保持恒定的厚度镜面上的冷凝层。在平衡点，镜面的蒸发速率和冷凝速率相等，镜面温度代表露点。