密析爾儀表與英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室（NPL）合作開發(fā)并進(jìn)行了測(cè)試和驗(yàn)證的一種冷鏡式露點(diǎn)儀，

可以測(cè)量低至 –100 °C的非常低露點(diǎn)溫度。階段1- 挑戰(zhàn)冷鏡式露點(diǎn)儀是測(cè)量微水和濕度校準(zhǔn)的

重要參考儀器。它直接測(cè)量鏡面上冷凝的形成。確保冷凝物的形成盡可能重復(fù)是如何進(jìn)行測(cè)量的基礎(chǔ)。

在沒有外部冷卻的情況下，冷鏡式露點(diǎn)儀的當(dāng)前干燥參數(shù)為 90 °C 霜點(diǎn)，相當(dāng)于大約95 ppb。

挑戰(zhàn)在于將測(cè)量能力擴(kuò)展到 -100 °C霜點(diǎn)，或約14 ppb。也有依靠外部冷卻的冷鏡式露點(diǎn)儀可以達(dá)到

這個(gè)能力，但體積龐大。擴(kuò)展冷鏡式露點(diǎn)儀的內(nèi)部冷卻下限范圍，使世界各地的國(guó)家和其他認(rèn)證

實(shí)驗(yàn)室的測(cè)量低范圍過-90 °C霜點(diǎn)的限制，幫助這一領(lǐng)域在露點(diǎn)/霜點(diǎn)范圍的情況下，在可重復(fù)、

可再現(xiàn)的測(cè)量方面邁出下一步。在沒有外部冷卻的情況下，冷鏡式露點(diǎn)儀能夠充分冷卻，

以在 -100 °C 下獲得穩(wěn)定的冷凝層。我們工程師需要進(jìn)一步探索的是：• 冷凝物形成與測(cè)量頭設(shè)計(jì)

帶來的流量動(dòng)態(tài)之間的關(guān)系• 斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)和鏡面之間的流量路徑和冷界面的材料特性冷凝層和

流徑中的水量當(dāng)處于平衡時(shí)所在點(diǎn)的溫度測(cè)量是關(guān)鍵的。工程師們知道他們需要看向PRT

（鉑電阻溫度計(jì)）進(jìn)行這種測(cè)量，以及可以對(duì)其及其安裝進(jìn)行哪些改進(jìn)。從之前解決這個(gè)問題的

嘗試中，工程師們知道，目前的裝置可以測(cè)量低到所需的水平。事實(shí)上，NPL之前曾在-100°Cdp

下校準(zhǔn)過一臺(tái)裝置，凸顯了一些需要解決的重復(fù)性問題。測(cè)量值與樣氣流速之間存在很強(qiáng)的相關(guān)性。

盡管存在挑戰(zhàn)，但解決擴(kuò)展冷鏡干燥端參數(shù)的問題至關(guān)重要。 這不僅使他們能夠?qū)KAS認(rèn)證擴(kuò)展

到低至 -100°C霜點(diǎn)水平，而且還將通過改進(jìn)其校準(zhǔn)儀器的干燥端性能直接惠及客戶。

階段2 - 原型作為階段，我們?cè)谙惹霸O(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上開發(fā)了一個(gè)原型冷鏡式露點(diǎn)儀，但帶有升級(jí)的測(cè)量

頭和氣流路徑，以確保冷凝物的形成盡可能可重復(fù)。在NPL進(jìn)行的測(cè)試有助于設(shè)計(jì)的這一演變。

原型冷鏡的干燥端規(guī)格參數(shù)在 -100 °C霜點(diǎn)（約14 ppb）。利用可用的冷卻能力，他們有可能在

-100 °C下形成穩(wěn)定的冷凝層。雖然我們是在伊利工廠測(cè)試原型，但我們希望NPL濕度測(cè)量和標(biāo)準(zhǔn)

小組參與進(jìn)來。NPL的專業(yè)知識(shí)提供了更新測(cè)量頭設(shè)計(jì)所需的終信息。通過NPL的參與以及他們的

設(shè)施、知識(shí)和設(shè)備的使用，我們的研發(fā)人員能夠驗(yàn)證設(shè)計(jì)，而無需引入第三方進(jìn)行beta 測(cè)試。正如

產(chǎn)品經(jīng)理 Richard Gee解釋的那樣，“我們不相信我們能夠及時(shí)開展必要的工作，讓我們對(duì)重新

設(shè)計(jì)有信心，從而在當(dāng)前的迭代中推出產(chǎn)品"。在NPL的幫助下，我們將上市時(shí)間縮短了至少三個(gè)月

。為什么精準(zhǔn)測(cè)量低露點(diǎn)很重要冷鏡式露點(diǎn)儀在商業(yè)實(shí)驗(yàn)室中用作許多儀器和傳感器

（如露點(diǎn)變送器）的微量水分和露點(diǎn)校準(zhǔn)的參考。改進(jìn)這一參考的干燥端規(guī)格將確保這些校準(zhǔn)儀器

在較低測(cè)量范圍內(nèi)的高可靠性。冷鏡式傳感器是如何工作冷鏡式露點(diǎn)儀是用于關(guān)鍵測(cè)量和控制應(yīng)用

的精密儀器。冷鏡式傳感器測(cè)量水分的一個(gè)主要特征——鏡面上形成冷凝的溫度。這意味著冷鏡

儀器具有固有的可重復(fù)性，每次都能給出可靠的結(jié)果。冷鏡式傳感器由溫控鏡和的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)組成

。氣體樣本進(jìn)入傳感器外殼，并流過包含在內(nèi)的冷鏡表面。在取決于氣體中水分含量和工作壓力的

某個(gè)溫度下，氣體中的水分在鏡面上凝析出。光學(xué)系統(tǒng)用于檢測(cè)發(fā)生這種情況的點(diǎn)，該信息用于

控制鏡面溫度并保持鏡面上冷凝層的恒定厚度。在平衡點(diǎn)，即鏡面的蒸發(fā)速率和冷凝速率相等時(shí)，

鏡面溫度代表露點(diǎn)。