專利名稱：差值露點測量方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種測定露點溫度和霜點溫度的方法和裝置。
背景技術：
在氣壓不變條件下，濕空氣通過冷卻降溫達到水面飽和(或冰面飽 和)時，會有露(或霜)凝成，此時的溫度叫露點溫度(或霜點溫度)。而根據公式
么)=召或 = e 為露點溫度G時的水面飽和水汽壓， 為霜點溫度矽時的水面
飽和水汽壓，s為實際水汽壓)，我們可以得知，只要測得露點溫度t (或霜點溫度& )，就能
求出空氣中的實際水汽壓的大小。此外，測得了露點溫度~ (或霜點溫度；)后，也就能求出 空氣的相對濕度。所以為了求得空氣中的實際水汽壓的大小和空氣的相對濕度，需要設計出一種測 量露點溫度和霜點溫度的儀器，目前為止，測定露點溫度和霜點溫度的最佳測量儀器就是 冷鏡露點儀(或霜點儀)?，F(xiàn)有的冷鏡露點儀(或霜點儀)包括有一個拋光并鏡面朝上的金屬 鏡反射面和一個嵌埋在鏡面下的測溫傳感器，冷鏡露點儀(或霜點儀)的測量原理是在光潔 的金屬鏡反射面上等壓降溫(形成冷鏡)，當溫度降低至空氣的露點溫度時，金屬鏡反射面 上開始有微小的露珠凝結(用光學檢測器來檢測)，測定金屬鏡反射面的表面溫度，就可確 定流過鏡面樣本空氣的露點溫度(當氣溫低于零度，鏡面上的凝結物可能是小冰晶，此時鏡 面所處溫度則為霜點溫度)。但是現(xiàn)有的冷鏡露點儀(或霜點儀)具有以下幾點缺點1、冷鏡露點儀(或霜點儀) 采用的是拋光的金屬鏡反射面，所以靈敏性比較低。2、冷鏡露點儀(或霜點儀)采用光學檢 測器來檢測金屬鏡反射面上的露珠凝結或小冰晶，所以金屬鏡反射面都是鏡面朝上，這樣 容易落灰，影響檢測結果。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種差值露點測量方法和裝置，要解決傳統(tǒng)的冷鏡露點儀 (或霜點儀)的靈敏性低、容易因落灰而影響最終檢測結果的技術問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案一種差值露點測量方法，其特征在于 步驟如下步驟一、設置毛玻璃和光玻璃，使毛玻璃的凝結面和光玻璃的凝結面均向下，并 使毛玻璃和光玻璃熱接觸溫度控制器。步驟二、用CXD攝像頭采集毛玻璃的凝結面和光玻璃的凝結面上的圖像，并將采 集到的毛玻璃在圖像中的平均亮度值Vl、光玻璃在圖像中的平均亮度值V2傳給微控制器。步驟三、通過公式結露指示參數K= (V1-V2)/ (V1+V2)，用微控制器計算結露指示 參數K，當結露指示參數K大于等于設定值，毛玻璃的凝結面和光玻璃的凝結面上沒有結露 或霜，則微控制器控制溫度控制器降溫、使毛玻璃和光玻璃冷卻，然后回到步驟二，當結露 指示參數K小于設定值，毛玻璃的凝結面和光玻璃的凝結面上有結露或霜，則進行下一步；步驟四、用微控制器控制測溫傳感器、使測溫傳感器測量毛玻璃和光玻璃的溫度，即得 到露點溫度或霜點溫度，然后測溫傳感器將測得露點溫度或霜點溫度傳給微控制器，微控 制器將露點溫度或霜點溫度傳給顯示單元、由顯示單元顯示出來。步驟五、微控制器控制溫度控制器加熱、使毛玻璃和光玻璃升溫。步驟六、用C⑶攝像頭采集毛玻璃的凝結面和光玻璃的凝結面上的圖像，并將采 集到的毛玻璃在圖像中的平均亮度值Vl、光玻璃在圖像中的平均亮度值V2傳給微控制器。步驟七、通過公式結露指示參數K= (V1-V2)/ (V1+V2)，用微控制器計算出結露指 示參數K，當結露指示參數K大于等于設定值，毛玻璃的凝結面和光玻璃的凝結面上沒有結 露或霜，則微控制器控制溫度控制器降溫、使毛玻璃和光玻璃冷卻，然后回到步驟二，當結 露指示參數K小于設定值，毛玻璃的凝結面和光玻璃的凝結面上有結露或霜，則回到步驟 五。一種差值露點測量裝置，包括載體，測溫傳感器，以及采集、處理溫度數據和圖像 數據的微控制器，其特征在于所述載體包括凝結面均向下的毛玻璃和光玻璃，毛玻璃和光 玻璃鑲在一個溫度控制器的下口，所述溫度控制器內置有制冷器和加熱器，溫度控制器下 口的下方設置有一個CCD攝像頭以及給毛玻璃的凝結面和光玻璃的凝結面照明用的面光 源；所述測溫傳感器置于載體的上面并與微控制器連接。所述微控制器的輸入接口與測溫傳感器的數據線連接，微控制器的輸出接口與顯 示單元連接，微控制器接收測溫傳感器發(fā)來的溫度數據，然后通過顯示單元顯示出來；微控 制器的拍攝控制端口與CCD攝像頭控制連接，微控制器的溫度控制端口與溫度控制器控制 連接，微控制器控制CCD攝像頭采集毛玻璃的凝結面和光玻璃的凝結面上的圖像，接收并 處理CCD攝像頭發(fā)來的圖像數據，計算得到結露指示參數K，并根據K值大小控制溫度控制 器制冷或加熱。與現(xiàn)有技術相比本發(fā)明具有以下特點和有益效果1、傳統(tǒng)的冷鏡露點儀采用鏡面 作為凝結面，而本發(fā)明采用毛玻璃和光玻璃作為凝結面，檢測凝結面是否結露或霜的判據， 是歸一化的結露指示參數K，即(VI -V2 )/( Vl +V2 )，所以具有靈敏性高，塵埃污染影響 小的優(yōu)點。2、本發(fā)明采用CCD攝像頭獲取毛玻璃和光玻璃的圖像資料，對圖像資料進行圖像 識別處理，判別結露或結霜，由于用CCD攝像頭和面光源替代了光學檢測器，所以毛玻璃和 光玻璃的凝結面均可以向下，這就減小了塵埃累積的速度，提高了檢測結果的準確性和精度。
下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。圖1是本發(fā)明所述裝置的結構示意圖。圖2是本發(fā)明所述方法的流程示意圖。圖3是本發(fā)明的模塊示意圖。附圖標記1 一溫度控制器、2 —測溫傳感器、3 —毛玻璃、4 一光玻璃、5 —微控制 器、6 - CCD攝像頭、7 —面光源。
具體實施例方式實施例參見圖1、圖2所示，這種差值露點測量方法，其步驟如下步驟一、設置毛 玻璃3和光玻璃4，使毛玻璃3的凝結面和光玻璃4的凝結面均向下，并使毛玻璃3和光玻 璃4熱接觸溫度控制器1，本實施例中，溫度控制器1為半導體溫度控制器；步驟二、用CCD 攝像頭6采集毛玻璃3的凝結面和光玻璃4的凝結面上的圖像，并將采集到的毛玻璃在圖 像中的平均亮度值VI、光玻璃在圖像中的平均亮度值V2傳給微控制器5。步驟三、通過公 式結露指示參數K= (V1-V2)/ (V1+V2)，用微控制器5計算結露指示參數K，當結露指示參 數K大于等于設定值，比如0. 20，毛玻璃3的凝結面和光玻璃4的凝結面上沒有結露或霜， 則微控制器5控制溫度控制器1降溫、使毛玻璃3和光玻璃4冷卻，然后回到步驟二，當結 露指示參數K小于設定值，比如0. 20，毛玻璃3的凝結面和光玻璃4的凝結面上有結露或 霜，則進行下一步；步驟四、用微控制器5控制測溫傳感器2、使測溫傳感器2測量毛玻璃3 和光玻璃4的溫度，即得到露點溫度或霜點溫度，然后測溫傳感器2將測得露點溫度或霜點 溫度傳給微控制器5，微控制器5將露點溫度或霜點溫度傳給顯示單元、由顯示單元顯示出 來；步驟五、微控制器5控制溫度控制器1加熱、使毛玻璃3和光玻璃4升溫；步驟六、用CXD 攝像頭6采集毛玻璃3的凝結面和光玻璃4的凝結面上的圖像，并將采集到的毛玻璃在圖 像中的平均亮度值VI、光玻璃在圖像中的平均亮度值V2傳給微控制器5 ；步驟七、通過公式 結露指示參數K= (V1-V2)/ (V1+V2)，用微控制器5計算出結露指示參數K，當結露指示參 數K大于等于設定值，比如0. 20，毛玻璃3的凝結面和光玻璃4的凝結面上沒有結露或霜， 則微控制器5控制溫度控制器1降溫、使毛玻璃3和光玻璃4冷卻，然后回到步驟二，當結 露指示參數K小于設定值，比如0. 20，毛玻璃3的凝結面和光玻璃4的凝結面上有結露或 霜，則回到步驟五。參見圖1、圖3，這種差值露點測量裝置，包括載體，測溫傳感器，以及采集、處理溫 度數據和圖像數據的微控制器，所述載體包括凝結面均向下的毛玻璃3和光玻璃4，毛玻璃 3和光玻璃4鑲在一個溫度控制器1的下口，所述溫度控制器內置有制冷器和加熱器，溫度 控制器下口的下方設置有一個CXD攝像頭6以及給毛玻璃3的凝結面和光玻璃4的凝結面 照明用的面光源7 ；所述測溫傳感器2置于載體的上面并與微控制器5連接；
所述微控制器5的輸入接口與測溫傳感器2的數據線連接，微控制器5的輸出接口與 顯示單元連接，微控制器5接收測溫傳感器2發(fā)來的溫度數據，然后通過顯示單元顯示出 來。微控制器5的拍攝控制端口與CXD攝像頭6控制連接，微控制器5的溫度控制端口與 溫度控制器1控制連接，微控制器5控制CCD攝像頭6采集毛玻璃的凝結面和光玻璃的凝 結面上的圖像，接收并處理CCD攝像頭6發(fā)來的圖像數據，計算得到結露指示參數K，并根據 K值大小控制溫度控制器1制冷或加熱。所述溫度控制器用于對毛玻璃和光玻璃冷卻和加熱。測溫傳感器感應毛玻璃和光 玻璃的溫度。毛玻璃和光玻璃是空氣的凝結面。面光源用于給毛玻璃和光玻璃表面照明。 CXD攝像頭獲取毛玻璃和光玻璃的圖像。微控制器是差值露點測量裝置的資料采集和處理 核心，它采集測溫傳感器測得的數據，對溫度控制器進行控制，不斷分析CCD攝像頭的圖像 資料，確定毛玻璃和光玻璃上是否結露或霜，當確定毛玻璃和光玻璃上結露或霜時，則測溫 傳感器測到的溫度就是露點或霜點溫度?？諝馀c毛玻璃和光玻璃的表面接觸，當毛玻璃和光玻璃的表面溫度下降到空氣中水汽飽和溫度，即露點溫度，毛玻璃和光玻璃表面發(fā)生凝結，改變玻璃表面光的散射特性， 假定VI、V2分別為毛玻璃和光玻璃在數字攝像機圖像中的的平均亮度值，那么，結露指示 參數K= (VI -V2 )/ ( Vl +V2 )。隨著溫度下降，玻璃表面發(fā)生結露或霜，K值變小，比如 當K小于0.2，判定為結露或霜。
權利要求
1.一種差值露點測量方法，其特征在于步驟如下步驟一、設置毛玻璃(3)和光玻璃 (4)，使毛玻璃(3)的凝結面和光玻璃(4)的凝結面均向下，并使毛玻璃(3)和光玻璃(4)熱 接觸溫度控制器(1);步驟二、用CXD攝像頭(6)采集毛玻璃(3)的凝結面和光玻璃(4)的凝結面上的圖像， 并將采集到的毛玻璃在圖像中的平均亮度值VI、光玻璃在圖像中的平均亮度值V2傳給微 控制器(5);步驟三、通過公式結露指示參數K= (V1-V2)/ (V1+V2)，用微控制器(5)計算結露指示 參數K，當結露指示參數K大于等于設定值，毛玻璃(3)的凝結面和光玻璃(4)的凝結面上 沒有結露或霜，則微控制器(5 )控制溫度控制器(1)降溫、使毛玻璃(3 )和光玻璃(4 )冷卻， 然后回到步驟二，當結露指示參數K小于設定值，毛玻璃(3)的凝結面和光玻璃(4)的凝結 面上有結露或霜，則進行下一步；步驟四、用微控制器(5)控制測溫傳感器(2)、使測溫傳感器(2)測量毛玻璃(3)和光玻 璃(4)的溫度，即得到露點溫度或霜點溫度，然后測溫傳感器(2)將測得露點溫度或霜點溫 度傳給微控制器(5)，微控制器(5)將露點溫度或霜點溫度傳給顯示單元、由顯示單元顯示 出來；步驟五、微控制器(5 )控制溫度控制器(1)加熱、使毛玻璃(3 )和光玻璃(4 )升溫；步驟六、用CXD攝像頭(6)采集毛玻璃(3)的凝結面和光玻璃(4)的凝結面上的圖像， 并將采集到的毛玻璃在圖像中的平均亮度值VI、光玻璃在圖像中的平均亮度值V2傳給微 控制器(5);步驟七、通過公式結露指示參數K= (V1-V2)/ (V1+V2)，用微控制器(5)計算出結露指 示參數K，當結露指示參數K大于等于設定值，毛玻璃(3)的凝結面和光玻璃(4)的凝結面 上沒有結露或霜，則微控制器(5 )控制溫度控制器(1)降溫、使毛玻璃(3 )和光玻璃(4)冷 卻，然后回到步驟二，當結露指示參數K小于設定值，毛玻璃(3)的凝結面和光玻璃(4)的凝 結面上有結露或霜，則回到步驟五。
2.一種差值露點測量裝置，包括載體，測溫傳感器，以及采集、處理溫度數據和圖像數 據的微控制器，其特征在于所述載體包括凝結面均向下的毛玻璃(3)和光玻璃(4)，毛玻 璃(3 )和光玻璃(4 )鑲在一個溫度控制器(1)的下口，所述溫度控制器內置有制冷器和加熱 器，溫度控制器下口的下方設置有一個CXD攝像頭(6 )以及給毛玻璃(3 )的凝結面和光玻璃 (4)的凝結面照明用的面光源(7)；所述測溫傳感器(2)置于載體的上面并與微控制器(5) 連接；所述微控制器(5 )的輸入接口與測溫傳感器(2 )的數據線連接，微控制器(5 )的輸出接 口與顯示單元連接，微控制器(5 )接收測溫傳感器(2 )發(fā)來的溫度數據，然后通過顯示單元 顯示出來；微控制器(5)的拍攝控制端口與CXD攝像頭(6)控制連接，微控制器(5)的溫度 控制端口與溫度控制器(1)控制連接，微控制器(5 )控制CCD攝像頭(6 )采集毛玻璃的凝結 面和光玻璃的凝結面上的圖像，接收并處理CCD攝像頭(6)發(fā)來的圖像數據，計算得到結露 指示參數K，并根據K值大小控制溫度控制器(1)制冷或加熱。
全文摘要
一種差值露點測量方法和裝置，該裝置包括載體，測溫傳感器，以及采集、處理溫度數據和圖像數據的微控制器，所述載體包括凝結面均向下的毛玻璃和光玻璃，毛玻璃和光玻璃鑲在一個溫度控制器的下口，所述溫度控制器內置有制冷器和加熱器，溫度控制器下口的下方設置有一個CCD攝像頭以及給毛玻璃的凝結面和光玻璃的凝結面照明用的面光源；所述測溫傳感器置于載體的上面并與微控制器連接。本發(fā)明具有靈敏性高，塵埃污染影響小的優(yōu)點，所述毛玻璃和光玻璃的凝結面均向下，所以減小了塵埃累積的速度，提高了檢測結果的準確性和精度。
文檔編號G01N21/84GK102128858SQ20101058282
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權日2010年12月10日
發(fā)明者馬舒慶 申請人:馬舒慶