CN102128858B

CN102128858B - 差值露点测量方法和装置

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Publication number: CN102128858B
Application number: CN201010582825A
Authority: CN
Inventors: 马舒庆
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2010-12-10
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2030-12-10
Also published as: CN102128858A

Abstract

一种差值露点测量方法和装置，该装置包括载体，测温传感器，以及采集、处理温度数据和图像数据的微控制器，所述载体包括凝结面均向下的毛玻璃和光玻璃，毛玻璃和光玻璃镶在一个温度控制器的下口，所述温度控制器内置有制冷器和加热器，温度控制器下口的下方设置有一个CCD摄像头以及给毛玻璃的凝结面和光玻璃的凝结面照明用的面光源；所述测温传感器置于载体的上面并与微控制器连接。本发明具有灵敏性高，尘埃污染影响小的优点，所述毛玻璃和光玻璃的凝结面均向下，所以减小了尘埃累积的速度，提高了检测结果的准确性和精度。

Description

差值露点测量方法和装置

技术领域

本发明涉及一种测定露点温度和霜点温度的方法和装置。

背景技术

在气压不变条件下，湿空气通过冷却降温达到水面饱和（或冰面饱和）时，会有露（或霜）凝成，此时的温度叫露点温度（或霜点温度）。而根据公式

或

（

为露点温度

时的水面饱和水汽压，

为霜点温度

时的水面饱和水汽压，

为实际水汽压），我们可以得知，只要测得露点温度

（或霜点温度），就能求出空气中的实际水汽压的大小。此外，测得了露点温度

（或霜点温度

）后，也就能求出空气的相对湿度。

所以为了求得空气中的实际水汽压的大小和空气的相对湿度，需要设计出一种测量露点温度和霜点温度的仪器，目前为止，测定露点温度和霜点温度的最佳测量仪器就是冷镜露点仪（或霜点仪）。现有的冷镜露点仪（或霜点仪）包括有一个抛光并镜面朝上的金属镜反射面和一个嵌埋在镜面下的测温传感器，冷镜露点仪（或霜点仪）的测量原理是在光洁的金属镜反射面上等压降温（形成冷镜），当温度降低至空气的露点温度时，金属镜反射面上开始有微小的露珠凝结（用光学检测器来检测），测定金属镜反射面的表面温度，就可确定流过镜面样本空气的露点温度（当气温低于零度，镜面上的凝结物可能是小冰晶，此时镜面所处温度则为霜点温度）。

但是现有的冷镜露点仪（或霜点仪）具有以下几点缺点：1、冷镜露点仪（或霜点仪）采用的是抛光的金属镜反射面，所以灵敏性比较低。2、冷镜露点仪（或霜点仪）采用光学检测器来检测金属镜反射面上的露珠凝结或小冰晶，所以金属镜反射面都是镜面朝上，这样容易落灰，影响检测结果。

发明内容

本发明的目的是提供一种差值露点测量方法和装置，要解决传统的冷镜露点仪（或霜点仪）的灵敏性低、容易因落灰而影响最终检测结果的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种差值露点测量方法，其特征在于步骤如下：步骤一、设置毛玻璃和光玻璃，使毛玻璃的凝结面和光玻璃的凝结面均向下，并使毛玻璃和光玻璃热接触温度控制器。

步骤二、用CCD摄像头采集毛玻璃的凝结面和光玻璃的凝结面上的图像，并将采集到的毛玻璃在图像中的平均亮度值V1、光玻璃在图像中的平均亮度值V2传给微控制器。

步骤三、通过公式结露指示参数K=（V1-V2）/（V1+V2），用微控制器计算结露指示参数K，当结露指示参数K大于等于设定值，毛玻璃的凝结面和光玻璃的凝结面上没有结露或霜，则微控制器控制温度控制器降温、使毛玻璃和光玻璃冷却，然后回到步骤二，当结露指示参数K小于设定值，毛玻璃的凝结面和光玻璃的凝结面上有结露或霜，则进行下一步；

步骤四、用微控制器控制测温传感器、使测温传感器测量毛玻璃和光玻璃的温度，即得到露点温度或霜点温度，然后测温传感器将测得露点温度或霜点温度传给微控制器，微控制器将露点温度或霜点温度传给显示单元、由显示单元显示出来。

步骤五、微控制器控制温度控制器加热、使毛玻璃和光玻璃升温。

步骤六、用CCD摄像头采集毛玻璃的凝结面和光玻璃的凝结面上的图像，并将采集到的毛玻璃在图像中的平均亮度值V1、光玻璃在图像中的平均亮度值V2传给微控制器。

步骤七、通过公式结露指示参数K=（V1-V2）/（V1+V2），用微控制器计算出结露指示参数K，当结露指示参数K大于等于设定值，毛玻璃的凝结面和光玻璃的凝结面上没有结露或霜，则微控制器控制温度控制器降温、使毛玻璃和光玻璃冷却，然后回到步骤二，当结露指示参数K小于设定值，毛玻璃的凝结面和光玻璃的凝结面上有结露或霜，则回到步骤五。

一种差值露点测量装置，包括载体，测温传感器，以及采集、处理温度数据和图像数据的微控制器，其特征在于：所述载体包括凝结面均向下的毛玻璃和光玻璃，毛玻璃和光玻璃镶在一个温度控制器的下口，所述温度控制器内置有制冷器和加热器，温度控制器下口的下方设置有一个CCD摄像头以及给毛玻璃的凝结面和光玻璃的凝结面照明用的面光源；所述测温传感器置于载体的上面并与微控制器连接。

所述微控制器的输入接口与测温传感器的数据线连接，微控制器的输出接口与显示单元连接，微控制器接收测温传感器发来的温度数据，然后通过显示单元显示出来；微控制器的拍摄控制端口与CCD摄像头控制连接，微控制器的温度控制端口与温度控制器控制连接，微控制器控制CCD摄像头采集毛玻璃的凝结面和光玻璃的凝结面上的图像，接收并处理CCD摄像头发来的图像数据，计算得到结露指示参数K，并根据K值大小控制温度控制器制冷或加热。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：1、传统的冷镜露点仪采用镜面作为凝结面，而本发明采用毛玻璃和光玻璃作为凝结面，检测凝结面是否结露或霜的判据，是归一化的结露指示参数K，即（V1 -V2 ）/（ V1 +V2 ），所以具有灵敏性高，尘埃污染影响小的优点。

2、本发明采用CCD摄像头获取毛玻璃和光玻璃的图像资料，对图像资料进行图像识别处理，判别结露或结霜，由于用CCD摄像头和面光源替代了光学检测器，所以毛玻璃和光玻璃的凝结面均可以向下，这就减小了尘埃累积的速度，提高了检测结果的准确性和精度。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明所述装置的结构示意图。

图2是本发明所述方法的流程示意图。

图3是本发明的模块示意图。

附图标记：1－温度控制器、2－测温传感器、3－毛玻璃、4－光玻璃、5－微控制器、6－CCD摄像头、7－面光源。

具体实施方式

实施例参见图1、图2所示，这种差值露点测量方法，其步骤如下：步骤一、设置毛玻璃3和光玻璃4，使毛玻璃3的凝结面和光玻璃4的凝结面均向下，并使毛玻璃3和光玻璃4热接触温度控制器1，本实施例中，温度控制器1为半导体温度控制器；步骤二、用CCD摄像头6采集毛玻璃3的凝结面和光玻璃4的凝结面上的图像，并将采集到的毛玻璃在图像中的平均亮度值V1、光玻璃在图像中的平均亮度值V2传给微控制器5。步骤三、通过公式结露指示参数K=（V1-V2）/（V1+V2），用微控制器5计算结露指示参数K，当结露指示参数K大于等于设定值，比如0.20，毛玻璃3的凝结面和光玻璃4的凝结面上没有结露或霜，则微控制器5控制温度控制器1降温、使毛玻璃3和光玻璃4冷却，然后回到步骤二，当结露指示参数K小于设定值,比如0.20，毛玻璃3的凝结面和光玻璃4的凝结面上有结露或霜，则进行下一步；步骤四、用微控制器5控制测温传感器2、使测温传感器2测量毛玻璃3和光玻璃4的温度，即得到露点温度或霜点温度，然后测温传感器2将测得露点温度或霜点温度传给微控制器5，微控制器5将露点温度或霜点温度传给显示单元、由显示单元显示出来；步骤五、微控制器5控制温度控制器1加热、使毛玻璃3和光玻璃4升温；步骤六、用CCD摄像头6采集毛玻璃3的凝结面和光玻璃4的凝结面上的图像，并将采集到的毛玻璃在图像中的平均亮度值V1、光玻璃在图像中的平均亮度值V2传给微控制器5；步骤七、通过公式结露指示参数K=（V1-V2）/（V1+V2），用微控制器5计算出结露指示参数K，当结露指示参数K大于等于设定值，比如0.20，毛玻璃3的凝结面和光玻璃4的凝结面上没有结露或霜，则微控制器5控制温度控制器1降温、使毛玻璃3和光玻璃4冷却，然后回到步骤二，当结露指示参数K小于设定值，比如0.20，毛玻璃3的凝结面和光玻璃4的凝结面上有结露或霜，则回到步骤五。

参见图1、图3，这种差值露点测量装置，包括载体，测温传感器，以及采集、处理温度数据和图像数据的微控制器，所述载体包括凝结面均向下的毛玻璃3和光玻璃4，毛玻璃3和光玻璃4镶在一个温度控制器1的下口，所述温度控制器内置有制冷器和加热器，温度控制器下口的下方设置有一个CCD摄像头6以及给毛玻璃3的凝结面和光玻璃4的凝结面照明用的面光源7；所述测温传感器2置于载体的上面并与微控制器5连接；

所述微控制器5的输入接口与测温传感器2的数据线连接，微控制器5的输出接口与显示单元连接，微控制器5接收测温传感器2发来的温度数据，然后通过显示单元显示出来。微控制器5的拍摄控制端口与CCD摄像头6控制连接，微控制器5的温度控制端口与温度控制器1控制连接，微控制器5控制CCD摄像头6采集毛玻璃的凝结面和光玻璃的凝结面上的图像，接收并处理CCD摄像头6发来的图像数据，计算得到结露指示参数K，并根据K值大小控制温度控制器1制冷或加热。

所述温度控制器用于对毛玻璃和光玻璃冷却和加热。测温传感器感应毛玻璃和光玻璃的温度。毛玻璃和光玻璃是空气的凝结面。面光源用于给毛玻璃和光玻璃表面照明。CCD摄像头获取毛玻璃和光玻璃的图像。微控制器是差值露点测量装置的资料采集和处理核心，它采集测温传感器测得的数据，对温度控制器进行控制，不断分析CCD摄像头的图像资料，确定毛玻璃和光玻璃上是否结露或霜，当确定毛玻璃和光玻璃上结露或霜时，则测温传感器测到的温度就是露点或霜点温度。

空气与毛玻璃和光玻璃的表面接触，当毛玻璃和光玻璃的表面温度下降到空气中水汽饱和温度，即露点温度，毛玻璃和光玻璃表面发生凝结，改变玻璃表面光的散射特性，假定V1、V2分别为毛玻璃和光玻璃在数字摄像机图像中的的平均亮度值，那么，结露指示参数K= （V1 -V2 ）/（ V1 +V2 ）。随着温度下降，玻璃表面发生结露或霜，K值变小，比如当 K小于0.2，判定为结露或霜。

Claims

1.一种差值露点测量方法，其特征在于步骤如下：步骤一、设置毛玻璃（3）和光玻璃（4），使毛玻璃（3）的凝结面和光玻璃（4）的凝结面均向下，并使毛玻璃（3）和光玻璃（4）热接触温度控制器（1）；

步骤二、用CCD摄像头（6）采集毛玻璃（3）的凝结面和光玻璃（4）的凝结面上的图像，并将采集到的毛玻璃在图像中的平均亮度值V1、光玻璃在图像中的平均亮度值V2传给微控制器（5）；

步骤三、通过公式结露指示参数K=（V1-V2）/（V1+V2），用微控制器（5）计算结露指示参数K，当结露指示参数K大于等于设定值，毛玻璃（3）的凝结面和光玻璃（4）的凝结面上没有结露，则微控制器（5）控制温度控制器（1）降温、使毛玻璃（3）和光玻璃（4）冷却，然后回到步骤二，当结露指示参数K小于设定值,毛玻璃（3）的凝结面和光玻璃（4）的凝结面上有结露，则进行下一步；

步骤四、用微控制器（5）控制测温传感器（2）、使测温传感器（2）测量毛玻璃（3）和光玻璃（4）的温度，即得到露点温度，然后测温传感器（2）将测得露点温度传给微控制器（5），微控制器（5）将露点温度传给显示单元、由显示单元显示出来；

步骤五、微控制器（5）控制温度控制器（1）加热、使毛玻璃（3）和光玻璃（4）升温；

步骤六、用CCD摄像头（6）采集毛玻璃（3）的凝结面和光玻璃（4）的凝结面上的图像，并将采集到的毛玻璃在图像中的平均亮度值V1、光玻璃在图像中的平均亮度值V2传给微控制器（5）；

步骤七、通过公式结露指示参数K=（V1-V2）/（V1+V2），用微控制器（5）计算出结露指示参数K，当结露指示参数K大于等于设定值，毛玻璃（3）的凝结面和光玻璃（4）的凝结面上没有结露，则微控制器（5）控制温度控制器（1）降温、使毛玻璃（3）和光玻璃（4）冷却，然后回到步骤二，当结露指示参数K小于设定值，毛玻璃（3）的凝结面和光玻璃（4）的凝结面上有结露，则回到步骤五。

2.一种差值露点测量装置，包括载体，测温传感器，以及采集、处理温度数据和图像数据的微控制器，其特征在于：所述载体包括凝结面均向下的毛玻璃（3）和光玻璃（4），毛玻璃（3）和光玻璃（4）镶在一个温度控制器（1）的下口，所述温度控制器内置有制冷器和加热器，温度控制器下口的下方设置有一个CCD摄像头（6）以及给毛玻璃（3）的凝结面和光玻璃（4）的凝结面照明用的面光源（7）；所述测温传感器（2）置于载体的上面并与微控制器（5）连接；

所述微控制器（5）的输入接口与测温传感器（2）的数据线连接，微控制器（5）的输出接口与显示单元连接，微控制器（5）接收测温传感器（2）发来的温度数据，然后通过显示单元显示出来；微控制器（5）的拍摄控制端口与CCD摄像头（6）控制连接，微控制器（5）的温度控制端口与温度控制器（1）控制连接，微控制器（5）控制CCD摄像头（6）采集毛玻璃的凝结面和光玻璃的凝结面上的图像，接收并处理CCD摄像头（6）发来的图像数据，将采集到的毛玻璃在图像中的平均亮度值V1、光玻璃在图像中的平均亮度值V2传给微控制器（5）；通过公式结露指示参数K=（V1-V2）/（V1+V2），计算得到结露指示参数K，并根据K值大小控制温度控制器（1）制冷或加热。