CN110632120B - 混合气体湿度检测方法、系统、装置和计算机设备 - Google Patents

混合气体湿度检测方法、系统、装置和计算机设备 Download PDF

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CN110632120B CN201911015230.4A CN201911015230A CN110632120B CN 110632120 B CN110632120 B CN 110632120B CN 201911015230 A CN201911015230 A CN 201911015230A CN 110632120 B CN110632120 B CN 110632120B
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Abstract

本申请涉及一种混合气体湿度检测方法、系统、装置和计算机设备，其中，一种混合气体湿度检测方法，通过获取待测气体的气体混合比例以及检测待测气体的气体总压力，并基于气体混合比例和气体总压力确定制冷阈值，根据制冷阈值调整冷镜的镜面温度，从而可避免冷镜的镜面温度小于待测气体中预设种类气体的液化温度，防止预设种类气体在冷镜上结为露层，进而保证在对镜面霜层厚度进行检测时，检测到的数据能准确反映镜面霜层的实际厚度，提高检测的准确率并避免测量失效。

Description

混合气体湿度检测方法、系统、装置和计算机设备
技术领域
本申请涉及气体测量技术领域，特别是涉及一种混合气体湿度检测方法、系统、装置和计算机设备。
背景技术
随着环保行业的推进，为减少六氟化硫对环境的影响，寻找新的环保型气体替代六氟化硫在各类气体绝缘设备中的作用已经成为了电力行业的研究热点。目前，环保气体C4F7N(七氟异丁腈)的GWP(Global Warming Potential，全球变暖潜能值)明显低于SF6(六氟化硫)，受较高液化温度的影响，需要与传统气体CO2(二氧化碳)混合使用，C4F7N/CO2混合气体有望替代SF6应用在各类气体绝缘设备中。C4F7N/CO2混合气体湿度对气体绝缘性能影响显著，日常运维湿度检测尤为重要。
由于冷镜式露点仪具有精度高、重复性好、校准周期长等的优点，被广泛应用于SF6气体湿度检测中。传统技术一般也采用冷镜式露点仪测量C4F7N/CO2混合气体的露点，以检测C4F7N/CO2混合气体的湿度。
然而在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：传统的C4F7N/CO2混合气体冷镜式湿度检测方法，易使得气体在镜面液化，存在准确度低的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够检测准确度高的混合气体湿度检测方法、系统、装置和计算机设备。
为了实现上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种混合气体湿度检测方法，包括以下步骤：
获取待测气体的气体混合比例，并检测待测气体的气体总压力；
基于气体混合比例和气体总压力确定制冷阈值，并根据制冷阈值调整冷镜的镜面温度，且实时检测冷镜的镜面霜层厚度；
当镜面温度大于或等于制冷阈值、且镜面霜层厚度保持不变时，将镜面温度确认为待测气体的露点；
根据露点确定待测气体的湿度。
在其中一个实施例中，基于气体混合比例和气体总压力确定制冷阈值的步骤，包括：
按照道尔顿分压定律处理气体混合比例和气体总压力，得到述待测气体中预设种类气体的气体分压；预设种类气体包括七氟异丁腈；
采用Wagner方程处理气体分压，得到预设种类气体的液化温度，并根据液化温度确定制冷阈值；制冷阈值大于液化温度。
在其中一个实施例中，根据制冷阈值调整冷镜的镜面温度的步骤，包括：
根据制冷阈值向制冷系统传输第一控制信号，以使制冷系统逐步降低镜面温度，直至镜面霜层厚度大于或等于目标厚度；镜面温度大于或者等于制冷阈值；
向制冷系统传输第二控制信号，以使制冷系统逐步提高镜面温度，直至镜面霜层厚度保持不变。
在其中一个实施例中，根据制冷阈值调整冷镜的镜面温度的步骤，还包括：
当镜面温度等于制冷阈值、且冷镜的镜面霜层厚度小于目标厚度时，将镜面温度保持为制冷阈值，进入获取待测气体的气体混合比例，并检测待测气体的气体总压力的步骤。
在其中一个实施例中，当镜面温度等于制冷阈值，且冷镜的镜面霜层厚度小于目标厚度时，将镜面温度保持为制冷阈值，进入获取待测气体的气体混合比例，并检测待测气体的气体总压力的步骤之后，还包括：
当镜面温度在制冷阈值下保持预设时长、且冷镜的镜面霜层厚度小于目标厚度时，结束检测。
在其中一个实施例中，待测气体为七氟异丁腈与二氧化碳的混合气体。
本申请实施例提供了一种混合气体湿度检测系统，包括控制器、制冷设备、压力传感器和气体混合比例检测仪；控制器分别连接制冷设备、压力传感器和气体混合比例检测仪；制冷设备用于连接冷镜；
压力传感器将检测到的待测气体的气体总压力传输给控制器；气体混合比例检测仪将检测到的待测气体的气体混合比例传输给控制器；
控制器接基于接收到的气体混合比例和气体总压力、确定制冷阈值，并根据制冷阈值向制冷设备传输制冷控制信号，以使制冷设备调整冷镜的镜面温度，并实时检测冷镜的镜面霜层厚度；
控制器在镜面温度大于或等于制冷阈值，且镜面霜层厚度保持不变时，将镜面温度确认为待测气体的露点，并根据露点确认待测气体的湿度。
本申请实施例提供了一种混合气体湿度检测装置，装置包括：
获取模块，用于获取待测气体的气体混合比例，并检测待测气体的气体总压力；镜面温度调整模块，用于基于气体混合比例和气体总压力确定制冷阈值，并根据制冷阈值调整冷镜的镜面温度，且实时检测冷镜的镜面霜层厚度；
露点确认模块，用于在镜面温度大于或等于制冷阈值，且镜面霜层厚度保持不变时，将镜面温度确认为待测气体的露点；
湿度确认模块，用于根据露点确认待测气体的湿度。
本申请实施例提供了一种控制器，控制器用于实现上述任一项实施例中混合气体湿度检测方法的步骤。
本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一项实施例中混合气体湿度检测方法的步骤。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：
通过获取待测气体的气体混合比例以及检测待测气体的气体总压力，并基于气体混合比例和气体总压力确定制冷阈值，根据制冷阈值调整冷镜的镜面温度，从而可避免冷镜的镜面温度小于待测气体中预设种类气体的液化温度，防止预设种类气体在冷镜上结为露层，进而保证在对镜面霜层厚度进行检测时，检测到的数据能准确反映镜面霜层的实际厚度，提高检测的准确率并避免测量失效。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为一个实施例中混合气体湿度检测方法的第一示意性流程示意图；
图2为一个实施例中确定制冷阈值步骤的流程示意图；
图3为一个实施例中调整镜面温度步骤的流程示意图；
图4为一个实施例中混合气体湿度检测方法的第二示意性流程示意图；
图5为一个实施例中混合气体湿度检测系统的结构示意图；
图6为一个实施例中混合气体湿度检测装置的结构框图；
图7为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
当将C4F7N/CO2混合气体作为绝缘介质应用在气体绝缘设备中时，由于混合气体的湿度严重影响了气体绝缘性，因此需要在日常的运维中对混合气体的湿度进行监测，以确定气体绝缘性。
而在正常使用中，C4F7N/CO2混合气体比传统的SF6更容易液化，使用现有的测量SF6气体湿度的冷镜式露点仪来测量C4F7N/CO2混合气体的湿度，容易发生制冷过度的情况，使得C4F7N在冷镜的镜面上液化，C4F7N结为露层附着在冷镜的镜面上，当对冷镜镜面的霜层厚度进行检测时，检测得到的数据会发生振荡、跳跃等的不稳定情况，难以读取和确定镜面的霜层厚度，进而发生长时间检测不到C4F7N/CO2混合气体的湿度或者检测结果误差大、准确度低的问题。
本申请能够保证在对镜面霜层厚度进行检测时，检测到的数据能准确反映镜面霜层的实际厚度，提高检测的准确率并避免测量失效。
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种混合气体湿度检测方法，包括以下步骤：
步骤102，获取待测气体的气体混合比例，并检测待测气体的气体总压力。
其中，本申请可应用于冷镜式露点仪，进一步地，可应用在冷镜式露点仪的控制器。待测气体为混合气体，待测气体应至少包括第一气体和第二气体，第一气体不同于第二气体，进一步地，待测气体包括水蒸气。在一个示例中，第一气体可以为C4F7N，第二气体可以为CO2。
具体地，当需要对待测气体进行湿度检测时，待测气体输入至冷镜式露点仪中，可通过驱动外部设备来获取待测气体的气体混合比例，或者接收输入的信息来得到待测气体的气体混合比例，或者通过与存储设备进行直接或间接交互以得到气体混合比例。
当通过驱动外部设备来获取待测气体的气体混合比例时，可利用气体混合比例检测仪来得到气体混合比例，例如可向气体混合比例检测仪传输气体混合比例检测信号，气体混合比例检测仪对待测气体进行检测，并将检测得到的气体混合比例进行回传。
当接收输入的信息来得到待测气体的气体混合比例时，测试人员可以通过输入设备输入气体混合比例，从而得到待测气体的气体混合比例。当通过与存储设备进行直接或间接交互以得到气体混合比例时，气体混合比例可进行预先存储，通过与相应的设备进行交互，从而可得到待测气体的气体混合比例。例如，气体混合比例可预先存储在云服务器和/或存储设备中等。
检测待测气体的气体总压力时，可向压力检测设备传输压力检测信号，压力检测设备在接收到压力检测信号时对待测气体进行检测，并将检测得到的气体总压力进行回传。在一个示例中，压力检测设备可以为高精度微型压力传感器。
步骤104，基于气体混合比例和气体总压力确定制冷阈值，并根据制冷阈值调整冷镜的镜面温度，且实时检测冷镜的镜面霜层厚度。
其中，制冷阈值用于指示冷镜的镜面温度最小值，即冷镜的镜面温度应大于或者等于制冷阈值。镜面霜层厚度为当待测气体在冷镜的镜面上结霜时，霜层的厚度。
具体地，制冷阈值应大于待测气体中除水蒸气以外气体的液化温度，例如待测气体中包括气体1、气体2和水蒸气，则制冷阈值应大于气体1的液化温度，同时制冷阈值还应大于气体2的液化温度，从而避免除水分子以外的气体在冷镜的镜面上液化，并导致无法准确检测镜面霜层厚度的情况。
基于气体混合比例和气体总压力可算出待测气体中各组成成分的液化温度，并根据各液化温度确定制冷阈值，使得制冷阈值大于除水蒸气外各组成成分的液化温度。冷镜的镜面温度大于或者等于制冷阈值，进一步地，冷镜的镜面温度可以进行在大于或等于制冷阈值的温度范围内进行任意类型的调整。例如，冷镜的镜面温度可以按照预设调整步进进行调整，且令镜面温度在同一温度下保持预设时长；或者冷镜的镜面温度可以为持续的调整过程，无需在同一镜面温度下保持预设时长。
在根据制冷阈值调整冷镜的镜面温度时，对冷镜的镜面霜层厚度进行实时检测。具体而言，当冷镜的镜面温度小于待测气体的露点时，单位时间内在镜面凝结成霜的水分子数量，多于从镜面挥发的水分子数量，使得待测气体中的水蒸气会在冷镜的镜面上结霜，镜面霜层厚度会逐渐增加。当冷镜的镜面温度大于待测气体的露点时，单位时间内在镜面凝结成霜的水分子数量，少于从镜面挥发的水分子数量，镜面霜层厚度会逐渐下降。通过对冷镜的镜面霜层厚度进行实时检测，从而可对镜面霜层厚度的变化情况进行持续追踪。
步骤106，当镜面温度大于或等于制冷阈值、且镜面霜层厚度保持不变时，将镜面温度确认为待测气体的露点。
其中，当冷镜的镜面温度等于待测气体的露点时，单位时间内在镜面凝结成霜的水分子数量，等于从镜面挥发的水分子数量，并达到动态平衡状态，使得镜面霜层厚度会保持不变。
具体地，当镜面温度大于或者等于制冷阈值时，可以确保待测气体中除水蒸气以外的成分保持气态，避免由于待测气体中除水蒸气以外的气体液化对镜面霜层厚度的检测造成影响。若镜面霜层厚度保持不变，可以确定此时镜面温度等于待测气体的露点。
步骤108，根据露点确定待测气体的湿度。
具体地，在得到待测气体的露点后，基于露点和湿度的对应关系，从而可根据待测气体的露点得到待测气体的湿度。
上述混合气体湿度检测方法中，通过获取待测气体的气体混合比例以及检测待测气体的气体总压力，并基于气体混合比例和气体总压力确定制冷阈值，根据制冷阈值调整冷镜的镜面温度，从而可避免冷镜的镜面温度小于待测气体中预设种类气体的液化温度，防止预设种类气体在冷镜上结为露层，进而保证在对镜面霜层厚度进行检测时，检测到的数据能准确反映镜面霜层的实际厚度，提高检测的准确率并避免测量失效。
在一个实施例中，如图2所示，基于气体混合比例和气体总压力确定制冷阈值的步骤，包括：
步骤202，按照道尔顿分压定律处理气体混合比例和气体总压力，得到待测气体中预设种类气体的气体分压；预设种类气体包括七氟异丁腈；
步骤204，采用Wagner方程处理气体分压，得到预设种类气体的液化温度，并根据液化温度确定制冷阈值；制冷阈值大于液化温度。
其中，预设种类气体可以为待测气体中除水蒸气外液化温度最高的气体。在一个示例中，预设种类气体可以为C4F7N。气体混合比例可以为预设种类气体的体积占待测气体总体积的比例。
具体地，第一气体可以为预设种类气体。在计算制冷阈值时，被测气体可进入冷镜式露点仪的冷镜室中。道尔顿分压定律可如下式所示：
P总＝p/k
其中，P总为待测气体的气体总压力；k为第一气体的体积占待测气体总体积的比例；p为第一气体的气体分压。
当获取到气体总压力和第一气体的气体混合比例后，可采用道尔顿分压定律处理气体总压力的气体混合比例，从而得到第一气体的气体分压。得到第一气体的气体分压后，可将气体分压代入至Wagner方程中，从而得到第一气体的液化温度。具体而言，Wagner方程可如下式所示：
Figure GDA0003427983550000091
其中，pr＝p/pc，p为C4F7N的气体分压，单位为MPa，pc为临界气压，pc＝2.5MPa，pr是气体分压和临界气压的比值；Tr＝T/Tc，T为第一气体的液化温度，以热力学温度进行表示，单位为K(开尔文)，Tc为临界温度，Tc＝385.93K，Tr是第一气体液化温度与临界温度的比值；τ＝1-Tr。
进一步地，Wagner方程中a可以为-6.84，b可以为-1.65，c可以为9.26，d可以为-165.39。在确定第一气体的气体分压时，pr为确定的值，此时Wagner方程为仅包括未知量T的方程，可通过求解Wagner方程得到第一气体的液化温度，第一气体的液化温度T′＝T-273.15，T′为摄氏温度。
根据第一气体的液化温度确定制冷阈值，制冷阈值大于第一气体的液化温度，例如制冷阈值可以为液化温度与预设比例的乘积，其中预设比例应大于1；或者制冷阈值可以为液化温度与预设温度之和，其中预设温度应大于0。在一个示例中，制冷阈值可以为第一气体的液化温度加1的和。
以C4F7N/CO2混合气体为例，当待测气体为C4F7N/CO2混合气体时，可按照道尔顿分压定律处理混合气体比例和气体总压力，得到C4F7N的气体分压。具体而言，当C4F7N/CO2混合气体在1.5MPa(兆帕)时，可按照下式处理气体总压力和气体混合比例，从而计算得到C4F7N的气体分压：
p＝P总×k
其中，P总为C4F7N/CO2混合气体的气体总压力，p为C4F7N的气体分压，k为C4F7N体积占混合气体总体积的比例。
将C4F7N的气体分压代入Wagner方程中从而可得到在1.5MPa压力下，C4F7N气体的液化温度T，并将T转换为摄氏温度。
进一步地，C4F7N的液化温度会随着气体混合比例的变化而变化，压力相同时，C4F7N体积占混合气体总体积的比例越高，C4F7N的液化温度就越高。当C4F7N/CO2混合气体的压力为0.1MPa(绝对压力)时，表1示出了不同气体混合比例下C4F7N对应的液化温度。
表1 0.1MPa下，各气体混合比例下C4F7N的液化温度
Figure GDA0003427983550000101
Figure GDA0003427983550000111
而对于固定气体混合比例的C4F7N/CO2混合气体，如环网柜混合气体中C4F7N的体积占比为6％，C4F7N的液化温度会随着绝对压力的变化而变化，气体混合比例相同时，绝对压力越高，C4F7N的液化温度就越高。当C4F7N/CO2混合气体的气体混合比例为6％时，表2示出了不同绝对压力下C4F7N对应的液化温度。
表2C4F7N体积占比为6％时，各绝对压力下C4F7N对应的液化温度
混合气体压力(MPa) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
对应的液化温度(℃) -48.5 -40.9 -35.7 -31.7 -28.2 -25.3 -22.7
上述混合气体湿度检测方法中，通过道尔顿分压定律处理气体混合比例和气体总压力，得到第一气体的气体分压，并通过Wagner方程处理气体分压，得到第一气体的液化温度，从而可根据第一气体的液化温度确定制冷阈值，从而可避免冷镜的镜面温度小于待测气体中第一气体的液化温度，并避免测量失效，进而提高了检测的可靠性。
在一个实施例中，如图3所示，根据制冷阈值调整冷镜的镜面温度的步骤，包括：
步骤302，根据制冷阈值向制冷系统传输第一控制信号，以使制冷系统逐步降低镜面温度，直至镜面霜层厚度大于或等于目标厚度；镜面温度大于或者等于制冷阈值；
步骤304，向制冷系统传输第二控制信号，以使制冷系统逐步提高镜面温度，直至镜面霜层厚度保持不变。
其中，第一控制信号用于指示制冷系统下调冷镜的镜面温度；第二控制信号用于指示制冷系统上调冷镜的镜面温度。
具体地，向制冷系统传输第一控制信号，制冷系统在接收到第一控制信号后，启动制冷，以使制冷温度持续下降。当冷镜的镜面温度小于待测气体的露点温度时，镜面开始结霜，且镜面上的镜面霜层厚度逐渐增加，冷镜式露点仪检测到的光能量降低。当检测到光能量降低到一定程度，即镜面霜层厚度大于或等于目标厚度时，向制冷系统传输第二控制信号，以使制冷温度持续上升，使得冷镜的镜面温度逐步提高。
当冷镜的镜面温度大于待测气体的露点时，镜面霜层厚度下降，冷镜式露点仪检测到的光能量升高。当镜面霜层厚度保持不变时，可以将对应的镜面温度确认为待测气体的露点。
上述混合气体湿度检测方法中，在制冷控制过程中，在降低镜面温度和升高镜面温度的控制过程中，找到镜面霜层厚度保持不变的温度，并将该温度确认为待测气体的露点，通过反复调节冷镜的镜面温度，从而可提高检测的准确度和可靠性。
在一个实施例中，根据制冷阈值调整冷镜的镜面温度的步骤，还包括：
当镜面温度等于制冷阈值、且冷镜的镜面霜层厚度小于目标厚度时，将镜面温度保持为制冷阈值，进入获取待测气体的气体混合比例，并检测待测气体的气体总压力的步骤。
具体地，通过重新获取待测气体的气体混合比例和气体总压力，根据重新获取得到的气体混合比例和气体总压力确定制冷阈值，按照新的制冷阈值来调整冷镜的镜面温度，从而可通过多次循环检测调整，避免由于数据获取不准确对检测的影响，提高混合气体湿度检测的可靠性和准确度。
进一步地，目标厚度可以根据实际情况以及设计需求进行确定，例如可将目标厚度设定为一个较小的值，当镜面霜层厚度大于目标厚度时，表示冷镜的镜面开始结霜。若镜面霜层厚度小于目标厚度，则表示镜面未结霜。当镜面温度达到制冷阈值，而镜面未结霜时，存在制冷阈值大于待测气体露点的可能，在此情况下，无法通过冷镜式露点仪对待测气体的露点进行测量。
在一个实施例中，当镜面温度等于制冷阈值，且冷镜的镜面霜层厚度小于目标厚度时，将镜面温度保持为制冷阈值，进入获取待测气体的气体混合比例，并检测待测气体的气体总压力的步骤之后，还包括：
当镜面温度在制冷阈值下保持预设时长、且冷镜的镜面霜层厚度小于目标厚度时，结束检测。
具体地，在待测气体中水分子的含量较少时，存在凝霜缓慢的情况。当镜面温度下调至制冷阈值时，若镜面霜层厚度小于目标厚度，可将镜面温度保持为制冷阈值，使得待测气体能够在制冷阈值的温度下保持一段时间，以避免凝霜缓慢对检测结果造成的影响，提高检测的准确性和可靠性。
为便于理解本申请的方案，下面通过一个具体的示例进行说明，如图4所示，提供了一种混合气体湿度检测方法，待测气体为C4F7N/CO2混合气体。
由表1可得，当C4F7N/CO2混合气体的压力为0.1MPa，C4F7N的占比为6％时，C4F7N的液化温度为-48.5℃(摄氏度)。C4F7N/CO2混合气体用湿度发生装置输出56.05uL/L(-47.0℃)的标准湿度混合气体，冷镜的镜面温度高于-48.5℃时，可测量得到准确结果，当冷镜的镜面温度小于或等于-48.5℃时，C4F7N气体部分液化，并结为露层附着在冷镜的镜面上，导致霜层厚度检测数据长时间振荡跳跃不稳定，难以读取最终的值。
而利用本申请的方案对C4F7N/CO2混合气体进行检测时，制冷阈值大于C4F7N的液化温度，同时冷镜的镜面温度大于或等于制冷阈值，使得冷镜的镜面温度大于或等于C4F7N的液化温度，从而可避免C4F7N在冷镜的镜面上液化，进而可准确测量C4F7N/CO2混合气体的湿度值。
应该理解的是，虽然图1-4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1-4中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图5所示，提供了一种混合气体湿度检测系统，包括控制器、制冷设备、压力传感器和气体混合比例检测仪；控制器分别连接制冷设备、压力传感器和气体混合比例检测仪；制冷设备用于连接冷镜；
压力传感器将检测到的待测气体的气体总压力传输给控制器；气体混合比例检测仪将检测到的待测气体的气体混合比例传输给控制器；
控制器接基于接收到的气体混合比例和气体总压力、确定制冷阈值，并根据制冷阈值向制冷设备传输制冷控制信号，以使制冷设备调整冷镜的镜面温度，并实时检测冷镜的镜面霜层厚度；
控制器在镜面温度大于或等于制冷阈值，且镜面霜层厚度保持不变时，将镜面温度确认为待测气体的露点，并根据露点确认待测气体的湿度。
具体地，控制器、制冷设备、压力传感器和气体混合比例检测仪均设置在冷镜式露点仪中。压力传感器可以为高精度微型压力传感器，可安装于冷镜室内。进一步地，还包括连接控制器的温度传感器；温度传感器嵌设在冷镜中，以对冷镜的镜面温度进行实时检测。
在一个实施例中，如图6所示，提供了一种混合气体湿度检测装置，装置包括：
获取模块610，用于获取待测气体的气体混合比例，并检测待测气体的气体总压力；待测气体包括第一气体和第二气体；
镜面温度调整模块620，用于基于气体混合比例和气体总压力确定制冷阈值，并根据制冷阈值调整冷镜的镜面温度，且实时检测冷镜的镜面霜层厚度；
露点确认模块630，用于在镜面温度大于或等于制冷阈值，且镜面霜层厚度保持不变时，将镜面温度确认为待测气体的露点；
湿度确认模块640，用于根据露点确认待测气体的湿度。
在一个实施例中，镜面温度调整模块包括：
气体分压确定模块，用于按照道尔顿分压定律处理气体混合比例和气体总压力，得到预设种类气体的气体分压；预设种类气体包括七氟异丁腈；
制冷阈值确定模块，用于采用Wagner方程处理气体分压，得到预设种类气体的液化温度，并根据液化温度确定制冷阈值；制冷阈值大于液化温度。
在一个实施例中，镜面温度调整模块包括：
第一温度调节模块，用于根据制冷阈值向制冷系统传输第一控制信号，以使制冷系统逐步降低镜面温度，直至镜面霜层厚度大于或等于目标厚度；镜面温度大于或者等于制冷阈值；
第二温度调节模块，用于向制冷系统传输第二控制信号，以使制冷系统逐步提高镜面温度，直至镜面霜层厚度保持不变。
在一个实施例中，镜面温度调整模块还包括：
温度保持模块，用于当镜面温度等于制冷阈值、且冷镜的镜面霜层厚度小于目标厚度时，将镜面温度保持为制冷阈值，进入获取待测气体的气体混合比例，并检测待测气体的气体总压力的步骤。
在一个实施例中，镜面温度调整模块还包括：
结束检测模块，用于当镜面温度在制冷阈值下保持预设时长、且冷镜的镜面霜层厚度小于目标厚度时，结束检测。
关于混合气体湿度检测装置的具体限定可以参见上文中对于混合气体湿度检测方法的限定，在此不再赘述。上述混合气体湿度检测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种混合气体湿度检测方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
获取待测气体的气体混合比例，并检测待测气体的气体总压力；待测气体包括第一气体和第二气体；
基于气体混合比例和气体总压力确定制冷阈值，并根据制冷阈值调整冷镜的镜面温度，且实时检测冷镜的镜面霜层厚度；
当镜面温度大于或等于制冷阈值，且镜面霜层厚度保持不变时，将镜面温度确认为待测气体的露点；露点用于指示待测气体的湿度。。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
按照道尔顿分压定律处理气体混合比例和气体总压力，得到第一气体的气体分压；
采用Wagner方程处理气体分压，得到第一气体的液化温度，并根据液化温度确定制冷阈值；制冷阈值大于液化温度。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
根据制冷阈值向制冷系统传输第一控制信号，以使制冷系统逐步降低镜面温度，直至镜面霜层厚度大于或等于目标厚度；镜面温度大于或者等于制冷阈值；
向制冷系统传输第二控制信号，以使制冷系统逐步提高镜面温度，直至镜面霜层厚度保持不变。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
当镜面温度等于制冷阈值，且冷镜的镜面霜层厚度小于目标厚度时，将镜面温度保持为制冷阈值，进入获取待测气体的气体混合比例，并检测待测气体的气体总压力的步骤。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
当镜面温度在制冷阈值下保持预设时长、且冷镜的镜面霜层厚度小于目标厚度时，结束检测。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取待测气体的气体混合比例，并检测待测气体的气体总压力；待测气体包括第一气体和第二气体；
基于气体混合比例和气体总压力确定制冷阈值，并根据制冷阈值调整冷镜的镜面温度，且实时检测冷镜的镜面霜层厚度；
当镜面温度大于或等于制冷阈值，且镜面霜层厚度保持不变时，将镜面温度确认为待测气体的露点；露点用于指示待测气体的湿度。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
按照道尔顿分压定律处理气体混合比例和气体总压力，得到第一气体的气体分压；
采用Wagner方程处理气体分压，得到第一气体的液化温度，并根据液化温度确定制冷阈值；制冷阈值大于液化温度。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据制冷阈值向制冷系统传输第一控制信号，以使制冷系统逐步降低镜面温度，直至镜面霜层厚度大于或等于目标厚度；镜面温度大于或者等于制冷阈值；
向制冷系统传输第二控制信号，以使制冷系统逐步提高镜面温度，直至镜面霜层厚度保持不变。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
当镜面温度等于制冷阈值，且冷镜的镜面霜层厚度小于目标厚度时，将镜面温度保持为制冷阈值，进入获取待测气体的气体混合比例，并检测待测气体的气体总压力的步骤。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
当镜面温度在制冷阈值下保持预设时长、且冷镜的镜面霜层厚度小于目标厚度时，结束检测。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种混合气体湿度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取待测气体的气体混合比例，并检测所述待测气体的气体总压力；
基于所述气体混合比例和所述气体总压力确定制冷阈值；
根据所述制冷阈值向制冷系统传输第一控制信号，以使所述制冷系统逐步降低冷镜的镜面温度，直至所述冷镜的镜面霜层厚度大于或等于目标厚度；所述镜面温度大于或者等于所述制冷阈值；
向所述制冷系统传输第二控制信号，以使制冷系统逐步提高所述镜面温度，直至所述镜面霜层厚度保持不变；
当所述镜面温度大于或等于所述制冷阈值、且所述镜面霜层厚度保持不变时，将所述镜面温度确认为所述待测气体的露点；
根据所述露点确定所述待测气体的湿度。
2.根据权利要求1所述的混合气体湿度检测方法，其特征在于，基于所述气体混合比例和所述气体总压力确定制冷阈值的步骤，包括：
按照道尔顿分压定律处理所述气体混合比例和所述气体总压力，得到所述待测气体中预设种类气体的气体分压；所述预设种类气体包括七氟异丁腈；
采用Wagner方程处理所述气体分压，得到所述预设种类气体的液化温度，并根据所述液化温度确定所述制冷阈值；所述制冷阈值大于所述液化温度。
3.根据权利要求1所述的混合气体湿度检测方法，其特征在于，还包括：
当所述镜面温度等于所述制冷阈值、且所述冷镜的镜面霜层厚度小于所述目标厚度时，将所述镜面温度保持为所述制冷阈值，进入获取待测气体的气体混合比例，并检测所述待测气体的气体总压力的步骤。
4.根据权利要求3所述的混合气体湿度检测方法，其特征在于，当所述镜面温度等于所述制冷阈值，且所述冷镜的镜面霜层厚度小于所述目标厚度时，将所述镜面温度保持为所述制冷阈值，进入获取待测气体的气体混合比例，并检测所述待测气体的气体总压力的步骤之后，还包括：
当所述镜面温度在所述制冷阈值下保持预设时长、且所述冷镜的镜面霜层厚度小于所述目标厚度时，结束检测。
5.根据权利要求1至4任一项所述的混合气体湿度检测方法，其特征在于，所述待测气体为七氟异丁腈与二氧化碳的混合气体。
6.一种混合气体湿度检测系统，其特征在于，包括控制器、制冷设备、压力传感器和气体混合比例检测仪；所述控制器分别连接所述制冷设备、所述压力传感器和所述气体混合比例检测仪；所述制冷设备用于连接冷镜；
所述压力传感器将检测到的待测气体的气体总压力传输给所述控制器；所述气体混合比例检测仪将检测到的所述待测气体的气体混合比例传输给所述控制器；
所述控制器接基于接收到的所述气体混合比例和所述气体总压力、确定制冷阈值，并根据所述制冷阈值向所述制冷设备传输制冷控制信号，以使所述制冷设备调整所述冷镜的镜面温度，并实时检测所述冷镜的镜面霜层厚度；
所述控制器在所述镜面温度大于或等于所述制冷阈值，且所述镜面霜层厚度保持不变时，将所述镜面温度确认为所述待测气体的露点，并根据所述露点确认所述待测气体的湿度。
7.一种混合气体湿度检测装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取待测气体的气体混合比例，并检测所述待测气体的气体总压力；
镜面温度调整模块，用于基于所述气体混合比例和所述气体总压力确定制冷阈值，根据所述制冷阈值向制冷系统传输第一控制信号，以使所述制冷系统逐步降低冷镜的镜面温度，直至所述冷镜的镜面霜层厚度大于或等于目标厚度；所述镜面温度大于或者等于所述制冷阈值；还用于向所述制冷系统传输第二控制信号，以使制冷系统逐步提高所述镜面温度，直至所述镜面霜层厚度保持不变；
露点确认模块，用于在所述镜面温度大于或等于所述制冷阈值，且所述镜面霜层厚度保持不变时，将所述镜面温度确认为所述待测气体的露点；
湿度确认模块，用于根据所述露点确认所述待测气体的湿度。
8.一种控制器，其特征在于，所述控制器用于实现权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。
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