专利名称：差值露点测量方法和装置的制作方法
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
么)=召或 = e 为露点温度G时的水面饱和水汽压， 为霜点温度矽时的水面
饱和水汽压，s为实际水汽压)，我们可以得知，只要测得露点温度t (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CXD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Vl、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C⑶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Vl、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(VI -V2 )/( Vl +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。
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 一温度控制器、2 —测温传感器、3 —毛玻璃、4 一光玻璃、5 —微控制 器、6 - CCD摄像头、7 —面光源。
具体实施例方式实施例参见图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VI、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CXD 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VI、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CXD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CXD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。 CXD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VI、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= (VI -V2 )/ ( Vl +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。
权利要求
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CXD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VI、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，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CXD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VI、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，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。
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CXD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CXD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。
全文摘要
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。
文档编号G01N21/84GK102128858SQ20101058282
公开日2011年7月20日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者马舒庆 申请人:马舒庆