現(xiàn)有的冷鏡露點(diǎn)水分活度儀的測量范圍是在0.03~1.00 aw，雖然市面上實(shí)際產(chǎn)品（除了干燥劑）的水分活度很少有低于0.03 aw，但是對于某些特殊用戶，可能也需要測量水分活度低于0.03 aw的產(chǎn)品。

冷鏡露點(diǎn)水分活度儀是目前測量食品和藥品水分活度的第一法，幾乎所有的標(biāo)準(zhǔn)方法或標(biāo)準(zhǔn)組織作為重要的測量儀器。它直接測量鏡面上冷凝水的形成，并且確保冷凝水的形成盡可能可重復(fù)是非常重要的。

在不進(jìn)行外部冷卻的情況下，目前冷鏡露點(diǎn)的儀器干端低最可以測到-90℃的霜點(diǎn)，大約相當(dāng)于空氣中的水分含量為95ppb，水分活度約為0.0006 aw。實(shí)際上，露點(diǎn)或霜點(diǎn)溫度在-23℃時(shí)，水分活度為0.03 aw。最新的進(jìn)展是，儀器廠家在挑戰(zhàn)將這種能力擴(kuò)展到-100℃霜點(diǎn)，空氣中水分的絕對含量僅為14 ppb左右。

提供此功能的冷鏡露點(diǎn)傳感器確實(shí)存在，但它們需要依賴于外部冷卻，這使得儀器的體積非常龐大。 擴(kuò)展內(nèi)冷冷鏡濕度計(jì)的極低溫度范圍，使國家計(jì)量的低端溫度能力世界各地的研究所和其他認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室突破 -90℃霜點(diǎn)限制，幫助儀器廠家在露點(diǎn)/霜點(diǎn)范圍的端極情況下進(jìn)行可重復(fù)、可重復(fù)的測量方面邁出了下一步。

在沒有外部冷卻的情況下，冷鏡露點(diǎn)傳感器能夠充分冷卻以達(dá)到-100℃時(shí)穩(wěn)定的冷凝水層。我們的工程師需要進(jìn)一步探索的是：

l      冷凝水形成與探頭設(shè)計(jì)產(chǎn)生的氣體動(dòng)力學(xué)之間的關(guān)系

l      儀器內(nèi)部的材料特性以及Stirling冷卻裝置與鏡面之間的界面。

冷凝水層的溫度測量和流路中處于平衡狀態(tài)時(shí)的水分是關(guān)鍵。他們知道他們需要查看 PRT（鉑電阻熱敏電阻）本身進(jìn)行測量，以及可以對其及其安裝進(jìn)行哪些改進(jìn)。

從之前解決問題的嘗試中，工程師們知道當(dāng)前的裝置將測量到所需的水平。事實(shí)上一個(gè)裝置之前曾通過NPL在-100℃下進(jìn)行校準(zhǔn)，這凸顯了一些需要解決的重復(fù)性問題。

盡管面臨挑戰(zhàn)，但解決擴(kuò)展冷鏡干端指標(biāo)的問題至關(guān)重要。這不僅使他們能夠?qū)x器擴(kuò)展到-100℃霜點(diǎn)水平，而且將直接使客戶受益 提高了儀器的干端性能。

AQUALAB冷鏡露點(diǎn)水分活度儀利用精密的光學(xué)系統(tǒng)，檢測到水分冷凝在鏡面上的細(xì)微變化，從而實(shí)現(xiàn)儀器的高靈敏度，快速響應(yīng)露點(diǎn)變化。當(dāng)儀器檢測到鏡面溫度足以形成過冷水時(shí)，快速對鏡面制冷，以形成特定厚度的冰膜。直接測出冷凝發(fā)生時(shí)的溫度，即露點(diǎn)，極大縮短了由于傳感器隨時(shí)間變化響應(yīng)的時(shí)間，從而可以實(shí)現(xiàn)5分鐘內(nèi)快速測量。而且儀器每次都可以獲得可靠的數(shù)據(jù)，重復(fù)性非常高，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于1%。

為什么準(zhǔn)確測量低露點(diǎn)很重要？

冷鏡露點(diǎn)傳感器在商業(yè)實(shí)驗(yàn)室中用作許多儀器和傳感器的痕量水分和露點(diǎn)校準(zhǔn)的參考，例如露點(diǎn)變送器。改進(jìn)該基準(zhǔn)的干端規(guī)格將確保這些校準(zhǔn)儀器在其測量范圍更低。對于測水分活度來說，極低的露點(diǎn)傳感器有助于更準(zhǔn)確地測量極低水分活度，拓寬了測量范圍。

冷鏡露點(diǎn)傳感器的工作原理

冷鏡露點(diǎn)傳感器是用于關(guān)鍵測量和控制應(yīng)用的精密儀器。冷鏡傳感器測量水分的主要特征——表面形成冷凝水的溫度。這意味著冷鏡露點(diǎn)儀器本質(zhì)上是可重復(fù)的，每次都能提供可靠的結(jié)果。

冷鏡露點(diǎn)傳感器由溫控鏡片和先進(jìn)的光學(xué)檢測系統(tǒng)組成。氣體樣品流過冷鏡表面。在取決于氣體中水分含量和工作壓力的溫度下，氣體中的水分在鏡子表面凝結(jié)。光學(xué)系統(tǒng)用于檢測發(fā)生這種情況的點(diǎn)，該信息用于控制鏡片溫度并保持恒定的厚度鏡面上的冷凝層。在平衡點(diǎn)，鏡面的蒸發(fā)速率和冷凝速率相等，鏡面溫度代表露點(diǎn)。