吸收光譜法在現代濕度測量中占有一定的位置，這是因為其工作原理的研究內容比較深入，而且是唯一用來測量快速脈動的方法，比較強的水汽吸收帶可在紅外和紫外波段找到，例如近紅外區的0.93、1.38、1.87、2.7、6.3和14.5um為中心的光譜帶，紫外區常用的吸收線稱為拉曼一阿爾法吸收線，其波長為0.1216um。一般有三種光學濕度計，分別是雙波長光學濕度計、紅外濕度計、拉曼-阿爾法濕度計。
基本介紹
- 中文名：光學濕度表
- 外文名：optical hygrometer
- 波長：0.93、1.38、1.87um等
- 原理：水汽吸收的光譜帶
- 分類：雙波長、紅外、拉曼-阿爾法等
- 方法：吸收光譜法
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介紹
吸收光譜法在現代濕度測量中占有一定的位置，這是因為其工作原理的研究內容比較深入，而且是唯一用來測量快速脈動的方法，比較強的水汽吸收帶可在紅外和紫外波段找到，例如近紅外區的0.93、1.38、1.87、2.7、6.3和14.5um為中心的光譜帶，紫外區常用的吸收線稱為拉曼一阿爾法吸收線，其波長為0.1216um。一般有三種光學濕度計，分別是雙波長光學濕度計、紅外濕度計、拉曼-阿爾法濕度計。
雙波長光學
假設儀器結構如圖所示，圖中H為水汽吸收較強波段的光源燈，Kr為水汽吸收較弱波段的光源燈，兩個光源的光束分別分成兩路，其中一路不經過測量空氣的樣本通道，直接由基準檢測管R測量，因而它可以比較準確地測量Fo(A)的數值，另一路氣中的水汽吸收後由信號檢測管S測定。
拉曼-阿爾法
最開始投人使用的光學濕度計為紫外波段的拉曼一阿爾法濕度計，工作波長為0.1216um，其光源管為充有氫氣直流激發的冷陰極電離管。
紅外濕度計
紅外濕度計工作在2.5um和2.59um兩個波段，其中2.5um為水汽的弱吸收區，2.59um為水汽的強吸收區.調製碼盤上裝有頻寬為50nm的濾光片，在直流電機帶動下以數百周的頻率交替出現2.5 um,2.59 um和光源遮蔽信號，以利於將信號從背景和日光的紅外信號中分辨出來，並對儀器零點進行反覆校準。
濕度計的光源管為常見的砷化鎵紅外發光管，檢測管為硫化鉛光電檢測管，特意加裝了小型半導體製冷器，將檢測管的工作溫度保持在-10℃上下，使檢測管的輸人輸出關係保持穩定，並取得較高的信噪比。
紅外濕度計不能直截了當計算兩個波段2.5um和2.59um的吸收係數。這與紫外濕度計有很大的不同，水汽吸收線在紅外波段的分布比較密集，兩條強吸收線之間則為紅外透過線或弱吸收線。計算在某波段的水汽吸收係數時，必需考慮到濾光片的頻寬以及其譜線的分布，實際上是指數和平均的結果。
測量原理
水分子能吸收一定範圍波段和離散波長的電磁輻射。這種特性往往用於測量氣體中的水汽分子濃度。在電磁波譜中，為此目的的最有用的區域是紫外區和紅外區。因此，這項技術常歸類為光學測濕法，或者更確切說，是電磁輻射吸收測濕法。
這種方法是在輻射源至接收裝置的路徑上對水汽吸收的某一段輻射的衰減進行測量，測量輻射衰減程度的方法主要有以下兩種：
(1)發射一固定強度的窄波段輻射到一個巳校準的接收器上昌最常用的輻射源為氫氣，氫的發射光譜包括萊曼-阿爾法線121.6 mm，它恰好與紫外區域中的水汽吸收波段重合。典型的測量路徑長度為幾個厘米。
(2)發射兩種波長的輻射，一種波長輻射可由水汽強烈吸收，另一種波長輻射則不為水汽所吸收或很少吸收，如果用一個輻射源發生兩個波長的輻射，則必須精確地知道這兩個輻射發射強度的比值，這樣，根據在接收器測得的兩個波長輻射強度的比值就可以測出被吸收波長的輻射衰減，這種技術使用最廣泛的輻射源是鎢絲燈泡，經過濾光後分裂為一對波長在紅外區域的輻射，其測量路徑通常大於1 cm。
局限性
兩種電磁輻射吸收型濕度表都需要經常校準，並且用於測量水汽濃度的變化比絕對測量更為適宜。電磁輻射吸收型濕度表最廣泛用於監視變化頻率很高的濕度，因為這種方法無需檢測器達到與樣品的水汽壓相平衡，光學濕度表的時間常數的典型值僅為幾毫秒。光學濕度表的套用目前仍局限於科研活動。
