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中科院半导体研究所：新型激光高温湿度传感器

2018-08-30 08:59:21来源：中国化工仪器网关键词：半导体阅读量：2105

　　【中国仪器网时事聚焦】湿度测量涉及国民生活、生产的众多领域，囊括了气象、环保、农业、仓储、制药、制酒、石油化工、电力和垃圾处理等。随着国家对环保监测的重视以及军工、化工工艺的日益发展，湿度监测越来越复杂，人们对湿度测量也提出了更高的要求。

　　2018年3月1日，环保部印发的《固定污染源烟气(SO2、NOx、颗粒物)排放连续监测技术规范》HJ75-2017正式实施，主要修订的内容有：增加了烟气湿度测试与质控要求；简化了方法和监测仪器结构的介绍；细化了CEMS的安装要求；补充完善了调试检测和技术验收的方法、技术要求和相关表格记录；细化了运行管理和质量保证及数据审核和处理要求。目前在地方标准中，上海、浙江、天津、唐山等的标准还规定应采取烟温控制和其他有效措施来消除石膏雨、有色烟雨等现象。

　　传统的湿度测量方法有干湿球法(湿度测量受风速和温度影响，对环境稳定性要求高)、冷凝法(携带不便，适合定期抽样式湿度测量)、湿敏电容(在高湿环境下，易受到液态水滴影响，造成测量饱和，并对使用寿命产生影响)、露点法(测量准确，但对测量环境要求高，无法实现复杂工况的在线测量)。由中科院半导体研究所开发的，基于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)湿度传感器，采用非接触式测量，光源线宽窄，有效避免交叉感染，适合复杂工况下的湿度测量。

　　在核心技术上，可调谐半导体激光吸收光谱湿度传感器也有自己创新点。仪器本身采用的光学系统共膜干扰抑制技术、背景信号漂移抑制及扣除技术和环境因子修正技术，这三项技术主要用于解决复杂环境对测量准确度有干扰的难题；大量程湿度自适应检测算法及控制技术和饱和水浴高精度湿度发生技术则是为了应对大动态范围的测量难题。

　　TDLAS技术测量湿度的优势在于：一、可靠性高，寿命长。主机的核心器件寿命超过五年，同时探头为无源设计，亦可长期使用，大大降低了后期的维护费用；二、无需频繁校准。由于采用非接触式测量，核心传感器不受复杂工况干扰，稳定性高；三、度高。TDLAS技术的感湿特性曲线线性度好，线性度R2≥0.999，远高于国家HJ75-2017对准确度的要求；四、全量程测量。TDLAS技术可以真正做到0-100%RH全量程测量。在低湿情况下，测量下限可以达到1ppmv，高湿情况下，可以稳定的测量接近冷凝饱和100%RH湿度。

　　目前，TDLAS技术已经在环保、工业、气象行业、及军工行业等有了广泛运用。此外，TDLAS技术在国内无人机高空室温测量、文物领域高湿环境监测、数据中心IDC机房湿度监测上也得到了用户的一致好评，其中文物领域的应用填补了国内外市场空白。TDLAS的核心技术更是达到了先进水平，在湿度应用等方面具有重要意义，使用前景广阔。

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