冷镜式露点仪利用热电制冷器冷却露点传感器的镜面或声表面波器件，使气体中的水蒸气在露点传感器的镜面上冷凝为露或霜，光电系统自动控制平衡，使镜面上的露或霜与气体中的水蒸气呈相平衡状态，用铂电阻温度计准确测量镜面上露层或霜层的温度，从而获得气体的露点温度。
冷镜式露点仪测量原理：当被测湿度进入露点测量室时，扫过冷镜。当镜子的温度高于湿度的露点温度时，镜子是干燥的。此时，光电露点检测装置中的光源发出的光照在镜子上，几乎被*反射。光电传感器感测并输出光电信号，由控制电路对光电信号进行比较、放大和驱动，实现对反射镜的冷却。当镜面温度降到露点温度时，镜面开始结露(结霜)，镜面发生漫反射。光电传感器的反射信号减弱。这种变化由控制回路控制，通过调节热电泵的功率来降低冷却功率。最后，镜温保持在样品露点温度。后视镜温度由靠近冷后视镜底部的铂电阻温度传感器感测，并显示在显示窗口上。
冷镜式露点仪在测量过程中，随着温度的降低，被测气体中的水蒸气接近饱和状态。由于引力的作用，水分子被吸附在镜面上形成一层薄薄的水膜。这是露水形成的第一阶段。当镜温继续降低时，水膜厚度逐渐增大，这是结露形成的第二阶段。在这一阶段，自由表面对水分子的吸引力与水膜表面张力之间的力差开始发生变化，水膜表面张力的影响逐渐占主导地位。此时，冷却表面上的任何不稳定因素，如镜面上的微小疤痕，都会导致水膜凝结成水滴。随着反射镜温度的进一步降低，露珠开始出现。通过显微镜观察，我们可以看到露珠的孤立生长和不规则分布，然后露珠层以很快的速度在表面扩散。此时，可以认为汽液平衡开始，即达到露点。
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