露点法是一种传统的湿度测量方法，其理论基础是：在气体和水汽都遵循理想气体定律的条件下，湿空气在冷却过程中水汽分压保持不变。从经典的Regnault露点仪算起，露点法已经有一百多年的历史了，但是，在现代湿度测量中露点法仍然占有重要的地位。

　　露点仪的设计过程中主要涉及以下几个关键问题：制冷方法、露点温度测量方法和露的检出方法。

　　热电制冷是露点仪中普遍采用的制冷方法，其原理是利用半导体的帕尔帖效应。目前采用五级制冷的露点仪最低露点检测温度可以达到一80℃，制冷元件的热端一般采用水冷的方式，如果制冷元件的热端采用压缩机制冷，露点检测温度可以进一步扩展到一100℃。

　　在现代露点仪中，露点温度测量主要是采用铂电阻感温元件，它在相当宽的温度范围内阻值和温度近于线性关系，稳定性好，输出信号强，由于体积相对较大，为减小温度梯度的影响，在结构设计上应给予充分注意。

　　露点的检出方法主要有三种：一是电学方法；二是光学方法；三是声表面波法。早期的露点仪主要采用电学方法，其原理是利用冷凝面上表面电阻的变化来测量露点温度；随着光电技术的发展，光学方法得到了广泛的应用，利用冷凝面对入射光的反射和散射可以准确地测量露点温度；近年来，表面声波技术在露点测量领域中的应用也逐渐成熟起来。下面介绍两种较为常用的露点仪：光电式露点仪和声表面波露点仪。

1  光电式露点仪(Chilled—Mirror Hygrometer)

图1 冷镜面露点仪工作原理图

　　现代光电式露点仪的测量原理如图1所示，测量室中有两对发光二极管和光电探测器，其中一路作为参考信号，另一路用来检测镜面的散射光。当镜面温度高于被测气体的露点温度时，镜面上没有露(霜)层形成，反射率很高，电桥处于不平衡状态，此时输出的信号通过功率放大控制热电制冷器；随着镜面温度下降，达到被测气体的露(霜)点温度后，在镜面上就会形成露(霜)层，光线将会在镜面上发生散射，电桥从不平衡趋向平衡状态，通过反馈控制系统调节镜面的温度，将冷凝在镜面上的露(霜)层控制在一定的厚度范围内，当被测气体中水汽的冷凝速度和镜面上露(霜)层的蒸发速度达到平衡状态后，测量此时的镜面温度，就是被测气体的露点温度。

　　结合先进的数字控制、镜面污染自动补偿等技术，现代光电式露点仪的测量最大允许误差可以达到�0.1℃。它不仅可以用于一般的工业测量领域，长期以来还被普遍用作标准仪器。

2  声表面波露点仪(SAW Hygrometer)

　　1800年，瑞利发现了一种特殊类型的表面波，命名为声表面波(Surface Acoustic Wave)。随着微型电子电路制造工业的发展，人们利用声表面波的特性研制出了声表面波传感器，传感器中集成了机械波发射电路、探测电路和先进的信号处理电路，被看作是最早的微机电系统之一。声表面波传感器属于质量传感器的一种，可用于测量温度、压力、加速度、应变等物理量和湿度、有害气体、生物材料等化学量，1978年，Das等首先将声表面波传感器用于压力测量，1979年，Wohhjen将其用于薄膜特性测量。
图2 SAW 传感器原理图

　　声表面波传感器的结构原理如图2所示。传感器主体是利用光刻技术在金属薄膜上蚀刻而成的两个金属叉指式换能器(1DTs)，放置在压电石英基座上。输入的射频信号通过反向压电效应产生声表面波，加载到IDTs的输入端，声表面波通过延迟通道到达IDTs的输出端，声表面波信号被转换成电信号，就可以得到声波的频率和振幅信息。当传感器表面上有附着物时，传感器质量的变化就会引起声波频率和振幅的变化，这就是声表面波传感器的工作原理。

　　声表面波传感器最早应用于露点测量是在1983年，当时其测量准确度和分辨力都无法和光电式露点仪相比，直到1995年，Galipeau等才利用声表面波传感器准确测量了露点温度。
图3 声表面波露点仪工作原理图

　　声表面波露点仪的工作原理如图3所示。当传感器表面没有露(霜)层时，声表面波没有变化；随着温度的降低，当传感器表面有露(霜)形成后，就会引起声表面波的变化。通过分析接收到的声表面波信号的频率和振幅，控制帕尔帖致冷器调节传感器表面的温度，使得水汽的冷凝速度和露(霜)层的蒸发速度达到平衡状态，在传感器表面形成一层均匀的露(霜)，由铂电阻温度计即可测得气体的露点温度。由于露和霜的结构有所不同，通过分析接收到的声表面波信号，声表面波传感器可以准确地识别露和霜，从而避免由于过冷水现象而引起的测量偏差。另外，声表面波传感器对于灰尘的影响具有很好抑制作用，由于灰尘不同于水(冰)，它和传感器表面的接触面积很小，因此对于声表面波的衰减和散射作用几乎可以忽略。