那麽(me) ，相比於(yu) 傳(chuan) 統、常規的測量方式，用激光進行高溫濕度測量究竟有何優(you) 勢?激光測量氣體(ti) 技術，未來的應用前景又如何？對此，姚建銓院士進行了相關(guan) 分析和介紹。

濕度測量的重要性

據姚院士介紹，該研製項目的主要任務是研發麵向複雜工況條件下的激光高溫濕度傳(chuan) 感器。“這個(ge) 項目是測濕度的，也就是含水量。濕度對人類生活、工業(ye) 生產(chan) 、大氣環保、科學研究、文物保護等各個(ge) 領域裏都至關(guan) 重要。”據他介紹，人類生產(chan) 和生活很多方麵都離不開濕度測量，例如研究霧霾的形成及防治，濕度的測量就非常關(guan) 鍵。在環保領域，排放氣體(ti) 的濕度測量直接影響到環保排放測算的準確性。“工業(ye) 鍋爐排放的汙染物濃度采用標準狀態下幹氣采樣體(ti) 積計算。而幹氣采樣體(ti) 積測算又需要測量煙氣濕度，因此煙氣含濕量測量的準確性直接影響排放總量的計算準確度，影響國家環保指標考核。”

不僅(jin) 環保領域，在工業(ye) 生產(chan) 領域中，對溫度、壓力、濕度等方麵的測量也非常重要的。姚院士介紹，工業(ye) 生產(chan) 領域可通過檢測濕度調整工藝，提高反應效率，實現節能減排。“比如化工領域氨氣合成、天然氣交接計量與(yu) 貿易結算等，還有航空航天軍(jun) 工領域的雷達定位、衛星導航等，都將濕度作為(wei) 一個(ge) 充分參數。”

激光測濕度 技術優(you) 勢明顯

濕度測量如此重要，但現有濕度測量方式卻存在很多弊端。

姚院士介紹，常用濕度測試方法存在易失效、不準確、測試時間長等缺點，如幹濕球法、阻容法受原理限製，存在高濕測量不準確;冷凝法和重量法存在測試時間長，不能在線連續監測的缺點。采用非接觸光學測量方法能夠解決(jue) 傳(chuan) 統傳(chuan) 感器問題，如非分散紅外分析、紫外差分吸收光譜等，但存在氣體(ti) 交叉幹擾等問題。

此次啟動的激光高溫濕度傳(chuan) 感器的研製，是基於(yu) TDLAS技術(可調諧半導體(ti) 激光吸收光譜技術的簡稱)來實現對濕度的測量。采訪時，姚院士言簡意賅地介紹了該項目運用的技術原理及優(you) 勢。“用激光測量濕度這項技術，是基於(yu) 氣體(ti) 的一個(ge) 特性，也就是每種氣體(ti) 都會(hui) 吸收特定波長的光這一基本特性。通過激光照射氣體(ti) ，氣體(ti) 吸收對應波長使之強度變弱，進而通過測量激光變弱的程度探測出氣體(ti) 濃度。”

據姚院士介紹，用激光測濕氣或其他氣體(ti) ，具有很多優(you) 點。首先，激光不會(hui) 影響被測氣體(ti) 的組分和形態;其次，它能夠對危險氣體(ti) 進行遠程非接觸式測量，保證測試人員安全;再者，它的測量精度非常高，測量下限可能達到PPM量級;第四，每種氣體(ti) 的監測對應特定激光波長，不存在交叉幹擾，易於(yu) 檢測混合氣體(ti) 中的特定成分;第五，傳(chuan) 感器完全采用光學結構，本質安全，傳(chuan) 感端不易受到電磁輻射的幹擾，不產(chan) 生火花 ;最後，激光的響應速度非常快，可以達到毫秒量級。姚院士提出，“尤其是激光的反應速度，相比較於(yu) 傳(chuan) 統測量儀(yi) 器響應速度慢的問題，在實驗室中采用激光檢測甚至能達到毫秒、微秒量級，從(cong) 這點上來說，這也是一項革命性的技術創新。”

眾(zhong) 所周知，濕度測量很多時候都處於(yu) 極端條件下，這增加了監測的難度，比如高溫高壓環境的濕度測量就是個(ge) 難點。相比於(yu) 傳(chuan) 統常用測量方式，使用激光在高溫條件下進行濕度測量，具有無交叉幹擾、測量範圍大、精度高、實時測量的優(you) 勢，可實現高溫條件下的濕度實時監測。“這個(ge) 激光高溫濕度傳(chuan) 感器一旦研製成功，可提升我國濕度監測水平，提高環保排放測算準確性、降低工業(ye) 過程排放。未來，這個(ge) 技術還能延展到對各種氣體(ti) 進行檢測，應用前景非常廣泛!”