斯多克分束反射光學(xué)系統(tǒng)冷鏡式露點(diǎn)傳感器用于檢測(cè)通過(guò)帕爾貼單元制冷的極小鏡面上沉積的露或霜從而高精度地測(cè)量出氣體的露點(diǎn)。該冷鏡式傳感器的*之處是它的光學(xué)系統(tǒng)，它可以檢測(cè)出冷鏡表面的冷凝層是冰還是過(guò)冷水。當(dāng)露點(diǎn)溫度低至-48℃時(shí)可能出現(xiàn)過(guò)冷水。采用冷鏡式露點(diǎn)儀，其光學(xué)系統(tǒng)應(yīng)能檢測(cè)出冷凝層這點(diǎn)非常重要。舉個(gè)簡(jiǎn)單例子，當(dāng)露點(diǎn)溫度為-48℃，冷鏡表面的冷凝層是冰時(shí)，氣體的水蒸氣壓力為5.0613帕。當(dāng)冷鏡表面的冷凝層是過(guò)冷水時(shí)，氣體的水蒸氣壓力為8.1226帕，這就相當(dāng)于兩者之間會(huì)有超過(guò)4℃的露點(diǎn)溫度差異。斯多克分束反射光學(xué)系統(tǒng)冷鏡式露點(diǎn)傳感器很好地克服了這個(gè)困難。

        光線以一個(gè)很窄的角度照射在冷鏡表面，被鏡面反射成兩束光線，光線被冷鏡邊緣兩個(gè)不同位置的光電探測(cè)器捕捉并檢測(cè)。探測(cè)器A直接接收來(lái)自冷鏡表面的反射光線，但探測(cè)器B捕捉并檢測(cè)來(lái)自冷鏡表面的冷凝水珠或冰晶的反射光線。根據(jù)冷鏡表面是冷凝水或冰，到達(dá)兩個(gè)探測(cè)器的反射光線的光量將有差異，特別設(shè)計(jì)的軟件可以識(shí)別這個(gè)差異并區(qū)分過(guò)冷水和凝固點(diǎn)以上溫度的水。

        光電探測(cè)器和帕爾貼單元在一個(gè)閉環(huán)狀態(tài)中工作，因此鏡面結(jié)露或結(jié)霜會(huì)調(diào)整到達(dá)探測(cè)器的光量。帕爾貼單元的功率被光學(xué)系統(tǒng)調(diào)節(jié)，從而提供鏡面更大或更少的制冷效應(yīng)。整個(gè)系統(tǒng)在一個(gè)連續(xù)的平衡狀態(tài)下工作，因此在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中鏡面上的結(jié)露或結(jié)霜薄層得以長(zhǎng)期維持不變。四線制鉑電阻單元測(cè)量鏡面溫度即實(shí)際的露點(diǎn)溫度。

        斯多克分束反射光學(xué)系統(tǒng)冷鏡式傳感器的另一重要特點(diǎn)是其自動(dòng)零點(diǎn)光學(xué)重設(shè)，可以對(duì)冷鏡表面因樣氣短期污染導(dǎo)致的改變和長(zhǎng)期的累積磨蝕導(dǎo)致的反射率改變進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。固定時(shí)間間隔內(nèi)，光學(xué)系統(tǒng)離開(kāi)測(cè)量模式并進(jìn)入自動(dòng)零點(diǎn)光學(xué)重設(shè)模式（AZOR=Automatic Zero Optical Reset），這種設(shè)計(jì)用于冷鏡表面清潔以及光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)零。

自動(dòng)零點(diǎn)光學(xué)重設(shè)（AZOR=Automatic Zero Optical Reset）順序：

1. 儀器停止測(cè)量并保持它的測(cè)量讀數(shù)。

2. 帕爾貼單元冷卻鏡面到大約低于露點(diǎn)溫度10℃，用來(lái)增加冷凝層的厚度，從而把污染均勻的分散在鏡面上。

3. 帕爾貼加熱鏡面到露點(diǎn)溫度以上，從而清潔所有冷凝。

4. 光學(xué)系統(tǒng)零點(diǎn)自動(dòng)重設(shè)，自動(dòng)補(bǔ)償短期污染或長(zhǎng)期磨蝕導(dǎo)致的鏡面反射率改變。

5. 儀器離開(kāi)自動(dòng)零點(diǎn)光學(xué)重設(shè)模式，返回到測(cè)量模式。

分束反射光學(xué)系統(tǒng)被安裝于斯多克露點(diǎn)儀DEWRay 及超精密校準(zhǔn)露點(diǎn)儀中。

斯多克冷鏡式露點(diǎn)儀與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的冷鏡式露點(diǎn)儀有何不同？

        競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的冷鏡式露點(diǎn)儀忽略了過(guò)冷水問(wèn)題，他們假設(shè)當(dāng)露點(diǎn)低于0℃時(shí)冰永遠(yuǎn)存在，這意味著儀器給出的讀數(shù)至少有4℃露點(diǎn)的偏差。 某些競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的儀器有預(yù)冷功能，用于冷卻鏡面到假設(shè)的露點(diǎn)溫度以下，從而確保冰的形成，但他們無(wú)法確保這種方法在所有情況下都成功。某些制造商利用顯微鏡允許通過(guò)人眼來(lái)觀察鏡面。

        如前所述，無(wú)論鏡面產(chǎn)生的是冰還是過(guò)冷水，斯多克分束反射光學(xué)系統(tǒng)均能快速并*自動(dòng)地檢測(cè)出鏡面的實(shí)際狀態(tài)，無(wú)需人眼觀察或鏡面強(qiáng)制制冷，由未知的過(guò)冷水帶來(lái)的測(cè)量錯(cuò)誤因此被*消除。