兵馬俑的保護-激光濕度測量在文物保護的應用

文物保護是個技術活，埋藏地底下的文物發掘出來之後，會受到很多自然的侵害，如光線，溫度，濕度，二氧化碳，酸鹼，風蝕等。濕度測量是在幾乎所有的文物保護現場都需要測量的一個物理量，今天我們來聊聊激光技術是怎麼來測量濕度的。

常見的濕度測量技術一般是電容式的濕敏元件，其核心部件是一片高分子薄膜，它具有親水性，對環境的濕度變化特別敏感，濕度變化影響其介電係數，改變它的電容值，根據這個特性，就可以測量出來濕度的變化。

這種元件的特點是便宜，對由「干」往「濕」變化測量很快，但由」濕「往」干「變化測量就很慢，特別是高濕，比如100%相對濕度時，它就會」中毒「，因為濕敏元件上已經」糊「上水了。這個時候它的讀數就會一直是100%，不動彈。這是接觸式測量的弊端。

現在有一種激光的方法可以測量濕度-TDLAS。其實TDLAS不算一個新鮮東西，它好幾十年前就被研究用來測量各種氣體，原理就是某種氣體都會吸收相對應波長的一種光，比如氧氣是吸收700多納米，二氧化碳是1000多納米，濕度是1300納米。我們可以通過檢測光被吸收後能量的變化，測出來氣體的濃度。

以上就是激光測量氣體濃度的一個原理圖，變成硬體的話就是一個激光器主機，一個發射頭，一個接收頭，這三者用光纖連接起來。

以下就是激光濕度儀在兵馬俑博物館展櫃的應用：

激光測量濕度的好處是：1.響應快，因為光很敏感 2.非接觸式測量，不會中毒 3.非接觸式測量，可以穿透玻璃，不需要打開展櫃，把損壞文物可能性降到最低 4.測量距離隨意調整，只要把展櫃長度（光程）輸入儀錶就可以準確測量

隨著激光器」半導體化「，越做越小，越做越便宜，必然迎來一個應用大爆發。

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