被測濕氣進(jìn)入露點(diǎn)測量室時(shí)掠過(guò)冷鏡面，當鏡面溫度高于濕氣的露點(diǎn)溫度時(shí)，鏡面呈干燥狀態(tài)，此時(shí)光電檢露裝置中光源發(fā)出的光照在鏡面上，幾乎完全反射，由光電傳感器感應到并輸出光電信號，經(jīng)控制回路比較、放大、驅動(dòng)熱電泵，對鏡面致冷。當鏡面溫度降至濕氣露點(diǎn)溫度時(shí)，鏡面上開(kāi)始結露（霜），光照在鏡面上出現漫反射，光電傳感器感應到的反射信號隨之減弱，此變化經(jīng)控制回路比較、放大后調節熱電泵激勵，使其制冷功率適當減小，最后，鏡面溫度保持在樣氣露點(diǎn)溫度上。鏡面溫度由一緊貼在冷鏡面下方的鉑電阻溫度傳感器感應，并顯示在顯示窗上。
目前世界上生產(chǎn)冷鏡式露點(diǎn)儀的公司均是采用這一原理，也有采用雙光路檢測系統的，即同時(shí)對反射光及散射光進(jìn)行檢測，芬蘭 Vaisala 則是利用聲波作檢測系統。
在測量過(guò)程中，隨著(zhù)溫度的降低，被測氣體中的水汽接近飽和狀態(tài)，由于引力作用，水分子吸附在鏡面上形成一層薄薄的水膜。這是形成露的第一階段。當鏡面溫度繼續下降時(shí)，水膜的厚度逐漸增加，這是形成露的第二階段。在這一階段內，自由表面對水分子的引力與水膜的表面張力之間的力量對比開(kāi)始發(fā)生變化，后者的影響逐漸起支配作用。此時(shí)冷卻表面上的任何不穩定的因素，例如鏡面上的微小傷痕等，都會(huì )使水膜縮聚成液滴。隨著(zhù)鏡面溫度的進(jìn)一步下降，露滴開(kāi)始出現，通過(guò)顯微鏡可以看到孤立生長(cháng)而且分布不規則的露滴，然后露層以很快的速度在表面上擴散，此時(shí)可以認為液 - 汽平衡開(kāi)始，即達到露點(diǎn)。
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