DE112013002050B4

DE112013002050B4 - Hygrometer und dazu bereitgestellte Temperatur-Feuchtigkeitskammer

Info

Publication number: DE112013002050B4
Application number: DE112013002050.5T
Authority: DE
Inventors: c/o Espec Corp. Yamauchi Satoru
Original assignee: Espec Corp
Current assignee: Espec Corp
Priority date: 2012-04-16
Filing date: 2013-03-06
Publication date: 2019-12-24
Anticipated expiration: 2033-03-07
Also published as: CN105938115A; DE112013002050T8; JP5969596B2; KR20140143395A; US10481078B2; WO2013157185A1; JPWO2013157185A1; KR101671604B1; DE112013002050T5; CN105938115B; US20150068283A1; TW201344185A; TWI554755B; CN104220868A; CN104220868B

Abstract

Ein Hygrometer enthält: einen Wärmetransferabschnitt (12), der sich von einem Messraum (S1) in Richtung eines Außenraums (S2), der von dem Messraum durch einen thermischen Isolierabschnitt (100) getrennt ist, erstreckt; eine Wärmeabgabemengensteuereinheit (20, 120), die Wärme dazu veranlasst, von dem Wärmetransferabschnitt (12) so an den Außenraum (S2) abgegeben zu werden, dass eine Menge von an den Außenraum (S2) abgegebener Wärme (q) konstant gemacht wird; und eine Recheneinrichtung (32), die eine Feuchtigkeit (U) des Messraums (S1) berechnet. Die Recheneinrichtung (32) berechnet die Feuchtigkeit (U) des Messraums (S1) aus einer Wärmetransferabschnitttemperatur (t) und einer Messraumtemperatur (t) unter Verwendung einer Beziehung, die auf einer Wärmebilanz in dem Wärmetransferabschnitt (12), wenn Kondensation in einem Bereich (12a) des Wärmetransferabschnitts (12), der innerhalb des Messraums (S1) in einem Zustand stattfindet, in dem die Menge von von dem Wärmetransferabschnitt (12) an den Außenraum (S2) abgegebener Wärme von der Wärmeabgabemengensteuereinheit (20, 120) konstant gemacht wird, basiert.

Description

Gebiet der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hygrometer und eine Temperatur-Feuchtigkeitskammer bzw. Klimakammer, die zusammen mit dem Hygrometer bereitgestellt wird.
Technischer Hintergrund
Wie in Patentdokument 1 offenbart, ist ein Hygrometer bekannt, in dem die Feuchtigkeit in einem Messraum gemessen werden kann, indem ein Wärmeübertragungsabschnitt wie z.B. eine durch den Messraum und einen Außenraum , die voneinander durch einen Wärmeisolationsabschnitt getrennt sind, hindurch angeordnete Wärmeleitung bzw. ein durch den Messraum und einen Außenraum , die voneinander durch einen Wärmeisolationsabschnitt getrennt sind, angeordnetes Wärmerohr verwendet wird.
Als eine Verbesserung des Hygrometers hat die Anmelderin der vorliegenden Anmeldung das unten beschriebene Hygrometer vorgeschlagen (siehe Patentdokument 2).
Genauer gesagt wird bei dem in Patentdokument 2 offenbarten Hygrometer die Feuchtigkeit eines Messraums durch Berechnung aus der Temperatur eines Wärmeübertragungsabschnitts, der Temperatur des Messraums und der Temperatur eines Außenraums ermittelt, die in einem Zustand detektiert werden, indem Tau bzw. Kondensation sich in einem Abschnitt des Wärmeübertragungsabschnitts, der sich innerhalb des Messraums befindet, erzeugt worden ist.

Patentdokument 1: Japanisches Patent Nr. 4837777
Patentdokument 2: offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. 2012-083206

Bei dem in Patentdokument 2 offenbarten Hygrometer wird die Temperatur des Außenraums bei der Berechnung verwendet, sobald die Feuchtigkeit des Messraums ermittelt worden ist. Somit gibt es, selbst wenn die Feuchtigkeit des Messraums konstant ist, Fälle, in denen die Feuchtigkeit (der Feuchtigkeitswert), der von dem Hygrometer ermittelt wird, aufgrund einer Fluktuation in dem detektierten Temperaturwert des Außenraums fluktuiert.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung ist es, ein Hygrometer, dass die Feuchtigkeit eines Messraums mit hoher Präzision messen kann, und eine mit dem Hygrometer versehene Temperatur-Feuchtigkeitskammer bereitzustellen.
Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat das Folgende herausgefunden, um die Zielsetzung zu erreichen.
Diese Erkenntnis bezieht sich auf die Wärmebilanz in einem Wärmeübertragungsabschnitt. Insbesondere bezieht sich die Erkenntnis auf die Wärmebilanz, wenn eine Taubildung in einem Teil des Wärmeübertragungsabschnitts stattgefunden hat, der innerhalb eines Messraums gelegen ist, in dem Fall, dass Wärme mit Gewalt bzw. erzwungen aus dem Wärmeübertragungsabschnitt so freigesetzt wird, dass die Wärmefreisetzungsmenge konstant wird. Wenn eine Taubildung auf diese Weise stattgefunden hat, gilt eine Wärmebilanz, in der die Wärmegesamtmenge fühlbarer Wärme, die aus dem Messraum in den Wärmeübertragungsabschnitt hineingelangt, und latenter Wärme, die dem Wärmeübertragungsabschnitt durch die Taubildung zugeführt wird, gleich der mit Gewalt aus dem Wärmeübertragungsabschnitt freigesetzten Wärmemenge unabhängig von der Temperatur des Messraums und der Temperatur eines Außenraums ist.
Basierend auf dieser Erkenntnis hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung die Wärmebilanz unter Berücksichtigung des Wasserdampfdrucks des Messraums untersucht. Als Ergebnis hat man herausgefunden, dass eine vorbestimmte Beziehung zwischen der Temperatur des Wärmeübertragungsabschnitts genauso wie der Temperatur des Messraums und dem Wasserdampfdruck des Messraums unabhängig von der Temperatur des Außenraums gilt. Die Feuchtigkeit (relative Feuchtigkeit) ist ein Teildruck des Wasserdampfdrucks bezüglich des gesättigten Wasserdampfdrucks. Somit kann die Feuchtigkeit (relative Feuchtigkeit) des Messraums leicht aus dem Wasserdampfdruck und der Temperatur erhalten werden, wenn der Wasserdampfdruck und die Temperatur des Messraums ermittelt werden.
Die vorliegende Erfindung wurde getätigt, indem man auf die Beziehung zwischen den jeweiligen Temperaturen und dem Wasserdampfdruck des Messraums aufmerksam wurde. Ein Hygrometer gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Hygrometer, das eine Feuchtigkeit eines Messraums misst und enthält: einen Wärmeübertragungsabschnitt, der von dem Messraum in Richtung eines Außenraums, der von dem Messraum durch einen thermischen Isolierabschnitt bzw. Wärmeisolierabschnitt bzw. Wärmeisolationsabschnitt getrennt ist, erstreckt, eine Wärmeabgabemengensteuereinheit, die Wärme dazu veranlasst, von dem Außenraum aus dem Wärmeübertragungsabschnitt so freigesetzt wird, dass eine Menge der in den Außenraum freigesetzten Wärme konstant ist bzw. konstant gemacht wird, und eine Rechenvorrichtung, die eine Feuchtigkeit des Raums berechnet. Die Recheneinrichtung berechnet eine Feuchtigkeit des Messraums aus einer Temperatur des Wärmeübertragungsabschnitts und einer Temperatur des Messraums, indem eine Beziehung verwendet wird, die auf einer Wärmebilanz in dem Wärmeübertragungsabschnitt basiert, wenn Taubildung in einem Teil bzw. Abschnitt, der innerhalb des Messraums angeordnet ist, in einem Zustand stattfindet, in dem die an den Außenraum von dem Wärmeübertragungsabschnitt freigesetzte bzw. abgegebene Wärmemenge durch die Wärmeabgabemengensteuereinheit konstant gemacht wird.
Eine Temperatur-Feuchtigkeitskammer gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält: einen Wärmeisolierabschnitt, der einen vorgegebenen Messraum umgibt, das Hygrometer, das eine Feuchtigkeit des Messraums misst, und einen Temperatur- und Feuchtigkeitseinstellungsabschnitt, der wenigstens eins von einer Feuchtigkeit und einer Temperatur innerhalb des Messraums auf der Basis eines Ergebnisses der Messung durch das Hygrometer einstellt.
Ein Hygrometer gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Hygrometer, das eine Feuchtigkeit innerhalb eines Raums misst und enthält: einen Wärmetransferabschnitt, der sich von einem ersten, innerhalb des Raums an einer ersten Position angeordneten Endabschnitts zu einem an einer zweiten Position, die von der ersten Position beabstandet ist, angeordneten zweiten Endabschnitt erstreckt und in der Lage ist, Wärmetransport zu dem zweiten Endabschnitt für Wärme durchzuführen, die in den ersten Endabschnitt aus dem Raum gelangt ist; eine Wärmeabgabemengensteuereinheit, die Wärme dazu veranlasst, aus dem zweiten Endabschnitt des Wärmeübertragungsabschnitts so an den Raum abgegeben zu werden, dass eine an den Raum abgegebene Wärmemenge konstant gemacht wird; und eine Recheneinrichtung, die eine Feuchtigkeit des Messraums berechnet. Die Recheneinrichtung ist eingerichtet, eine Feuchtigkeit des Raums aus einer Temperatur des Wärmeübertragungsabschnitts und einer Temperatur des Raums zu berechnen, in dem eine Beziehung verwendet wird, die auf einer Wärmebilanz in dem Wärmeübertragungsabschnitt basiert, wenn Taubildung wenigstens in dem ersten Abschnitt in einem Zustand stattfindet, in dem die an den Raum von dem zweiten Endabschnitt abgegebene Menge durch die Wärmeabgabemengensteuereinheit konstant gemacht wird.
Figurenliste

1 ist eine schematische Konfigurationszeichnung eines Hygrometers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Blockdiagramm zur Illustration der Funktion des Hygrometers.
3 ist ein Konzeptdiagramm zum Illustrieren der Wärmebilanz in einem Wärmeübertragungsabschnitt des Hygrometers.
4 ist eine schematische Konfigurationszeichnung eines Hygrometers gemäß einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Hygrometers gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
6A ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Ergebnis einer Messung durch ein Psychrometer und ein Hygrometer als Vergleichsbeispiel zeigt, wenn ein Messraum in einem Hochtemperatur- und Hochfeuchtigkeitszustand ist (einem Zustand, in dem die Temperatur 85°C beträgt und die Feuchtigkeit 85% beträgt), und 6B ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Ergebnis einer Messung durch ein Psychrometer und das Hygrometer der ersten Ausführungsform ist, wenn ein Messraum in einem Hochtemperatur- und Hochfeuchtigkeitszustand ist (einem Zustand, in dem die Temperatur 85°C beträgt und die Feuchtigkeit 85% beträgt).
7A ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Ergebnis einer Messung durch eine Psychrometer und ein Hygrometer als ein Vergleichsbespiel zeigt, wenn ein Messraum in einem Niedrigtemperatur- und Hochfeuchtigkeitszustand ist (einem Zustand, in dem die Temperatur 35°C beträgt und die Feuchtigkeit 85% beträgt), und 7B ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Ergebnis einer Messung durch ein Psychrometer und das Hygrometer der ersten Ausführungsform ist, wenn ein Messraum in einem Niedrigtemperatur- und Hochfeuchtigkeitszustand ist (einem Zustand, in dem die Temperatur 35°C beträgt und die Feuchtigkeit 85% beträgt).
8 ist ein Diagramm, das die schematische Konfiguration eines Wärmetransferabschnittstemperatursensors in einem Hygrometer gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Beschreibung der Ausführungsformen
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
<Erste Ausführungsform>
1 ist ein Diagramm, das schematisch die Struktur einer Temperatur-Feuchtigkeitskammer zeigt, die mit einem Hygrometer gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist. 2 ist ein Blockdiagramm zur Illustration der Funktion des in 1 gezeigten Hygrometers. 3 ist ein Konzeptdiagramm zur Illustration der Wärmebilanz in einem Wärmeübertragungsabschnitt des in 1 gezeigten Hygrometers. Zuerst wird unter Bezug auf 1 bis 3 die Konfiguration des Hygrometers gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Das Hygrometer dieser Ausführungsform ist zum Messen der Feuchtigkeit (relativen Feuchtigkeit) innerhalb eines Messraums S1 und, wie in 1 und 2 gezeigt, enthält einen Wärmetransferabschnitt bzw. Wärmeübertragungsabschnitt 12, einen Wärmetransferabschnittstemperatursensor (Wärmetransferabschnittstemperaturdetektionseinheit) 14, einen Messraumtemperatursensor (Messraumtemperaturdetektionseinheit) 16, eine Wärmeabgabemengensteuereinheit 20 einschließlich eines Peltier-Moduls (Peltier-Element) 22 und einen Hygrometerkörper 30.
Der Wärmetransferabschnitt 12 ist als ein Wärmerohr bzw. eine Wärmeleitung konfiguriert und ist so konfiguriert, dass er darin Wasser als Arbeitsfluid bzw. Arbeitsflüssigkeit in einem dekomprimierten Zustand enthält und dass er ein Wärmeröhrenphänomen erzeugt und erhält. Das Wärmeröhrenphänomen bezieht sich auf ein Phänomen, bei dem das eingeschlossene Arbeitsfluid wiederholt an einem vorbestimmten Ort verdampft bzw. verdunstet und kondensiert, so dass Wärme mit dem Fluss des Arbeitsfluids von dort, wo die Verdunstung bzw. Verdampfung des Arbeitsfluids erfolgt, dorthin, wo die Kondensation stattfindet, mittransportiert bzw. mitgenommen wird.
Der Wärmetransferabschnitt 12 erstreckt sich von dem Messraum S1 in Richtung eines Außenraums S2 außerhalb des Messraums S1.
Der Messraum S1 ist z.B. ein Raum innerhalb einer von einer thermischen Isolierwand 100 (einem thermischen Isolierabschnitt) umgebenen Temperatur-Feuchtigkeitskammer 101. Der Außenraum S2 ist Raum außerhalb der Temperatur-Feuchtigkeitskammer 101. Das heißt, die Temperatur-Feuchtigkeitskammer 101 enthält ein Hygrometer 10.
Insbesondere enthält die Temperatur-Feuchtigkeitskammer 101 die thermische Isolierwand (den thermischen Isolierabschnitt) 100, der den Messraum S1 umgibt, das Hygrometer 10 und einen Temperatur- und Feuchtigkeitseinstellabschnitt 102 und kann die Temperatur und Feuchtigkeit des Messraums S1 (insbesondere von Luft innerhalb des Messraums S1) steuern. An der thermischen Isolierwand 100, die einen Deckenabschnitt der Temperatur-Feuchtigkeitskammer 101 bildet ist ein Ausnehmungsabschnitt 100a gebildet ,der in Richtung des Messraums S1 von dem Außenraum S2 her ausgenommen bzw. zurückgesetzt ist. In dem Ausnehmungsabschnitt 100a ist das Peltier-Modul 22 der Wärmeabgabemengensteuereinheit 20 eingesetzt bzw. eingebaut. An einem unteren Abschnitt des Ausnehmungsabschnitts 100a ist ein Durchgangsloch 100b, das den Messraum S1 und den Außenraum S2 verbindet, vorgesehen.
Basierend auf dem Ergebnis der Messung durch das Hygrometer 10 stellt der Feuchtigkeitseinstellabschnitt 102 wenigstens eins einer Temperatur (Messraumtemperatur) t und einer Feuchtigkeit U innerhalb des Messraums S1 ein.
Ein Endabschnitt 12b auf einer Seite des Wärmetransferabschnitts 12 ist in das Durchgangsloch 100b eingesetzt. Der Wärmetransferabschnitt 12 ist mit dem Peltier-Modul 22, das in den Ausnehmungsabschnitt 100a eingebaut ist, verbunden, um Wärmetransfer (Wärmeaustausch) durchführen zu können. Ein Bereich 12a auf der anderen Endabschnittseite des Wärmetransferabschnitts 12 ist innerhalb des Messraums S1 platziert (freigelegt). Im Folgenden wird ein Bereich bzw. Teil des Wärmetransferabschnitts 12, der innerhalb des Messraums S1 platziert ist, als Innenbereich 12a bezeichnet. Außer dass er in einer senkrechten und aufrechten Lage angeordnet ist, kann der Wärmetransferabschnitt 12 in einer geneigten Lage angeordnet sein oder er kann in einer horizontalen Lage angeordnet sein, solange eine Erzeugung des Wärmeröhrenphänomens möglich ist.
Obwohl die Wärmeröhre als der Wärmetransferabschnitt 12 in dieser Ausführungsform verwendet wird, ist dies nicht limitierend. Zum Beispiel kann der Wärmetransferabschnitt 12 ein fester bzw. solider Stangenkörper sein, der aus Kupfer oder ähnlichem gebildet ist. Das heißt, es genügt, dass der Wärmetransferabschnitt 12 so eingerichtet ist, dass der Wärmewiderstand bei Bewegung von Wärme entlang der Oberfläche des Wärmetransferabschnitts 12 oder innerhalb des Wärmetransferabschnitts 12 extrem klein im Vergleich zum Wärmewiderstand bei Eintritt von Wärme in den Wärmetransferabschnitt 12 aus dem Messraum S1 und dem Wärmewiderstand bei Abgabe bzw. Freisetzung von Wärme an den Außenraum S2 aus dem Wärmetransferabschnitt 12 durch die Wärmeabgabemengensteuereinheit 20 ist.
Der Wärmetransferabschnittstemperatursensor 14 ist ein Sensor, der eine Temperatur (Wärmetransferabschnitttemperatur) te des Wärmetransferabschnitts 12 detektiert, die in der Berechnung zum Erhalten der relativen Feuchtigkeit U verwendet wird. Der Wärmetransferabschnittstemperatursensor 14 dieser Ausführungsform detektiert die äußere Oberflächentemperatur des Wärmeübertragungsabschnitts 12 und gibt ein Signal gemäß dem Messergebnis aus. Insbesondere ist der Wärmeübertragungsabschnitttemperatursensor 14 an die äußere Oberfläche nahe einem Endabschnitt des Innenabschnitts 12a, der innerhalb des Messraums S1 platziert ist, angebracht. Der Wärmeübertragungsabschnitttemperatursensor 14 darf nicht so angeordnet sein, dass er die äußere Oberfläche des Wärmeübertragungsabschnitts 12 (den Innenbereich 12a) berührt. Das heißt, der Wärmetransferabschnittstemperatursensor 14 kann in einer solchen Konfiguration sein, in der die Temperatur des Wärmetransferabschnitts 12 in berührungsloser Weise gemessen wird, oder er kann in einer Konfiguration sein, in der die Temperatur des Wärmetransferabschnitts 12 in einem Zustand gemessen wird, in dem er innerhalb des Wärmetransferabschnitts 12 eingebettet ist. Der Wärmetransferabschnittstemperatursensor 14 kann so angeordnet sein, dass er die innere Oberfläche des Wärmerohrs berührt, wenn der Wärmeübertragungsabschnitt 12 von dem Wärmerohr konfiguriert ist.
Der Messraumtemperatursensor 16 ist ein Sensor, der die Temperatur (Messraumtemperatur) t des Messraums S1 detektiert, die in der Berechnung zu Erhalten der relativen Feuchtigkeit U verwendet wird. Der Messraumtemperatursensor 16 ist innerhalb des Messraums S1 angeordnet, um die Temperatur t innerhalb des Messraums S1 zu messen und ein Signal gemäß dem Detektionsergebnis auszugeben.
Die Wärmeabgabemengensteuereinheit 20 enthält das Peltier-Modul 22 und eine Stromzufuhreinheit 24, die dem Peltier-Modul 22 Strom zuführt. Die Wärmeabgabemengensteuereinheit 20 steuert die Stromzufuhrmenge aus der Stromzuführeinheit 24 zu dem Peltier-Modul 22 so, dass die Wärmemenge, die an den Außenraum S2 abgegeben wird, konstant ist bzw. gemacht wird.
Das Peltier-Modul (Peltier-Element) 22 ist mit dem Endabschnitt 12b auf der anderen Seite des Wärmeübertragungsabschnitts 12 in einem Zustand verbunden, in dem es in den Ausnehmungsabschnitt 100a der Temperatur-Feuchtigkeitskammer 101 eingesetzt bzw. eingebaut ist. Insbesondere enthält das Peltier-Modul 22 einen Wärmeabsorptionsbereich (Kühlbereich) 22a und einen Wärmeabgabeabschnitt (Heizabschnitt) 22b. Der Wärmeabsorptionsbereich 22a ist mit dem Endabschnitt 12b auf der anderen Seite des Wärmetransferabschnitts 12 in einem Zustand verbunden, in dem er in den Ausnehmungsabschnitt 100a eingebaut bzw. eingesetzt ist, um Wärmeaustausch bzw. eine Kühlung durchführen zu können. Indem das Peltier-Modul 22 auf diese Weise angeordnet wird, wird ein Bereich des Wärmetransferabschnitts 12, der sich von dem Innenbereich 12a unterscheidet, von der thermischen Isolierwand (dem thermischen Isolierabschnitt) 100 und dem Peltier-Modul 22 umgeben. Auf diese Weise ist ein Endabschnitt (der Endabschnitt 12b auf der anderen Seite) des Wärmetransferabschnitts 12 nicht gegenüber dem Außenraum S2 freigelegt und die Anordnung ist so, dass Wärme von einem Endabschnitt des Wärmetransferabschnitts 12 an den Außenraum S2 nur durch das Peltier-Modul 22 (in einem Zustand, in dem Wärme nicht direkt von dem Wärmetransferabschnitt 12 an den Außenraum S2 abgegeben werden kann) abgegeben wird. Somit kann eine Steuerung der an den Außenraum S2 von dem Wärmetransferabschnitt 12 abgegebenen Wärmemenge leicht durchgeführt werden. Das heißt, das Hygrometer dieser Ausführungsform steuert die an den Außenraum S2 von dem Wärmetransferabschnitt 12 durch das Peltier-Modul 22 abgegebenen Wärmemenge durch Steuerung der dem Peltier-Modul 22 zugeführten elektrischen Energie bzw. des dem Peltier-Modul 22 zugeführten elektrischen Stroms.
In dem Peltier-Modul 22 absorbiert der Wärmeabsorptionsbereich 22a Wärme von dem Endabschnitt 12b auf der anderen Seite des Wärmetransferabschnitts 12 (d.h. er kühlt den Abschnitt 12b auf der anderen Seite), wenn Strom von der Stromzuführeinheit 24 zugeführt wird, und der Wärmeabgabebereich 22b gibt Wärme an den Außenraum S2 ab. Zu diesem Zeitpunkt verdunstet bzw. verdampft Arbeitsfluid in dem Wärmetransferabschnitt 12 innerhalb des Innenbereichs 12a und Arbeitsfluid in einem Gaszustand kondensiert innerhalb des Endabschnitts 12b auf der anderen Seite. Entsprechend bewegt sich Wärme, die in den Innenbereich 12a des Wärmetransferabschnitts 12 aus dem Messraum S1 gelangt ist, zu dem Endabschnitt 12b auf der anderen Seite und wird zu dem Peltier-Modul 22 transferiert.
Die Stromzuführeinheit 24 kann konstanten Strom bezüglich des Peltier-Moduls 22 zuführen. Obwohl die Stromzuführeinheit 24 in dieser Ausführungsform innerhalb des Hygrometerkörpers 30 angeordnet ist, kann sie auch separat von dem Hygrometerkörper 30 angeordnet sein, ohne dass dies auf diese Anordnung beschränkt ist.
Indem die Stromzuführeinheit 24 konstanten Strom zuführt (z.B. durch Anlegen einer konstanten Spannung oder Zuführen eines konstanten Stroms) bezüglich des Peltier-Moduls 22, wird die an den Außenraum S2 von dem Wärmetransferabschnitt 12 durch das Peltier-Modul 22 abgegebene Wärmemenge konstant gemacht.
Der Hygrometerkörper 30 berechnet die Feuchtigkeit U innerhalb des Messraums S1 und zeigt die berechnete Feuchtigkeit U (gibt sie aus). Der Hygrometerkörper 30 enthält eine Recheneinheit (Recheneinrichtung) 32, die die relative Feuchtigkeit U berechnet, eine Ausgabeeinheit 34, die das Berechnungsergebnis der Recheneinheit 32 extern ausgibt, und die Stromzuführeinheit 24. Der Hygrometerkörper 30 dieser Ausführungsform ist mit den beiliegenden Sensoren 14 und 16 lösbar verbunden.
Die Recheneinheit 32 empfängt ein Signal von den jeweiligen Sensoren 14 und 16 und berechnet die Feuchtigkeit U. Insbesondere berechnet die Recheneinheit 32 die relative Feuchtigkeit U des Messraums S1, indem die Wärmetransferabschnitttemperatur t_e , die von dem Wärmetransferabschnittstemperatursensor 14 detektiert wird, und die Messraumtemperatur T, die von dem Messraumtemperatursensor 16 detektiert wird, verwendet wird. Insbesondere sind der folgende Ausdruck (1) (die vorbestimmte Beziehung) und der folgende Ausdruck (2) in der Recheneinheit 32 im Voraus gespeichert und die Recheneinheit 32 berechnet die relative Feuchtigkeit U des Messraums S1 aus der Wärmetransferabschnitttemperatur te und der Messraumtemperatur T unter Verwendung des Ausdrucks (1) und des Ausdrucks (2).
[Math. 1] $e = e_{se} + A \cdot p \cdot (t - t_{e}) + A \cdot \frac{δ \cdot p \cdot q_{c}}{λ}$
[Math. 2] $U (%) = \frac{e}{e_{s}} \times 100$
Dabei ist A in Ausdruck (1) der Koeffizient, t ist die Messraumtemperatur (Temperatur von Luft innerhalb des Messraums S1), te ist die Wärmetransferabschnitttemperatur (Oberflächentemperatur des Wärmetransferabschnitts 12), ese ist der Sättigungswasserdampfdruck bei der Wärmetransferabschnittemperatur te, p ist der Druck des Messraums S1, 8 ist die Grenzfilmdicke und qc ist die Wärmeabgabemenge aus dem Wärmetransferabschnitt 12 an den Außenraum S2. Auch ist es in Ausdruck S2 der Sättigungswasserdampfdruck bei der Messraumtemperatur t.
Insbesondere berechnet die Recheneinheit 22 zuerst einen Wasserdampfdruck (Wasserdampfpartialdruck bzw. Wasserdampfteildruck) e des Messraums S1 aus der Wärmetransferabschnitttemperatur te und der Messraumtemperatur t unter Verwendung von Ausdruck (1). Anschließend berechnet die Recheneinheit 32 die Feuchtigkeit E des Messraums S1 aus dem Wasserdampfdruck e und dem Sättigungswasserdampfdruck es bei der Messraumtemperatur e unter Verwendung von Ausdruck (2). Der Sättigungswasserdampfdruck es, der zu diesem Zeitpunkt verwendet wird, wird von der Recheneinheit 32 aus in einer im Voraus in der Recheneinheit 32 gespeicherten Tabelle gespeicherten Daten. Die Tabelle speichert z.B. Daten, in denen die Temperatur und der Sättigungswasserdampfdruck bei jeder Temperatur miteinander verknüpft sind.
Ausdruck (1) ist ein Ausdruck, der auf der Wärmebilanz in dem Wärmetransferabschnitt 12 in dem Fall eines Zustands basiert, in dem Wärme kräftig bzw. mit Gewalt aus dem Wärmetransferabschnitt 12 an den Außenraum S2 so abgebeben wird, dass die an den Außenraum S2 abgegebene Wärmemenge qc konstant gemacht wird, wobei der Zustand so ist, dass Taubildung auf dem Innenbereich 12a stattfindet. Der Ausdruck (1) wird wie folgt erhalten.
Wenn Wärme kräftig bzw. in erzwungener Weise an den Außenraum S2 von dem Wärmetransferabschnitt 12 so abgegeben wird, dass die an den Außenraum S2 abgegeben Wärmemenge q_C konstant gemacht wird, wird Wärme in Richtung der Seite des Außenraums S2 (des Endabschnitts 12b auf der anderen Seite) von der Seite des Messraums S1 durch das Arbeitsfluid innerhalb des Wärmetransferabschnitts 12 transportiert. Entsprechend wird die Wärmetransferabschnitttemperatur te kleiner oder gleich dem Taupunkt des Messraums S1 und Taubildung findet auf den Innenbereich 12a des Wärmetransferabschnitts 12 statt. Unter der Annahme, dass dem Wärmetransferabschnitt 12 von dem Messraum S1 zu diesem Zeitpunkt latente Wärme durch Taubildung als q_Con zugeführt wird und dass fühlbare Wärme in den Wärmetransferabschnitt 12 aus dem Messraum S1 als q_Heat eindringt, werden die latente Wärme q_Con und die fühlbare Wärme q_Heat jeweils mit den folgenden Ausdrücken (3-1) und (3-2) dargestellt.
[Math. 3] $q_{Con} = - H_{v} \cdot \frac{D}{δ} \cdot \frac{p_{0}}{p} \cdot \frac{1}{R \cdot t_{e}} (e_{se} - e)$
$q_{Heat} = - \frac{λ}{δ} (t - t_{e})$
In Ausdruck (3-1) und Ausdruck (3-2) ist H_v die latente Wärme von Wasser, D ist der Wasserdampfdiffusionskoeffizient, T₀ ist der atmosphärische Druck, R ist die Gaskonstante und λ ist die Wärmeleitfähigkeit von Luft.
Man nehme an, dass Taubildung auf dem Innenbereich 12a des Wärmetransferabschnitts 12 in dem Fall stattgefunden hat, in dem Wärme erzwungenermaßen so von dem Wärmetransferabschnitt 12 an den Außenraum S2 abgegeben wird, dass die an den Außenraum S2 abgegebene Wärmemenge qc konstant gemacht wird. Zu diesem Zeitpunkt gilt die folgende Wärmebilanz unabhängig von der relativen Feuchtigkeit U des Messraums S1 und der Temperatur des Außenraums S2. Die Wärmebilanz ist eine Wärmebilanz, in der die gesamte Wärmemenge an fühlbarer Wärme q_Heat , die aus dem Messraum S1 in den Wärmetransferabschnitt 12 gelangt, und die latente Wärme qcon, die den Wärmetransferabschnitt 12 durch Taubildung zugeführt wird, gleich der Wärmemenge qc ist, die erzwungenermaßen von dem Wärmeabschnitt 12 an den Außenraum S2 abgegeben wird.
Somit gilt eine Beziehung für qcon, q_Heat , und qc, die durch den folgenden Ausdruck (4) repräsentiert wird (siehe 3).
[Math. 4] $q_{c} = q_{Con} + q_{Heat}$
Durch Einsetzen des Ausdrucks (3-1) und des Ausdrucks (3-2) in Ausdruck (4) und Vereinfachung gilt die Beziehung (5) zum Ermitteln des Wasserdampfdrucks e von Luft innerhalb des Messraums S1.
[Math. 5]
Durch Ersetzen eines Ausdrucks, der in dem zweiten Term von einer gestrichelten Linie umgeben wird, und eines Ausdrucks, der in dem dritten Term in Ausdruck (5) von einer gestrichelten Linie umgeben wird, durch jeweils einen Koeffizienten A kann man den Ausdruck (1) erhalten.
Die Ausgabeeinheit 34 ergibt die relative Feuchtigkeit U des Messraums S1 aus dem Berechnungsergebnis der Recheneinheit 32 aus. Die Ausgabeeinheit 34 dieser Ausführungsform ist eingerichtet, das Berechnungsergebnis anzuzeigen. Die Ausgabeeinheit 34 ist nicht auf die Konfiguration beschränkt, in der sie das Berechnungsergebnis anzeigt. Zum Beispiel kann die Ausgabeeinheit eingerichtet sein, ein Signal zum Anzeigen des Berechnungsergebnisses oder der gleich auf einer externen Anzeigeeinrichtung oder dergleichen wie z.B. einer Flüssigkristallanzeige auszugeben. Die Ausgabeeinheit kann so eingerichtet sein, dass die Ausgabe durch Drucken oder dergleichen erfolgt.
Indem auf diese Weise konfigurierten Hygrometer 10 wird die Feuchtigkeit U des Messraums S1 auf folgende Weise gemessen.
Zuerst führt die Stromzuführeinheit 24 den Peltier-Modul 22 konstanten Strom zu, wenn der Hygrometerkörper 30 aktiviert wird. In dieser Ausführungsform führt die Stromzuführeinheit 24 bezüglich des Peltier-Moduls 22 konstanten Strom zu. Entsprechend kann die Wärmeabgabemenge qc von dem Wärmetransferabschnitt 12 durch das Peltier-Modul 22 an dem Außenraum S2 konstant gemacht werden. Als Ergebnis verringert sich die Temperatur des Innenbereichs 12a des Wärmetransferabschnitts 12 und wird kleiner oder gleich dem der Taupunkttemperatur des Messraums S1. Entsprechend findet Kondensation in dem Innenbereich 12a statt. Wenn dieser Zustand eine vorbestimmte Zeitdauer lang anhält gelangt die Temperatur des Wärmeübertragungsabschnitts 12 in einen Gleichgewichtszustand und wird stabil.
Anschließend erhält die Recheneinheit 32 ein Signal, dass das Detektionsergebnis des Wärmetransferabschnittstemperatursensors 14 anzeigt (d.h. ein Signal, das die Wärmetransferabschnitttemperatur te repräsentiert), und ein Signal, das das Detektionsergebnis des Messraumtemperatursensors 16 zeigt (d.h. ein Signal, das die Messraumtemperatur t repräsentiert). Die Recheneinheit 32 substituiert die jeweiligen Temperaturen, die von den jeweiligen Signalen von den jeweiligen Sensoren 14 und 16 repräsentiert werden, in den Ausdruck 1 zur Berechnung und berechnet entsprechend den Wasserdampfdruck e des Messraums S1.
Zum Beispiel wird in einem in 3 gezeigten Beispiel ein Fall gezeigt, in dem die Wärmetransferabschnitttemperatur te 49,6°C beträgt, die Messraumtemperatur t 85,0°C beträgt und die von dem Wärmetransferabschnitt 12 durch das Peltier-Modul 22 an den Außenraum S2 abgegebene Wärmemenge (Wärmeabgabemenge) 20336 W/m² beträgt. Zu dieser Zeit ermittelt die Recheneinheit 32 den Wasserdampfdruck e, indem sie diese Werte in den Ausdruck 1 einsetzt. Anschließend, wenn der Wasserdampfdruck e des Messraums S1 berechnet worden ist, setzt die Recheneinheit 32 den Wasserdampfdruck e (e=49,1 in dem in 3 gezeigten Beispiel) und den Sättigungswasserdampfdruck es. Bei der Messraumtemperatur d, die von dem Messraumtemperatursensor 16 detektiert wurde, in den Ausdruck (2) ein, um die relative Feuchtigkeit U zu berechnen.
[Math. 6] $U (%) = \frac{e}{e_{s}} = \frac{49.1}{57.8} \times 100 = 85 (%)$
Die relative Feuchtigkeit U (85 % in dem Beispiel) des Messraums S1, die so erhalten wurde, wird von der Recheneinheit 32 an die Ausgabeeinheit 34 ausgegeben. Die Ausgabeeinheit 34 zeigt die relative Feuchtigkeit U des Messraums S1, die von der Recheneinheit 32 berechnet wurde, an bzw. gibt diese aus.
Bei dem oben beschriebenen Hygrometer 10 wird Taubildung in dem innerhalb des Messraums S1 des Wärmetransferabschnitts 12 platzierten Bereich 12a erzeugt, indem Wärme zwangsweise an den Außenraum S2 des Wärmetransferabschnitts 12 so abgegeben wird, dass die abgegebene Wärmemenge (die Menge an Wärmeabgabe an den Außenraum S2 von dem Wärmetransferabschnitt 12) q_C konstant gemacht wird. Auf dieser Grundlage wird die Feuchtigkeit des Messraums S1 unter Verwendung des Ausdrucks (1) abgeleitet. Somit kann die Feuchtigkeit U des Messraums S1 mit hoher Präzision ermittelt werden, ohne dass sie von der Temperatur des Außenraums S2 beeinflusst wird.
Insbesondere wird die Feuchtigkeit U mit dem Ausdruck (1) und dem Ausdruck (2) erhalten, in denen die Temperatur des Außenraums S2 nicht als Parameter verwendet wird. Entsprechend kann der Einfluss der Temperatur des Außenraums S2 bei der Berechnung der Feuchtigkeit U verhindert werden. Ferner wird die Temperatur des Wärmetransferabschnitts 12 stabilisiert, ohne dass sie von der Temperatur des Außenraums S2 und deren Schwankung beeinflusst wird, weil die Wärme zwangsweise an den Außenraum S2 von dem Wärmetransferabschnitt 12 so abgegeben wird, dass die Menge an Wärmeabgabe qc konstant gemacht wird (zu einem vorbestimmten Wert gemacht wird). Somit kann das Hygrometer 10 die Feuchtigkeit des Messraums S1 mit hoher Präzision ermitteln, ohne dass es von der Temperatur des Außenraums S2 und deren Schwankung unabhängig von der Temperatur des Wärmetransferabschnitts 12 (Wärmetransferabschnitttemperatur), der die Wärme an den Außenraum S2 abgibt, beeinflusst wird und als Parameter in Ausdruck (1) verwendet wird.
Weil das Hygrometer 10 keinen Docht wie in einem herkömmlichen Psychrometer benötigt, kann die Arbeitslast in Bezug auf Wartung wie etwa das Setzen eines Dochtes jedes Mal, wenn es eine Verschlechterung bei der Wasseransaugung aufgrund von Alterung gibt, reduziert werden. Somit kann in dem Hygrometer 10 diese Ausführungsform die Struktur vereinfacht werden, während die Arbeitslast in Bezug auf Wartung reduziert wird.
Weil die äußere Oberflächentemperatur (Oberflächentemperatur) des Wärmetransferabschnitts 12 von dem Wärmetransferabschnittstemperatursensor 14 in dem Hygrometer 10 dieser Ausführungsform detektiert wird, können die Struktur des Wärmetransferabschnitts 12 und die Struktur des Wärmetransferabschnittstemperatursensors 14 im Vergleich zu einem Fall, in dem die Temperatur des Wärmetransferabschnitts 12 innerhalb des Wärmetransferabschnitts 12 detektiert wird, vereinfacht werden.
In dem Hygrometer 10 gemäß der ersten Ausführungsform detektiert der Wärmetransferabschnittstemperatursensor 14 die äußere Oberflächentemperatur (Oberflächentemperatur) des inneren Bereichs 12a (nahe dem Endabschnitt auf der Seite des Messraums S1 in dieser Ausführungsform). Jedoch ist die Position, in der die Wärmetransferabschnittstemperatur te von dem Wärmetransferabschnittstemperatursensor 14 detektiert wird, nicht auf diese Position beschränkt. Zum Beispiel kann der Wärmetransferabschnittstemperatursensor 14 angeordnet sein, um die Oberflächentemperatur des Wärmetransferabschnitts 12 innerhalb der thermischen Isolierwand 100 zu detektieren. Weil die äußere Oberflächentemperatur (Oberflächentemperatur) des Wärmetransferabschnitts 12 leicht durch Störungen wie Wind beeinflusst wird, kann der Wärmetransferabschnittstemperatursensor 14 an einer Position innerhalb der thermischen Isolierwand 100 angeordnet sein, an der ein Einfluss von Wind oder dergleichen weniger wahrscheinlich ist. In diesem Fall kann ein Fehler in der erhaltenen Feuchtigkeit U aufgrund einer Störung verhindert werden, indem die Feuchtigkeit U unter Verwendung der von dem Wärmetransferabschnittstemperatursensor 14 gemessenen Temperatur berechnet wird.
<Zweite Ausführungsform>
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezug auf 4 beschrieben. In der zweiten Ausführungsform werden dieselben Bezugszeichen verwendet und eine Beschreibung wird ausgelassen für Konfigurationen, die ähnlich zu der ersten Ausführungsform sind. Nur andere bzw. abweichende Konfigurationen werden beschrieben.
Ein Hygrometer 10A der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich vom Hygrometer 10 der ersten Ausführungsform in der Anordnung des Wärmetransferabschnitts 12 und der Konfiguration einer Wärmeabgabemengensteuereinheit 120.
Der Wärmetransferabschnitt 12 ist so angeordnet, dass er die thermische Isolierwand 100 penetriert. Das heißt, der Wärmetransferabschnitt 12 ist durch den Messraum S1 und den Außenraum S1 außerhalb des Messraums S1 hindurch angeordnet. Somit ist ein Endabschnitt des Wärmetransferabschnitts 12 innerhalb des Messraums S1 platziert und der andere Endabschnitt des Wärmetransferabschnitts 12 ist innerhalb des Außenraums S2 platziert. Im Folgenden wird ein Bereich des Wärmetransferabschnitts 12, der innerhalb des Außenraums S2 platziert ist, als ein Außenbereich 12c angenommen.
Die Wärmeabgabemengensteuereinheit 120 enthält einen Luftzuführabschnitt 122, einen Temperatureinstellabschnitt 124 und einen Führungsabschnitt 126.
Der Luftzuführabschnitt 122 bildet einen Luftfluss (externe Luft) in Richtung des äußeren Bereichs (des Bereichs, der in Richtung der Seite des Außenraums S2 hervorsteht) 12c des Wärmetransferabschnitts 12. In dieser Ausführungsform ist der Luftzuführabschnitt 122 ein Ventilator bzw. Lüfter. Der Luftzuführabschnitt 122 bläst in Richtung des Außenbereichs 12c, so dass der Luftfluss konstant ist bzw. gemacht wird. Der Luftzuführabschnitt 122 dieser Ausführungsform bläst in einer Richtung auf die Seite der thermischen Isolierwand 100 (Basisende des Außenbereichs 12c) von dem Spitzenende des Außenbereichs 12c in der hervorstehenden Richtung.
Der Temperatureinstellabschnitt 124 enthält einen Luftkühlungsabschnitt 124a und eine Steuereinheit 124b.
Der Luftkühlungsabschnitt 124a ist zwischen dem Luftzuführabschnitt 122 und dem Außenbereich 12c angeordnet und stellt die Temperatur von Luft in Richtung des Außenbereichs 12c von dem Luftzuführabschnitt 122 ein. Der Luftkühlungsabschnitt 124a enthält einen Temperatursensor (ausgelassen in der Zeichnung), der die Temperatur von von dem Luftzuführabschnitt 122 zugeführter Luft detektiert.
Die Steuereinheit 124b steuert die Kühlleistung des Luftkühlungsabschnitts 124a auf der Basis der Temperatur (Temperatur von Luft, die von dem Luftzuführabschnitt 122 zugeführt wird), die von dem in der Zeichnung ausgelassenen Temperatursensor des Luftkühlungsabschnitts 124a detektiert wird. Indem die Kühlleistung des Luftkühlungsabschnitts 124a eingestellt wird, wird die Temperatur von dem Außenbereich 12c zugeführter Luft konstant gehalten.
Auch bei dem oben beschriebenen Hygrometer 10A kann Wärme zwangsweise an den Außenraum S2 von dem Wärmetransferabschnitt 12 so abgegeben werden, dass die abgegebene Wärmemenge (Menge an Wärmeabgabe von dem Wärmetransferabschnitt 12 an den Außenraum S2) q_C konstant wird bzw. gemacht wird. Entsprechend findet Taubildung in dem Bereich 12a des Wärmetransferabschnitts 12, der innerhalb des Messraums angeordnet ist, statt und die Feuchtigkeit des Messraums S1 wird unter Verwendung von Ausdruck (1) und Ausdruck (2) auf dieser Basis abgeleitet. Somit kann die Feuchtigkeit U des Messraums S1 mit hoher Präzision erhalten werden, ohne dass sie von der Temperatur des Außenraums S2 beeinflusst wird.
Der Führungsabschnitt 126 führt Luft nach der Temperatureinstellung durch den Luftkühlungsabschnitt 124a zu dem Außenbereich 12c. Indem der Führungsabschnitt 122 Luft nach der Temperatureinstellung führt, kann eine Mischung von äußerer Luft in den Luftstrom nach Temperatureinstellung verhindert werden. Entsprechend erreicht Luft bei einer konstanten Temperatur (vorbestimmten Temperatur) den Außenbereich 12c mit einem konstanten Luftfluss. Dann wird Luft, die Wärme von dem Außenbereich 12c empfangen hat, an den Außenraum S2 von einer Endabschnittsöffnung des Führungsabschnitts 126 auf der Seite der thermischen Isolierwand 100 abgegeben.
Andere Konfigurationen, Bedienungen und Wirkungen, deren Beschreibung hier ausgelassen wird, sind ähnlich zur ersten Ausführungsform.
<Dritte Ausführungsform>
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezug auf 5 beschrieben. In der dritten Ausführungsform werden dieselben Bezugszeichen verwendet und eine Beschreibung wird ausgelassen für Konfigurationen, die ähnlich zu ersten und zweiten Ausführungsform sind. Nur andere bzw. abweichende Konfigurationen werden beschrieben.
Bei dem Hygrometer 10B der dritten Ausführungsform ist es im Gegensatz zu den Hygrometern 10 und 10A der ersten und zweiten Ausführungsform möglich, die gesamte Konfiguration des Hygrometers 10B innerhalb eines Raums (Messraums) S1 anzuordnen. Das heißt, dass bei dem Hygrometer 10B der dritten Ausführungsform die Feuchtigkeit des Messraums S1 ohne Freisetzung von Wärme von einem Wärmetransferabschnitt 12B in einen Raum (Außenraum in der ersten und zweiten Ausführungsform), der von dem Raum (Messraum) S1, dessen Feuchtigkeit gemessen werden soll, getrennt ist, gemessen werden. In anderen Worten kann mit dem Hygrometer 10B der dritten Ausführungsform die Feuchtigkeit des Messraums S1 gemessen werden, während Wärme des Wärmetransferabschnitts 12 innerhalb des Messraums S1 freigesetzt bzw. abgegeben wird.
Der Wärmetransferabschnitt 12B hat eine Gestalt, die von einem in dem ersten Endabschnitt 120a bis hin zu einem zweiten Endabschnitt 122b erstreckt ist und in der Lage ist, Wärme, die in den ersten Endabschnitt 120a von dem Messraum S1 aus eingedrungen ist, bis zu dem zweiten Endabschnitt 120b zu transportieren. In der dritten Ausführungsform ist der Wärmetransferabschnitt 12B ein Wärmerohr in ähnlicher Weise zur ersten Ausführungsform. Der Wärmetransferabschnitt 12b der dritten Ausführungsform ist kürzer als der Wärmetransferabschnitt 12 der ersten und zweiten Ausführungsform. Der Grund dafür ist der Folgende. Weil der Unterschied in der Temperatur des Wärmetransferabschnitts 12B und die Temperatur des Messraums S1 gering ist, ist in der dritten Ausführungsform die Menge an Wärme, die von dem zweiten Endabschnitt 120b des Wärmetransferabschnitts 12B an den Messraum S1 durch eine Wärmeabgabemengensteuereinheit 20B (insbesondere das Peltier-Modul 22) abgegeben bzw. freigesetzt werden kann, gering. Somit kann durch Reduzierung der Oberfläche eines Bereichs (Bereichs auf der unteren Endseite relativ zu einem thermischen Isolierglied 110 in 5) des Wärmetransferabschnitts 12B in dem Wärme (fühlbare Wärme) von dem Messraum S1 eintritt, eine Kondensation leichter in dem Abschnitt erzeugt werden, selbst wenn die von dem Endabschnitt 120b freigesetzte Wärmemenge gering ist. Somit ist der Wärmetransferabschnitt 12B der dritten Ausführungsform kürzer als der Wärmetransferabschnitt 12 der ersten und zweiten Ausführungsform. Entsprechend ist der Messbereich des Hygrometers 10B vergrößert.
Der Wärmetransferabschnitt 12B ist in einer senkrechten und aufrechten Lage angeordnet. Dies ist so, weil in dem Fall, in dem der Wärmetransferabschnitt 12B wie in dieser Ausführungsform als das Wärmerohr konfiguriert ist, der Wärmewiderstand des Wärmerohrs dadurch reduziert wird, dass das Wärmerohr in einer aufrechten Lage angeordnet ist, und die Menge an Wärmefreisetzung von dem zweiten Endabschnitt 120b kann entsprechend vergrößert werden. Als Ergebnis wird es für Kondensation leichter, in einem Bereich auf der Seite des ersten Endabschnitts 120a aufzutreten, selbst wenn die Menge von dem Peltier-Modul 22 freisetzbarer Wärme geringer ist als in dieser Ausführungsform.
Die Wärmefreisetzungsmengensteuereinheit 20B enthält das thermische Isolierglied 110 außer dem Peltier-Modul 22 und der Stromzuführeinheit 24.
Das thermische Isolierglied 110 ist so angeordnet, dass es den zweiten Endabschnitt 120b des Wärmetransferabschnitts 12B umgibt. Das thermische Isolierglied 110 verursacht ein vereinfachtes Auftreten des Wärmerohrphänomens in dem Wärmetransferabschnitt 12B. Wie oben beschrieben, bezieht sich das Wärmerohrphänomen auf ein Phänomen, in dem enthaltenes Arbeitsfluid Verdunstung bzw. Verdampfung und Kondensation an einem vorbestimmten Ort so wiederholt, dass Wärme von dem Fluss des Arbeitsfluids von dem Ort, an dem die Verdunstung bzw. Verdampfung des Arbeitsfluids auftritt, an den Ort, an den die Kondensation auftritt, mittransportiert wird. Das thermische Isolierglied 110 ist bevorzugt so vorgesehen, dass ein Wärmetransport in dem Wärmetransferabschnitt 12B leichter durchgeführt wird, ist aber nicht zwingend erforderlich.
Der Messraumtemperatursensor 16 ist in einer Position innerhalb des Messraums S1 angeordnet, die nicht von der Wärmefreisetzung von der Wärmeabgabemengensteuereinheit 20B (dem Wärmefreisetzungsbereich 22b des Peltier-Moduls 22) beeinflusst wird.
In dem Hygrometer 10B mit der oben beschriebenen Konfiguration wird Wärme zwangsweise an den Messraum S1 von dem zweiten Endabschnitt 120b des Wärmetransferabschnitts 12B so abgegeben, dass die freigesetzte Wärmemenge (Menge an Wärmfreisetzung an den Messraum S1 von dem Wärmetransferabschnitt 12B) konstant ist bzw. gemacht wird. Entsprechend findet Kondensation wenigstens in dem ersten Abschnitt 120e des Wärmetransferabschnitts 12B statt. Indem die Feuchtigkeit U unter Verwendung von Ausdruck (1) und Ausdruck (2) berechnet wird, kann die Feuchtigkeit U eines Raums bei jeder Temperatur t mit hoher Präzision erhalten werden, selbst wenn die Messraumtemperatur t schwankt.
Andere Konfigurationen, Bedienungen und Wirkungen, deren Beschreibung hier ausgelassen wird, sind ähnlich zur ersten und zweiten Ausführungsform.
Beispiel
Ergebnisse von Feuchtigkeitsmessungen für einen Messraum mit dem Hygrometer der ersten Ausführungsform und einem Hygrometer als einem Vergleichsbeispiel werden unten gezeigt. In dem Hygrometer als Vergleichsbeispiel ist ein Wärmetransferabschnitt über den Messraum und einen Außenraum hinweg angeordnet. Mit dem Hygrometer des Vergleichsbeispiels wird die Feuchtigkeit des Messraums durch Berechnung der Temperatur des Wärmetransferabschnitts, der Temperatur des Messraums und der Temperatur des Außenraums, die in einem Zustand detektiert werden, in dem Kondensation in einem Bereich des Wärmetransferabschnitts, der innerhalb des Messraums angeordnet ist, aufgetreten ist, erhalten. Auch in dem Vergleichsbeispiel wird ein Wärmerohr als Wärmetransferabschnitt verwendet.
6A zeigt das Ergebnis der Messung mit einem Psychrometer (gestrichelte Linie) und das Ergebnis einer Messung mit dem Hygrometer des Vergleichsbeispiels (durchgezogene Linie), wenn der Messraum in einem Hochtemperatur- und Hochfeuchtigkeitszustand ist (z.B. einem Zustand, in dem die Temperatur 95°C beträgt und die Feuchtigkeit 85% beträgt). 6B zeigt das Ergebnis einer Messung mit einem Psychrometer (gestrichelte Linie) und das Ergebnis einer Messung mit dem Hygrometer der ersten Ausführungsform (durchgezogene Linie), wenn der Messraum in einem Hochtemperatur- und Hochfeuchtigkeitszustand ist (z.B. einem Zustand, in dem die Temperatur 85°C beträgt und die Feuchtigkeit 85% beträgt). 7A zeigt das Ergebnis einer Messung mit einem Psychrometer (gestrichelte Linie) und das Ergebnis einer Messung mit dem Hygrometer als Vergleichsbeispiel (durchgezogene Linie), wenn der Messraum in einem Niedrigtemperatur- und Hochfeuchtigkeitszustand ist (z.B. einem Zustand, in dem die Temperatur 35°C beträgt und die Feuchtigkeit 85% beträgt). 7B zeigt das Ergebnis einer Messung mit einem Psychrometer (gestrichelte Linie) und das Ergebnis einer Messung mit dem Hygrometer der ersten Ausführungsform (durchgezogene Linie), wenn der Messraum in einem Niedrigtemperatur- und Hochfeuchtigkeitszustand ist (z.B. einem Zustand, in dem die Temperatur 35°C beträgt und die Feuchtigkeit 85% beträgt).
Aus einem Vergleich von 6A und 6B und einem Vergleich von 7A und 7B ist bestätigt worden, dass ein stabiler Wert (Messwert) mit einer geringen Schwankung in dem Wert des Messergebnisses (senkrechte Fluktuation in dem Graphen) mit dem Hygrometer der ersten Ausführungsform verglichen zu dem Hygrometer als dem Vergleichsbeispiel erhalten wird. Das heißt, es ist bestätigt worden, dass die Feuchtigkeit des Messraums mit hoher Präzision mit dem Hygrometer der ersten Ausführungsform im Vergleich zum Hygrometer als dem Vergleichsbeispiel, in dem eine äußere bzw. externe Lufttemperatur bei der Berechnung zum Erhalten der Feuchtigkeit verwendet wird, mit hoher Präzision gemessen werden kann.
Aus einem Beispiel der durch die durchgezogene Linie angezeigten Wellenform mit der durch die gestrichelte Linie angezeigten Wellenform in 6B und 7B ist es bestätigt worden, dass das Hygrometer der ersten Ausführungsform die Feuchtigkeit des Messraums mit hoher Präzision in ähnlicher Weise zu dem Psychrometer messen kann.
Das Hygrometer der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die erste bis dritte Ausführungsform beschränkt und verschiedene Änderungen können offensichtlich angewandt werden, ohne vom Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die spezifische Konfiguration der Wärmfreisetzungsmengensteuereinheit ist nicht auf die jeweiligen Ausführungsformen beschränkt. Zum Beispiel wird die Menge an Wärmefreisetzung an den Außenraum S2 (oder den Messraum S1) von dem Wärmetransferabschnitt 12 durch das Peltier-Modul 22 in der Wärmeabgabemengensteuereinheit 20 der ersten (oder dritten) Ausführungsform konstant gehalten und die Menge an Wärmefreisatz an den Außenraum S2 von dem Wärmetransferabschnitt 12 wird konstant gehalten, indem temperatureingestellte Luft in die Wärmeabgabemengensteuereinheit der zweiten Ausführungsform geblasen bzw. eingeblasen wird. Jedoch sind diese nicht beschränkend. Zum Beispiel kann die Konfiguration der Wärmeabgabesteuereinheit so sein, dass die Wärme an den Außenraum S2 von dem Wärmetransferabschnitt 12 so abgegeben werden kann, dass die Menge an Wärmeabgabe konstant ist, wobei eine andere Kühleinrichtung als das Peltier-Modul 22 oder temperatureingestelltes Wasser (Fluid) verwendet wird.
In dem Hygrometer der ersten Ausführungsform liegt ein Endabschnitt 12b des Wärmetransferabschnitts 12 nicht gegenüber dem Außenraum S2 frei, weil ein Endabschnitt 12b des Wärmetransferabschnitts 12 von der thermischen Isolierwand 100 und dem Peltier-Modul 22 umgeben ist. Jedoch ist diese Konfiguration nicht beschränkend. Zum Beispiel kann die Konfiguration so sein, dass ein Teil des Wärmetransferabschnitts 12 gegenüber dem Außenraum S2 freiliegt, solange die Konfiguration es gestattet, die Gesamtmenge an Wärme der Menge an Wärmefreisatz an den Außenraum S2 von einem Abschnitt des Wärmetransferabschnitts 12, der gegenüber dem Außenraum S2 freiliegt, und eine Menge an den Außenraum S2 von dem Wärmetransferabschnitt 12 durch das Peltier-Modul 22 freigesetzter Wärme konstant gehalten wird. Alternativ kann die Konfiguration so sein, dass ein Teil des Wärmetransferabschnitts 12 gegenüber dem Außenraum S2 freiliegt, selbst in dem Fall einer Konfiguration, in der die Menge an den Außenraum S2 von einem Bereich, der gegenüber dem Außenraum S2 freiliegt, unter einen Fehlerbereich fällt bzw. unterhalb eines Fehlerbereichs liegt.
Die Recheneinheit 32 der ersten bis dritten Ausführungsform speichert Ausdruck (1) und Ausdruck (2) im Voraus und berechnet die Feuchtigkeit unter Verwendung dieser Ausdrücke. Jedoch ist die Konfiguration nicht beschränkend. Zum Beispiel kann sie so sein, dass jede Messraumtemperatur t und die relative Feuchtigkeit U in Bezug auf jede Wärmetransferabschnitttemperatur te jeweils aus Ausdruck (1) und Ausdruck (2) erhalten wird, eine Tabelle, in der die Messraumtemperatur t, jede Wärmetransferabschnittstemperatur te und die Feuchtigkeit U miteinander verknüpft sind, geschaffen wird und diese dann in der Recheneinheit 32 im Voraus gespeichert wird. In diesem Fall erhält die Recheneinheit 32 die Feuchtigkeit U unter Verwendung der Tabelle.
Bei den Hygrometern 10, 10A und 10B der ersten bis dritten Ausführungsform wird nur die relative Feuchtigkeit des Messraums S1 abgeleitet. Jedoch ist diese Konfiguration nicht beschränkend. Das Hygrometer kann zusätzlich zur relativen Feuchtigkeit U den Taupunkt des Messraums S1 aus der erhaltenen relativen Feuchtigkeit U und der detektierten Messraumtemperatur t ermitteln.
Die Hygrometer 10, 10A und 10B der ersten bis dritten Ausführungsform enthalten den Wärmetransferabschnittstemperatursensor 14 und den Messraumtemperatursensor 16. Jedoch ist diese Konfiguration nicht beschränkend. Die Recheneinheit des Hygrometers kann konfiguriert sein, die Feuchtigkeit U unter Verwendung der Wärmetransferabschnittstemperatur te und der Messraumtemperatur t, die von einem anderen Instrument eingegeben werden, zu berechnen.
Bei dem Hygrometer 10B der dritten Ausführungsform wird Wärme an den Messraum S1 mit einem konstanten Betrag an Wärmefreisatz von dem zweiten Endabschnitt 120b des Wärmetransferabschnitts 12B unter Verwendung des Peltier-Moduls 22 freigesetzt. Jedoch ist diese Konfiguration nicht beschränkend. Zum Beispiel kann Wärme von dem zweiten Endabschnitt 120b des Wärmetransferabschnitts 12B unter Verwendung des Luftzuführabschnitts 122, des Temperatureinstellungsabschnitts 124 und des Führungsabschnitts 126 wie in dem Hygrometer 10A der zweiten Ausführungsform freigesetzt werden. In diesem Fall sind der Luftzuführabschnitt, der Temperatureinstellungsabschnitt und der Führungsabschnitt so angeordnet oder eingerichtet, dass der von dem Luftzuführabschnitt verursachte Luftfluss nicht in Kontakt mit dem Feuchtigkeitsmessbereich des Wärmetransferabschnitts 12B (d.h. einem Bereich des Wärmetransferabschnitts 12B, in dem die Wärme des Messraums S1 in den Wärmetransferabschnitt 12B eintritt) gerät.
Die Wärmetransferabschnitte 12 und 12A der ersten bis dritten Ausführungsform erstrecken beide gerade, können jedoch auch gekrümmt oder gebogen entlang des Wegs sein.
In dem Hygrometer der ersten bis dritten Ausführungsform wird die äußere Oberflächentemperatur (Oberflächentemperatur), die von dem an die äußere Oberfläche (Oberfläche) des Wärmetransferabschnitts angebrachten Wärmetransferabschnittstemperatursensor 14 detektiert wird, als die Temperatur te des Wärmetransferabschnitts 12 verwendet. Jedoch ist dies nicht beschränkend. Zum Beispiel kann der Wärmetransferabschnittstemperatursensor 14 eingerichtet sein, die Innentemperatur des Wärmetransferabschnitts 12 zu detektieren. Insbesondere in dem Fall, in dem der Wärmetransferabschnitt 12 als ein Wärmerohr konfiguriert ist, hat der Wärmetransferabschnitt 12 eine Doppelrohrstruktur, die ein inneres Rohr 12i und ein äußeres Rohr 120, das dessen Äußeres umgibt, wie in 8 gezeigt haben. In dem Wärmetransferabschnitt 12 ist ein Arbeitsfluid enthalten, so dass ein Wärmerohrphänomen in einem Raum zwischen dem inneren Rohr 12i und dem äußeren Rohr 120 auftritt. Innerhalb des inneren Rohrs 12i ist ein Temperaturdetektionsglied (Hüllendoppelthermoelement in 8) 4a des Wärmetransferabschnittstemperatursensors 14 eingesetzt. Mit solch einer Konfiguration kann die Innentemperatur (Temperatur einer Rohrwand auf dem inneren Rohr 12i) des Wärmetransferabschnitts 12 detektiert wird. In 8 ist eine Konfiguration, bei der der Wärmetransferabschnitt 12 die thermische Isolierwand 100 wie in der zweiten Ausführungsform penetriert, gezeigt. Jedoch kann die Konfiguration, bei der Wärmetransferabschnittstemperatursensor 14 die innere Temperatur des Wärmetransferabschnitts 12 detektiert, eine Konfiguration sein, in der ein Endabschnitt 12b des Wärmetransferabschnitts 12 innerhalb der thermischen Isolierwand wie in der ersten Ausführungsform und der dritten Ausführungsform angeordnet ist.
[Zusammenfassung der Ausführungsform]
Die Ausführungsformen werden zusammengefasst.
(1) Das Hygrometer der Ausführungsform ist ein Hygrometer, das eine hohe Feuchtigkeit eines Messraums misst und enthält: einen Wärmetransferabschnitt, der von einem Messraum in Richtung eines Außenraums, der von dem Messraum durch einen thermischen Isolierabschnitt getrennt ist, erstreckt; eine Wärmeabgabemengensteuereinheit, die Wärme dazu veranlasst, von dem Wärmetransferabschnitt an den Außenraum so abgegeben zu werden, dass eine Menge an den Außenraum abgegebener Wärme konstant gemacht wird; und eine Recheneinrichtung, die eine Feuchtigkeit des Messraums berechnet. Die Recheneinrichtung berechnet eine Feuchtigkeit des Messraums aus einer Temperatur des Wärmetransferabschnitts und einer Temperatur des Messraums unter Verwendung einer Beziehung basierend auf einer Wärmebilanz in dem Wärmetransferabschnitt, wenn Taubildung in einem Abschnitt, der innerhalb des Messraums platziert ist, in einem Zustand stattfindet in dem die Menge an den Außenraum von dem Wärmetransferabschnitt freigesetzter Wärme von der Wärmeabgabemengensteuereinheit konstant gemacht wird.
Mit dem Hygrometer kann Wärme zwangsweise an den Außenraum von dem Wärmetransferabschnitt abgegeben werden, so dass die Menge von dem Wärmetransferabschnitt freigesetzter Wärme (Menge an Wärmefreisatz von dem Wärmetransferabschnitt an den Außenraum) konstant gemacht wird. In einem Zustand, in dem Taubildung in dem Bereich des Wärmetransferabschnitts aufgetreten ist, der innerhalb des Messraums angeordnet ist, wird die Feuchtigkeit des Messraums unter Verwendung der Beziehung abgeleitet. Somit kann die Feuchtigkeit des Messraums mit hoher Präzision erhalten werden, ohne dass sie von der Temperatur des Außenraums beeinflusst wird.
Insbesondere kann ein Einfluss der Temperatur des Außenraums verhindert werden, weil die Feuchtigkeit mit der Beziehung erhalten wird, in der die Temperatur des Außenraums nicht als Parameter verwendet wird. Ferner wird die Temperatur des Wärmetransferabschnitts stabilisiert, ohne dass sie von der Temperatur des Außenraums und deren Schwankung beeinflusst wird, weil die Wärme zwangsweise von dem Wärmetransferabschnitt so an den Außenraum abgegeben wird, dass die Menge an Wärmefreisatz einen vorbestimmten Wert annimmt. Entsprechend kann die Feuchtigkeit des Messraums mit hoher Präzision ohne Beeinflussung durch die Temperatur des Außenraums und deren Schwankung unabhängig von der Temperatur des Wärmetransferabschnitts, der die Wärme an den Außenraum abgibt, die als ein Parameter in einer Beziehung verwendet wird, erhalten werden.
(2) Das Hygrometer kann eine Wärmetransferabschnittstemperaturdetektionseinheit enthalten, die eine Temperatur des Wärmetransferabschnitts detektiert. In diesem Fall kann die Recheneinrichtung eine Temperatur verwenden, die von der Wärmetransferabschnittstemperaturdetektionseinheit als die Temperatur des Wärmetransferabschnitts detektiert wird. Das Hygrometer kann eine Messraumtemperaturdetektionseinheit enthalten, die eine Temperatur des Messraums detektiert. In diesem Fall kann die Recheneinheit eine von der Messraumtemperaturdetektionseinheit als Temperatur des Messraums detektierte Temperatur verwenden.
In dem Fall, in dem das Hygrometer die Wärmetransferabschnittstemperaturdetektionseinheit und/oder die Messraumtemperaturdetektionseinheit wie in diesen Konfigurationen enthält, kann die Feuchtigkeit des Messraums ohne Aufnahme einer Wärmetransferabschnittstemperatur und/oder Messraumtemperatur durch ein anderes Instrument oder dergleichen als das Hygrometer gemessen werden.
(3) Das Hygrometer, insbesondere zum Beispiel die Wärmeabgabemengensteuereinheit, kann ein Peltier-Element und eine Stromzuführeinheit, die dem Peltier-Element Strom zuführt, enthalten. In diesem Fall kann es so sein, dass das Peltier-Element so angeordnet ist, dass es den Wärmetransferabschnitt kühlen kann, und die Stromzuführeinheit ist in der Lage dem Peltier-Element konstanten Strom zuzuführen.
Mit dieser Konfiguration kann die an den Außenraum von dem Wärmetransferabschnitt abgegebene Wärmemenge so gesteuert werden, dass sie konstant ist. In diesem Fall kann das Peltier-Element so angeordnet sein, dass es zusammen mit dem thermischen Isolierabschnitt einen anderen Bereich des Wärmetransferabschnitts als den innerhalb des Messraums platzierten Bereich umgibt. In diesem Fall kann eine Steuerung mit einer einfachen Konfiguration erreicht werden, um die Menge an von dem Wärmetransferabschnitt an den Außenraum freigesetzter Wärme konstant zu machen.
(4) Der Wärmetransferabschnitt kann in Richtung einer Außenraumseite von dem thermischen Isolierabschnitt abstehen und die Wärmeabgabemengensteuereinheit kann einen Luftzuführabschnitt enthalten, der einen Luftstrom in Richtung eines Bereichs des in Richtung der Außenraumseite hervorstehenden Wärmetransferabschnitts bildet, und sie (die Wärmeabgabemengensteuereinheit) kann einen Temperatureinstellabschnitt enthalten, der eine Temperatur von dem hervorstehenden Bereich durch die Luftzuführabschnitt zugeführter Luft konstant macht.
Auch mit dieser Konfiguration kann die Menge an von dem Wärmetransferabschnitt an den Außenraum abgegebener Wärme so gesteuert werden, dass sie konstant ist.
(5) Die Ausführungsform ist eine Temperatur-Feuchtigkeitskammer, die hergestellt wurde, indem man die Beziehung zwischen den jeweiligen Temperaturen und einem Wasserdampfdruck eines Messraum beachtet und die Folgendes enthält: einen thermischen Isolierabschnitt, der einen vorbestimmten Messraum umgibt; das Hygrometer, das eine Feuchtigkeit des Messraums misst; und einen Temperatur- und Feuchtigkeitseinstellabschnitt, der wenigstens eines von Feuchtigkeit und Temperatur innerhalb des Messraums auf der Grundlage eines Ergebnisses der Messung durch das Hygrometer einstellt.
Mit dieser Konfiguration kann die Feuchtigkeit innerhalb des Messraums akkurat eingestellt werden, weil die Feuchtigkeit des Messraums mit hoher Präzision ohne Beeinflussung durch die Temperatur des Raums (Außenraums) außerhalb des thermischen Isolierabschnitts erhalten werden kann.
(6) Die dritte Ausführungsform wurde hergestellt, indem man die Beziehung zwischen den jeweiligen Temperaturen und einem Wasserdampfdruck eines Messraums beachtet, und ist ein Hygrometer, das eine Feuchtigkeit innerhalb eines Raums misst und Folgendes enthält: einen Wärmetransferabschnitt, der sich von einem an einer ersten Position angeordneten ersten Endabschnitt innerhalb eines Raums hin zu einem an einer zweiten Position, die von der ersten Position beabstandet ist, angeordneten zweiten Endabschnitt erstreckt und der Wärmetransport von Wärme, die in den ersten Abschnitt gelangt ist, von dem Raum zu dem zweiten Endabschnitt durchzuführen; eine Wärmeabgabemengensteuereinheit, die Wärme dazu veranlasst aus dem Raum von dem zweiten Endabschnitt des Wärmetransferabschnitts so abgegeben bzw. freigesetzt zu werden, dass eine Menge an an den Raum freigesetzter bzw. abgegebener Wärme konstant gemacht wird; und eine Recheneinrichtung, die eine Feuchtigkeit des Raums berechnet. Die Recheneinrichtung ist eingerichtet, eine Feuchtigkeit des Raums aus einer Temperatur des Wärmetransferabschnitts und einer Temperatur des Raums unter Verwendung einer Beziehung zu berechnen, die auf einer Wärmebilanz in dem Wärmetransferabschnitt, wenn Taubildung wenigstens in dem ersten Abschnitt in einem Zustand stattfindet, in dem die Menge von von dem zweiten Endabschnitt an den Raum freigesetzter Wärme von der Wärmeabgabemengensteuereinheit konstant gemacht, wird zu berechnen.
Mit dem Hygrometer kann die Feuchtigkeit des Raums bei jeder Temperatur mit hoher Präzision erhalten werden, selbst wenn die Temperatur des Raums schwankt, indem die Feuchtigkeit unter Verwendung der Beziehung in einem Zustand, in dem Taubildung wenigstens in dem ersten Abschnitt des Wärmetransferabschnitts aufgetreten ist, berechnet wird, weil Wärme zwangsweise an den Raum von dem zweiten Endabschnitt des Wärmetransferabschnitts so abgegeben wird, dass die freigesetzte Wärmemenge (Menge an Wärmefreisetzung an den Raum von dem Wärmetransferabschnitt) konstant gemacht wird.
Mit der Ausführungsform kann, wie oben beschrieben, die Feuchtigkeit des von dem Außenraum durch den thermischen Isolierabschnitt getrennten Messraum mit hoher Präzision ohne Beeinflussung durch die Temperatur des Außenraums gemessen werden.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung kann in einem Hygrometer, das die Feuchtigkeit innerhalb eines Raums misst, verwendet werden.
Bezugszeichenliste

10, 10A, 10B: Hygrometer
12, 12B: Wärmetransferabschnitt
12a: innerer Bereich bzw. Innenbereich (innerhalb des Messraums platzierter Bereich)
14: Wärmetransferab schnittstemperatursensor (Wärmetransferab schnittstemperaturdetektionseinheit)
16: Messraumtemperatursensor (Messraumtemperaturdetektionseinheit)
20, 20B, 120: Wärmeabgabemengensteuereinheit
22: Peltier-Modul (Peltier-Element)
24: Stromzuführeinheit
32: Recheneinheit (Recheneinrichtung)
100: thermische Isolierwand (thermischer Isolierabschnitt)
122: Luftzuführabschnitt
124: Temperatureinstellabschnitt
e: Wasserdampfdruck des Messraums
es: Sättigungswasserdampfdruck des Messraums
ese: Sättigungswasserdampfdruck bei der Wärmetransferabschnittstemperatur
qc: Menge an Wärmeabgabe bzw. Wärmefreisetzung
q_Con: dem Wärmetransferabschnitt 12 durch Kondensation zugeführte latente Wärme
q_Heat: in den Wärmetransferabschnitt 12 von dem Messraum S1 eintretende fühlbare Wärme
S1: Messraum
S2: Außenraum
t: Messraumtemperatur
te: Wärmetransferabschnittstemperatur
U: relative Feuchtigkeit (Feuchtigkeit)

Claims

Hygrometer, das eine Feuchtigkeit eines Messraums misst und enthält: einen Wärmetransferabschnitt, der sich von einem Messraum in Richtung eines von dem Messraum durch einen thermischen Isolierabschnitt getrennten Außenraums erstreckt; eine Wärmeabgabemengensteuereinheit, die Wärme dazu veranlasst, von dem Wärmetransferabschnitt so an den Außenraum abgegeben zu werden, dass eine Menge von an den Außenraum abgegebener Wärme konstant gemacht wird; und eine Recheneinrichtung, die eine Feuchtigkeit des Messraums berechnet, wobei die Recheneinrichtung eine Feuchtigkeit des Messraums aus einer Temperatur des Wärmetransferabschnitts und einer Temperatur des Messraums unter Verwendung einer Beziehung, die auf einer Wärmebilanz in dem Wärmetransferabschnitt, wenn eine Taubildung in einem Bereich des Wärmetransferabschnitts, der innerhalb des Messraums platziert ist, in einem Zustand auftritt, in dem die Menge von von dem Wärmetransferabschnitt an den Außenraum freigesetzter Wärme von der Wärmeabgabemengensteuereinheit konstant gemacht wird, basiert, berechnet.
Hygrometer gemäß Anspruch 1, umfassend eine Wärmetransferabschnittstemperaturdetektionseinheit, die eine Temperatur des Wärmetransferabschnitts detektiert, wobei die Recheneinrichtung eine von der Wärmetransferabschnittstemperaturdetektionseinheit detektierte Temperatur als die Temperatur des Wärmetransferabschnitts verwendet.
Hygrometer gemäß Anspruch 1 oder 2, umfassend eine Messraumtemperaturdetektionseinheit, die eine Temperatur des Messraums detektiert, wobei die Recheneinrichtung eine von der Messraumtemperaturdetektionseinheit detektierte Temperatur als die Temperatur des Messraums verwendet.
Hygrometer gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Wärmeabgabemengensteuereinheit ein Peltier-Element und eine Stromzuführeinheit, die dem Peltier-Element Strom zuführt, enthält, das Peltier-Element so angeordnet ist, dass es den Wärmetransferabschnitt kühlen kann und die Stromzuführeinheit in der Lage ist, dem Peltier-Element konstanten Strom zuzuführen.
Hygrometer gemäß Anspruch 4, bei dem das Peltier-Element so angeordnet ist, dass es zusammen mit dem thermischen Isolierabschnitt einen anderen Bereich des Wärmetransferabschnitts als den innerhalb des Messraums platzierten Bereich zu umgeben.
Hygrometer gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Wärmetransferabschnitt in Richtung einer Außenraumseite aus dem thermischen Isolierabschnitt hervorsteht und die Wärmeabgabemengensteuereinheit einen Luftzuführabschnitt, der einen Luftstrom in Richtung eines Bereichs des Wärmetransferabschnitts, der in Richtung der Außenraumseite hervorsteht, bildet, und einen Temperatureinstellabschnitt enthält, der eine Temperatur von dem hervorstehenden Abschnitt von dem Luftzuführabschnitt zugeführter Luft konstant macht.
Temperatur-Feuchtigkeitskammer, umfassend: einen thermischen Isolierabschnitt, der einen vorbestimmten Messraum umgibt; das Hygrometer gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, das eine Feuchtigkeit des Messraums misst; und einen Temperatur- und Feuchtigkeitseinstellabschnitt, der wenigstens eines von einer Feuchtigkeit und einer Temperatur innerhalb des Messraums basierend auf dem Ergebnis einer Messung durch das Hygrometer einstellt.
Hygrometer, das eine Feuchtigkeit innerhalb eines Raums misst und umfasst: einen Wärmetransferabschnitt, der sich von einem an einer ersten Position innerhalb eines Raums angeordneten ersten Endabschnitts zu einem an einer von der ersten Position beabstandeten zweiten Position angeordneten zweiten Endabschnitt erstreckt und in der Lage ist, Wärmetransport von Wärme, die in den ersten Endabschnitt eingetreten ist, von dem Raum zu dem zweiten Endabschnitt durchzuführen; eine Wärmeabgabemengensteuereinheit, die Wärme dazu veranlasst, von dem zweiten Endabschnitt des Wärmetransferabschnitts so an den Raum abgegeben zu werden, dass eine Menge von an den Raum abgegebener Wärme konstant gemacht wird; und eine Recheneinrichtung, die eine Feuchtigkeit des Raums berechnet, wobei die Recheneinrichtung eingerichtet ist eine Feuchtigkeit des Raums aus einer Temperatur des Wärmetransferabschnitts und einer Temperatur des Raums unter Verwendung einer Beziehung, die auf einer Wärmebilanz in dem Wärmetransferabschnitt, wenn Taubildung in wenigstens dem ersten Abschnitt in einem Zustand auftritt, in dem die an den Raum von dem zweiten Endabschnitt abgegebene Wärmemenge von der Wärmeabgabemengensteuereinheit konstant gemacht wird, basiert, zu berechnen.