JP2002514303A - Method and system for detecting water in a liquid - Google Patents

Method and system for detecting water in a liquid

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JP2002514303A JP54419598A JP54419598A JP2002514303A JP 2002514303 A JP2002514303 A JP 2002514303A JP 54419598 A JP54419598 A JP 54419598A JP 54419598 A JP54419598 A JP 54419598A JP 2002514303 A JP2002514303 A JP 2002514303A
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    • G01N33/2847Water in oil

Abstract

(57)【要約】 本発明は、液体の水含有量を検知し、水含有量情報を作業者に伝える水検知システムを提供する。水含有量情報の伝達は、検知された水含有量値を処理すること、およびその値を1以上の閾値と比較して検知された値を限定することを含む。他の態様によれば、水センサは、プログラム可能な論理制御装置などの外部装置と使用するための4〜20mAのインタフェース出力を含む。他の態様によれば、本発明は、相対的な水含有量値を検知し、その相対的な水含有量値を絶対的な水含有量値に変換する水検知システムを提供する。他の態様によれば、本発明は、水検知システムを較正する方法および回路を含む。さらに他の態様によれば、本発明は、液体の水含有量を検知し、清浄器を使用して液体から水を取除く液体浄化システムを提供する。 (57) [Summary] The present invention provides a water detection system that detects the water content of a liquid and transmits water content information to an operator. Propagating the water content information includes processing the detected water content value, and comparing the value to one or more thresholds to limit the detected value. According to another aspect, the water sensor includes a 4-20 mA interface output for use with an external device, such as a programmable logic controller. According to another aspect, the present invention provides a water detection system that detects a relative water content value and converts the relative water content value to an absolute water content value. According to another aspect, the invention includes a method and circuit for calibrating a water detection system. In accordance with yet another aspect, the present invention provides a liquid purification system that detects the water content of a liquid and removes water from the liquid using a purifier.

Description

【発明の詳細な説明】 液体中の水を検出する方法およびシステム 本出願は、1997年4月14日に出願された米国仮特許出願60/043, 566、1997年9月25日に出願された米国仮特許出願60/060,15 8および1998年2月11日に出願された60/074,315の恩典を請求 する。これら全ての開示はここで参照により合体される。技術分野 本発明は、液体中の水を検知する方法およびシステムに関する。特に、本発明 は、水含有量を監視および/または制御することが望ましい、油、作動油、およ び、その他の液体の中の水を検知する方法およびシステムに関する。発明の背景 変圧器油、モータ油、トランスミッション油などの油を含む液体は、使用して いる間に水およびその他の材料で汚される。水およびその他の材料で汚染された 液体のために、汚染された液体を使用する装置に対して腐食、摩耗および機械的 損傷が引き起こされる。従って、液体から水などの汚染物を検知して取除くこと が望ましい。 カール・フィッシャー滴定などの液体の水含有量を求める従来の方法は、液体 をサンプリングし、そのサンプルを研究所に送り、水含有量を求めるためにサン プルに試薬を加えることを含んでいる。第1に、時間が掛かる。第2に、液体の 水含有量は、サンプルを採集した時から試験結果が研究所から返される時までに 変るであろう。従って、現場でさらにはサンプリング後適当な時間内に行うこと ができない水含有試験は信頼性がない。 液体の水含有量の特性を表す一つの方法は、パーセント相対的水分(%RH) などの相対的な水含有量である。パーセント相対的水分は、与えられた温度にお ける材料の飽和点に対するその材料の水含有量の目安である。例えば、油の華氏 100度でのパーセント相対的水分は50%であろう。このことは、油はその温 度で50%飽和することを示し、または、そうではなくて、50%RHの表示値 は、油が飽和し水が溶液から出てくるまでに溶液中にそれだけの量の水を吸収す ることができることを示している。 動作温度が広い温度にわたって変化する液体では、相対的な水の含有量は温度 によって変化するので、相対的な水含有量ではなく、絶対的な水含有量を求める ことが望ましい。液体の動作温度が比較的安定している他の例では、%RHは液 体の水含有量の有益な目安となる。 液体中の固定した絶対的な水含有量については、温度が上昇すると%RHは減 少し、温度が下がると増加する。%RH測定のこのような温度依存性は、液体の 水含有量が許容限界内にあるという間違った指示につながるかも知れない。例え ば、技術者は、油の温度が上昇している動作中の変圧器油の%RHを測定し、% RHが50%であることを知るかも知れない。油は50%だけ飽和しているので 、技術者は水のレベルは許容限界内にあると結論するかも知れない。しかし、変 圧器の電源が落ちた後で、油の温度は減少し、%RHは増加する。%RHが10 0%に上がると、油の中に溶けていた水が溶液から出て来て、凝縮して油中に小 滴を形成する。溶解しない水は変圧器油中の他の汚染物と結合し、変圧器の腐食 を引き起こす。また、変圧器油中の溶けていない水は油の絶縁耐力を減少させ、 アークを引き起こす。従って、温度が下がるような液体の%RHの測定値が小さ いことは、その液体について安全な水含有量を示すものではない。従って、業界 には、%RH測定値の温度依存性を補償する水検知システムに対する要求がある 。 他に存在する問題は、油圧システム、潤滑システム、およびトランスミション システムで使用される液体に溶けていない水が存在することである。溶けていな い水は、機械部品に対して摩耗および損傷を引き起こす。例えば、油圧液体中の 溶けていない水が凍ると、水は膨張し、バルブなどの部品に対して損傷を引き起 こす。また、溶けていない水は、潤滑液を分解し、機械部品の摩耗を引き起こす 。溶けていない水は、また、添加物または潤滑液それ自身と反応して機械部品を 腐食するであろう酸を形成する。さらに、溶けていない水それ自身は、酸化によ って機械部品を腐食する。従って、正確に、かつ好都合に、液体の水含有量を決 定 することが業界では求められている。 上記のように、ある場合には、絶対的な水含有量を測定することが適当であり 、また他の場合には、%RHなどの相対的な水含有量を測定することが適当であ ろう。どちらの測定を行うセンサーにも必要とされる機能は、オンライン、即ち 実時間で機能できること、水含有量がインラインで測定される環境、素早く正確 に測定を行うことができること、および著しく性能を減ずることなく液体中に存 在できることである。従来の水検出方法に関連する問題に対する不完全な解は、 水含有量を検知することなく、液体から水を取除くことである。清浄器、例えば 、回転円盤清浄器、ノズル清浄器、またはタワー清浄器が液体から水を取除くた めに使用できる。一般的には、液体から水および他の汚染物を除去する清浄器を 通って液体が循環される。浄化の結果は、カール・フィッシャー滴定などの従来 の水検出方法により検証される。従来の水検出方法に関連する時間と信頼性の問 題のために、これらの方法はオンラインの浄化動作には望ましくない。従って、 浄化中に液体の水含有量を素早く正確に検知することができる液体浄化システム に対する要求が業界にある。発明の概要 本発明の第1の態様によれば、水検知システムは、液体の水含有量を測定する ために液体に結合することができる。本システムは、液体の水含有量を示す1個 以上の信号を生成できる。出力信号は、液体の水含有量を監視し制御するために 使用される。液体の水含有量の監視と制御は、液体に最も近い場所から行うこと ができ、また液体から遠く離れた場所からも行うことができる。 本発明の他の態様によれば、液体中の水を検知する水検知システムは、液体に 結合して、液体の水含有量を示す第1の値を有する第1信号を生成することがで きる水センサを含む。処理回路が、水センサに結合され、第1の値と少なくとも 二つの所定の閾値との間の関係に従って出力信号を生成するように整えられる。 本発明の他の態様によれば、液体中の水を検知する水検知システムは、液体に 結合して、液体の水含有量を示す第1の値を有する第1信号を生成することがで きる水センサを含む。処理回路が、水センサに結合され、第1の値に基づいて出 力信号を生成するように整えられている。 本発明の他の態様によれば、液体中の水を検知する水検知システムは、液体に 結合して、液体の相対的な水含有量を示す第1の値を有する第1信号を生成する ことができる水センサを含む。温度センサが、液体に結合され、液体の温度を示 す第2の値を有する第2信号を生成することができる。処理回路が水センサと温 度センサに結合され、第1と第2の信号に応答して、液体の絶対的な水含有量を 示す第3の値を有する第3の信号を生成する。 本発明の他の態様によれば、液体から水を検知し除去する液体浄化システムは 、液体に結合されて、液体の水含有量を示す第1の値を有する第1の信号を生成 することができる。処理回路が、水センサに結合されて出力信号を生成する。清 浄器が、処理回路に結合されて出力信号に応答して液体から水を除去する。 本発明の他の態様によれば、液体中の水を検知する方法は、液体の相対的な水 含有量値を検知すること、液体の温度を検知すること、および相対的な水含有量 値を絶対的な水含有量値に電気的に変換することを含む。相対的な水含有値の絶 対的な水含有値への電気的な変換は、ルックアップ・テーブル、または、電子的 に実施されるアルゴリズムなどの他の電子的な手段を使用することを含む。 本発明の他の態様によれば、液体から水を除去する方法は、液体の水含有量を 検知すること、水含有量を示す信号を生成すること、および水含有量を示す信号 に応答して清浄器を作動させて液体から水を除去すことを含む。 本発明の他の態様によれば、水センサを較正する方法は、水センサ・プローブ を使用して第1の既知の水含有量値を有する第1の媒体の水含有量を測定して第 1の出力信号を生成すること、水センサ・プローブを使用して第2の既知の水含 有量値を有する第2の媒体の水含有量を測定して第2の出力信号を生成すること 、および第1と第2の既知の水含有量値および第1と第2の出力信号を使用して 水センサを電子的に較正することを含む。 本発明の他の態様によれば、水検知システムで使用される温度センサを較正す る方法は、外部装置を使用して温度センサ・プローブの温度を測定すること、お よび外部装置で測定された温度を使用して温度センサを電子的に較正することを 含む。図面の簡単な説明 図1は、本発明の実施形態による水検知システムのブロック図である。 図2は、本発明の他の実施形態による水検知システムの詳細なブロック図であ る。 図3は、図2の実施形態による水検知システムの詳細な部分ブロック/部分回 路図である。 図3aは、本発明の実施形態による光強度制御回路の部分ブロック/部分回路 図である。 図3bは、図3の実施形態による筐体の透視図である。 図4は、本発明の他の実施形態による水検知システムのブロック図である。 図5は、本発明の実施形態による水検知システムの表示器の前面図である。 図6は、本発明の実施形態による雑音分離副回路の部分ブロック/部分回路図 である。 図7aは、本発明の実施形態による雑音分離回路のデジタル入力信号を図示す るタイミング図である。 図7bは、本発明の実施形態による雑音分離副回路の他のデジタル入力信号を 図示するタイミング図である。 図7cは、本発明の実施形態による雑音分離副回路の中間信号を図示するタイ ミング図である。 図7dは、本発明の実施形態による出力信号対時間のグラフである。 図8は、本発明の他の実施形態による水検知システムのブロック図である。 図9は、図8の実施形態の詳細な部分ブロック/部分回路図である。 図10は、図9の実施形態による水検知システムの表示器の前面図およびブロ ック図である。 図11は、本発明の実施形態による較正回路を含む水検知システムのブロック 図である。 図12は、本発明の実施形態による水含有量較正プログラムのフロー・チャー トである。 図13は、本発明の実施形態による温度較正プログラムのフロー・チャートで ある。 図14は、本発明の他の実施形態による液体浄化システムのブロック図である 。好ましい実施形態の詳細な説明 本発明を実施する水検知システムの一例が図1に示され、一般的に、水センサ 2、温度センサ4、および処理回路5からなる。水センサ2、温度センサ4、お よび処理回路5は協働して液体の水含有量および温度を測定する。図1に図示さ れるシステムは、液体の相対的な水含有量、液体の絶対的な水含有量、またはそ の両方を測定する。 また、センサ2、4は極限環境で動作できることが好ましい。例えば、水セン サ2と温度センサ4の両方は、液体に浸漬されて正しく動作することができるこ とが好ましい。センサ2、4は、腐食に対して耐性があり、温度の極端な差に耐 えることができることが好ましい。例えば、電力変圧器の用途では、変圧器が動 作しその油の温度が上昇している時に、および変圧器が動作しないで油の温度が 低い時に、センサ2、4は変圧器油の水含有量と温度を測定することができるこ とが好ましい。変圧器が低い温度環境にある場合に、動作温度の範囲は最大にな る。さらに、センサ2、4の内部電子回路は、関係する事故分類/NEMA定格 に従って、検知される液体から密閉されることが好ましい。 水センサ2は、プローブおよびプローブに関連した内部回路を含み、液体の水 含有量を示す信号を生成する。一つの実施形態では、水センサ2は、プローブの 互いにかみ合わさった電極間のキャパシタンスに基づいて液体の%RHを示す電 圧を生成する容量性のプローブを含む。もしくは、水センサ2は、プローブの交 流抵抗に基づいて液体の水含有量を測定する抵抗性プローブを含む。上記の特徴 の1つ以上を有する任意の種類の水センサが本発明の範囲に含まれる。 温度センサ4もまた、液体の温度を測定するために、プローブおよびプローブ に関連した励起回路を含む。好ましい実施形態では、温度センサ4は抵抗温度差 (RTD)センサおよび関連した励起回路を含む。RTDセンサは、白金などの 材料を含む。白金の抵抗は、温度変化に応答して変化する。励起回路は、その材 料を流れる電流を生成する。センサ出力は、抵抗変化として変化するその材料の 両端間の電圧であってもよい。もしくは、温度センサ4は熱電対を含んでもよい 。上記の特徴の1つ以上を有する任意の種類の温度センサが本発明の範囲内であ る。 好ましい実施形態では、水センサ2および温度センサ4は同じプローブに設け られる。液体の同じ位置の水含有量および温度を測定することができるので、水 センサ2および温度センサ4を同じプローブに設置することが好ましい。しかし 、本発明は、同じプローブに設置された水センサおよび温度センサに限定されな い。例えば、水センサ2と温度センサ4は別々のプローブに設置されてもよい。 さらに、水センサと温度センサに関連した励起回路が、プローブから遠く離れて いてもよい。例えば、センサ2、4からの出力を監視するコンピュータの中にあ ってもよい。 図示の実施形態は、単一の水センサ2と単一の温度センサ4を含むが、多数の センサが含まれてもよく、本発明の範囲内にある。例えば、複数の水センサと温 度センサが、液体の水含有量と温度を示す複数の出力信号を生成してもよい。複 数のセンサを使用することで、信頼性を高める冗長性が与えられる。複数のセン サからの出力信号が処理されて、1つ以上の不完全な測定による誤りを取除くこ とができる。例えば、アナログ・デジタル変換回路をそれぞれのセンサの出力に 結合し、それを次に、2個以上のセンサが一致する水含有量を選択する投票論理 に結合してもよい。 水検知システムの他の実施形態は、単一の流体システムまたは複数の流体シス テムに結合された複数の水センサおよび温度センサを含む。例えば、複数の水セ ンサ2および温度センサ4が、単一の流体システムに結合されて流体システムの 複数の場所で液体、例えば油圧液の水含有量と温度を測定する。センサからの出 力信号が、様々な場所からの水含有情報を伝えるために、任意の適当な方法で処 理される。好ましい実施形態では、複数のセンサからの出力信号が多重化され、 単一の処理回路が複数の水センサからの出力を処理できるようにする。別の実施 形態では、複数のセンサそれぞれが、処理速度を上げ冗長性を与えるために、そ れ自身の処理回路を含む。 処理回路5は、比較、温度補償、較正、雑音分離、電圧変換、および出力制御 などの様々な機能を行う。これらの機能を行うために、処理回路5は複数の副回 路を含む。例えば、処理回路5は、1個以上の出力装置を駆動するための出力副 回路を、閾値を設定し検知データをその閾値と比較するためにの比較副回路、外 部装置に電気的な雑音が結合するの防ぐための雑音分離副回路、%RH測定の温 度補償を行うための温度補償副回路、水センサ2および温度センサ4を電子的に 較正するための較正副回路、および水センサ2からの出力電圧を%RH値に変換 するための電圧変換回路を含む。処理回路5は、所望の用途によって様々な組合 わせの副回路を含む。 図1の水検知システムが水含有量を検知するために使用される液体の例示的な 種類には、変圧器油、潤滑油、油圧油、ガソリン、灯油、輸送流体、ディーセル 燃料、および燃料油などの油が含まれる。本発明の実施形態が水含有量を決定す るために使用される油圧油の一つの特定の種類は、水エチレン・グリコールなど の水グリコールである。さらに、本発明の実施形態は、他の種類の液体の水含有 量、例えば液体プロパンなどの液体炭化水素の水含有量を決定するために使用さ れる。 水検知システムの他の例が図2に示される。図示される実施形態では、水検知 システムは水センサ2、温度センサ4、および処理回路5を含む。水センサ2お よび温度センサ4は先に説明したセンサの任意のもの含んでよい。処理回路5は 温度補償副回路6、比較副回路7、および出力副回路8を含む。 温度補償副回路6は、%RHの温度依存性を説明するために、および/または %RHと絶対水含有量の間またはその逆の変換を可能にするために、%RH測定 の温度補償を行う。例えば、温度補償副回路6は、センサ2の出力を相対的な水 含有量、例えば%RHの水含有量から絶対的な水含有量、例えば百万分率(pp m)の水含有量に変換する。変換は、温度を検知し、%RHを検知し、適当な手 段(例えばルックアップ・テーブルまたは温度補償アルゴリズム)を使用して% RH値をppm値に変換し、さらに絶対水含有量値を表示することによって、直 接的に行われる。「ルックアップ・テーブル」という用語は、表形式に配列され たデータに限定されない。例えば、「ルックアップ・テーブル」という用語は、 温度補償データを含む1個以上のコンピュータ・データベースを含む。他の別の 場合には、 温度補償は、%RHと温度を測定し、その%RHを温度に基づいて比較する1以 上の閾値を変えることで間接的に行われる。 水含有量の様々なレベルを限定するために、比較副回路7が1以上の閾値を格 納し、検知された水含有量値をその閾値と比較する。例えば、液体の水含有量が 所定の閾値より上であれば、比較副回路は高い出力信号を生成し、水含有量が所 定の閾値よりも低い場合には、比較副回路は低い出力信号を生成する。または、 逆でも良い。一方で、比較副回路が省略され、センサからの出力がアナログ形式 、デジタル形式、または両方で直接に表示される。 出力副回路8は、比較副回路7からの出力に基づいて、水含有量情報を外部装 置に伝える。一部の実施形態では、出力副回路は、例えばコンピュータから外部 入力を受取り、検知システムがコンピュータとのインタフェースを行うことがで きるようにする。出力副回路8は、可聴出力情報、可視出力情報、または可聴出 力情報と可視出力情報の組合わせをセンサ作業者に生成する。例えば、出力副回 路8は、水含有量、温度、または両方を作業者に表示する表示装置を駆動する信 号を生成する。出力副回路8は、帯状記録紙使用の記録計を駆動する信号、また は液体の水含有量が許容レベルより高いことを示すアラームを生成する。出力副 回路8は、作業者が液体の水含有量を見て解析できるようにするコンピュータ・ インタフェースを含む。出力副回路8は、また、1個以上の外部装置10、例え ば、リレー、ポンプ、フィルタ、清浄器、ヒータ、および/または液体から水ま たは他の汚染物を除去する乾燥機を制御する信号を生成する。 図3は、図2の実施形態による水検知システムの詳細な部分ブロック/部分回 路図である。図示の実施形態では、水センサ2が、液体の%RHに比例する電圧 を出力する。比較副回路は、水センサ出力電圧と比較するための閾値電圧VT1と VT2を設定する一対のポテンショメータ3、3’を含む。 ポテンショメータを使用することによって、閾値電圧値を変えることができ、 システムは様々な種類の液体の水を検知することができるようになる。しかし、 本発明は閾値を設定するためにポテンショメータを使用することに限定されない 。例えば、好ましい実施形態では、ポテンショメータはマイクロプロセッサで置 換えられ、例えばソフトウエアまたはハードウエアを使用して、閾値電圧がプロ グ ラム可能であろう。さらに他の実施形態では、水検知システムが知られている単 一の種類の液体で使用されるようになっている場合には、所定の固定した値を有 する抵抗を使用して、閾値電圧を固定してもよい。 本実施形態では、閾値電圧VT1とVT2は、液体の種類に従って、さらに液体の 基線動作温度に従って、最初に設定されることが好ましい。例えば、VT1とVT2 で、平均動作温度で特定の種類の液体の水含有量値における下の閾値と上の閾値 が画定される。 説明された実施形態は二つの閾値を述べているが、二つの閾値電圧よりも多い または少ない閾値が本発明の範囲に含まれる。例えば、単一の水含有量閾値を画 定するために単一の閾値電圧を使用できる。単一の水含有量閾値を含む実施形態 では、液体の水含有量が閾値より大きい時に、検知システムがアラームまたは他 の外部装置、例えば清浄器、を活動化する。一方、水含有量が閾値より大きい時 に、検知システムは、水を含有する液体を使用する外部装置の作動を止めて、装 置に対する損傷を防ぐ。単一の閾値だけが使用される場合には、タイマーを含む ことが好ましい。タイマーは、上の含有量値から下の含有量値まで移った後で、 ある時間の間アラームまたは他の外部装置の作動を停止するのを遅延するために 使用されるであろう。しかし、さらにいっそう好ましい実施形態では、センサ回 路は、水含有量の上の値と下の値の間でヒシテリシスを与えるための少なくとも 二つの閾値電圧を含む。 本実施形態で使用される二つの閾値電圧は、液体の水含有量値の三つの範囲を 画定する。例えば、一つの範囲、例えば低い範囲、は約0Vから約VT1までの水 センサ出力電圧に対して画定される。他の範囲、例えば中間範囲、は約VT1以上 で約VT2より小さい水センサ出力電圧に対して画定される。さらに他の範囲、例 えば高い範囲、は約VT3以上のセンサ出力電圧に対して画定される。 本実施形態では、低い範囲は、浄化即ち液体から水を除去する必要がない水含 有量の低い範囲を表す。中間範囲は、下に述べるように、前の範囲に依存して浄 化が必要であったり必要でなかったりする水含有量値の中間の範囲を表す。高い 範囲は、浄化が必要になる水含有量値の高い範囲を表す。 水含有量値の中間範囲を示すことに加えて、中間範囲は高い範囲と低い範囲の 間のヒシテリシスを与える。例えば、VT1は、検知システムがそれより下で清浄 器などの外部水除去装置の作動を止める低/中間閾値を画定することが好ましい 。VT2は、それより上で検知システムが外部水除去装置を作動する中間/高閾値 を画定することが好ましい。VT1がVT2に等しいか近い場合に、外部水除去装置 がON状態とOFF状態の間を振動することがしばしばある。これはエネルギー を浪費し外部水除去装置の機械部品に応力を加えるので望ましくない。従って、 高い水含有範囲と低い水含有範囲の間にヒシテリシスを画定して、しばしば生じ るON状態とOFF状態との間の振動の可能性を低減するために、VT2をVT1よ り少し高く設定することが好ましい。 図示の実施形態による比較副回路は、水センサ2からの出力を閾値電圧VT1と VT2と比較する電圧比較器9、9’を含む。水センサ2からの出力VSENSが約V T,以上である時に、比較器9はLOW出力信号を生成し、VSENSが約VT1より 下である時にHIGH出力信号を生成する。比較器9’は、VSENSが約VT2以上 である時に、LOW出力信号を生成し、VSENSが約VT2より下である時に、HI GH出力信号を生成する。比較器からの出力信号は、水含有量情報を作業者に直 接伝えるために使用される。しかし、本実施形態では、下で述べられるように、 比較器からの出力信号は出力副回路でさらに処理される。 好ましい実施形態では、比較器はマイクロプロセッサで置換えられ、比較機能 はソフトウエアを使用して実施される。例えば、マイクロプロセッサは、センサ からの出力電圧をデジタル値に変換するアナログ・デジタル変換器を含む。比較 ルーチンは、ソフトウエアでデジタル値を設定された閾値と比較する。マイクロ プロセッサは比較に基づいて1以上の出力信号を生成する。 温度補償副回路6は、%RH測定値の温度依存性を補償するための任意の種類 の回路またはアルゴリズムを含む。好ましい実施形態では、温度補償副回路はソ フトウエアで実施される。図示の実施形態による温度補償副回路は、閾値電圧VT1 とVT2が最初に設定された基線温度から液体の温度が変化する時に、閾値VT1 とVT2を調整することで間接的に温度補償を行う。 液体の%RHは温度が下がるにつれて増加するので、液体の温度が基線温度よ り高くなる時に、温度補償副回路は閾値VT1とVT2を下げることが好ましい。同 様に、液体の温度が基線温度より低くなるときに、温度補償副回路は閾値VT1と VT2を大きくすることが好ましい。温度変化に応答した閾値の増加または減少の 量は、液体の種類および液体の添加物含有量などの要素で決まる。閾値の増加ま たは減少の量を決定するために、カール・フィッシャー滴定などの絶対的な水含 有量を決定する従来の実験室の方法が使用される。実験室の方法を使用して得ら れる絶対的な水含有量のデータを補間して、閾値を調整するために使用するルッ クアップ・テーブルまたはアルゴリズムを作ることができる。 好ましい実施形態では、閾値を調整するルックアップ・テーブルまたはアルゴ リズムは、メモリに格納され、温度補償プログラムを実施するマイクロプロセッ サでアクセスされる。温度補償プログラムは、温度センサ2からの出力を読み、 上記のように、液体温度に基づいて閾値を調整する。本発明は温度補償プログラ ムを使用することに限定されない。別の実施形態では、ルックアップ・テーブル または温度補償アルゴリズムは、アナログ回路または閾値の調節量を計算する論 理アレイで実施される。 温度補償副回路は、単一種類の液体の閾値電圧を変えるように構成される。ま た一方では、温度補償副回路は、複数種類の液体の閾値電圧を変えるように構成 される。多数の種類の液体に対して構成された実施形態では、システムは作業者 が液体の種類を選択することができる外部スイッチを含む。好ましい実施形態で は、検知システムが任意の種類における液体の温度補償を行うように、温度補償 副回路をプログラムすることができる。VT1とVT2を変えることによって、%R H測定の温度依存性に関する前記の問題は小さくなる。 本実施形態の出力副回路は、水含有量情報を作業者に伝える。本実施形態によ る出力副回路は様々に構成される。例えば、図示の実施形態では、出力副回路は 論理副回路12を含む。論理副回路12は比較器9、9’からの出力を受取り、 制御信号C1〜C3を生成する。論理副回路12の入力が両方ともLOWである 場合には、制御信号C1はHIGHである。比較器9からの出力がLOWで比較 器9’からの出力がHIGHである場合には、制御信号C2はHIGHである。 比較器9からの出力がHIGHで比較器9’からの出力がHIGHである場合に は、制御信号C3はHIGHである。好ましい実施形態では、論理副回路は復号 器を含む。制御信号C1〜C3は復号器12とは別の出力で生成されるので、制 御信号が同時にHIGHになることはない。 制御信号C1〜C3は水含有情報を直接伝えるために使用されるが、本実施形 態による出力副回路は、1以上の表示装置を駆動する1以上のドライバをさらに 含むことが好ましい。例えば、図示の実施形態では、出力副回路は、水含有量デ ータを作業者に見えるように表示する複数のランプに結合されたドライバ14を 含む。ドライバ14は、水含有量レベルを示すために使用されるランプの種類に よって、ランプ・ドライバまたはLEDドライバを含む。 動作において、水センサ出力電圧VSENSがVT1とVT2の両方より小さい時に、 両方の比較器からの出力はHIGHで、制御信号C3はHIGHである。センサ 出力電圧VSENSは両方の閾値電圧より小さいので、液体の水含有量は低い範囲に ある。従って、制御信号C3がHIGHの時に、ドライバ14はランプ、好まし くは緑のランプ20を作動する。緑のランプ20は白熱ランプまたはLEDを含 む。好ましい実施形態では、緑のランプ20はLEDを含む。 水センサ出力電圧がVT1とVT2の間にある時に、比較器9からの出力はLOW で、比較器9からの出力はHIGHで、制御信号C2はHIGHである。水セン サ出力電圧は閾値の間にあるので、液体の水含有量は中間範囲にある。従って、 制御信号C2がHIGHのときに、ドライバ14が別のランプ、好ましくは黄色 ランプ18を作動する。黄色ランプは白熱ランプまたはLEDを含む。好ましい 実施形態では、黄色ランプLEDを含む。 水センサ出力電圧がVT1とVT2の両方より大きい時に、両方の比較器からの出 力はLOWで、制御信号C1はHIGHである。水センサ出力電圧は両方の閾値 電圧より大きいので、液体の水含有量は高い範囲にある。従って、制御信号C1 がHIGHである時に、ドライバ14はさらに別のランプ、好ましくは赤ランプ 16を作動する。好ましい実施形態では、赤ランプ16はLEDを含む。 下記の真値表は信号間の関係を示す。 ここで、AとBは、それぞれ比較器9、9’からの出力である。 緑、黄、赤のランプは、液体の水含有量を容易に理解できるような方法で、水 含有量情報を作業者に視覚的に伝える。水含有量を表示するために見慣れた色を 使用することでも、判断誤りの可能性が低減し、検知が行われる効率が高くなる 。しかし、本発明は色または表示装置に限定されない。例えば、水含有量情報は 、表示画面を使用して数値的に、またはアラームを使用して聞こえるように、伝 えられる。 視覚的な出力を与えることに加えて、出力副回路は1以上の外部装置を制御す る。例えば、図示の実施形態では、出力副回路はリレーを制御し、そのリレーは 清浄器などの外部装置を作動し、また作動を止めるために使用される。一つの実 施形態では、リレーは液体の水含有量を示す制御信号C1〜C3だけで制御され る。また一方で、出力副回路は、リレーを制御して設定された時間の間清浄器を 動作させ、次に清浄器の作動を止めるタイマ副回路31を含む。好ましい実施形 態では、リレーは制御信号C1〜C3とタイマ31の組合わせで制御される。 制御信号C1〜C3がリレーの動作に影響を与え、高い水含有量範囲と低い水 含有量範囲との間でヒシテリシスを与えるために、出力副回路はむしろS/Rフ リップ・フロップ24を含むことが好ましい。制御信号C1がS/Rフリップ・ フロップ24のSET入力に接続されて、液体の水含有量範囲が高い範囲にある 時に、フリップ・フロップ24の出力Qをセットする。制御信号C3がフリップ ・フロップ24のRESET入力に接続されて、液体の水含有量が低い範囲にあ る時に、出力Qをリセットする。 フリップ・フロップ24の出力Qは、外部装置を直接的に作動させ、また作動 を止めるために使用される。例えば、タイマ副回路のない実施形態では、出力Q がHIGHになる時に、水含有量は高い範囲にあり、リレーが外部装置を作動さ せる。出力QがLOWになる時に、水含有量は低い範囲にあり、リレーが外部装 置の作動を止める。 制御信号C2はフリップ・フロップ24に接続されていないので、水含有量が 中間範囲に入った時に、フリップ・フロップ24の出力Qは変らない。より詳細 には、水含有量が高い範囲から中間範囲に移る時に、フリップ・フロップ24の 出力QはHIGHにとどまる。水含有量が低い範囲から中間範囲に変る時に、フ リップ・フロップ24の出力QはLOWにとどまる。このようにして、フリップ ・フロップ24は高い水含有量範囲と低い水含有量範囲の間でヒシテリシスを与 える。 水含有量だけに基づいて外部装置を動作させることは、水が液体から除去すべ き唯一の不純物である場合には望ましいであろう。しかし、粒状の汚染物などの 他の不純物を液体から取除くことが望ましい。液体が清浄器に入る前または後で 液体を濾過することで、例えば液体を清浄器の上流または下流でフィルタに通す ことで、粒状汚染物は除去される。粒状汚染物を許容レベルまで減らすために必 要とされる時間は、水含有量を許容レベルまで下げるのに必要な時間と等しくな いから、出力副回路は、S/Rフリップ・フロップ24からの出力をタイマ31 からの出力とORを取るためのORゲート26を含むことが好ましい。 タイマ副回路は、タイマーが所定の時間間隔をカウント・ダウンするときに、 HIGHの出力信号を生成し、さらにカウントが始まる前および所定の時間間隔 が満了した後で、LOWの出力信号を生成するように構成されるのが好ましい。 HIGHの出力信号を生成することで、ORゲート26の出力はフリップ・フロ ップ24の出力に無関係にHIGHに強制される。従って、カウンタがカウント ・ダウンをしている所定の時間間隔の間に、外部装置は液体の水含有量に無関係 に作動されたままになっている。タイマーが満了すると、ORゲートの出力はL OWになり、外部装置はフリップ・フロップ24の出力Qで制御される。 所定の時間間隔は所望の浄化レベルによって変る。即ち、用途によってより清 浄な液体が必要であれば、時間間隔は長くなる。さらに、所定の時間間隔は自動 的に変えられる。例えば、本発明は、液体中の粒状汚染を検知するセンサを含む 。センサは、タイマーに結合されて、粒状汚染物のレベルに従って、時間間隔を 変える。センサ回路または外部装置によって、スタート/リセット信号が与えら れる。 図示の実施形態は、ハードウエア部品で実現される出力副回路を示しているが 、本発明はそのように限定されない。好ましい実施形態では、出力回路の部品の 一 部またはすべてがソフトウエアを使用して実現される。例えば、タイマー回路、 S/Rフリップ・フロップ、および復号器が省略され、出力信号が出力制御プロ グラムで制御される。 本実施形態によるリレーは様々に構成される。例えば、図示の実施形態では、 リレーはコイル30およびスイッチ32を含む。リレー・ドライバ28は、スイ ッチの位置を制御するために含まれる。清浄器などの外部装置は、スイッチの端 子の一つと直列に接続される。例えば、リレーは、外部装置に動作電力を供給す る外部リレーまたはスイッチを制御する。 図示の実施形態では、スイッチはOFFの位置で示されている。ORゲートの 出力D1がHIGHである時に、リレー・ドライバは、スイッチをON位置に変 えるコイルを付勢する。従って、リレーの常時開(N.O.)端子と直列接続さ れた装置は、動作電力を供給される。ORゲートの出力がLOWである時に、ス イッチはOFF位置に変り、外部装置の作動を止める。 検知システムの動作中におけるスイッチの位置を指示するために、出力副回路 は、スイッチ位置表示のランプ22をさらに含むことが好ましい。好ましい実施 形態では、スイッチ位置表示のランプ22は、好ましくは赤、黄、緑でなく、例 えば白の色を作る。ランプ22は白熱ランプまたはLEDを含む。好ましい実施 形態では、ランプ22はLEDを含む。ランプ22は、ORゲート26の出力D 1で制御される。D1がHIGHのときに、スイッチはN.O.位置にあり、ラ ンプ22はONである。D1がLOWの時に、スイッチはN.C.位置にあり、 ランプ22はOFFである。 外部装置の動作または不動作からスイッチ位置が明らかでない時には、リレー 位置を視覚的に指示することは有益である。例えば、検知システムが液体に結合 し、外部装置に結合されないで、さらに水含有量が中間範囲にある場合に、その 前の範囲が低か高かによって、リレーは閉か開になる。何か外部表示器がなけれ ば、スイッチの位置は分からない。従って、ランプ22が、そのようにしなけれ ば分からないリレーの位置を目に見えるように指示する。 図示の実施形態は単一のリレーを含むが、本発明はそのような実施形態に限定 されない。例えば、本発明の他の実施形態は2以上のリレーを含んで、複数の外 部装置を制御する。任意の数にリレーが本発明の範囲に含まれる。 1以上のリレーを制御すること、および可視的な出力を与えることに加えて、 出力副回路は、プログラム可能な論理制御装置またはコンピュータなどの外部装 置とのインタフェースを直接に行う。従って、出力回路は、センサからの出力を 外部装置とのインタフェースをとるのに適したフォーマット変換する1以上のド ライバまたはレギュレータを含む。例えば、出力副回路は、標準4〜20mAイ ンタフェースを含むプログラム可能な論理制御装置とのインタフェースをとる1 以上のレギュレータを含む。また、出力回路は、外部マイクロプロセッサとのイ ンタフェースをとる1以上のアナログ・デジタル変換器を含む。さらに、出力副 回路が外部装置、例えば清浄器、を駆動する実施形態では、出力副回路は外部装 置の動作状態を指示することが好ましい。例えば、出力副回路が清浄器を制御し コンピュータ・インタフェースも含む場合に、出力副回路は清浄器の動作状態、 即ちONまたはOFFをコンピュータに伝えることが好ましい。出力副回路は、 また、水含有量情報、例えば%RH、絶対水含有量、または両方もコンピュータ に伝える。 水検知システムは、交流(AC)線路電圧を装置で使用可能な電圧に変換する 電源34を含むことが好ましい。電源34はセンサ回路の一部であっても、また は別の部品であってもよい。電源34は様々に構成される。好ましい実施形態で は、電源は、115V、60Hz、220V60Hzおよび240V、50Hz の信号を適当な直流レベル、例えば論理デバイスの+5VDCに自動的に変換す るように構成される。この機能によって、装置は、米国とヨーロッパの両方の電 源系統で外部スイッチを必要とすることなく動作できるようになる。また一方で 、水検知システムは、バッテリーなどの内部電源を含む。 他の態様によれば、ランプに供給される電力を制御してランプの発光強度制御 するために、出力副回路は光強度制御回路36を含む。光強度制御回路の機能は 下に述べられる。動作環境の照明条件に従って作業者がランプの発光強度を調整 できるようにするために、光強度制御回路は、ポテンショメータまたは他の電力 調整装置を含むことが好ましい。 好ましい実施形態では、水検知システムは、たとえ電源電圧が変動するときで も、水含有量情報を表示するために使用される表示ランプおよびその他のランプ の発光強度を実質的に一定な平均または知覚を維持することが好ましい。例えば 、水検知システムが外部交流電源系に接続された時に、電源に対する線路電圧入 力は約90VACから約250VACまで変る。さらに、電源系統の電力サージ または停電によって、水検知システムに供給される電圧は変動する。この線路電 圧が整流され、表示LEDおよび水含有量と温度の情報を表示するセグメント型 表示装置で使用されるLEDに電力を供給するために使用される。LED表示装 置の発光強度は印加される電流で変るので、本発明の好ましい実施形態は、LE Dをオン・オフに切換えることでLEDを流れる実質的に一定の平均電流を維持 するLED強度制御回路を含む。 図3aは、本発明の好ましい実施形態による光強度制御回路の例を示す。図示 の実施形態では、変圧器T1とブリッジ回路B1がAC線路電圧を外部電源から 未調整の7〜30VDC電圧に変換する。例えば、外部線路電圧が約90VAC である時に、信号は約7VDCである。外部線路電圧が250VACである時に 、信号は約30VDCである。7〜30ボルト未調整DC電圧がLEDに電力を 供給するために直接使用されると、水検知システムが様々な電力系に接続される 時に、LEDD1〜Dnの強度は変化する。従って、水検知システムが一様な発光 強度を与えるために、マイクロコントローラU1がLEDドライバ制御信号C1 のデューティ・サイクルを計算し制御して、LEDをオン・オフに切換えてLE Dを流れる実質的に一定の平均電流を維持する。 好ましい実施形態では、マイクロコントローラU1はMotorola68H C11を含む。68HC11マイクロコントローラは、内部A/D変換器および 内部メモリ装置を含む。抵抗R1とR2を含む電圧分割器回路が未調整7〜30V DC信号をマイクロコントローラU1のA/D変換器の入力に適したレベルに分 割する。本発明は68HC11プロセッサに限定されない。例えば、外部A/D 変換器と外部メモリを有する他のマイクロコントローラは本発明の範囲内である 。 マイクロコントローラU1のメモリに格納されたデューティ・サイクル計算ア ルゴリズムによって、A/D変換器の入力に応答してLEDの一定な平均発光強 度を維持するために必要なデューティ・サイクルが計算される。線路電圧が下が ると、アルゴリズムがデューティ・サイクルを下げる。結果として、実質的に一 定な平均発光強度が維持される。好ましい実施形態では、デューティ・サイクル と未調整DC電圧の間の関係は直線的である。例えば、デューティ・サイクルは 未調整DC電圧に逆比例する。デューティ・サイクルの一つの近似は、 デューティ・サイクル=7VDC/Vunreg (1) である。ここで、Vunregは未調整DC電圧である。例えば、未調整DC電圧が 低い時に、例えば7VDCの時に近似に従ってデューティ・サイクルは高く、例 えば約100%である。未調整DC電圧が高い時に、例えば約30VDCである 時に近似に従ってデューティ・サイクルは低く、例えば約23%である。換言す れば、近似に従って、信号C1のデューティ・サイクルと未調整線路電圧の積は 実質的に一定に維持される。 LEDドライバIC500が信号C1を受取り、信号C1のデューティ・サイ クルに応答してダイオードをオン・オフに切換えて、LEDを流れる電流を制御 する。ダイオードの切換え周波数は、切換が人の目で検出できないように選ばれ るのが好ましい。好ましい実施形態では、切換え周波数は少なくとも毎秒約10 0サイクルであり、少なくとも毎秒約200サイクルであることがより好ましい 。 LEDドライバIC500は様々に構成される。好ましい実施形態では、LE DドライバICは複数の直列入力/並列出力シフトレジスタを含む。シフト・レ ジスタの出力の数はLEDの数に対応する。信号C1のデューティ・サイクルに よって全ての出力の切換えが制御される。 より詳細には、図示の実施形態では、それぞれのLEDは300オームの抵抗 R3〜Rnと直列に接続されている。それぞれの300オームの抵抗R3〜Rnは未 調整7〜30VDCノードに接続されている。LEDがオンである時に、それぞ れのLEDの両端間における順方向電圧降下は約2Vである。ダイオードの一つ を流れる電流は、次式で与えられる。 Iavg=((Vunreg−Vf)/R3)・D ここで、Dは信号C1のデューティ・サイクルである。 好ましい実施形態では、所望の平均発光強度レベルを維持するために、ダイオ ードを流れる平均電流は約17mAに維持されている。例えば、17mAの平均 電流を維持するために、未調整電圧が7Vである時に、信号C1のデューティ・ サイクルは約100%であることが好ましい。電圧Vunregが約18.5V である時には、17mAの平均電流を維持するために、信号C1のデューティ・ サイクルは約31%である。 本実施形態はLEDを流れる17mAの平均電流を維持することに限定されな い。例えば、作業者が信号C1のデューティ・サイクルを変えてダイオードを明 るくしたり、または暗くしたりできるようにするために、回路は1個以上の外部 制御手段を含む。一方、LEDを流れる平均電流を調整するために、ポテンショ メータがLEDに結合される。 本発明は、図3aの光強度制御回路に限定されない。例えば、未調整7〜30 VDC信号をLED−抵抗直列回路に供給される7Vの一定電圧に変換するため に、7V調整器が使用される。この構成によって、LEDを流れる実質的に一定 の電流が生じる。しかし、線路電圧が7Vより大きい時に、エネルギーが調整器 で消費される。対照的に、本実施形態によれば、LEDは、電力線路電圧に応答 してオン・オフに切換えられ、エネルギーの損失は無視できる。従って、本実施 形態はLEDの一定な平均発光強度を可能とし、エネルギーを節約する。LED が白熱ランプで置換えられたさらに他の実施形態では、本発明は、実質的に一定 な知覚発光強度を維持するようにランプに電力を供給するRMS電流を調整する アナログまたはディジタル回路を含む。 他の態様によれば、水検知システムは筐体を含むことが好ましい。筐体は、電 子部品を含み保護するのに適した任意の筐体を含む。好ましい実施形態では、筐 体はセンサ回路を保護する防沫形である。例えば、筐体は、電子装置の実装に関 する適当なNEMA仕様に実質的に準拠する。筐体は、センサ電子回路の交換お よび修理を行えるようにするために取り外し可能な蓋を含む。蓋の周りに液体が 入る可能性を少なくするために、蓋はガスケットを含むことが好ましい。筐体が 外部AC電源から電力を受取る実施形態では、筐体はAC電力コードの入口を含 む。また、一方では、筐体はバッテリーなどの内部電源を含む。バッテリーを含 む実施形態では、AC電力コードは省略されるか、または追加の電源として含ま れる。筐体は、センサ・ケーブルが内部電子回路と通信できるようにするセンサ ・ケーブル入口をさらに含む。筐体は携帯可能であることが好ましく、手持ちユ ニットを含む。 例えば図3に示されるような、表示ランプを含む水検知システムの実施形態で は、筐体は、表示ランプを収容する複数の開口を含むことが好ましい。図3bは 、図3の実施形態に従って表示ランプを含む水検知システムの例示的な筐体を図 示する。一方で、英数字表示装置を含む水検知システムの実施形態では、筐体は 表示用の窓を含む。さらに他の実施形態では、筐体は表示ランプ用の開口と表示 用の窓の両方を含む。また別の実施形態では、筐体は省略される。例えば、検知 システムは、PCのアダプタ・カード・ソケットに直接差し込んで使う回路カー ドを含む。筐体の機能的な特徴に加えて、本発明は、また、図3bに示され上に 説明されたように、筐体の装飾的な特徴も含む。 一部の用途では、液体の%RHの測定は、温度補償なしで有用である。例えば 、液体の温度が安定している場合に、水含有量が許容範囲内かどうか示すのに、 %RHの測定は有用であろう。従って、本発明の一つの実施形態は、図4に図示 されるように、温度補償副回路のない検知システムを含む。図示の実施形態は、 水センサ2、温度センサ4、および処理回路5を含む。処理回路5は、出力副回 路8を含む。また、処理回路5は、図3に関する説明で上に述べられた比較副回 路および較正副回路も含む。好ましい実施形態では、処理回路5はマイクロコン トローラU1を含む。 マイクロコントローラU1は、センサ2、4からの出力信号を処理する。例え ば、マイクロコントローラは、出力信号を出力副回路で表示されるデジタル値に 変換する。マイクロコントローラは、温度補償を行うようにプログラムされる。 しかし、図示の実施形態では、温度補償は含まれていない。図示の実施形態はマ イクロコントローラU1を示すが、外部メモリおよび外部支援回路を有するマイ クロコントローラは本発明の範囲内である。 前に述べた水センサ2と温度センサ4の実施形態の何れもが現在の実施形態に 用いられることができる。温度補償副回路無しに温度センサを実施形態に含める 1つの理由は、液体の動作温度をモニターすることである。含水量情報に加えて 温度情報を提供することは、オペレータもしくは外部装置に、液体の含水量が、 与えられた温度に対して安全範囲内であるかを決定させ得る。温度センサを含め ることのもう1つの利点は、他の理由、例えば、液体の過熱または凍結を防止す る等の理由で、オペレータが液体の動作温度を測定し得ることである。 出力副回路8は様々に構成されることができる。図示の実施形態では、その出 力副回路は、ディスプレイ、第1および第2のアナログ・インターフェース出力 、並びに、PCインターフェースを含んでいる。出力副回路はまた、第1および 第2のアナログ・インターフェース出力を検出システムの接地電位から分離する ための雑音分離副回路を含んでいるのが好ましい。出力副回路はまた、ディスプ レイの数字の輝度を制御するために、図3aに例示したような光強度制御回路を 含んでいるのが好ましい。 図4の実施形態に含まれることができる典型的なディスプレイが図5に示され ている。図示の実施形態では、ディスプレイは、%RHと十進法形式の温度デー タをオペレータに提供するように構成されている。例えば、ディスプレイは、温 度と含水量をデジタル形式でオペレータに対して表示する液晶またはLEDディ スプレイ装置から構成することができる。%RH、摂氏温度および華氏温度の間 で表示をトグルするために複数のトグル・スイッチを含んでいてもよい。或いは 、ディスプレイは、温度と含水量を同時に、または、含水量のみを表示する固定 された形式を有していてもよい。固定画面形式では、上述のスイッチを省略する ことができる。更に別の選択では、ディスプレイは、図3に関して述べたように 、含水量閾値を超過した時に、そのことを示すランプまたはLEDディスプレイ から構成することができる。 本発明は、ディスプレイのタイプには限定されない。例えば、ディスプレイは 、変位腕を有するアナログ・メータ並びに温度および/または含水量の目盛を有 する予め印刷された背景を備えるものであってもよい。センサーが感度の変化に 応じて含水量を表示できるように、1種類以上の目盛を背景に含めてもよい。温 度 と含水量の間、および含水量レンジの種々の目盛間で表示を切り替えるためのス イッチを有していてもよい。或いは、ディスプレイは、含水量と温度を同時に表 示するための別体のアナログ・メータを有していてもよい。別の選択では、副回 路が、アナログとデジタルの両方のディスプレイ出力を有していてもよい。 パーソナル・コンピュータ(PC)インターフェース11は、出力副回路をパ ーソナル・コンピュータに接続するのに適したどんなインターフェースであって もよい。例えば、PCインターフェースは、工業規格アーキテクチャ(Indus try Standard Architecture:ISA)インターフェ ース、パーソナル・コンピュータ・メモリ・カード国際協会(Personal Computer Memory Card International Association:PCMCIA)インターフェース、或いは、マイクロ コントローラによる入力/出力アクセスに適した、他の如何なるPCインターフ ェースで構成されてもよい。好ましい実施形態では、PCインターフェースは、 RS232インターフェースで構成される。PCインターフェースは、含水量デ ータを、ラップトップ・コンピュータ等の外部コンピュータでモニターおよび解 析することを可能にする。 図4に例示されたアナログ・インターフェース出力は様々に構成することがで きる。好ましい実施形態では、出力副回路は、夫々、含水量用および温度用の第 1および第2のアナログ・インターフェース出力A1、A2を有する。例えば、 第1のアナログ・インターフェース出力A1は、液体の測定含水量に応じて外部 装置内の信号を律するものである。第2のアナログ・インターフェース出力は、 液体の測定温度に応じて外部装置内の信号を律するものである。好ましい実施形 態では、第1および第2のアナログ・インターフェース出力は、標準4−20m Aインターフェース内の電流を律する。 標準4−20mAインターフェースは、電源と、直列に接続された抵抗とを有 する。メータ、例えば、電圧計が、その抵抗の電圧を測定し且つその抵抗を流れ る電流値を決定すべく、その抵抗と交わるように接続されている。2本の外部リ ード線が、その標準4−20mAインターフェースを、本発明の実施形態による 水検出システム等の検出回路に接続している。その検出回路は、抵抗を流れる電 流を、メータの読みで4mA〜20mAに律する。 今の好ましい実施形態では、第1のアナログ・インターフェース出力A1が、 標準4−20mAインターフェース内の電流を、測定含水量に基づいて4〜20 mAの間で変化させるべく律する。例えば、測定含水量が0%RHの時に、第1 のアナログ・インターフェース出力A1は、標準4−20mAインターフェース 内の電流を約4mAに制御する。測定含水量が100%RHの時には、第1のア ナログ・インターフェース出力A1は、標準4−20mAインターフェース内の 電流を約20mAに制御する。第1のアナログ・インターフェース出力A1は、 測定含水量が0%RHと100%RHの間で変化する時、その測定含水量に応じ て直線的に、標準4−20mAインターフェース内の電流を変化させるのが好ま しい。 第2のアナログ・インターフェース出力A2は、好ましくは、標準4−20m Aインターフェース内の電流を、測定温度に基づいて4〜20mAの間で変化さ せるべく律する。例えば、測定温度が、液体の動作環境での最小値の時に、第2 のアナログ・インターフェース出力A2は、標準4−20mA装置内の電流を約 4mAに制御することができる。測定温度が、液体の動作環境での最大値の時に 、第2のアナログ・インターフェース出力A2は、標準4−20mA装置内の電 流を約20mAに制御することができる。第2のアナログ・インターフェース出 力A2は、測定温度が液体における最小値と最大値の間で変化する時、その測定 温度に応じて直線的に、標準4−20mAインターフェース内の電流を変化させ るのが好ましい。 標準4−20mAインターフェース内の電流を律すべく第1および第2のアナ ログ・インターフェース出力A1、A2を用いることは、本実施形態の水検出シ ステムを、そのようなインターフェースを含む1個以上の周辺装置、例えば、プ ログラムできる論理制御器(PLC)、帯形記録計、もしくは、コンピュータと共 に用いることを可能とする。4−20mAインターフェースは、多くの工業装置 における標準規格である。それ故、検出システムは、上に挙げた以外の装置とも インターフェース可能である。 水検出システムが、標準4−20mAインターフェースを含む外部装置と結合 されると、その検出システムのグランドを通じて、電気ノイズが、4−20mA 出力、そして、外部装置に結合されるかも知れない。そのノイズは、外部装置に よる含水量または温度の読みを不正確なものにするかも知れない。 ノイズの問題は、接地電位の違いのために外部装置が検出システムから遠くに 設置された時に大きくなる。例えば、帯形記録計は、プラントの制御室のコンセ ントに接続されるかも知れない。水検出システムは、製造フロアの機械における 潤滑液中の水を検出すべく、その製造フロアのコンセントに接続されるかも知れ ない。制御室コンセントの接地電位は、製造フロア・コンセントの接地電位と違 って、例えば、高い、或いは、低いかも知れない。その電位差のために、検出シ ステムと遠隔装置との間にグランド電流が流れるかも知れない。従って、本実施 形態は、アナログ・インターフェース出力を検出システムのグランドから電気的 に分離することにより、グランド電流や、外部装置からの他のノイズがアナログ ・インターフェース出力に影響することを防止する雑音分離副回路を含むのが好 ましい。 図6は、図4の実施形態による、水センサ用の雑音分離副回路100およびマ イクロコントローラU1を例示している。マイクロコントローラU1は、水セン サからの出力信号を受け取り、その水センサからの出力信号に応じて、出力信号 01、02を生成する。その出力信号01、02に応じて、雑音分離副回路10 0は、液体の含水量を示すアナログ信号Vinを生成する。図示はされていないが 、好ましくは、同様の雑音分離副回路が、液体の温度を示すアナログ信号を生成 すべく設けられる。 電気的な分離を提供するために、雑音分離副回路100は、分離装置の入力端 子から電気的に分離された分離装置の出力端子に信号を生成する1個以上の分離 装置を有するのが好ましい。例えば、その分離装置は、分離形変成器で構成する ことができる。好ましい実施形態では、その分離装置は、光アイソレータで構成 される。最も好ましい実施形態では、雑音分離副回路は、2個の光アイソレータ U2、U3を備える。 図示の実施形態では、各光アイソレータU2、U3は、各光アイソレータの入 力を各光アイソレータの出力から電気的に分離すべく、発光ダイオード(LED ) と光トランジスタとを有している。入力と出力の間の結合は、電気的なリンクで はなく、光学的なリンクによりなされている。アナログ信号を生成する回路内に 光アイソレータを用いることの問題点は、光アイソレータの転送機能が非線形で あることである。しかも、その転送機能は、温度によって変化し得る。それ故、 光アイソレータを含む回路において、正確な連続値またはアナログ信号を生成す るのは困難である。 この問題を解決するために、光アイソレータは、含水量値を表わすのにパルス 幅変調を用いるデジタル・モードで駆動されるのが好ましい。より詳細には、マ イクロコントローラは、水センサ2の出力電圧レベルに応じて光アイソレータを 駆動するのに用いる信号01、02のデューティ・サイクルを計算し、制御する 。光アイソレータをデジタル・モードで駆動することは、光アイソレータの転送 機能における非線形性の効果を減じる。何故なら、光アイソレータは、オンかオ フの何れかだからである。 図7aおよび図7bに例示するように、信号01は、信号02のデジタル的な 相補信号である。即ち、信号01がハイの時、信号02はローになる。逆もまた 同じである。信号01は、光アイソレータU2を駆動する。信号02は、光アイ ソレータU3を駆動する。光アイソレータU2、U3の出力は共通に接続されて 、図7cに例示するような切り換え信号V1を生じる。2つの光アイソレータを 相補的に駆動することは、無視し得るパワー・ロスでの信号V1の高速切り換え を提供する。 本発明は、出力信号を切り換えるために2個の光アイソレータを用いることに は限定されない。例えば、1個の光アイソレータを、プルダウン抵抗器と組み合 わせて用いて出力信号を切り換えることはできた。しかしながら、そのような設 計は、切り換え速度の低下、および、電力消費の増加を招く。それ故、2個の光 アイソレータを用いるのが好ましい。 雑音分離副回路は、好ましくは、光アイソレータの共通に接続された出力に結 合されたスイッチU4を有する。好ましい実施形態では、そのスイッチは、CM OSスイッチで構成される。何故なら、CMOSスイッチは、減ぜられたオフセ ット電圧で以って、0Vと参照電圧Vrefとの間で正確に切り換わるからである 。 減ぜられたオフセット電圧は、雑音分離回路の電力消費を少なくする。他のタイ プのスイッチも発明の範囲内である。例えば、もし電力消費が問題にならなけれ ば、BJTスイッチを用いてもよい。 動作時、信号V1は、スイッチU4の切り換えを制御する。より詳細には、信 号V1がハイになった時、スイッチU4がVrefに切り換えられる。信号V1が ローになった時、スイッチは0Vに切り換えられる。V1が再びハイになった時 、スイッチが切り換えられて、Vrefに戻る。 雑音分離副回路は、好ましくは、スイッチU4からの出力をDC電圧に変換す るためのローパス・フィルターを有する。図示の実施形態では、そのローパス・ フィルターは、抵抗R2とキャパシタC1で構成されている。抵抗R2とキャパ シタC1の値は、ローパス・フィルターのカット・オフ周波数がパルス幅変調周 波数よりも低くなるように選定されるのが好ましい。例えば、パルス幅変調周波 数が約10kHzの時、フィルターのカット・オフ周波数は約1Hzに選定する ことができる。ローパス・フィルターのカット・オフ周波数をパルス幅変調周波 数よりも低くなるように選定することは、略DC信号である滑らかな出力信号を 提供する。 図7dは、そのローパス・フィルターから出力される信号Vinを例示している 。図示の実施形態では、信号Vin中に、切り換えによる若干の揺動が示されてい る。しかしながら、その揺動は、入力信号のパルス幅変調を示すために誇張され たものである。もしR1とC1の値が正しく選定されていれば、その揺動は無視 されるであろう。次の式は、信号Vinと参照電圧Vrefとの間の関係を説明して いる。 Vin=D・Vref ここで、Dは、マイクロコントローラにより計算された入力信号01、02のパ ルス幅変調のデューティ・サイクルである。 雑音分離副回路は、好ましくは、ローパス・フィルターからの信号Vinに応じ て外部装置内の電流を律するための電圧−電流変換器U5を有する。2本の外部 リード線L1、L2が、U5を、アナログ・インターフェース、例えば、標準4 ー20mAインターフェース11に接続させている。ダイオードD1は、オペレ ータがリード線L1、L2を逆極性で接続した時の検出システムへのダメージを 防止している。出力段トランジスタQ1は、インターフェース11内の電流を律 する。 好ましい実施形態では、U5は、インターフェース11内の電流を、上で論じ たように、測定含水量に応じて4〜20mAの間で変化させるべく律する。水検 出システムは、温度に対する、分離された4−20mAインターフェース出力を 提供するための同様の雑音分離副回路を有するのが好ましい。図6の雑音分離副 回路は、アナログ出力を生成する本発明による水検出システムの回路または副回 路の何れと組み合わせて用いられてもよい。 本発明を具現化する水検出システムの別の例が図8に示されている。上述の実 施形態と同様、本実施形態の水検出システムは、好ましくは、含水量および温度 データを収集するための水センサ2、温度センサ4、並びに、外部回路に対して 様々な信号を提供するための出力副回路8を有する処理回路5を含んでいる。図 示の実施形態では、出力副回路8は、アナログ・インターフェース出力、ディス プレイ出力、制御出力、および、インターフェース接続を有している。その出力 の各々は、上で論じたように、様々に構成することができる。 図8の水検出システムは、好ましくは、温度補償副回路を有している。しかし ながら、閾値を調整することによって間接的に温度補償を行なう図2および図3 の温度補償副回路とは違って、本実施形態の温度補償副回路は、%RH値をpp m値に変換して、そのppm値を表示することにより、直接的に温度補償を行な う。温度補償副回路は、水センサ2および温度センサ4から出力信号を受け取る 。好ましい実施形態では、水センサ2からの出力信号は、液体の%RHを示した ものである。それ故、与えられた時間的な間で、液体の%RHおよび温度が知ら れるであろう。液体の%RH、温度、および、タイプが与えられると、温度補償 副回路6は、液体の含水量をppmで計算するであろう。例えば、好ましい実施 形態では、温度補償副回路は、%RHからppmへの変換のためのルックアップ ・テーブルを記憶するメモリ装置を有し得る。他の選択し得る実施形態では、温 度補償副回路は、ppm値を計算するアナログまたはデジタル計算副回路を有し 得 る。更に別の選択し得る実施形態では、温度補償副回路は、値を変換するように プログラムされたマイクロコントローラで構成され得る。マイクロコントローラ の使用は、その変換プロセスを、液体のタイプおよび液体の添加剤含有量に応じ て変化させる、もしくは、プログラムされることを可能にする。 図9は、図8の水検出システムの詳細な部分ブロック/部分回路図を例示して いる。図9において、温度補償副回路は、電気的に消去可能なプログラム可能な 読み出し専用メモリ52(EEPROM)を備えている。そのEEPROMは、 1個以上の液体タイプ用のppm変換値を備えたルックアップ・テーブルを記憶 する。例えば、EEPROMは、複数の液体タイプ用の変換値を別々の記憶領域 に記憶し得る。EEPROMが、複数の液体タイプ用のデータを記憶する実施形 態では、検出システムは、液体タイプを選択するための外部スイッチを備え得る 。 ルックアップ・テーブル用の値は、カール・フィッシャー分析法(Karl Fischer titration)等の、絶対含水量を測定する従来の検査 技術により決定することができる。例えば、与えられた液体の一群の試料に対す るppm値を実験室で測定することができる。試料の温度および%RHは、%R Hセンサおよび温度センサを用いて測定することができる。%RH、ppm、お よび、温度の間の関係は、グラフ的に決定することができる。ルックアップ・テ ーブルまたは温度補償アルゴリズムが、そのグラフから得られるであろう。 図示の実施形態による温度補償副回路は、更に、水センサ2および温度センサ 4からのアナログ信号を、ルックアップ・テーブル内のメモリ・アドレスに対応 するデジタル値に変換するためのアナログ/デジタル(A/D)変換器54を備 える。ppm値を計算するのにアナログ回路構成を用いている実施形態では、A /D変換器は省略することができる。 温度補償副回路は、更に、水センサ2および温度センサ4からの出力間を切り 換えるためのスイッチ56を備えることができる。温度補償副回路は、また、そ のスイッチの位置を制御するためのタイミングおよび制御副回路58を有するこ とができる。タイミングおよび制御副回路58は、オペレータが出力タイプを選 択できるようにする複数の入力を有するのが好ましい。例えば、タイミングおよ び制御副回路は、オペレータが、%RH、温度、および、ppmの間で切り換え ることを可能にする。好ましい実施形態では、A/D変換器、タイミングおよび 制御副回路、並びに、スイッチは、同等の機能を行なうマイクロコントローラで 置き換えることができる。即ち、マイクロコントローラが、ルックアップ・テー ブルにアクセスして、%RHからppmへの変換を行なう。 出力副回路8は様々に構成することができる。例えば、出力副回路は、1個以 上のリレーおよび1個以上のインターフェース接続を有することができる。図示 の実施形態では、出力副回路は、%RH、温度、および、ppm値を知らせるた めに、複数のLEDからなるデジタル・ディスプレイ、或いは、複数のディスプ レイ・ドライバ62により駆動されるLCDディスプレイ装置60を備える。出 力副回路は、上で論じたように、センサ2、4から信号を受け取って、標準4− 20mAインターフェース内の電流を律するための1個以上のレギュレータ64 を有していてもよい。好ましい実施形態では、水検出システムは、含水量出力端 子66および温度出力端子67を有する。端子66、67からの出力信号は、例 えば、図6に例示した回路と同様の雑音分離副回路を用いて分離されることがで きる。 動作時、本実施形態は複数の動作モードを有する。温度動作モードでは、スイ ッチ56が温度センサからの出力に接続され、出力副回路は、温度情報をオペレ ータに対して表示する。温度は、摂氏温度、華氏温度、或いは、その両方で表示 することができる。%RH動作モードでは、スイッチ56が水センサからの出力 に接続され、出力副回路は、%RHをオペレータに対して表示する。ppm動作 モードでは、スイッチ56は、タイミングおよび制御回路により、水センサから の出力と温度センサからの出力に交互に接続され、時間的な特定の間で、%RH 値および温度値を選択する。温度値および%RH値は、A/D変換器でデジタル 化され、EEPROM内のルックアップ・テーブル中のppm値を参照するのに 使われる。次いで、そのppm値は、出力副回路を経由して、オペレータに対し て表示される。 図10は、図9の水検出(センサ)システムのディスプレイ60、センサ・プロ ーブ200、および、回路基板205の典型的な構成を例示している。図示の実 施形態では、ディスプレイ60は、温度および含水量用の別個の英数字読み出し を備えている。或いは、図5に例示したように、1個のディスプレイを、温度と 含水量の両方を表示するのに用いてもよい。センサ・プローブ200は、水セン サ2と温度センサ4の両方を含む。ケーブル201が、そのセンサ・プローブ2 00を、処理回路5および種々の副回路を含む回路基板205に結合している。 そのケーブルは、保管および携帯のために、回路基板205に着脱可能に結合さ れるのが好ましい。矢印206、207は、温度および含水量情報を、ディスプ レイ60および/または外部装置に対して提供するための出力を示している。水 検出システムは、好ましくは、また、ディスプレイ60の含水量部を%RHとp pmの間で切り換えるためのスイッチ202、および、ディスプレイ60の温度 部を、華氏と百度目盛りまたは摂氏との間で切り換えるためのスイッチ203を 有している。水検出システムは、また、水分が測定されている液体のタイプを選 択するための複数の液体タイプのコントロール204を有していてもよい。 本実施形態による水検出システムは、検出される液体の温度が変化した場合で も、信頼の置ける含水量情報を提供する。%RHからppmに変換することによ って、検出システムは、含水量が許容レベルを超えているかどうかを決定するの に用い得る、温度に依存しない出力を提供する。例えば、検出システムが、約5 00ppmより上の含水量を示す出力信号を生成すると、オペレータは、含水量 が高すぎると決定するであろう。%RHでなくppmに基づいて許容含水量を決 定することにより、RHセンサ測定の温度依存性の問題が小さくなる。代わりに 、液体の添加剤含有量または飽和特性が不明である、もしくは、液体の温度が動 作中比較的安定しているという動作条件下では、%RHが、含水量のより有用な 測定を提供するであろう。 別の態様によれば、本発明は、液体の飽和レベルを決定するための方法を含み 、それは、液体の添加剤含有量が不明の場合でもよい。液体の添加剤含有量は、 時間を通じての液体の汚染、液体の添加剤包装における変化等、様々な要因によ って変化し得る。添加剤含有量は、液体の飽和レベルに影響を及ぼす。それ故、 添加剤含有量が不明の場合には、飽和レベルの決定は困難になるであろう。ここ で用いるように、用語「飽和レベル」は、100%RHに相当するppmでの液 体の含水量を意味する。 本発明による、液体の飽和レベルを決定するための典型的な方法は、概ね、液 体のサンプルを用いて水検出システムを較正することを含む。例えば、或る特定 の円筒形容器に貯蔵された水圧液体の含水量を測定したい場合、方法は、その液 体の所定量をサンプリングすることを含む。本発明は、如何なる特定のサンプル 量にも限定されない。それ故、例えば、サンプル量は、1リットルの液体であっ てもよい。次に、本発明の実施形態の何れによる水検出システムも、その液体の %RHを測定する、即ち、サンプル中に水センサ・プローブを挿入することによ り測定するのに用いることができる。 一旦%RHが測定されると、既知の量の水がサンプルに追加される。追加する 水の量は、そのサンプルを飽和させる可能性が小さいように充分に少なく選択さ れるのが好ましい。追加する水の量は、液体タイプ、サンプル容積、予想される 含水量レベル等、様々な要因に依存する。例示のために、追加する水の量は、約 1ミリリットルである。追加された水は、好ましくは、略全ての水が溶解するま で、サンプルと混合される。油等の幾つかの液体には水を溶解させることが困難 であるため、好ましくは、最初に水を中間溶媒に溶解させ、次いで、その水/溶 媒溶液をサンプル中に溶解させてもよい。中間溶媒は、サンプルの飽和特性に大 きく影響しないものを選ぶべきである。使用できるであろう典型的な溶媒はアル コールである。 サンプルに追加された水の量は既知であり、サンプルの容積は既知であるので 、百万分率での含水量の増加を決定することができる。例えば、液体の1リット ルサンプルに1ミリリットルの水を追加すると、サンプルの含水量は1000p pmだけ増加する。 次のステップは、水が溶解した後のサンプルの%RHを測定することを含む。 再び、この測定は、液体中に水センサ・プローブを挿入することによりなされる 。次に、2つの測定%RH値間の差を決定する。飽和レベルは、次の式により決 定される。 ppm(sat)=(1000ppm)・(100%)/RHdelta 0%<RHdelta<100% (2) ここで、ppm(sat)は、液体の飽和レベルであり、RHdeltaは、測 定%RH値間の差である。値ppm(sat)は、液体が、溶液中に保持できる 百万分率での水の最大量を示す。飽和レベルは、液体の含水量が安全範囲内にあ るかどうかを決定するのに有用な測定である。%RH値をppm値に変換するた めに、その%RH値に、飽和レベルppm(sat)が単純に掛け合わされる。 例えば、液体のppm(sat)が10,000であり、且つ、与えられた時間 での測定%RHが10%であれば、液体の絶対含水量は1000ppmである。 本発明は、液体に対する飽和レベルを計算するために式(2)を用いることに 限定されない。液体に所定量の水を加えて、%RHの変化を測定することに基づ いて飽和レベルを計算するための如何なる式も発明の範囲内である。 次の仮定が、飽和レベルを決定するための上述の方法においてなされる。第1 の仮定は、サンプルに加えられる水が充分に溶解されることである。第2の仮定 は、ppmと%RHの間の関係が、測定範囲に亘って直線的であることである。 例えば、サンプルに加えられた水がそのサンプルを飽和させるならば、計算され た飽和レベルは、直線的な仮定がなされると、不正確であろう。第3の仮定は、 サンプルの温度が、第1および第2の%RH測定がなされる時に一定であること である。 液体の飽和レベルを決定するための上述の方法は、ここで述べた水検出システ ムの実施形態の何れかのメモリにプログラムされてもよい。換言すると、上述し たような、飽和レベルを計算するための式、および、第1および第2の%RH値 を得るためのルーチンは、ソフトウェアにおいて実現することができる。これら の機能は、ユーザに対して平明であるのが好ましい。それ故、液体に対する飽和 レベルを決定するために、ユーザは、例えば、水検出システムのハウジング上の ppmキーを押すことによって、飽和レベル計算ルーチンを起動させる。次に、 ユーザは、含水量を測定したい液体のサンプルを得、そのサンプル中にセンサ・ プローブを挿入する。サンプルの容積は、固定でも可変でもよい。容積が可変で あれば、ユーザは、例えば、インクリメントおよびデクリメント制御を用いて、 サンプル容積を入力してもよい。次いで、飽和レベル計算ルーチンは、水センサ からの出力電圧を記録し、その値をメモリに記憶する。次いで、ユーザは、サン プルからプローブを除去し、そのサンプルに所定量の水を溶解させ、そして、サ ンプルに再びプローブを挿入する。追加する水の量は、固定でも可変でもよい。 その量が可変であれば、ユーザは、その量を入力してもよい。飽和レベル計算ル ーチンは、第2の%RH値を記録し、式(1)等の式を用い、サンプル容積、追 加した水の容積、測定%RH値等のファクターに基づいて、飽和レベルを計算す る。飽和レベル計算ルーチンは、好ましくは、計算した飽和レベルをメモリに記 億し、それを用いて、%RH値をppm値に変換する。或いは、飽和レベル計算 ルーチンは、その飽和レベルをユーザに対して表示し、ユーザが手動で変換を行 なうようにしてもよい。 このように、本発明の実施形態による水検出システムは、液体の添加剤含有量 が不明の場合でも、その液体の飽和レベルを計算し、ppmに変換することがで きる。それ故、時間を通じて液体に堆積する汚染物質、液体の添加剤包装におけ る変化、もしくは、添加剤含有量を不明にする他の如何なる要因のために液体の 添加剤含有量が変化する場合に、本発明の実施形態は、飽和レベルを高い信頼性 で決定することができる。液体の添加剤含有量が、その液体のバッチ間で変化す ることが予想される場合、各バッチに対して較正を行なうのが好ましい。しかし ながら、較正プロセスの簡単さのために、較正は、最終ユーザにより、現場で容 易に行なわれるであろう。一旦飽和レベルが記憶されると、液体に対するその後 のppm計算は、添加剤含有量が変化しない限り、更なる較正を行なうことなく 、その記憶した値を用いて自動的に行なわれるであろう。 更なる態様によれば、本発明の実施形態は、水センサからの出力電圧を含水量 値に変換するための電圧変換アルゴリズムを有し得る。その電圧変換アルゴリズ ムは、水センサ出力電圧と%RHの間の関係に依存して、線形または非線形であ ってもよい。好ましい実施形態では、電圧変換アルゴリズムは線形である。 電圧変換アルゴリズムは、カール・フィッシャー分析法等の従来の実験室にお ける方法を用いて複数の液体の「実際の」含水量値を測定し、その含水量値に対 応する水センサ出力電圧を測定することにより決定され得る。その際、水センサ 出力電圧を含水量値に関連付けるデータがプロットされる。曲線適合アルゴリズ ムが、そのデータを最適近似する機能またはアルゴリズムを決定するために用い られる。そのアルゴリズムは、次いで、水センサの出力電圧を含水量値に変換す るための処理回路のメモリにプログラムされる。或いは、そのアルゴリズムは、 また、水センサ出力電圧を含水量値に変換するための、ルックアップ・テーブル もしくは論理回路等の如何なる適当な回路を生成するために用いられてもよい。 もし電圧変換アルゴリズムが非線形に決定されるならば、その電圧変換アルゴ リズムの複雑さまたは次数は、含水量測定の望まれる精度、使用できるメモリ、 水検出システムにおけるマイクロプロセッサの速度等の要因に左右される。望ま れる精度、使用できるメモリ、および、処理速度が大きくなるほど、電圧変換ア ルゴリズムの次数が大きくなり、測定含水量データをより正確に近似するであろ う。 従来の湿度センサと共に頒布された文献は、温度変化に起因するセンサ出力電 圧中の微小変動に対し%RH測定値を補正するためのアルゴリズムを含んでいる 。例えば、1つの容量センサに対して、補正アルゴリズムは、 %RHcorrected=%RH/(1.093−(0.0012・Temp)) である。ここで、%RHは百分率相対湿度であり、tempは華氏温度である。 しかしながら、この従来の補正アルゴリズムは、センサ出力電圧を空気中の%R Hに変換するための従来の線形電圧変換アルゴリズムと共に用いるために設計さ れたものである。もし電圧変換アルゴリズムがその従来の電圧変換アルゴリズム とは違ったものに決定されるならば、補正アルゴリズムもまた、改変を要求され るであろう。例えば、電圧変換アルゴリズムが非線形であれば、補正アルゴリズ ムは非線形であろう。 更なる態様によれば、本発明は、水検出システムを較正するための回路構成お よび方法を含む。較正のために複雑な外部機器を必要とし、および/または、工 場に戻されるであろう他の電子装置と違って、本発明の実施形態は、オペレータ が、好ましくは、その場で、且つ、複雑な外部較正機器を用いることなく、水検 出システムを較正することを可能とする内部較正回路構成を有する。 図11は、含水量および温度較正プログラムを有する水検出システムを例示し ている。図示の実施形態では、水センサ2および温度センサ4は、前に説明した センサの何れで構成されてもよい。処理回路5は、マイクロコントローラU1で 構成されている。マイクロコントローラは、好ましくは、センサからの入力信号 に対して数学的動作を実行し、較正値を計算するためのマイクロプロセッサ等の 処理回路構成を有する。マイクロコントローラは、また、好ましくは、読み出し 専用部分とランダム・アクセス部分に分割されたメモリM1を有する。最も好ま しい実施形態では、メモリM1は、読み出し専用部分、ランダム・アクセス部分 、および、電気的に消去可能なプログラムできる読み出し専用部分を有する。読 み出し専用部分は、プログラム、例えば、校正プログラムおよび温度補償プログ ラムを記憶する。ランダム・アクセス部分は、プログラムの実行時に生成された 、デジタル化されたセンサ出力値等の値を記憶する。電気的に消去可能なプログ ラムできる読み出し専用部分は、プログラムによって使用されるデータ、例えば 、参照較正値を記憶する。 図示の実施形態は、内部メモリを有するマイクロコントローラを描写している が、本発明は、このような実施形態に限定されない。例えば、マイクロコントロ ーラは、3つのメモリ部分用の外部メモリ・チップを持ったマイクロプロセッサ で置き換えられてもよい。3つのメモリ部分は、単一または別体のチップで構成 されてもよい。 制御ブロック61は、マイクロコントローラの動作を制御するためのジャンパ ー、スイッチ、その他のコントロールを有する。例えば、ジャンパーまたはスイ ッチ位置の異なる組み合わせが、異なる較正プログラムを起動させるために用い られてもよい。制御ブロック61は、また、メモリM1に較正値を選択して記憶 するための値選択コントロールを有するのが好ましい。 処理回路は、好ましくは、また、ディスプレイ60を有する。例えば、含水値 および温度値を表示する幾つかの実施形態では、ディスプレイは英数字ディスプ レイで構成される。例えば、1個またはそれ以上の閾値が超えられてしまったか どうかを示す他の実施形態では、ディスプレイは、英数字ディスプレイ無しの1 個またはそれ以上のインジケータ・ランプまたはLEDで構成される。更に他の 実施形態では、ディスプレイは、英数字ディスプレイとインジケータLEDの両 方で構成される。ディスプレイが英数字ディスプレイで構成される場合、制御ブ ロック61は、較正時の表示値を調整するための表示調整コントロールを有する のが好ましい。ディスプレイは、また、較正時に較正ステータス情報をオペレー タに対して知らせる1個以上の構成LEDを有するのが好ましい。 本発明は、センサを較正するためにマイクロコントローラおよび較正プログラ ムを用いることには限定されない。同様もしくは同等の機能を行なうアナログま たはデジタル回路構成も発明の範囲内である。例えば、処理回路は、水センサお よび/または温度センサを較正するための1個以上のアナログまたはデジタル較 正副回路を有してもよい。較正プログラムまたは副回路は、前に述べた水検出シ ステムの実施形態の何れとも組み合わされてもよい。 含水量および温度較正プログラムにアクセスするためのスイッチまたはジャン パー、表示調節コントロール(もし有れば)、および、値選択コントロールは、好 ましくは、水検出システムの内部構成要素である。即ち、その較正用構成要素は 、水検出システムのハウジング内の回路基板上に在る。他の選択し得る実施形態 では、その較正用構成要素は外部に在ってよい。しかしながら、その較正用構成 要素は、好ましくは、較正時にのみアクセスされるので、これらの構成要素は、 内部に在るのがより実用的であろう。 水センサを正確に較正するために、水センサ・プローブは、基準点として、既 知の一定の%RHを正確に提供する媒体中に挿入されるのが好ましい。好ましい 実施形態では、2つの較正媒体が、%RH較正のための2つの異なった基準点を 提供すべく用いられる。%RH較正に適した典型的な較正媒体は、飽和塩溶液が 、閉じた容器内の塩溶液の上の空気中に既知の一定の%RHを生じさせる湿度セ ルを有する。その容器は、水センサ・プローブの挿入を可能にするためのコネク タを有する。好ましい実施形態によれば、塩化リチウムの飽和塩溶液を備え、7 5°Fで11.3%の%RHを与える較正セルが、基準点の1つのために用いら れ得る。飽和塩化ナトリウム溶液を有し、75°Fで75.3%の%RHを与え る較正セルが、%RH較正実行時、もう1つの基準点として用いられ得る。 本発明は、塩化リチウム溶液、塩化ナトリウム溶液、もしくは、飽和塩溶液を 備えた較正セルの使用には限定されない。正確な%RH値を与える如何なる媒体 も本発明と共に用い得る。別の選択では、水センサは、0%の%RHを与えるべ く、センサ・プローブから略全ての水を除去するように加熱されてよい。0%の %RHは、後述するように、プローブを零点規正して、水センサを較正するため に用いられ得る。 図12は、本発明の好ましい実施形態による、オペレータがプログラムに対す る入力を与えるステップを含む、含水量較正プログラムの動作を例示している。 含水量較正プログラムを開始するために、センサのオペレータは、較正用の第1 の測定値を得るためにメモリに記憶されたプログラムを起動すべく、回路基板上 の適当なジャンパーまたはスイッチを所定位置にセットする。次に、オペレータ は、第1の基準%RH値を与えるべく、水センサ・プローブを較正媒体中に置く 。例えば、その第1の較正媒体は、華氏75度で11.3%の%RHを与える塩 化リチウム較正セルで構成されてもよい。プログラムは、ディスプレイ(図5お よび図11に例示)上の%RHおよび較正LEDを点滅させて、較正媒体の%R Hが安定していないことを示す。プログラムは、水センサ出力電圧を解析するこ とにより、例えば、その水センサ出力電圧中の変動を測定することにより、安定 性を決定し得る。 英数字ディスプレイを有する水検出システムの実施形態では、オペレータは、 ディスプレイ上の数字の読みを既知の%RHに等しくするように調節するための 表示調節コントロール(図11に例示)を使う。英数字ディスプレイの提供は、 このように、如何なる較正媒体と共に用いるための水検出システムの調整を容易 にする。或いは、英数字ディスプレイを持たない実施形態では、特定の較正媒体 用の既知の%RHが、前もってメモリにプログラムされる。英数字ディスプレイ を持たない実施形態では、オペレータは、好ましくは、その予めプログラムされ た値に対応する%RHを持った較正媒体を選択する。それ故、幾つかの実施形態 では、表示調整は要求されない。 水センサ出力電圧が安定した時、例えば、その出力電圧の変動が所定の許容範 囲内になった時、プログラムは、LEDの点滅を止め、オペレータがセンサ出力 電圧および表示値をを記憶するのを待つ。オペレータは、値選択コントロールを 操作して、媒体の%RH値およびセンサ出力電圧をメモリ装置に入力する。或い は、出力が安定した時に、プログラムが自動的に水センサ出力電圧を記録しても よい。プログラムは、オペレータがその第1の水センサ出力電圧を記憶するのを 、出力電圧が安定するまで阻止するのが好ましい。 プログラムが、第1の%RH値および対応する水センサ出力電圧をメモリに記 録した後、オペレータは、好ましくは、較正用の第2の測定値を記録するための 別のルーチンを実行する。その第2のルーチンを開始するべく、オペレータは、 回路基板上の適当なジャンパーまたはコントロールを操作する。オペレータは、 好ましくは、第1の既知%RHとは異なる第2の既知%RHを持つ第2の較正媒 体中に水センサ・プローブを置く。例えば、その第2の較正媒体は、華氏75度 で75.3%の既知%RHを与える飽和塩化ナトリウム溶液を有する較正セルで 構成されてもよい。プログラムは、再び、その較正セル内の%RHが安定するま で、較正LEDを点滅させる。 英数字ディスプレイを持った実施形態では、オペレータは、次いで、表示調節 コントロールを使い、第2の既知%RHに等しいディスプレイ上の数字をセット する。或いは、英数字ディスプレイを持たない実施形態では、その第2の既知% RHは、前もってメモリにプログラムされている。英数字ディスプレイを持たな い実施形態では、オペレータは、好ましくは、その前もってプログラムされた値 に対応するように第2の較正媒体を選択する。 その%RHが安定すると、プログラムは、LEDの点滅を止める。プログラム は、次いで、オペレータが、第2の水センサ出力電圧、および、第2の既知%R Hに等しい第2の表示値を記憶するのを待つ。LEDが点滅を止めると、オペレ ータは、値選択コントロールを操作して、その第2の既知%RHおよび第2の水 センサ出力電圧をメモリに記憶する。或いは、出力が安定した時に、プログラム が自動的にその水センサ出力電圧を記録してもよい。プログラムは、オペレータ がその第2の水センサ出力電圧を記憶するのを、出力電圧が安定するまで阻止す るのが好ましい。 一旦、第1および第2の既知%RH、および、対応する第1および第2の水セ ンサ出力電圧はメモリに記憶される。プログラムは、較正ファクターを計算し、 その較正ファクターをメモリ装置に記憶する。較正ファクターを計算するどんな 方法も発明の範囲内である。例えば、プログラムは、水センサ出力電圧を%RH に変換する電圧変換アルゴリズムを調節するための1個以上の定数または係数を 計算するのに、統計分析、例えば、線形回帰分析を用いてもよい。プログラムが 較正ファクターを計算すれば、プログラムは、その較正ファクターをメモリに記 億する。プログラムが較正ファクターを記憶した後、オペレータは、高いおよび 低い%RH媒体の両方にプローブを挿入することによって較正を確かめ、表示が 各媒体に対する正しい値に読めることを確かめるのが好ましい。 本発明は、水センサを較正するために2つの%RH測定値を用いることには限 定されない。より多いまたは少ない測定値も発明の範囲内である。本発明は、少 なくとも2つの測定値、例えば、高い測定値と低い測定値を用い、そこから中間 的な較正ファクターが外挿されるであろう高いおよび低い較正ファクターを計算 することによって、較正の精度を上げるのが好ましい。 別の態様によれば、本発明は、含水量較正用の回路構成および方法に加えて、 温度較正用の回路構成および方法を有するのが好ましい。或いは、本発明の幾つ かの実施形態は、含水量較正用で温度較正用ではない回路構成および方法を有し てもよい。本発明の更に別の実施形態は、温度較正用のみの回路構成および方法 を有してもよい。温度較正回路構成および方法を有する好ましい実施形態では、 温度較正は、メモリに記憶された温度較正プログラムに従って、マイクロコント ローラによりなされる。図13は、温度較正プログラムの実施形態の動作を例示 するフローチャートであり、オペレータが、そのプログラムに対して入力を与え るステップを有している。 温度較正を行なうために、オペレータは、回路基板上の適当なジャンパーまた はスイッチを所定の位置にセットする。プログラムは、次いで、オペレータが、 温度較正のための目盛り単位、例えば、摂氏温度か華氏温度かを選択するのを待 つ。別のジャンパーまたはスイッチが、温度較正のための適当な目盛り単位を選 択するために用いられ得る。プログラムは、次いで、華氏/摂氏および較正LE Dを点滅させる。オペレータは、外部温度測定装置、例えば、較正された温度計 を、プローブの温度を測定すべく、プローブの近くに置く。オペレータは、次い で、ディスプレイ上の表示調節コントロールを調節し、表示温度を、外部温度測 定装置により測定された温度に等しく設定する。測定温度が安定する、例えば、 出力電圧の変動が所定の許容範囲内であると、プログラムは、LEDの点滅を止 め、オペレータからの入力を待つ。LEDが点滅を止めると、オペレータは、値 選択コントロールを操作して、温度値および対応する温度センサ出力電圧を記憶 する。プログラムは、オペレータが温度センサ出力電圧を記憶するのを、その出 力が安定するまで阻止するのが好ましい。プログラムは、温度較正ファクターを 計算し、それをメモリに記憶する。オペレータは、次いで、例えば、プローブを 加熱または冷却することによってプローブの温度を変化させ、ディスプレイから 温度を読み、外部温度測定装置を使って表示温度を確かめることにより、温度較 正を確かめるのが好ましい。 図示の温度較正プログラムは、1個の温度測定値を用いて温度センサを較正す るが、本発明は、そのようには限定されない。例えば、温度較正プログラムは、 2個以上の温度測定値を利用して、温度較正を行なってもよい。 含水量および温度較正プログラムを提供することにより、本発明の実施形態に よる水検出システムは、複雑な外部較正機器の必要性を少なくする。較正は、検 出場所のその場で行なうことができ、測定精度が上がる。 水検出システムの別の実施形態では、処理回路は、センサとは別のユニットで 構成することができる。例えば、処理回路は、複数のセンサからの出力を処理す るように設計された携帯ユニットで構成することができる。センサは、含水量が 検出されている液体を用いる装置に取り付けられてもよい。例えば、水センサは 、変速流体の含水量を測定するためにヘリコプターの変速装置のハウジングに結 合されてもよい。処理回路は、ヘリコプターが地上にいる時にそのセンサからの 出力信号を処理すべく、誘導的または直接的な電気的接続によりそのセンサに結 合され得るであろう。この構成では、処理回路は、飛行中に経験する振動や極端 な温度に起因する苛酷な動作環境に曝されることが無い。携帯型の処理回路は、 また、ヘリコプター以外の乗り物、例えば、処理回路に対して苛酷な動作環境を 生じるであろう、或いは、動力、スペース、もしくは、重量の制限を持っている であろう、船や、地上の乗り物における液体の含水量を測定することができるで あ ろう。携帯型の処理回路は、外部電源が使用できない環境で使用できるようにバ ッテリー駆動であるのが好ましい。 センサ・プローブが処理回路構成から分離している実施形態では、処理回路構 成のハウジングは、処理回路構成を外部プローブと通信できるようにするセンサ ・インターフェースを有するのが好ましい。そのセンサ・インターフェースは、 ケーブル、アンテナ、その他、通信に適したどんな手段で構成されてもよい。 更に別の選択可能な実施形態では、処理回路、水センサ、および、温度センサ を含む水検出システムが携帯ユニットで構成されてもよい。そのようなユニット では、処理回路は、前に述べた副回路の何れをも、例えば、比較副回路、電圧変 換副回路、温度補償副回路、および/または、較正副回路を含み得る。 本実施形態による水検出システムは、携帯性を上げるために、バッテリー駆動 であるのが好ましい。最も好ましい実施形態では、水検出システムは、9ボルト の非充電型バッテリーにより駆動される。9ボルトの非充電型バッテリーの使用 は、そのようなバッテリーが安価で手に入り易い故に好ましい。しかしながら、 水検出システムの駆動に適した如何なるタイプの電源も発明の範囲内である。例 えば、水検出システムは、太陽電池を用いて駆動されてもよい。 本実施形態による水検出システムは、また、含水量情報を表示するためのディ スプレイを有するのが好ましい。本実施形態はバッテリー駆動であるのが好まし い故に、そのディスプレイは、液晶ディスプレイ等の低電力ディスプレイである のが好ましい。ディスプレイは、含水量および温度を示す数字、並びに、「%R H」、「ppm」、「℃」、「°F」等のラベルを表示できるのが好ましい。しかし ながら、本発明は、液晶ディスプレイを用いることには限定されない。低電力動 作に適した如何なるディスプレイも発明の範囲内である。例えば、ディスプレイ は、アナログ・メータで構成されてもよい。 前に述べた実施形態の何れによる水検出システムも、液体中の望ましい含水量 レベルを維持するために用いられ得る。例えば、水性グリコール等の水圧流体で は、グリコールに対する水の割合を維持することが望まれるであろう。エチレン ・グリコール/水溶液では、水は、エチレン・グリコールよりも速く蒸発する。 その結果、エチレン・グリコールに対する水の割合は時間とともに変化するであ ろ う。その割合は、沸点、凍結点、防炎能力等の水圧流体の特性に影響を及ぼすの で、幾つかの水圧システムでは、水をエチレン・グリコールに対して特定の割合 に維持することが望まれる。従って、前に述べた水検出システムの実施形態の何 れも、水圧流体の含水量を検出して、その水圧流体に水を追加するための出力信 号を生成するために用い得る。水は、水圧流体システムに結合されたバルブの駆 動によって自動的に、或いは、その割合が所望の値範囲になるまでオペレータに よって手動で追加されてもよい。 本発明の更なる態様によれば、前に述べた実施形態の何れによる水検出システ ムも、水その他の汚染物質を液体から除去するための清浄器等の1個以上の外部 装置と組み合わされてもよい。例えば、図2および図3による水検出システムは 、温度補償された含水量閾値により制御される液体清浄化システムを提供すべく 、清浄器と結合されてもよい。或いは、例えば、図4に示したような、温度補償 副回路を持たない水検出システムが、%RH含水量データにより制御される液体 清浄化システムを提供すべく、清浄器と結合されてもよい。更に別の選択では、 例えば、図8〜図10に示したような、温度補償されたデータと%RHとの間で 切り換え可能な水検出システムが、%RHとppmの両方の測定可能性を持った 液体清浄化システムを提供すべく、清浄器と結合されてもよい。 本実施形態による清浄器は、液体から水を除去するのに適したどんなタイプの 清浄器でも可能である。例えば、清浄器は、回転盤清浄器、ノズル清浄器または タワー清浄器で構成されてもよい。液体から水その他の汚染物質を除去するのに 適した典型的な回転盤流体清浄器が、コスロー(Koslow)に対する「流体 清浄器(Fluid Purifier)」という名称の米国特許第4,604, 109号、および、ルンキスト他(Lundquist et al.)に対す る「揮発性汚染物質で汚染された流体を清浄化するための流体清浄器および方法 (Fluid Purifier and Method for Purif ying Fluid Contaminated with a Volat ile Contaminant)」という名称の米国特許第5,133,88 0号に開示されており、それらの開示は、参照によってここに組み込まれている 。本実施形態と共に用いるのに適した回転盤流体清浄器は、流体ハウジングと、 そ のハウジング内部の少なくとも1個の回転盤と、流体入口と、蒸気出口と、流体 出口とを有する。動作時、水で汚染された流体は、流体入口を通ってハウジング に入り、回転盤の少なくとも1個に接触する。盤に接触した後、その汚染された 流体は、ハウジングの内壁に向かって移動して接触する小滴の形で盤から外側に 放射状に投げ出される。流体中に存在する水は、その小滴の移動中に蒸発し、蒸 気出口を通ってハウジングから出る。清浄化された小滴は合体し、ハウジングの 内壁を流下して、流体出口を通り、ハウジングから出る。粒子フィルターが清浄 器の上流に配置されて、流体が清浄器に入る前に、その流体から大きな粒子が除 去されるのが好ましい。流体から小さな粒子を除去するために、第2のフィルタ ーが、清浄器の上流または下流に配置されてもよい。 本実施形態と共に用いるのに適したタワー流体清浄器は、油等の流体から水等 の汚染物質を除去するために真空下に維持された真空タワー・チャンバーを有す る。真空ポンプが、汚染された流体を清浄器内に引き込む真空を形成する。流体 は、入口バルブを通って清浄器に入り、ヒーターを通って進む。流体は、真空タ ワー・チャンバーの頂部の入口を通って、その真空タワー・チャンバーに入る。 調節バルブが、そのチャンバーへの流体の流れを調節する。流体は、チャンバー 内部の分散材料を通って下方向に流れる。その結果、流体の単位容積当たりの表 面積が増大する。 自由および溶解した空気、液体、並びに、ガスが、チャンバー内を真空に維持 することによって得られる低相対湿度の大気に流体が曝されることにより、その 流体から除去される。チャンバー内の低圧は、チャンバー内に外気を引き込む。 その空気は、フィルターおよび絞り穴を通って清浄器に入る。その空気は、チャ ンバーの底部の空気入口を通ってチャンバーに入り、汚染された流体の下降流に 逆らって上方に進む。水およびガスが、流体から、その上に向かう空気流中に除 去され、チャンバーの頂部で外に出る。チャンバーの頂部のオイル・ミスト・フ ィルターが、油を空気から分離する。過剰の油は、そのオイル・ミスト・フィル ターからチャンバーの底部に排出される。清浄化された油は、チャンバーの底部 に集められる。排出ポンプが、その清浄化された油を除去し、それを貯蔵容器、 もしくは、清浄化されているシステムに戻す。 本実施形態と共に用いるのに適したノズル流体清浄器は、真空チャンバーを有 する。その真空チャンバーの頂部に配置された噴射ノズルが、薄い膜で且つ大表 面積で以って、チャンバー内に円錐状に流体を噴射する。真空ポンプが、清浄化 を、或る特定の適用に最適化すべく、その真空チャンバーを所定の真空に維持す る。空気が、フィルターおよび絞りを通って真空チャンバーに入る。そのフィル ターは、空気から汚染物質を除去する。絞りは、空気を、チャンバー内部で、そ の空気の外での体積の約3倍に膨張させる。その結果、チャンバー内部の相対湿 度は、外気レベルの約1/3になる。 ガスおよび水蒸気が、流体表面から、上に向かって流れる空気に移動し、これ により、流体が乾燥および脱ガスされる。空気および汚染物質は、オイル・ミス ト・セパレータを通ってチャンバーから出、そして、大気に出る。清浄化された 流体は、チャンバーの底部に集められる。排出ボンプが、その清浄化された流体 を、貯蔵容器、もしくは、清浄化されているシステムに戻す。 本発明を具現化する液体清浄化システムの一例が、図14に例示されている。 図示の実施形態によれば、システムは、液体から水を除去するための清浄器40 等の外部装置を有している。清浄器40は、その清浄器を作動させる、および、 非作動にするための制御回路44を有し得る。処理回路5が、清浄器の作動およ び非作動を制御するためのその制御回路に結合される。その処理回路5は、前に 述べた実施形態における副回路の何れを含む検出回路の何れで構成されてもよい 。処理回路は、清浄化制御回路構成と物理的に一体化されるか、或いは、それか ら分離されていてもよい。好ましい実施形態では、処理回路5は、清浄器40か ら分離されているが、清浄器40と通信できる携帯ユニットで構成される。例え ば、図3の実施形態が、清浄器40を制御し得るリレーを有する。 清浄化されている液体の含水量および温度を検出するために、液体清浄化シス テムは、水センサ2および温度センサ4を有するのが好ましい。或いは、温度セ ンサ4は省略されてもよい。センサ2、4は、例えば、液体貯蔵容器に挿入され て、液体に結合されてもよい。或いは、センサ2、4は、清浄器内に配置される か、もしくは、清浄器40の上流または下流の導管に結合されてもよい。 液体から粒子状汚染物質を濾過するために、システムは、フィルター42を有 するのが好ましい。好ましい実施形態では、フィルター42は、ポール・コーポ 42は、清浄器に組み込まれて、或いは、それとは別体であってもよい。例えば 、フィルターは、清浄器40の上流、下流、または、内部に配置されてもよい。 図示の実施形態では、フィルター42は、清浄器から下流に配置されている。 動作時、清浄器は、液体を清浄化するために、液体貯蔵容器、例えば、オイル ・ドラム缶に結合されてもよい。水センサ2は、その液体の含水量を検出する。 もしその含水量が、第1の所定レベル、例えば、ターンオン・レベルを超えてい れば、処理回路5は、制御回路44に信号を送って、清浄器40を作動させる。 清浄器は、含水量が、図3の実施形態において論じたように、ONおよびOFF 状態間での振動を防止するためにターンオン・レベルよりも低いのが好ましい第 2の所定レベルより下になるまで動作する。2つの閾値を用いるのが好ましいが 、1個の閾値を用いた清浄器の作動および非作動も発明の範囲内である。 処理回路がタイマー回路を有する実施形態では、清浄器は、含水量が許容レベ ルより下になっても、液体から粒子状汚染物質を除去するように動作してもよい 。タイマー回路は、清浄器を、所定の時間期間の間動作するようにする。例えば 、含水量が、その時間期間を経過する前に、許容レベルより下に減少した場合、 清浄器は、それでもなお、粒子状汚染物質を除去するために、水除去に必要な時 間を超えて動作し続ける。水除去に必要な時間がその所定の時間期間よりも大き い場合には、清浄器は、その粒子濾過のための時間期間を超えて動作するであろ う。このように、本実施形態による液体清浄化システムは、液体から水と粒子状 汚染物質の両方を高い信頼性で除去する。 清浄器は、上述したように、水センサおよび/またはタイマーからの信号によ って自動的に作動および非作動されるが、水センサを用いて清浄器を制御する他 の方法も発明の範囲内である。例えば、清浄器は、オペレータが液体の清浄化を 開始することによって作動されてもよい。水センサ4は、液体の含水量が所定レ ベルより下になった時に清浄器を非作動にしてもよい。別の選択では、含水量が 所定レベルより上になった時に水センサが清浄器を作動させ、所定時間期間の後 にオペレータが清浄器を非作動にしてもよい。或いは、水センサが、含水量を清 浄器オペレータに対して表示し、そのオペレータが、指示されたレベルに応じて 、清浄器を作動または非作動させてもよい。清浄器が、清浄化プロセスを加速さ せるためのヒーターを有する実施形態では、水センサは、エネルギー節約のため に、含水量が1つまたは複数の所定のレベルよりも上または下の時に、そのヒー ターを作動および非作動させるために用いられることができる。それ故、清浄化 プロセスを制御するために水センサを清浄器に如何なるやり方で結合することも 発明の範囲内である。 本発明による液体清浄化システムは、ポータブルであって、且つ、オンライン 、即ち、リアルタイムおよび、好ましくは、インラインでの、水の検出および液 体の清浄化に適しているのが好ましい。センサ、処理回路および清浄器の組み合 わせは、液体を清浄化しながらその液体の含水量を検出することにより、清浄化 システムの効率を上げる。カール・フィッシャー分析法等の実験室試験を行なう 必要性は減少する。検出と清浄化の組み合わせは、本実施形態を、多数の別個の 容器が清浄化を必要とする動作に特に適したものにする。何故なら、個々の容器 内の液体を清浄化するのに要する時間が減少するからである。 発明が、図示および例示によって幾らか詳細に説明されてきたが、発明は、様 々な変形および選択し得る形態が可能であって、前述した特定の実施形態に限定 されないことは理解されるべきである。これらの特定の実施形態は発明を限定す る意図のものではなく、逆に、発明は、発明の精神および範囲内に入る全ての変 形、均等物、および、選択を包含することは理解されるべきである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION                  Method and system for detecting water in a liquid   This application is related to US Provisional Patent Application No. 60/043, filed April 14, 1997. 566, U.S. Provisional Patent Application 60 / 060,15, filed September 25, 1997. Claims the benefits of 60 / 074,315 filed on Feb. 8, 1998 and February 11, 1998 I do. All of these disclosures are incorporated herein by reference.Technical field   The present invention relates to a method and a system for detecting water in a liquid. In particular, the invention Oils, hydraulic fluids, and And a method and system for detecting water in other liquids.Background of the Invention   Use oil containing liquids such as transformer oil, motor oil, transmission oil, etc. While being polluted with water and other materials. Contaminated with water and other materials For liquids, corrosion, wear and mechanical damage to equipment using contaminated liquids Damage is caused. Therefore, detect and remove contaminants such as water from liquids. Is desirable.   Traditional methods for determining the water content of liquids, such as Karl Fischer titration, Sample and send the sample to the laboratory to determine the water content. Including adding reagents to the pull. First, it takes time. Second, the liquid The water content is measured from the time the sample is collected to the time the test results are returned from the laboratory. Will change. Therefore, it should be performed on site and within an appropriate time after sampling. Water content tests that cannot be performed are not reliable.   One way to characterize the water content of a liquid is to use percent relative moisture (% RH). And relative water content. Percent relative moisture is given at a given temperature. It is a measure of the water content of a material relative to the saturation point of the material in question. For example, Fahrenheit of oil The percent relative moisture at 100 degrees would be 50%. This means that the oil Indicates 50% saturation in degrees, or otherwise, the indicated value of 50% RH Absorbs as much water in solution until the oil is saturated and water comes out of solution It indicates that it can be done.   For liquids whose operating temperature varies over a wide temperature range, the relative water content is To determine the absolute water content, not the relative water content It is desirable. In another example where the operating temperature of the liquid is relatively stable,% RH is It is a useful indicator of the body's water content.   For fixed absolute water content in liquids,% RH decreases with increasing temperature. It increases slightly as the temperature decreases. This temperature dependence of the% RH measurement is This may lead to a false indication that the water content is within acceptable limits. example If the engineer measures the% RH of the operating transformer oil where the oil temperature is rising, You may know that RH is 50%. Because the oil is only 50% saturated Engineers may conclude that water levels are within acceptable limits. But strange After the power to the compressor is turned off, the oil temperature decreases and the% RH increases. % RH is 10 When it rises to 0%, the water dissolved in the oil comes out of the solution, condenses and becomes small in the oil. Form a drop. Undissolved water combines with other contaminants in transformer oil, resulting in transformer corrosion. cause. Also, undissolved water in transformer oil reduces the dielectric strength of the oil, Causes an arc. Therefore, the measured value of the% RH of the liquid at which the temperature falls is small. The fact that it does not indicate a safe water content for the liquid. Therefore, the industry Has a need for a water sensing system that compensates for the temperature dependence of% RH measurements .   Other problems that exist are hydraulic systems, lubrication systems, and transmission The presence of undissolved water in the liquid used in the system. Not melted Cool water causes wear and damage to machine parts. For example, in hydraulic fluid When unmelted water freezes, it expands and causes damage to components such as valves. Rub Undissolved water also breaks down the lubricating fluid and causes wear of mechanical parts . Undissolved water can also react with additives or lubricants themselves to Forms acids that will corrode. In addition, undissolved water itself is Corrosion of mechanical parts. Therefore, the water content of the liquid can be accurately and conveniently determined. Set There is a need in the industry to do so.   As mentioned above, in some cases it is appropriate to measure the absolute water content In other cases, it is appropriate to measure the relative water content, such as% RH. Would. The functionality required for both sensors is online, Can work in real time, environment where water content is measured in-line, fast and accurate Measurements can be performed in liquids without any significant loss in performance. It can be. An incomplete solution to the problem associated with traditional water detection methods is The removal of water from a liquid without sensing the water content. Purifier, for example , Rotating disk purifier, nozzle purifier, or tower purifier removes water from liquid Can be used for Generally, purifiers remove water and other contaminants from liquids. Liquid is circulated through it. Purification results are based on conventional methods such as Karl Fischer titration. It is verified by the water detection method. Time and reliability issues associated with traditional water detection methods For these reasons, these methods are not desirable for on-line cleaning operations. Therefore, Liquid purification system that can quickly and accurately detect liquid water content during purification There is a demand for in the industry.Summary of the Invention   According to a first aspect of the present invention, a water detection system measures a water content of a liquid. Can be combined with liquids. This system is one piece that shows the water content of the liquid The above signals can be generated. The output signal is used to monitor and control the water content of the liquid used. Monitor and control the water content of liquids from the location closest to the liquid And can be performed from a location far from the liquid.   According to another aspect of the present invention, a water detection system for detecting water in a liquid is provided on the liquid. Combined to produce a first signal having a first value indicative of the water content of the liquid. Includes water sensor. A processing circuit is coupled to the water sensor and at least a first value and Arranged to generate an output signal according to a relationship between two predetermined thresholds.   According to another aspect of the present invention, a water detection system for detecting water in a liquid is provided on the liquid. Combined to produce a first signal having a first value indicative of the water content of the liquid. Includes water sensor. A processing circuit is coupled to the water sensor and outputs based on the first value. Arranged to generate a force signal.   According to another aspect of the present invention, a water detection system for detecting water in a liquid is provided on the liquid. Combine to produce a first signal having a first value indicative of the relative water content of the liquid Including a water sensor. A temperature sensor is coupled to the liquid and indicates the temperature of the liquid. A second signal having a second value can be generated. Processing circuit is water sensor and temperature Coupled to a degree sensor and responsive to the first and second signals to determine an absolute water content of the liquid. A third signal having a third value as shown is generated.   According to another aspect of the present invention, a liquid purification system for detecting and removing water from a liquid is provided. Generating a first signal coupled to the liquid and having a first value indicative of a water content of the liquid can do. Processing circuitry is coupled to the water sensor to generate an output signal. Qing A purifier is coupled to the processing circuit for removing water from the liquid in response to the output signal.   According to another aspect of the present invention, a method of detecting water in a liquid comprises the steps of: Sensing content value, sensing liquid temperature, and relative water content Involves electronically converting the values to absolute water content values. Absolute relative water content The electrical conversion to the opposite water content value can be done using a look-up table or an electronic The use of other electronic means, such as algorithms implemented in   According to another aspect of the present invention, a method of removing water from a liquid comprises reducing the water content of the liquid. Sensing, generating a signal indicative of water content, and signal indicative of water content Actuating the purifier in response to the water to remove water from the liquid.   According to another aspect of the present invention, a method of calibrating a water sensor comprises a water sensor probe Measuring the water content of a first medium having a first known water content value using Generating an output signal of a second, known, water-containing solution using a water sensor probe. Measuring the water content of a second medium having a weight value to generate a second output signal And using the first and second known water content values and the first and second output signals Electronically calibrating the water sensor.   According to another aspect of the invention, a temperature sensor used in a water sensing system is calibrated. Methods include measuring the temperature of the temperature sensor probe using an external device, and And calibrate the temperature sensor electronically using the temperature measured by external equipment. Including.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES   FIG. 1 is a block diagram of a water detection system according to an embodiment of the present invention.   FIG. 2 is a detailed block diagram of a water detection system according to another embodiment of the present invention. You.   FIG. 3 is a detailed partial block / partial rotation of the water detection system according to the embodiment of FIG. It is a road map.   FIG. 3a is a partial block / partial circuit of a light intensity control circuit according to an embodiment of the present invention. FIG.   FIG. 3b is a perspective view of a housing according to the embodiment of FIG.   FIG. 4 is a block diagram of a water detection system according to another embodiment of the present invention.   FIG. 5 is a front view of a display of the water detection system according to the embodiment of the present invention.   FIG. 6 is a partial block / partial circuit diagram of a noise isolation sub-circuit according to an embodiment of the present invention. It is.   FIG. 7a illustrates a digital input signal of a noise separation circuit according to an embodiment of the present invention. FIG.   FIG. 7b illustrates another digital input signal of the noise isolation sub-circuit according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a timing diagram shown.   FIG. 7c is a diagram illustrating an intermediate signal of the noise isolation sub-circuit according to an embodiment of the present invention. FIG.   FIG. 7d is a graph of output signal versus time according to an embodiment of the present invention.   FIG. 8 is a block diagram of a water detection system according to another embodiment of the present invention.   FIG. 9 is a detailed partial block / partial circuit diagram of the embodiment of FIG.   FIG. 10 is a front view and a blower of an indicator of the water detection system according to the embodiment of FIG. FIG.   FIG. 11 is a block diagram of a water detection system including a calibration circuit according to an embodiment of the present invention. FIG.   FIG. 12 is a flow chart of a water content calibration program according to an embodiment of the present invention. It is.   FIG. 13 is a flow chart of a temperature calibration program according to an embodiment of the present invention. is there.   FIG. 14 is a block diagram of a liquid purification system according to another embodiment of the present invention. .Detailed Description of the Preferred Embodiment   One example of a water detection system embodying the present invention is shown in FIG. 2, a temperature sensor 4 and a processing circuit 5. Water sensor 2, temperature sensor 4, And the processing circuit 5 cooperate to measure the water content and the temperature of the liquid. Illustrated in FIG. The system to be installed may be based on the relative water content of the liquid, the absolute water content of the liquid, or its Measure both.   Preferably, the sensors 2, 4 can operate in an extreme environment. For example, water sen Both the sensor 2 and the temperature sensor 4 are immersed in the liquid and can operate properly. Is preferred. Sensors 2 and 4 are resistant to corrosion and to extreme temperature differences. It is preferable that it can be obtained. For example, in power transformer applications, the transformer When the oil temperature is rising and the transformer is not operating, the oil temperature When low, sensors 2 and 4 can measure the water content and temperature of transformer oil. Is preferred. The operating temperature range is maximized when the transformer is in a low temperature environment. You. In addition, the internal electronics of the sensors 2, 4 are related to the relevant accident classification / NEMA rating. According to the above, it is preferable that the liquid to be detected is sealed.   The water sensor 2 includes a probe and an internal circuit associated with the probe, Generate a signal indicating the content. In one embodiment, the water sensor 2 is A voltage indicating the% RH of the liquid based on the capacitance between the intermeshing electrodes. Includes a capacitive probe that creates pressure. Alternatively, the water sensor 2 Includes a resistance probe that measures the water content of the liquid based on flow resistance. Features above Any type of water sensor having one or more of the following is within the scope of the invention.   The temperature sensor 4 is also provided with a probe and a probe for measuring the temperature of the liquid. Including an excitation circuit associated with. In a preferred embodiment, the temperature sensor 4 has a resistance temperature difference. (RTD) sensor and associated excitation circuitry. RTD sensors are made of platinum Including materials. The resistance of platinum changes in response to temperature changes. The excitation circuit is Generate a current flowing through the material. The sensor output is the material's The voltage between both ends may be used. Alternatively, temperature sensor 4 may include a thermocouple . Any type of temperature sensor having one or more of the above features is within the scope of the invention. You.   In a preferred embodiment, the water sensor 2 and the temperature sensor 4 are provided on the same probe. Can be The water content and temperature at the same position of the liquid can be measured, Preferably, sensor 2 and temperature sensor 4 are located on the same probe. However However, the invention is not limited to water and temperature sensors mounted on the same probe. No. For example, the water sensor 2 and the temperature sensor 4 may be installed on separate probes. In addition, the excitation circuitry associated with the water and temperature sensors is located far away from the probe. It may be. For example, in a computer that monitors the outputs from the sensors 2 and 4, You may.   The illustrated embodiment includes a single water sensor 2 and a single temperature sensor 4, but multiple Sensors may be included and are within the scope of the present invention. For example, multiple water sensors and temperature The degree sensor may generate a plurality of output signals indicative of the water content and temperature of the liquid. Duplicate The use of a number of sensors provides redundancy that increases reliability. Multiple Sen The output signal from the sensor is processed to remove errors due to one or more imperfect measurements. Can be. For example, an analog-to-digital conversion circuit can be used for each sensor output. Voting logic to combine and then select the water content where two or more sensors match May be combined.   Other embodiments of the water sensing system include a single fluid system or multiple fluid systems. A plurality of water and temperature sensors coupled to the system. For example, multiple water The sensor 2 and the temperature sensor 4 are coupled to a single fluid system to Measure the water content and temperature of a liquid, for example a hydraulic fluid, at a plurality of locations. Out of sensor The force signal is processed in any suitable manner to convey water content information from various locations. Is managed. In a preferred embodiment, the output signals from the multiple sensors are multiplexed, A single processing circuit can process the output from multiple water sensors. Another implementation In an embodiment, each of the plurality of sensors is used to increase processing speed and provide redundancy. Including its own processing circuit.   The processing circuit 5 performs comparison, temperature compensation, calibration, noise separation, voltage conversion, and output control. Perform various functions such as. In order to perform these functions, the processing circuit 5 has a plurality of sub-circuits. Including roads. For example, the processing circuit 5 outputs an output signal to drive one or more output devices. A circuit, a comparison sub-circuit for setting a threshold and comparing the detected data with the threshold, Noise isolation sub-circuit to prevent electrical noise from coupling to the Temperature compensation sub-circuit for performing temperature compensation, water sensor 2 and temperature sensor 4 Calibration sub-circuit for calibration, and conversion of output voltage from water sensor 2 to% RH value And a voltage conversion circuit for performing the operation. The processing circuit 5 has various combinations depending on the desired application. Sub-circuits.   An example of a liquid used by the water detection system of FIG. 1 to detect water content Types include transformer oil, lubricating oil, hydraulic oil, gasoline, kerosene, transportation fluid, diesel Includes fuels and oils such as fuel oils. Embodiments of the present invention determine water content One particular type of hydraulic oil used for such as water ethylene glycol Water glycol. In addition, embodiments of the present invention provide for other types of liquid water-containing Used to determine the water content of liquid hydrocarbons such as liquid propane. It is.   Another example of a water detection system is shown in FIG. In the illustrated embodiment, water sensing The system includes a water sensor 2, a temperature sensor 4, and a processing circuit 5. Water sensor 2 And temperature sensor 4 may include any of the sensors described above. The processing circuit 5 It includes a temperature compensation sub-circuit 6, a comparison sub-circuit 7, and an output sub-circuit 8.   Temperature compensation sub-circuit 6 may be used to account for the temperature dependence of% RH and / or % RH measurement to allow conversion between% RH and absolute water content or vice versa Temperature compensation. For example, the temperature compensation sub-circuit 6 outputs the output of the sensor 2 to the relative water. From the content, for example the water content of% RH, to the absolute water content, for example parts per million (pp m). The conversion detects temperature, detects% RH, % Using a stage (eg, a look-up table or temperature compensation algorithm) By converting the RH values to ppm values and displaying the absolute water content values, Indirectly performed. The term “lookup table” is arranged in a tabular format Data is not limited to this. For example, the term "lookup table" Includes one or more computer databases containing temperature compensation data. Another different in case of, Temperature compensation is one or more that measures% RH and temperature and compares the% RH based on temperature. This is done indirectly by changing the upper threshold.   In order to limit the various levels of water content, the comparison sub-circuit 7 sets one or more thresholds. And comparing the detected water content value to its threshold. For example, if the water content of the liquid is If above a predetermined threshold, the comparison sub-circuit produces a high output signal and the water content is If it is below a certain threshold, the comparison sub-circuit produces a low output signal. Or The reverse is also acceptable. On the other hand, the comparison sub-circuit is omitted, and the output from the sensor is analog Displayed directly in digital format, or both.   The output sub-circuit 8 outputs the water content information to an external device based on the output from the comparison sub-circuit 7. Tell In some embodiments, the output subcircuit is external to the computer, for example. Receiving input and allowing the detection system to interface with the computer To be able to The output sub-circuit 8 outputs audible output information, visible output information, or audible output information. Generate a combination of force information and visible output information to the sensor operator. For example, output Road 8 is a signal for driving a display device that displays water content, temperature, or both to the operator. Generate a number. The output sub-circuit 8 includes a signal for driving a recorder using a band-shaped recording paper, Generates an alarm indicating that the water content of the liquid is above an acceptable level. Output sub The circuit 8 comprises a computer which allows the operator to view and analyze the water content of the liquid. Includes interface. The output sub-circuit 8 also comprises one or more external devices 10, such as For example, relays, pumps, filters, purifiers, heaters, and / or Or generate a signal to control the dryer to remove other contaminants.   FIG. 3 is a detailed partial block / partial rotation of the water detection system according to the embodiment of FIG. It is a road map. In the embodiment shown, the water sensor 2 has a voltage proportional to the% RH of the liquid. Is output. The comparison sub-circuit has a threshold voltage V for comparing with the water sensor output voltage.T1When VT2Is set.   By using a potentiometer, the threshold voltage value can be changed, The system will be able to detect various types of liquid water. But, The invention is not limited to using a potentiometer to set the threshold . For example, in a preferred embodiment, the potentiometer is a microprocessor The threshold voltage is changed, for example, using software or hardware. G Ram would be possible. In yet another embodiment, a water detection system is simply known. If it is intended to be used for one type of liquid, it has a fixed fixed value. The threshold voltage may be fixed by using a resistor.   In the present embodiment, the threshold voltage VT1And VT2Depends on the type of liquid, Preferably, it is set first according to the baseline operating temperature. For example, VT1And VT2 At the lower and upper thresholds for the water content value of a particular type of liquid at average operating temperature Is defined.   The described embodiment states two thresholds, but more than two threshold voltages Alternatively, a small threshold value is included in the scope of the present invention. For example, a single water content threshold A single threshold voltage can be used to determine Embodiments Including a Single Water Content Threshold When the detection system triggers an alarm or other Activate an external device such as a purifier. On the other hand, when the water content is greater than the threshold In addition, the sensing system may deactivate external devices that use liquids containing water and To prevent damage to the device. Include timer if only a single threshold is used Is preferred. After the timer moves from the upper content value to the lower content value, To delay turning off an alarm or other external device for a period of time Will be used. However, in an even more preferred embodiment, the sensor circuit The route is at least for providing hysteresis between the upper and lower values of water content. Includes two threshold voltages.   The two threshold voltages used in the present embodiment cover three ranges of liquid water content values. Define. For example, one range, e.g., the lower range, is from about 0V to about VT1Up to the water Defined for sensor output voltage. Other ranges, such as the middle range, are about VT1that's all About VT2Defined for smaller water sensor output voltages. Still other ranges, examples For example, the high range is about VT3It is defined for the above sensor output voltage.   In this embodiment, the lower range includes water that does not require purification or removal of water from the liquid. Represents the lower range of weight. The intermediate range will be purified depending on the previous range, as described below. Represents the intermediate range of water content values that may or may not be necessary. high The range represents the range of high water content values that require purification.   In addition to indicating the intermediate range of water content values, the intermediate range is the range of the high and low ranges. Gives a hysteresis between. For example, VT1The detection system is clean below it It is preferable to define a low / intermediate threshold for deactivating an external water removal device, such as a vessel . VT2Is the medium / high threshold above which the detection system activates the external water removal device It is preferred to define VT1Is VT2External water removal device when equal to or near Often oscillates between an ON state and an OFF state. This is energy Waste and stress on the mechanical parts of the external water removal device. Therefore, Hysteresis between high and low water content ranges is often To reduce the possibility of vibration between the ON and OFF statesT2To VT1Yo It is preferable to set a little higher.   The comparison sub-circuit according to the illustrated embodiment converts the output from the water sensor 2 to a threshold voltage VT1When VT2And voltage comparators 9 and 9 ′ for comparing with. Output V from water sensor 2SENSIs about V When T is greater than or equal to, the comparator 9 generates a LOW output signal,SENSIs about VT1Than Generate a HIGH output signal when below. The comparator 9 'SENSIs about VT2that's all , A LOW output signal is generated and VSENSIs about VT2HI when below Generate a GH output signal. The output signal from the comparator provides water content information directly to the operator. Used to communicate. However, in this embodiment, as described below, The output signal from the comparator is further processed in an output sub-circuit.   In a preferred embodiment, the comparator is replaced by a microprocessor and the comparison function Is implemented using software. For example, a microprocessor can And an analog-to-digital converter for converting an output voltage from the digital converter into a digital value. Comparison The routine compares the digital value with a threshold set in software. micro The processor generates one or more output signals based on the comparison.   The temperature compensation sub-circuit 6 is an arbitrary type for compensating the temperature dependency of the% RH measurement value. Circuit or algorithm. In a preferred embodiment, the temperature compensation sub-circuit is Implemented in software. The temperature compensation subcircuit according to the illustrated embodiment has a threshold voltage VT1 And VT2When the temperature of the liquid changes from the initially set baseline temperature, the threshold VT1 And VT2Is adjusted indirectly to perform temperature compensation.   Since the% RH of a liquid increases as the temperature decreases, the temperature of the liquid is lower than the baseline temperature. Higher, the temperature compensation sub-circuitT1And VT2Is preferably reduced. same Thus, when the temperature of the liquid drops below the baseline temperature, the temperature compensationT1When VT2Is preferably increased. Increase or decrease of the threshold in response to temperature changes The amount depends on factors such as the type of liquid and the additive content of the liquid. Until the threshold increases Absolute water content, such as Karl Fischer titration, to determine the amount of Conventional laboratory methods for determining weighing are used. Obtained using laboratory methods The absolute water content data to be used to adjust the threshold used to adjust the threshold. A backup table or algorithm can be created.   In a preferred embodiment, a look-up table or algorithm The rhythm is stored in memory and a microprocessor that implements a temperature compensation program. Accessed by The temperature compensation program reads the output from the temperature sensor 2 and As described above, the threshold is adjusted based on the liquid temperature. The present invention provides a temperature compensation program. It is not limited to using a system. In another embodiment, a look-up table Alternatively, the temperature compensation algorithm calculates the amount of analog circuit or threshold adjustment. Performed on a physical array.   The temperature compensation sub-circuit is configured to change the threshold voltage of a single type of liquid. Ma On the other hand, the temperature compensation sub-circuit is configured to change the threshold voltage of multiple types of liquids Is done. In embodiments configured for multiple types of liquids, the system Includes an external switch that can select the type of liquid. In the preferred embodiment Temperature compensation, so that the sensing system performs temperature compensation of the liquid in any kind The sub-circuit can be programmed. VT1And VT2By changing% R The above-mentioned problem regarding the temperature dependence of the H measurement is reduced.   The output sub-circuit of this embodiment transmits the water content information to the worker. According to this embodiment The output sub-circuits are variously configured. For example, in the illustrated embodiment, the output subcircuit is The logic sub circuit 12 is included. Logic subcircuit 12 receives the output from comparators 9, 9 ', Control signals C1 to C3 are generated. Both inputs of logic subcircuit 12 are LOW In this case, the control signal C1 is HIGH. Output from comparator 9 is LOW When the output from the device 9 'is HIGH, the control signal C2 is HIGH. When the output from the comparator 9 is HIGH and the output from the comparator 9 'is HIGH Indicates that the control signal C3 is HIGH. In a preferred embodiment, the logic subcircuit is a decoding Including vessel. Since the control signals C1 to C3 are generated at outputs different from those of the decoder 12, The control signal does not become HIGH at the same time.   The control signals C1 to C3 are used to directly transmit water content information. The output sub-circuit according to the state further comprises one or more drivers for driving one or more display devices. It is preferred to include. For example, in the illustrated embodiment, the output sub-circuit is A driver 14 coupled to a plurality of lamps for displaying the data to the operator. Including. Driver 14 determines the type of lamp used to indicate the water content level. Therefore, it includes a lamp driver or an LED driver.   In operation, the water sensor output voltage VSENSIs VT1And VT2When both are smaller than The outputs from both comparators are HIGH and the control signal C3 is HIGH. Sensor Output voltage VSENSIs lower than both threshold voltages, so the water content of the liquid is in the lower range is there. Therefore, when the control signal C3 is HIGH, the driver 14 is in a ramp, preferably Or the green lamp 20 is activated. Green lamp 20 includes an incandescent lamp or LED. No. In a preferred embodiment, green lamp 20 includes an LED.   Water sensor output voltage is VT1And VT2, The output from the comparator 9 is LOW The output from the comparator 9 is HIGH, and the control signal C2 is HIGH. Water sen Since the output voltage is between the thresholds, the water content of the liquid is in the middle range. Therefore, When the control signal C2 is HIGH, the driver 14 switches to another lamp, preferably yellow. The lamp 18 is operated. Yellow lamps include incandescent lamps or LEDs. preferable Embodiments include a yellow lamp LED.   Water sensor output voltage is VT1And VT2Is greater than both, the output from both comparators The force is LOW and the control signal C1 is HIGH. Water sensor output voltage is both threshold Being higher than the voltage, the water content of the liquid is in a high range. Therefore, the control signal C1 Is high, the driver 14 is connected to another lamp, preferably a red lamp. Activate 16. In a preferred embodiment, red lamp 16 includes an LED.   The following truth table shows the relationship between the signals. Here, A and B are outputs from the comparators 9 and 9 ', respectively.   The green, yellow, and red lamps provide water in such a way that the water content of the liquid is easily understood. Visually communicate content information to workers. Familiar colors to indicate water content Use also reduces the possibility of misjudgment and increases the efficiency with which detection is performed . However, the invention is not limited to colors or display devices. For example, water content information To communicate audibly, numerically using the display screen or using alarms. available.   In addition to providing a visual output, the output sub-circuit controls one or more external devices. You. For example, in the illustrated embodiment, the output sub-circuit controls a relay, which relay Used to activate and deactivate external devices such as purifiers. One fruit In the embodiment, the relay is controlled only by control signals C1 to C3 indicating the water content of the liquid. You. On the other hand, the output sub-circuit controls the relay to activate the purifier for a set time. It includes a timer sub-circuit 31 that activates and then deactivates the purifier. Preferred implementation In the state, the relay is controlled by a combination of the control signals C1 to C3 and the timer 31.   The control signals C1 to C3 affect the operation of the relay, the high water content range and the low water content. To provide hysteresis between content ranges, the output sub-circuit is rather an S / R filter. It preferably includes a lip flop 24. When the control signal C1 is S / R flip Connected to the SET input of the flop 24, the water content range of the liquid is in the high range At times, the output Q of flip flop 24 is set. Control signal C3 flips • Connected to the RESET input of the flop 24 so that the water content of the liquid is in the low range Resets the output Q.   The output Q of flip flop 24 directly activates and activates external devices. Used to stop. For example, in embodiments without a timer subcircuit, the output Q When is high, the water content is in the high range and the relay activates the external device. Let When the output Q goes low, the water content is in the low range and the relay is Stop the operation of the device.   Since the control signal C2 is not connected to the flip-flop 24, the water content When entering the intermediate range, the output Q of flip flop 24 does not change. More details As the water content moves from the high range to the middle range, the flip flop 24 Output Q remains HIGH. When the water content changes from a low range to an intermediate range, The output Q of lip flop 24 remains LOW. In this way, flip Flop 24 provides hysteresis between the high and low water content ranges I can.   Operating external equipment based solely on the water content means that water must be removed from the liquid. It may be desirable if it is the only impurity. However, such as particulate contaminants It is desirable to remove other impurities from the liquid. Before or after liquid enters purifier Filtering the liquid, for example, passing the liquid upstream or downstream of the purifier This removes particulate contaminants. Necessary to reduce particulate contaminants to acceptable levels. The time required is equal to the time required to reduce the water content to an acceptable level. Therefore, the output subcircuit outputs the output from the S / R flip-flop 24 to the timer 31. It is preferable to include an OR gate 26 for taking the OR with the output from.   The timer subcircuit, when the timer counts down a predetermined time interval, Generates a HIGH output signal, before further counting begins and at predetermined time intervals Is preferably configured to generate a LOW output signal after expiration. By generating a HIGH output signal, the output of the OR gate 26 is flip-flopped. HIGH regardless of the output of step 24. Therefore, the counter counts External device is independent of liquid water content during predetermined downtime intervals Remains activated. When the timer expires, the output of the OR gate goes low. It goes OW, and the external device is controlled by the output Q of the flip-flop 24.   The predetermined time interval depends on the desired level of purification. In other words, depending on the application, If a clean liquid is needed, the time interval will be longer. In addition, predetermined time intervals are automatic Can be changed. For example, the invention includes a sensor that detects particulate contamination in a liquid . The sensor is coupled to a timer to time intervals according to the level of particulate contamination. Change. The start / reset signal is given by the sensor circuit or external device. It is.   Although the illustrated embodiment shows an output sub-circuit implemented with hardware components, However, the present invention is not so limited. In a preferred embodiment, the components of the output circuit one Parts or all are implemented using software. For example, a timer circuit, The S / R flip-flop and decoder are omitted, and the output signal is Controlled in grams.   The relay according to the present embodiment has various configurations. For example, in the illustrated embodiment, The relay includes a coil 30 and a switch 32. The relay driver 28 Included to control the position of the switch. External devices such as purifiers are Connected in series with one of the children. For example, a relay supplies operating power to an external device. Control external relays or switches.   In the illustrated embodiment, the switches are shown in the OFF position. OR gate When the output D1 is HIGH, the relay driver changes the switch to the ON position. Energize the coil. Therefore, it is connected in series with the normally open (NO) terminal of the relay. The device is supplied with operating power. When the output of the OR gate is LOW, The switch changes to the OFF position and stops the operation of the external device.   An output sub-circuit for indicating the position of the switch during operation of the sensing system Preferably further includes a switch position indicating lamp 22. Preferred practice In the embodiment, the switch position indicator lamp 22 is preferably not red, yellow, green, For example, create a white color. Lamp 22 includes an incandescent lamp or LED. Preferred practice In the form, the lamp 22 includes an LED. The ramp 22 is connected to the output D of the OR gate 26. 1 is controlled. When D1 is HIGH, the switch is N.D. O. In position, la The amplifier 22 is ON. When D1 is LOW, the switch is N.D. C. In position, Lamp 22 is off.   When the switch position is not clear from the operation or non-operation of the external device, the relay It is useful to indicate the position visually. For example, the detection system is coupled to the liquid If the water content is in the middle range without being connected to external equipment, Depending on whether the previous range was low or high, the relay would be closed or open. If there is no external display If you do not know the position of the switch. Therefore, if the lamp 22 must do so, Visually indicate the unknown relay position.   Although the illustrated embodiment includes a single relay, the invention is limited to such an embodiment Not done. For example, other embodiments of the present invention include more than one relay, including multiple relays. Controls external devices. Any number of relays are within the scope of the present invention.   In addition to controlling one or more relays and providing a visual output, The output subcircuit may be a programmable logic controller or an external device such as a computer. Interface directly with the device. Therefore, the output circuit outputs the output from the sensor. One or more documents that convert to a format suitable for interfacing with external devices Includes driver or regulator. For example, the output sub-circuit is typically 4-20 mA Interfacing with a programmable logic controller including interface Including the above regulators. The output circuit is connected to an external microprocessor. It includes one or more analog-to-digital converters that interface. In addition, In embodiments where the circuit drives an external device, such as a purifier, the output sub-circuit may be an external device. It is preferable to indicate the operating state of the device. For example, the output subcircuit controls the purifier If a computer interface is also included, the output subcircuit is the operating state of the purifier, That is, it is preferable to transmit ON or OFF to the computer. The output subcircuit is: Also, water content information, such as% RH, absolute water content, or both, may be Tell   Water sensing system converts alternating current (AC) line voltage to a voltage usable by the device Preferably, a power supply 34 is included. The power supply 34 may be part of the sensor circuit, May be another part. The power supply 34 has various configurations. In the preferred embodiment Power supply is 115V, 60Hz, 220V 60Hz and 240V, 50Hz Is automatically converted to an appropriate DC level, for example, + 5VDC of a logic device. It is configured to be. This feature allows the device to operate in both the United States and Europe. It can operate without requiring an external switch in the power system. On the other hand , The water detection system includes an internal power source such as a battery.   According to another aspect, the power supplied to the lamp is controlled to control the light emission intensity of the lamp. To do so, the output sub-circuit includes a light intensity control circuit 36. The function of the light intensity control circuit is It is described below. The operator adjusts the light intensity of the lamp according to the lighting conditions of the operating environment In order to be able to do so, the light intensity control circuit should be a potentiometer or other power Preferably, an adjusting device is included.   In a preferred embodiment, the water detection system will Indicator lamps and other lamps used to display even water content information It is preferred to maintain a substantially constant average or perception of the emission intensity of For example When the water detection system is connected to an external AC power supply, The force varies from about 90 VAC to about 250 VAC. In addition, power surges in the power system Or, a power failure causes the voltage supplied to the water detection system to fluctuate. This track Pressure rectified, display LED and segment type for displaying water content and temperature information Used to power LEDs used in display devices. LED display Since the luminous intensity of the device varies with the applied current, a preferred embodiment of the present invention Maintains a substantially constant average current through the LED by switching D on and off LED intensity control circuit.   FIG. 3a shows an example of a light intensity control circuit according to a preferred embodiment of the present invention. Illustrated In the embodiment, the transformer T1 and the bridge circuit B1 connect the AC line voltage from an external power supply. Convert to unregulated 7-30 VDC voltage. For example, if the external line voltage is about 90 VAC When, the signal is about 7 VDC. When the external line voltage is 250VAC , The signal is about 30 VDC. 7-30 volt unregulated DC voltage powers LEDs When used directly to supply, water detection systems are connected to various power systems Sometimes LEDD1~ DnVaries in intensity. Therefore, the water detection system has uniform light emission To provide the intensity, the microcontroller U1 uses the LED driver control signal C1 And control the duty cycle of the LED to switch the LED on and off Maintain a substantially constant average current through D.   In a preferred embodiment, microcontroller U1 is a Motorola 68H C11. The 68HC11 microcontroller has an internal A / D converter and Includes internal memory device. Resistance R1And RTwo7-30V unadjusted voltage divider circuit including The DC signal is divided into levels suitable for the input of the A / D converter of the microcontroller U1. Crack. The present invention is not limited to a 68HC11 processor. For example, external A / D Other microcontrollers with transducers and external memory are within the scope of the invention .   The duty cycle calculation algorithm stored in the memory of the microcontroller U1. The algorithm allows a constant average light emission intensity of the LED in response to the input of the A / D converter. The duty cycle required to maintain the degree is calculated. Line voltage is lower Then the algorithm lowers the duty cycle. As a result, A constant average emission intensity is maintained. In a preferred embodiment, the duty cycle And the unregulated DC voltage is linear. For example, the duty cycle is It is inversely proportional to the unregulated DC voltage. One approximation of the duty cycle is   Duty cycle = 7VDC / Vunreg      (1) It is. Where VunregIs the unadjusted DC voltage. For example, if the unregulated DC voltage is When low, for example at 7 VDC, the duty cycle is high according to the approximation, For example, it is about 100%. When the unregulated DC voltage is high, for example, about 30 VDC Sometimes according to an approximation the duty cycle is low, for example about 23%. Paraphrase Then, to an approximation, the product of the duty cycle of signal C1 and the unregulated line voltage is It is kept substantially constant.   The LED driver IC 500 receives the signal C1, and determines the duty cycle of the signal C1. Switch the diode on and off in response to the current to control the current flowing through the LED I do. The switching frequency of the diode is chosen such that the switching is not detectable by the human eye Preferably. In a preferred embodiment, the switching frequency is at least about 10 0 cycles, more preferably at least about 200 cycles per second .   The LED driver IC 500 has various configurations. In a preferred embodiment, LE The D driver IC includes a plurality of serial input / parallel output shift registers. Shift Re The number of outputs of the register corresponds to the number of LEDs. To the duty cycle of signal C1 Therefore, switching of all outputs is controlled.   More specifically, in the illustrated embodiment, each LED has a 300 ohm resistance. RThree~ RnAnd are connected in series. Each 300 ohm resistor RThree~ RnIs not Adjusted 7 to 30 VDC node. When the LED is on, The forward voltage drop across these LEDs is about 2V. One of the diodes Is given by the following equation.       Iavg = ((Vunreg−Vf) / RThree) ・ D Where D is the duty cycle of signal C1.   In a preferred embodiment, to maintain the desired average emission intensity level, The average current through the circuit is maintained at about 17 mA. For example, an average of 17 mA In order to maintain the current, when the unregulated voltage is 7V, the duty Preferably, the cycle is about 100%. Voltage Vunreg is about 18.5V , To maintain the average current of 17 mA, the duty cycle of signal C1 is The cycle is about 31%.   This embodiment is not limited to maintaining an average current of 17 mA flowing through the LED. No. For example, an operator may change the duty cycle of signal C1 to activate a diode. Circuits should be equipped with one or more external Including control means. On the other hand, to adjust the average current flowing through the LED, A meter is coupled to the LED.   The invention is not limited to the light intensity control circuit of FIG. 3a. For example, unadjusted 7-30 To convert the VDC signal to a constant voltage of 7V supplied to the LED-resistor series circuit A 7V regulator is used. With this configuration, a substantially constant flow through the LED Current is generated. However, when the line voltage is greater than 7V, the energy Consumed in In contrast, according to the present embodiment, the LED responds to the power line voltage. To be switched on and off, with negligible energy loss. Therefore, this implementation The configuration allows for a constant average emission intensity of the LED, saving energy. LED In yet another embodiment, where is replaced by an incandescent lamp, the invention provides a method of substantially constant The RMS current to power the lamp to maintain a high perceived intensity Includes analog or digital circuits.   According to another aspect, the water detection system preferably includes a housing. The housing is Includes any enclosure suitable for containing and protecting child components. In a preferred embodiment, the enclosure The body is splash-proof to protect the sensor circuit. For example, the housing may be Substantially conforms to the appropriate NEMA specifications. The housing is used to replace the sensor electronics. And a removable lid to allow for repairs. Liquid around the lid Preferably, the lid includes a gasket to reduce the likelihood of entry. The housing is In embodiments that receive power from an external AC power source, the enclosure includes an AC power cord entry. No. On the other hand, the housing includes an internal power supply such as a battery. Battery included In some embodiments, the AC power cord is omitted or included as an additional power source It is. The housing is a sensor that allows the sensor cable to communicate with internal electronics -It further includes a cable entrance. The housing is preferably portable and can be Including knit.   For example, in an embodiment of a water detection system including an indicator lamp as shown in FIG. Preferably, the housing includes a plurality of openings for accommodating the display lamp. FIG. 3b FIG. 3 illustrates an exemplary housing of a water detection system including an indicator lamp in accordance with the embodiment of FIG. Show. On the other hand, in embodiments of the water detection system that include an alphanumeric display, the housing is Includes display window. In still other embodiments, the housing has an opening for an indicator lamp and an indicator. Including both windows. In another embodiment, the housing is omitted. For example, detection The system is a circuit card that plugs directly into the PC's adapter card socket. Including In addition to the functional features of the housing, the present invention also shows in FIG. As described, also includes decorative features of the housing.   For some applications, measuring the% RH of a liquid is useful without temperature compensation. For example If the temperature of the liquid is stable, to indicate whether the water content is within the acceptable range, Measurement of% RH may be useful. Accordingly, one embodiment of the present invention is illustrated in FIG. As such, it includes a sensing system without a temperature compensation sub-circuit. The illustrated embodiment is: It includes a water sensor 2, a temperature sensor 4, and a processing circuit 5. The processing circuit 5 outputs Road 8 is included. In addition, the processing circuit 5 includes the comparison sub-circuit described above in the description related to FIG. Also includes the path and calibration sub-circuit. In a preferred embodiment, the processing circuit 5 Includes Troller U1.   The microcontroller U1 processes the output signals from the sensors 2,4. example The microcontroller converts the output signal to a digital value that is displayed on the output subcircuit. Convert. The microcontroller is programmed to perform temperature compensation. However, in the illustrated embodiment, temperature compensation is not included. The illustrated embodiment is a FIG. 4 shows an microcontroller U1, but a microcontroller having an external memory and an external support circuit. Black controllers are within the scope of the present invention.   Both of the embodiments of the water sensor 2 and the temperature sensor 4 described above are different from the current embodiment. Can be used. Include temperature sensor in embodiment without temperature compensation sub-circuit One reason is to monitor the operating temperature of the liquid. In addition to the water content information Providing temperature information allows the operator or external device to determine if the water content of the liquid It may be determined that a given temperature is within a safe range. Including temperature sensor Another advantage of doing so is that it prevents other reasons, such as overheating or freezing of the liquid. For example, an operator can measure the operating temperature of a liquid.   The output sub-circuit 8 can be variously configured. In the illustrated embodiment, the output The power subcircuit is a display, first and second analog interface outputs. , And a PC interface. The output sub-circuit also includes a first Isolating the second analog interface output from the ground potential of the detection system Preferably includes a noise isolation sub-circuit. The output subcircuit is also To control the brightness of the ray numbers, a light intensity control circuit as illustrated in FIG. It is preferred to include.   An exemplary display that can be included in the embodiment of FIG. 4 is shown in FIG. ing. In the embodiment shown, the display shows the% RH and the temperature data in decimal format. Data to the operator. For example, the display may LCD or LED display to display the temperature and moisture content to the operator in digital form It can be composed of a spray device. % RH, between Celsius and Fahrenheit A plurality of toggle switches may be included to toggle the display at. Or , Display shows temperature and water content simultaneously or fixed to show only water content It may have a specified format. In the fixed screen format, the above switches are omitted. be able to. In yet another option, the display may be as described with respect to FIG. Lamp or LED display to indicate when water content threshold is exceeded Can be composed of   The invention is not limited to the type of display. For example, the display With analog meter with displacement arm and scale for temperature and / or moisture content May be provided with a previously printed background. Sensor changes in sensitivity One or more scales may be included in the background so that the water content can be displayed accordingly. Warm Every time To switch the display between and the moisture content, and between the various scales of the moisture content range. It may have a switch. Alternatively, the display will show the water content and temperature simultaneously. It may have a separate analog meter for indicating. In another choice, the secondary A path may have both analog and digital display outputs.   The personal computer (PC) interface 11 controls the output sub-circuit. -Any interface suitable for connecting to a personal computer Is also good. For example, the PC interface is an industry standard architecture (Indus try Standard Architecture (ISA) Interface Source, Personal Computer Memory Card International Association (Personal)   Computer Memory Card International Association: PCMCIA) interface or micro Any other PC interface suitable for input / output access by the controller Bases. In a preferred embodiment, the PC interface is: It consists of an RS232 interface. The PC interface is Monitor and monitor the data on an external computer, such as a laptop computer. Analysis.   The analog interface output illustrated in FIG. 4 can be variously configured. Wear. In a preferred embodiment, the output sub-circuits include a second for water content and a second for temperature. It has a first and a second analog interface output A1, A2. For example, The first analog interface output A1 is external depending on the measured water content of the liquid. It controls the signal in the device. The second analog interface output is The signal in the external device is controlled according to the measured temperature of the liquid. Preferred implementation In the state, the first and second analog interface outputs are standard 4-20 m. Controls the current in the A interface.   The standard 4-20 mA interface has a power supply and a resistor connected in series. I do. A meter, for example a voltmeter, measures the voltage at the resistor and flows through the resistor. Connected to cross the resistance to determine the current value. Two external resources The wire leads its standard 4-20 mA interface according to an embodiment of the present invention. It is connected to a detection circuit such as a water detection system. The detection circuit detects the voltage flowing through the resistor. The flow is controlled from 4 mA to 20 mA with a meter reading.   In the presently preferred embodiment, the first analog interface output A1 is: The current in the standard 4-20 mA interface is set to 4-20 mA based on the measured moisture content. Control to change between mA. For example, when the measured water content is 0% RH, Analog interface output A1 is a standard 4-20mA interface Is controlled to about 4 mA. When the measured water content is 100% RH, the first The analog interface output A1 is connected to a standard 4-20 mA interface. The current is controlled to about 20 mA. The first analog interface output A1 is When the measured water content varies between 0% RH and 100% RH, depending on the measured water content It is preferable to vary the current in a standard 4-20 mA interface linearly. New   The second analog interface output A2 is preferably a standard 4-20 m The current in the A interface is varied between 4 and 20 mA based on the measured temperature. I will rule it. For example, when the measured temperature is the minimum value in the liquid operating environment, the second The analog interface output A2 of the device measures the current in a standard 4-20 mA device. It can be controlled to 4 mA. When the measured temperature is at the maximum value in the liquid operating environment , The second analog interface output A2 is the power supply in a standard 4-20 mA device. The flow can be controlled at about 20 mA. Second analog interface out The force A2 is measured when the measured temperature varies between a minimum and a maximum in the liquid. The current in the standard 4-20 mA interface varies linearly with temperature Preferably.   First and second analogs to regulate the current in the standard 4-20 mA interface The use of the log interface outputs A1 and A2 is equivalent to the water detection system of this embodiment. The system is connected to one or more peripheral devices that include such an interface, for example, a Programmable logic controller (PLC), band recorder, or computer It can be used for 4-20mA interface is suitable for many industrial devices It is a standard in. Therefore, the detection system is compatible with other devices than those listed above. Interface is possible.   Water detection system coupled with external equipment including standard 4-20mA interface The electrical noise through the detection system ground is 4-20 mA Output and may be coupled to external devices. The noise is transmitted to external devices. The resulting moisture content or temperature readings may be inaccurate.   The problem of noise is that external equipment is far from the detection system due to differences in ground potential. It grows when installed. For example, a strip recorder can be installed in a control room May be connected to the client. Water detection system is used in machines on the manufacturing floor May be plugged into an outlet on its manufacturing floor to detect water in lubricating fluid Absent. The ground potential of the control room outlet is different from the ground potential of the manufacturing floor outlet. For example, it may be high or low. Due to the potential difference, the detection system Ground current may flow between the stem and the remote device. Therefore, this implementation The configuration allows the analog interface output to be electrically connected to the sensing system ground. Ground noise and other noise from external devices -It is desirable to include a noise isolation sub-circuit to prevent affecting the interface output. Good.   FIG. 6 illustrates a noise isolation sub-circuit 100 and a mask for a water sensor according to the embodiment of FIG. The microcontroller U1 is illustrated. The microcontroller U1 Receiving an output signal from the water sensor and outputting an output signal according to the output signal from the water sensor. 01 and 02 are generated. In accordance with the output signals 01 and 02, the noise separation sub-circuit 10 0 is an analog signal V indicating the water content of the liquidinGenerate Although not shown Preferably, a similar noise isolation sub-circuit generates an analog signal indicative of the temperature of the liquid To be provided.   To provide electrical isolation, the noise isolation sub-circuit 100 is connected to the input of the isolation device. One or more separations that produce a signal at the output terminal of a separation device that is electrically separated from the child It is preferred to have a device. For example, the separation device is constituted by a separation type transformer. be able to. In a preferred embodiment, the separation device comprises an optical isolator Is done. In a most preferred embodiment, the noise isolation subcircuit comprises two optical isolators U2 and U3 are provided.   In the illustrated embodiment, each optical isolator U2, U3 is an input of each optical isolator. To electrically separate the power from the output of each optical isolator, a light emitting diode (LED) ) And an optical transistor. The coupling between the input and output is an electrical link But rather by optical links. In the circuit that generates the analog signal The problem with using an optical isolator is that the transfer function of the optical isolator is nonlinear. That is. Moreover, its transfer function can vary with temperature. Therefore, Generate accurate continuous values or analog signals in circuits containing optical isolators It is difficult to do.   To solve this problem, optical isolators use a pulse to represent the moisture content value. It is preferably driven in digital mode with width modulation. More specifically, The microcontroller controls the optical isolator according to the output voltage level of the water sensor 2. Calculate and control the duty cycle of signals 01, 02 used to drive . Driving the opto-isolator in digital mode is equivalent to transferring the opto-isolator. Reduce the effects of non-linearities in function. Because the optical isolator is on or off Because it is one of   As illustrated in FIGS. 7a and 7b, signal 01 is a digital version of signal 02. It is a complementary signal. That is, when signal 01 is high, signal 02 is low. Vice versa Is the same. The signal 01 drives the optical isolator U2. Signal 02 is the optical eye Driving the solenoid U3. The outputs of the optical isolators U2 and U3 are commonly connected. , A switching signal V1 as illustrated in FIG. 7c. Two optical isolators Driving complementarily results in fast switching of signal V1 with negligible power loss. I will provide a.   The present invention uses two optical isolators to switch output signals. Is not limited. For example, combining one optical isolator with a pull-down resistor It was possible to switch the output signal by using them together. However, such settings The meter causes a decrease in switching speed and an increase in power consumption. Therefore, two lights Preferably, an isolator is used.   The noise isolation sub-circuit is preferably connected to the commonly connected output of the optical isolator. It has a combined switch U4. In a preferred embodiment, the switch is a CM It is composed of an OS switch. Because CMOS switches have reduced offset 0V and the reference voltage VrefBecause it switches exactly between . The reduced offset voltage reduces the power consumption of the noise isolation circuit. Other Thailand The switches of the loop are also within the scope of the invention. For example, if power consumption is not an issue For example, a BJT switch may be used.   In operation, signal V1 controls the switching of switch U4. More specifically, When signal V1 goes high, switch U4 goes to VrefIs switched to. The signal V1 is When it goes low, the switch is switched to 0V. When V1 goes high again , The switch is switched to VrefReturn to   The noise isolation sub-circuit preferably converts the output from switch U4 to a DC voltage A low-pass filter for In the illustrated embodiment, the low-pass The filter includes a resistor R2 and a capacitor C1. Resistance R2 and capacity The value of the shifter C1 is determined by setting the cutoff frequency of the low-pass filter to the pulse width modulation frequency. Preferably, it is selected to be lower than the wave number. For example, pulse width modulation frequency When the number is about 10kHz, select the cut-off frequency of the filter to about 1Hz be able to. The cut-off frequency of the low-pass filter is changed to the pulse width modulation frequency Choosing to be lower than the number will produce a smooth output signal that is approximately a DC signal. provide.   FIG. 7d shows the signal V output from the low-pass filter.inExemplifies . In the illustrated embodiment, the signal VinIn the figure, slight swinging due to switching is shown. You. However, that wobble is exaggerated to indicate pulse width modulation of the input signal. It is a thing. If the values of R1 and C1 are correctly selected, the fluctuation is ignored. Will be done. The following equation gives the signal VinAnd reference voltage VrefExplain the relationship between I have.                             Vin= DVref Here, D is the parameter of the input signals 01 and 02 calculated by the microcontroller. Loose width modulation duty cycle.   The noise separation sub-circuit preferably includes a signal V from the low-pass filter.inAccording to And a voltage-current converter U5 for controlling the current in the external device. Two outside Leads L1, L2 connect U5 to an analog interface, eg, standard 4 -20 mA interface 11. The diode D1 is Damages the detection system when the leads L1 and L2 are connected in reverse polarity. Preventing. The output transistor Q1 regulates the current in the interface 11. I do.   In a preferred embodiment, U5 determines the current in interface 11 as discussed above. As mentioned above, it is regulated to vary between 4 and 20 mA depending on the measured water content. Water examination The output system provides a separate 4-20 mA interface output for temperature. It is preferable to have a similar noise isolation sub-circuit to provide. The noise separation sub of FIG. The circuit is a circuit or sub-circuit of the water detection system according to the invention that produces an analog output. It may be used in combination with any of the roads.   Another example of a water detection system embodying the present invention is shown in FIG. The above As in the embodiment, the water detection system of the present embodiment preferably has a water content and a temperature. For water sensor 2, temperature sensor 4, and external circuit for collecting data It includes a processing circuit 5 having an output sub-circuit 8 for providing various signals. Figure In the embodiment shown, the output sub-circuit 8 comprises an analog interface output, a display. It has a play output, a control output, and an interface connection. Its output Can be variously configured, as discussed above.   The water detection system of FIG. 8 preferably has a temperature compensation sub-circuit. However 2 and 3 in which temperature compensation is performed indirectly by adjusting the threshold value. Unlike the temperature compensation sub-circuit of this embodiment, the temperature compensation sub-circuit of the present embodiment sets the% RH value to pp The temperature is directly compensated by converting the value into the m value and displaying the ppm value. U. The temperature compensation sub-circuit receives output signals from the water sensor 2 and the temperature sensor 4 . In a preferred embodiment, the output signal from the water sensor 2 indicated the% RH of the liquid Things. Therefore, during a given period of time, the% RH and temperature of the liquid are known. Will be. Given the% RH, temperature and type of liquid, temperature compensation Sub-circuit 6 will calculate the water content of the liquid in ppm. For example, a preferred implementation In an embodiment, the temperature compensation sub-circuit includes a lookup for conversion from% RH to ppm. May have a memory device for storing tables. In another alternative embodiment, the temperature is Degree compensation sub-circuit has analog or digital calculation sub-circuit to calculate ppm value Profit You. In yet another alternative embodiment, the temperature compensation sub-circuit may be configured to convert the value. It can consist of a programmed microcontroller. Microcontroller The use of the depends on the conversion process, depending on the type of liquid and the additive content of the liquid To change or to be programmed.   FIG. 9 illustrates a detailed partial block / partial circuit diagram of the water detection system of FIG. I have. In FIG. 9, the temperature compensation sub-circuit is electrically erasable and programmable. A read-only memory 52 (EEPROM) is provided. The EEPROM is Stores lookup table with ppm conversion values for one or more liquid types I do. For example, an EEPROM stores conversion values for multiple liquid types in separate storage areas. Can be stored. Embodiment where EEPROM Stores Data for Multiple Liquid Types In an embodiment, the detection system may include an external switch for selecting a liquid type .   The values for the look-up table are based on the Karl Fischer analysis (Karl Conventional tests to measure absolute water content, such as Fischer titration It can be determined by technology. For example, for a group of samples of a given liquid Can be measured in the laboratory. The temperature of the sample and the% RH It can be measured using an H sensor and a temperature sensor. % RH, ppm And the relationship between the temperatures can be determined graphically. Lookup Te Table or temperature compensation algorithm will be obtained from the graph.   The temperature compensation sub-circuit according to the illustrated embodiment further comprises a water sensor 2 and a temperature sensor. Analog signal from 4 corresponds to memory address in look-up table An analog / digital (A / D) converter 54 for converting the digital value I can. In embodiments using analog circuitry to calculate ppm values, A The / D converter can be omitted.   The temperature compensation sub-circuit further disconnects the outputs from the water sensor 2 and the temperature sensor 4. A switch 56 for changing can be provided. The temperature compensation sub-circuit also A timing and control subcircuit 58 for controlling the position of the switches. Can be. The timing and control subcircuit 58 allows the operator to select the output type. Preferably, it has a plurality of inputs that allow it to be selected. For example, timing and And control subcircuits allow the operator to switch between% RH, temperature, and ppm To be able to In a preferred embodiment, the A / D converter, timing and Control subcircuits and switches are microcontrollers that perform equivalent functions. Can be replaced. In other words, the microcontroller To convert the% RH to ppm.   The output sub-circuit 8 can be variously configured. For example, one or more output subcircuits It can have a relay above and one or more interface connections. Illustrated In one embodiment, the output sub-circuit reports the% RH, temperature, and ppm values. Digital display consisting of multiple LEDs or multiple displays It has an LCD display device 60 driven by a ray driver 62. Out The force subcircuit receives signals from sensors 2, 4 as discussed above, and One or more regulators 64 to regulate the current in the 20 mA interface May be provided. In a preferred embodiment, the water detection system has a water content output terminal. And a temperature output terminal 67. The output signals from the terminals 66 and 67 are For example, it can be separated using a noise separation sub-circuit similar to the circuit illustrated in FIG. Wear.   In operation, the present embodiment has multiple operation modes. In temperature operation mode, the switch Switch 56 is connected to the output from the temperature sensor, and the output sub-circuit operates the temperature information. Displayed for data. Temperatures are displayed in degrees Celsius, Fahrenheit, or both can do. In the% RH operation mode, the switch 56 outputs the output from the water sensor. And the output subcircuit displays% RH to the operator. ppm operation In the mode, the switch 56 is controlled by the timing and control circuit from the water sensor. And the output from the temperature sensor are alternately connected, and for a certain time,% RH Select value and temperature value. Temperature value and% RH value are digital by A / D converter To look up the ppm values in the look-up table in the EEPROM used. The ppm value is then passed to the operator via the output subcircuit. Is displayed.   FIG. 10 shows the display 60 and the sensor processor of the water detection (sensor) system of FIG. 1 illustrates a typical configuration of the probe 200 and the circuit board 205. Illustrated fruit In an embodiment, the display 60 has separate alphanumeric readings for temperature and moisture content. It has. Alternatively, as illustrated in FIG. It may be used to indicate both the water content. The sensor probe 200 is And both the temperature sensor 4 and the temperature sensor 4. The cable 201 is the sensor / probe 2 00 is coupled to a circuit board 205 containing the processing circuit 5 and various sub-circuits. The cable is removably coupled to circuit board 205 for storage and carrying. Preferably. Arrows 206 and 207 indicate temperature and moisture content information on the display. Shown is an output for providing to a ray 60 and / or an external device. water The detection system preferably also includes the display 60 having a moisture content of% RH and p. pm and the temperature of the display 60 Switch 203 for switching the section between Fahrenheit and Baidu scale or Celsius. Have. The water detection system also selects the type of liquid for which moisture is being measured. There may be a plurality of liquid type controls 204 for selection.   The water detection system according to the present embodiment is used when the temperature of the detected liquid changes. Also provide reliable water content information. By converting% RH to ppm Therefore, the detection system determines whether the water content is above an acceptable level. Provides a temperature independent output that can be used for For example, if the detection system is about 5 When generating an output signal indicating a water content above 00 ppm, the operator can Will be determined to be too high. Determine allowable water content based on ppm, not% RH By doing so, the problem of the temperature dependence of the RH sensor measurement is reduced. instead of The additive content or saturation characteristics of the liquid is unknown, or Under operating conditions that are relatively stable during cropping,% RH is more useful for moisture content. Will provide a measurement.   According to another aspect, the invention comprises a method for determining a saturation level of a liquid. , It may be the case when the additive content of the liquid is unknown. The additive content of the liquid is Due to various factors such as liquid contamination over time, changes in liquid additive packaging, etc. Can change. The additive content affects the saturation level of the liquid. Therefore, If the additive content is unknown, the determination of the saturation level will be difficult. here As used in, the term "saturation level" refers to the liquid in ppm corresponding to 100% RH. Means the water content of the body.   A typical method for determining the saturation level of a liquid according to the present invention generally comprises Calibrating the water detection system with the body sample. For example, certain If you want to measure the water content of a hydraulic liquid stored in a cylindrical container of Including sampling a predetermined amount of the body. The present invention relates to any particular sample. The amount is not limited. Thus, for example, a sample volume is one liter of liquid. You may. Next, the water detection system according to any of the embodiments of the present invention also includes % RH, ie, by inserting a water sensor probe into the sample. Can be used for measurement.   Once the% RH is measured, a known amount of water is added to the sample. to add The amount of water is chosen small enough so that it is unlikely to saturate the sample. Preferably. The amount of water to add depends on the liquid type, sample volume, and expected It depends on various factors, such as the water content level. For illustrative purposes, the amount of added water is about One milliliter. The added water is preferably until substantially all of the water is dissolved. And mixed with the sample. Difficult to dissolve water in some liquids such as oil Preferably, water is first dissolved in the intermediate solvent and then the water / solvent The medium solution may be dissolved in the sample. Intermediate solvents can greatly affect the saturation characteristics of the sample. You should choose something that does not affect you. Typical solvents that may be used are Call.   Since the amount of water added to the sample is known and the volume of the sample is known, , The increase in water content in parts per million can be determined. For example, one liter of liquid When 1 milliliter of water is added to the sample, the water content of the sample is 1000p pm.   The next step involves measuring the% RH of the sample after the water has dissolved. Again, this measurement is made by inserting a water sensor probe into the liquid . Next, the difference between the two measured% RH values is determined. The saturation level is determined by the following equation: Is determined.       ppm (sat) = (1000 ppm) · (100%) / RHdelta             0% <RHdelta <100% (2) Here, ppm (sat) is the saturation level of the liquid, and RHdelta is the measured value. The difference between the constant% RH values. The value ppm (sat) indicates that the liquid can be kept in solution Indicates the maximum amount of water in parts per million. The saturation level indicates that the water content of the liquid is within the safe range. This is a useful measure to determine whether To convert% RH values to ppm values To this end, the% RH value is simply multiplied by the saturation level ppm (sat). For example, the ppm (sat) of the liquid is 10,000 and the given time If the measured% RH at 10%, the absolute water content of the liquid is 1000 ppm.   The present invention uses equation (2) to calculate the saturation level for a liquid. Not limited. Based on adding a certain amount of water to the liquid and measuring the change in% RH Any formula for calculating the saturation level is within the scope of the invention.   The following assumptions are made in the above-described method for determining the saturation level. First Is that the water added to the sample is sufficiently dissolved. Second assumption Implies that the relationship between ppm and% RH is linear over the measurement range. For example, if the water added to a sample saturates the sample, The saturation level will be incorrect if a linear assumption is made. The third assumption is that The temperature of the sample is constant when the first and second% RH measurements are made It is.   The method described above for determining the saturation level of a liquid is based on the water detection system described herein. May be programmed into any of the memories of the system embodiment. In other words, Equation for calculating the saturation level, and the first and second% RH values Can be implemented in software. these Is preferably transparent to the user. Therefore, saturation for liquid To determine the level, the user may, for example, Pressing the ppm key activates the saturation level calculation routine. next, The user obtains a sample of the liquid whose water content is to be measured and incorporates the sensor Insert the probe. The sample volume may be fixed or variable. Variable volume If so, the user can use, for example, increment and decrement controls, You may enter a sample volume. Next, the saturation level calculation routine executes the water sensor Is recorded and the value is stored in the memory. Then, the user Remove the probe from the pull, dissolve a predetermined amount of water in the sample, and remove Insert the probe into the sample again. The amount of added water may be fixed or variable. If the amount is variable, the user may enter the amount. Calculation of saturation level The routine records the second% RH value and uses the equation such as equation (1) to calculate the sample volume and Calculate saturation level based on factors such as volume of water added, measured% RH value, etc. You. The saturation level calculation routine preferably stores the calculated saturation level in memory. It is used to convert% RH values to ppm values. Or saturation level calculation The routine displays the saturation level to the user and allows the user to perform the conversion manually. You may do so.   Thus, the water detection system according to an embodiment of the present invention provides a liquid additive content. Can be calculated and converted to ppm, even if the Wear. Therefore, contaminants that accumulate in the liquid over time, in liquid additive packaging Changes in the liquid due to changes in the liquid or any other factors that make the additive content unclear. When the additive content varies, embodiments of the present invention provide a reliable level of saturation. Can be determined. The additive content of a liquid varies between batches of that liquid If it is anticipated that a calibration will be performed for each batch. However However, due to the simplicity of the calibration process, calibration can be performed on site by the end user. Will be done easily. Once the saturation level has been stored, Is calculated without further calibration as long as the additive content does not change. Will be done automatically using the stored value.   According to a further aspect, an embodiment of the present invention provides an output voltage from a water sensor, It may have a voltage conversion algorithm to convert to a value. Its voltage conversion algorithm The system can be linear or non-linear, depending on the relationship between the water sensor output voltage and% RH. You may. In a preferred embodiment, the voltage conversion algorithm is linear.   Voltage conversion algorithms are available in traditional laboratories such as Karl Fischer The "actual" water content values of the multiple liquids are measured using It can be determined by measuring the corresponding water sensor output voltage. At that time, the water sensor Data relating output voltage to moisture content value is plotted. Curve-fitting algorithm Is used to determine the function or algorithm that best fits the data. Can be The algorithm then converts the output voltage of the water sensor to a moisture content value. Is programmed in the memory of the processing circuit. Alternatively, the algorithm is Also, a look-up table for converting the water sensor output voltage to a water content value. Alternatively, it may be used to generate any suitable circuit such as a logic circuit.   If the voltage conversion algorithm is determined non-linearly, the voltage conversion algorithm The complexity or order of the rhythm depends on the desired accuracy of the water content measurement, the available memory, It depends on factors such as the speed of the microprocessor in the water detection system. Hope The higher the accuracy, available memory, and processing speed, the higher the voltage conversion The order of the algorithm will increase, and will more closely approximate the measured moisture content data. U.   The literature distributed with conventional humidity sensors is based on the sensor output voltage caused by temperature changes. Includes algorithm to correct% RH readings for small fluctuations in pressure . For example, for one capacitance sensor, the correction algorithm is:     % RH corrected =% RH / (1. 093- (0. 0012 ・ Temp)) It is. Where% RH is the percentage relative humidity and temp is the temperature in Fahrenheit. However, this conventional correction algorithm reduces the sensor output voltage to% R in air. Designed for use with conventional linear voltage conversion algorithms for converting to H It was a thing. If the voltage conversion algorithm is the conventional voltage conversion algorithm If determined differently, the correction algorithm also requires modification. Will be. For example, if the voltage conversion algorithm is nonlinear, the correction algorithm The system will be non-linear.   According to a further aspect, the present invention provides a circuit configuration and a circuit for calibrating a water detection system. And methods. Requires complex external equipment for calibration and / or Unlike other electronic devices that will be returned to play, embodiments of the present invention However, it is preferred that the water sampling be performed in situ and without the use of complex external calibration equipment. It has internal calibration circuitry that allows the output system to be calibrated.   FIG. 11 illustrates a water detection system having a water content and temperature calibration program. ing. In the illustrated embodiment, the water sensor 2 and the temperature sensor 4 are as previously described. Any of sensors may be used. The processing circuit 5 is a microcontroller U1 It is configured. The microcontroller preferably has an input signal from the sensor To perform mathematical operations on and calculate a calibration value. It has a processing circuit configuration. The microcontroller also preferably reads It has a memory M1 divided into a dedicated part and a random access part. Most preferred In a preferred embodiment, the memory M1 has a read-only portion, a random access portion, And an electrically erasable programmable read-only portion. Reading Extrusion-only parts are used for programs such as calibration programs and temperature compensation programs. Remember the ram. The random access part was generated during program execution , And stores values such as digitized sensor output values. Electrically erasable program The read-only part that can be programmed is the data used by the program, for example , And store the reference calibration value.   The illustrated embodiment depicts a microcontroller with internal memory However, the present invention is not limited to such an embodiment. For example, microcontroller Is a microprocessor with external memory chips for three memory parts May be replaced by Three memory parts consist of a single or separate chip May be done.   The control block 61 is a jumper for controlling the operation of the microcontroller. With switches, switches and other controls. For example, jumpers or switches Different combinations of switch positions are used to trigger different calibration programs You may be. The control block 61 also selects and stores a calibration value in the memory M1. It is preferable to have a value selection control to do this.   The processing circuit preferably also has a display 60. For example, the water content In some embodiments that display temperature and temperature values, the display is an alphanumeric display. Consists of a ray. For example, whether one or more thresholds have been exceeded In another embodiment to indicate whether the display is a 1 without an alphanumeric display, It consists of one or more indicator lamps or LEDs. Yet another In an embodiment, the display includes both an alphanumeric display and an indicator LED. It is composed of If the display consists of an alphanumeric display, the control The lock 61 has a display adjustment control for adjusting a display value at the time of calibration. Is preferred. The display also provides calibration status information during calibration. It is preferable to have one or more configuration LEDs that inform the data.   The present invention provides a microcontroller and a calibration program for calibrating a sensor. It is not limited to using a system. Analog or equivalent Alternatively, a digital circuit configuration is also within the scope of the invention. For example, the processing circuit may include a water sensor and One or more analog or digital comparisons to calibrate and / or temperature sensors It may have a positive / sub circuit. The calibration program or sub-circuit may be It may be combined with any of the embodiments of the stem.   Switch or jumper to access moisture and temperature calibration program Par, display adjustment controls (if any), and value selection controls Preferably, it is an internal component of the water detection system. That is, the calibration component is On the circuit board in the housing of the water detection system. Other alternative embodiments In that case, the calibration component may be external. However, its calibration configuration Since the elements are preferably accessed only during calibration, these components are: It would be more practical to be inside.   To accurately calibrate the water sensor, the water sensor probe must be Preferably, it is inserted into a medium that accurately provides a known constant% RH. preferable In an embodiment, the two calibration media define two different reference points for the% RH calibration. Used to provide. A typical calibration medium suitable for% RH calibration is a saturated salt solution. A humidity cell that produces a known constant% RH in the air above the salt solution in a closed container. Have The container has a connector to allow the insertion of the water sensor probe. Data. According to a preferred embodiment, a saturated salt solution of lithium chloride is provided, 11. At 5 ° F. A calibration cell giving a% RH of 3% was used for one of the reference points. Can be Have saturated sodium chloride solution and 75. Give 3%% RH A calibration cell can be used as another reference point when performing a% RH calibration.   The present invention provides a lithium chloride solution, a sodium chloride solution, or a saturated salt solution. The use of the provided calibration cell is not limited. Any medium giving an accurate% RH value Can also be used with the present invention. In another option, the water sensor should give 0%% RH. Alternatively, it may be heated to remove substantially all of the water from the sensor probe. 0% % RH is used to calibrate the water sensor by zeroing the probe, as described below. Can be used.   FIG. 12 illustrates a program for an operator to program according to a preferred embodiment of the present invention. 5 illustrates the operation of the moisture content calibration program, including the step of providing input of the following. To initiate the moisture content calibration program, the operator of the sensor must perform a first calibration. On the circuit board to start the program stored in memory to obtain the measured value of Set the appropriate jumpers or switches in place. Next, the operator Places a water sensor probe in a calibration medium to provide a first reference% RH value . For example, the first calibration medium is at 75 degrees Fahrenheit. Salt giving 3%% RH It may be composed of a lithium oxide calibration cell. The program is displayed on the display (Fig. 5 And the calibration LED above flashes to show the% R of the calibration medium. Indicates that H is not stable. The program analyzes the water sensor output voltage. For example, by measuring the fluctuation in the output voltage of the water sensor, Sex can be determined.   In an embodiment of the water detection system having an alphanumeric display, the operator: To adjust the reading of the number on the display to be equal to the known% RH Use the display adjustment controls (illustrated in FIG. 11). Provision of alphanumeric displays Thus, it is easy to adjust the water detection system for use with any calibration media To Alternatively, in embodiments without an alphanumeric display, a particular calibration medium A known% RH is programmed into memory in advance. Alphanumeric display In embodiments that do not have a pre-programmed Choose a calibration medium with a% RH corresponding to the value. Therefore, some embodiments No display adjustment is required.   When the output voltage of the water sensor becomes stable, for example, when the output voltage fluctuates When it is in the box, the program stops blinking the LED and the operator Wait to store the voltage and display value. The operator selects the value selection control By operating, the% RH value of the medium and the sensor output voltage are input to the memory device. Some Does not automatically record the water sensor output voltage when the output is stable. Good. The program allows the operator to store the first water sensor output voltage. It is preferable to block the output voltage until it becomes stable.   The program stores the first% RH value and the corresponding water sensor output voltage in memory. After recording, the operator preferably operates to record a second measurement for calibration. Execute another routine. To begin the second routine, the operator Operate the appropriate jumpers or controls on the circuit board. The operator Preferably, a second calibration medium having a second known% RH different from the first known% RH Place the water sensor probe in the body. For example, the second calibration medium is 75 degrees Fahrenheit. 75. In a calibration cell with a saturated sodium chloride solution giving a known% RH of 3% It may be configured. The program will again wait until the% RH in the calibration cell has stabilized. To flash the calibration LED.   In embodiments with an alphanumeric display, the operator can then adjust the display Using the control, set the number on the display equal to the second known% RH I do. Alternatively, in embodiments without an alphanumeric display, the second known% RH is pre-programmed into memory. Do not have an alphanumeric display In a preferred embodiment, the operator preferably selects the pre-programmed value The second calibration medium is selected to correspond to   When the% RH is stable, the program stops blinking the LED. program Then, the operator sets the second water sensor output voltage and the second known% R Wait to store a second display value equal to H. When the LED stops blinking, the operating The data operates the value selection control to change its second known% RH and second water The sensor output voltage is stored in the memory. Or, when the output is stable, May automatically record the water sensor output voltage. The program is an operator Prevents the second water sensor output voltage from being stored until the output voltage stabilizes. Preferably.   Once the first and second known% RH and the corresponding first and second water The sensor output voltage is stored in the memory. The program calculates the calibration factor, The calibration factor is stored in a memory device. What to calculate the calibration factor Methods are also within the scope of the invention. For example, the program sets the water sensor output voltage to% RH One or more constants or coefficients for adjusting the voltage conversion algorithm to convert to A statistical analysis, for example, a linear regression analysis, may be used for the calculation. The program After calculating the calibration factor, the program stores the calibration factor in memory. Billion. After the program stores the calibration factors, the operator Verify the calibration by inserting the probe into both the low% RH media and the It is preferable to make sure that you can read the correct value for each medium.   The present invention is limited to using two% RH measurements to calibrate a water sensor. Not determined. More or less measurements are within the scope of the invention. The present invention Use at least two measurements, for example, high and low, and then intermediate Calculate high and low calibration factors where typical calibration factors will be extrapolated By doing so, the accuracy of the calibration is preferably increased.   According to another aspect, the present invention provides, in addition to a circuit configuration and method for moisture content calibration, It is preferable to have a circuit configuration and method for temperature calibration. Or some of the invention Some embodiments have circuitry and methods for moisture content calibration and not for temperature calibration. You may. Yet another embodiment of the present invention is a circuit configuration and method for temperature calibration only. May be provided. In a preferred embodiment having a temperature calibration circuit configuration and method, Temperature calibration is performed according to the temperature calibration program stored in the memory. This is done by rollers. FIG. 13 illustrates the operation of the embodiment of the temperature calibration program. Is a flowchart in which an operator gives an input to the program. Steps.   To perform a temperature calibration, the operator must use appropriate jumpers or Sets the switch in place. The program then allows the operator Wait to select a scale unit for temperature calibration, for example, Celsius or Fahrenheit. One. Another jumper or switch selects the appropriate scale unit for temperature calibration. Can be used to select The program then proceeds to Fahrenheit / Celsius and Calibration LE Make D blink. The operator has an external temperature measuring device, such as a calibrated thermometer Is placed near the probe to measure the temperature of the probe. The operator is Adjust the display adjustment control on the display to adjust the displayed temperature to the external temperature Set equal to the temperature measured by the instrument. Measurement temperature is stable, for example, If the output voltage fluctuation is within the predetermined allowable range, the program stops blinking the LED. Wait for input from the operator. When the LED stops blinking, the operator Operate the selection control to store the temperature value and the corresponding temperature sensor output voltage I do. The program tells the operator to store the temperature sensor output voltage. It is preferred to block until the force stabilizes. The program calculates the temperature calibration factor Calculate and store it in memory. The operator would then, for example, Change the temperature of the probe by heating or cooling, Read the temperature and use an external temperature measurement device to check the displayed temperature. It is preferable to check the correctness.   The illustrated temperature calibration program uses a single temperature measurement to calibrate a temperature sensor. However, the present invention is not so limited. For example, the temperature calibration program Temperature calibration may be performed using two or more temperature measurements.   By providing a water content and temperature calibration program, embodiments of the present invention An alternative water detection system reduces the need for complex external calibration equipment. Calibration is The measurement can be performed on the spot at the place of departure, and the measurement accuracy increases.   In another embodiment of the water detection system, the processing circuit is in a separate unit from the sensor Can be configured. For example, the processing circuit processes outputs from a plurality of sensors. It can be configured with a portable unit designed to be. The sensor has a water content It may be attached to a device that uses the liquid being detected. For example, a water sensor Connected to the transmission housing of the helicopter to measure the moisture content of the shifting fluid. May be combined. The processing circuitry is used to detect when the helicopter is on the ground An inductive or direct electrical connection to the sensor to process the output signal Could be combined. In this configuration, the processing circuitry is free of vibrations and extremes experienced during flight. No exposure to harsh operating environments due to extreme temperatures. The portable processing circuit Also, harsh operating environments for vehicles other than helicopters, for example, processing circuits, Will have or have power, space or weight limitations It can measure the water content of liquids on ships and on ground vehicles. Ah Would. The portable processing circuit is backed up so that it can be used in environments where external power is not available. It is preferably a battery drive.   In embodiments where the sensor probe is separate from the processing circuitry, The sensor housing allows the processing circuitry to communicate with an external probe. -It is preferable to have an interface. The sensor interface is It may be constituted by a cable, an antenna, or any other means suitable for communication.   In yet another optional embodiment, a processing circuit, a water sensor, and a temperature sensor May be constituted by a portable unit. Such a unit Then, the processing circuit can use any of the sub-circuits described above, for example, a comparison sub-circuit, It may include a conversion sub-circuit, a temperature compensation sub-circuit, and / or a calibration sub-circuit.   The water detection system according to the present embodiment is driven by a battery to increase portability. It is preferred that In a most preferred embodiment, the water detection system has 9 volts. Powered by a non-rechargeable battery. Use of 9 volt non-rechargeable battery Is preferred because such batteries are inexpensive and readily available. However, Any type of power supply suitable for driving a water detection system is within the scope of the invention. An example For example, the water detection system may be driven using a solar cell.   The water detection system according to the present embodiment also includes a display for displaying moisture content information. It is preferred to have a spray. This embodiment is preferably battery-powered. Therefore, the display is a low power display such as a liquid crystal display Is preferred. The display shows a number indicating the water content and temperature, and "% R It is preferable to be able to display labels such as "H", "ppm", "° C", and "° F". However However, the present invention is not limited to using a liquid crystal display. Low power operation Any display suitable for operation is within the scope of the invention. For example, the display May be configured with an analog meter.   The water detection system according to any of the previously described embodiments also provides the desired water content in the liquid. Can be used to maintain levels. For example, with a hydraulic fluid such as aqueous glycol It would be desirable to maintain a ratio of water to glycol. ethylene • In glycol / water solutions, water evaporates faster than ethylene glycol. As a result, the ratio of water to ethylene glycol will change over time. Ro U. The proportion affects the properties of hydraulic fluid such as boiling point, freezing point, flameproofing ability, etc. In some hydraulic systems, water has a certain ratio to ethylene glycol It is desired to maintain. Accordingly, any of the previously described embodiments of the water detection system These also detect the water content of the hydraulic fluid and provide an output signal to add water to the hydraulic fluid. Can be used to generate a signal. Water is driven by a valve coupled to the hydraulic fluid system. Automatically, or until the ratio is within the desired value range. Therefore, it may be added manually.   According to a further aspect of the present invention, a water detection system according to any of the previously described embodiments. Also remove one or more external devices, such as purifiers to remove water and other contaminants from the liquid. It may be combined with the device. For example, the water detection system according to FIGS. To provide a liquid cleaning system controlled by a temperature compensated moisture content threshold , May be combined with a purifier. Alternatively, for example, as shown in FIG. Liquid with water detection system without sub-circuit controlled by% RH water content data It may be combined with a purifier to provide a cleaning system. In yet another option, For example, between the temperature-compensated data and% RH as shown in FIGS. Switchable water detection system has both% RH and ppm measurability It may be combined with a purifier to provide a liquid cleaning system.   The purifier according to the present embodiment can be any type of water suitable for removing water from a liquid. A purifier is also possible. For example, the purifier may be a turntable purifier, a nozzle purifier or It may be constituted by a tower purifier. For removing water and other contaminants from liquids A suitable typical turntable fluid purifier is the “Fluid to Koslow” U.S. Pat. No. 4,604, entitled "Fluid Purifier" No. 109 and Lunkquist et al. Against) Patent for Fluid cleaner and method for purifying fluid contaminated with volatile contaminants (Fluid Purifier and Method for Purif Ying Fluid Contained with a Volat US Patent No. 5,133,88, entitled "Ile Containant"). No. 0, the disclosures of which are incorporated herein by reference. . A turntable fluid purifier suitable for use with this embodiment includes a fluid housing, So At least one turntable inside the housing of the fluid, a fluid inlet, a steam outlet, and a fluid With an outlet. In operation, fluid contaminated with water passes through the fluid inlet to the housing And contacts at least one of the turntables. After touching the board, its contaminated Fluid flows outward from the board in the form of droplets that move toward and contact the inner wall of the housing. It is thrown out radially. The water present in the fluid evaporates during the movement of the droplets, Exit the housing through the air outlet. The cleaned droplets coalesce and form the housing. Down the inner wall, through the fluid outlet and out of the housing. Clean particle filter Placed upstream of the purifier to remove large particles from the fluid before it enters the purifier. It is preferably removed. A second filter to remove small particles from the fluid May be located upstream or downstream of the purifier.   Tower fluid purifiers suitable for use with this embodiment can be used to convert fluids such as oil to water, etc. Has a vacuum tower chamber maintained under vacuum to remove any contaminants You. A vacuum pump creates a vacuum that draws contaminated fluid into the purifier. fluid Enters the purifier through the inlet valve and proceeds through the heater. Fluid is vacuum Enter the vacuum tower chamber through the inlet at the top of the water chamber. A regulating valve regulates the flow of fluid into the chamber. Fluid in chamber It flows downward through the internal dispersion material. As a result, a table per unit volume of fluid The area increases.   Free and dissolved air, liquid and gas maintain a vacuum inside the chamber By exposing the fluid to the low relative humidity atmosphere Removed from fluid. The low pressure in the chamber draws outside air into the chamber. The air enters the purifier through filters and throttles. The air is cha Into the chamber through the air inlet at the bottom of the Go upside down. Water and gases are removed from the fluid into the airflow above it. Removed and exits at the top of the chamber. Oil mist at the top of the chamber A filter separates the oil from the air. Excess oil is removed from the oil mist fill From the chamber to the bottom of the chamber. The cleaned oil is located at the bottom of the chamber. Collected in. A drain pump removes the cleaned oil and stores it in a storage container, Alternatively, return to a clean system.   Nozzle fluid purifiers suitable for use with this embodiment have a vacuum chamber. I do. The spray nozzle located at the top of the vacuum chamber is a thin film With the area, the fluid is jetted into the chamber in a conical shape. Vacuum pump cleans Is maintained at a predetermined vacuum to optimize the vacuum chamber for a particular application. You. Air enters the vacuum chamber through a filter and a restrictor. That fill Removes contaminants from the air. The diaphragm draws air inside the chamber To about three times its outside volume. As a result, the relative humidity inside the chamber The degree is about 1/3 of the outside air level.   Gases and water vapor move from the fluid surface to the air flowing upwards, Causes the fluid to dry and degas. Air and pollutants are oil missed Exit the chamber through the separator and exit to the atmosphere. Cleansed Fluid is collected at the bottom of the chamber. The discharge pump is used to clean the cleaned fluid To the storage container or system that has been cleaned.   One example of a liquid cleaning system embodying the present invention is illustrated in FIG. According to the illustrated embodiment, the system includes a purifier 40 for removing water from the liquid. And the like. Purifier 40 activates the purifier; and It may have a control circuit 44 for deactivating. The processing circuit 5 controls the operation and operation of the purifier. And its control circuit for controlling the inactivation. The processing circuit 5 Any of the detection circuits including any of the sub-circuits in the above-described embodiments may be used. . The processing circuit is physically integrated with the cleaning control circuitry, or May be separated from it. In a preferred embodiment, the processing circuit 5 comprises a purifier 40 Although it is separated from the portable unit, the portable unit can communicate with the purifier 40. example For example, the embodiment of FIG. 3 has a relay that can control the purifier 40.   In order to detect the water content and temperature of the liquid being cleaned, The system preferably has a water sensor 2 and a temperature sensor 4. Alternatively, the temperature The sensor 4 may be omitted. The sensors 2, 4 are, for example, inserted into a liquid storage container. And may be coupled to a liquid. Alternatively, the sensors 2, 4 are located in the purifier Alternatively, it may be coupled to a conduit upstream or downstream of the purifier 40.   To filter particulate contaminants from the liquid, the system includes a filter 42. Is preferred. In a preferred embodiment, the filter 42 is a Pall Corp. 42 may be integrated into or separate from the purifier. For example , The filter may be located upstream, downstream, or within the purifier 40. In the illustrated embodiment, the filter 42 is located downstream from the purifier.   In operation, the purifier provides a liquid storage container, such as an oil, for purifying the liquid. -It may be connected to a drum. The water sensor 2 detects the water content of the liquid. If the water content exceeds a first predetermined level, eg, a turn-on level Then, the processing circuit 5 sends a signal to the control circuit 44 to operate the purifier 40. The purifier has ON and OFF water content as discussed in the embodiment of FIG. Preferably lower than the turn-on level to prevent vibration between states It operates until it falls below the predetermined level of 2. It is preferable to use two thresholds, Activation and deactivation of a purifier using a single threshold is also within the scope of the invention.   In embodiments where the processing circuit includes a timer circuit, the purifier may be configured to allow moisture to reach an acceptable level. Below and may operate to remove particulate contaminants from the liquid. . The timer circuit causes the purifier to operate for a predetermined time period. For example , If the water content falls below an acceptable level before the time period expires, Purifiers can still be used when water removal is needed to remove particulate contaminants. Continue to work over time. The time required for water removal is greater than its predetermined time period If not, the purifier will operate over a period of time for its particle filtration. U. As described above, the liquid cleaning system according to the present embodiment is configured to convert water into water and particulates. Reliably removes both contaminants.   The purifier may, as described above, respond to a signal from a water sensor and / or a timer. Automatically activated and deactivated, but other than controlling the purifier using the water sensor Is also within the scope of the invention. For example, purifiers allow operators to clean liquids. It may be activated by starting. The water sensor 4 detects the water content of the liquid at a predetermined level. The purifier may be deactivated when it falls below the bell. In another option, the water content The water sensor activates the purifier when it is above a certain level and after a certain time period Alternatively, the operator may deactivate the purifier. Alternatively, a water sensor cleans the water content. Display to the purifier operator, who according to the indicated level , The purifier may be activated or deactivated. Purifier accelerates cleaning process In embodiments having a heater to provide the water, When the water content is above or below one or more predetermined levels, Can be used to activate and deactivate the Therefore, cleansing Water sensors can be combined in any way with the purifier to control the process Within the scope of the invention.   The liquid cleaning system according to the present invention is portable and online I.e., real-time and, preferably, in-line, water detection and liquid Preferably it is suitable for body cleansing. Combination of sensor, processing circuit and purifier Cleaning is performed by detecting the water content of the liquid while cleaning it. Increase system efficiency. Perform laboratory tests such as Karl Fischer analysis The need is reduced. The combination of detection and cleaning makes this embodiment a number of separate Make the container particularly suitable for operations that require cleaning. Because the individual containers This is because the time required to clean the liquid in the space is reduced.   Although the invention has been described in some detail by way of illustration and example, the invention has been described in detail Various modifications and alternative forms are possible and are limited to the specific embodiments described above. It should be understood that this is not done. These particular embodiments limit the invention. On the contrary, the invention is not intended to It should be understood that it encompasses shapes, equivalents, and options.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 60/074,315 (32)優先日 平成10年2月11日(1998.2.11) (33)優先権主張国 米国(US) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),CA,JP,U S (72)発明者 ゲッデ,ジョン・エム アメリカ合衆国ニューヨーク州11705,ベ イポート,スネッドコア・アベニュー 138 (72)発明者 ドルフ,ダグラス・アール アメリカ合衆国ニューヨーク州11709,ベ イヴィル,オーク・ポイント・ドライブ・ ウエスト 10 (72)発明者 リパリ,チャールズ・ピー アメリカ合衆国ニューヨーク州11777,ポ ート・ジェファーソン,ナディア・コート 119────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (31) Priority claim number 60 / 074,315 (32) Priority Date February 11, 1998 (Feb. 11, 1998) (33) Priority country United States (US) (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I T, LU, MC, NL, PT, SE), CA, JP, U S (72) Inventors Gedde, John M             11705, New York, United States             Iport, Snedcore Avenue             138 (72) Inventor Dorf, Douglas R.             11709, New York, United States             Evil, Oak Point Drive             West 10 (72) Inventor Lipari, Charles P             11777, New York, United States             To Jefferson, Nadia Court               119

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1. 液体に結合されて前記液体の水含有量を示す第1の値を有する第1の信号 を生成することができる水センサと、 前記水センサに結合され、前記第1の値と少なくとも一つの所定の閾値との間 の関係に従って出力信号を生成するように配列された処理回路と、 から成る液体中の水を検知する水検知システム。 2. 前記処理回路が、前記第1の値を前記所定の閾値と比較して少なくとも一 つの比較結果を生成する比較副回路を含む請求項1に記載のシステム。 3. 前記液体に結合され、前記液体の温度を示す第2の値を有する第2の信号 を生成することができる温度センサをさらに含み、前記温度センサが前記処理回 路に結合される請求項1に記載のシステム。 4. 前記処理回路が、前記温度センサに結合されて前記第2の信号に応答して 前記所定の閾値を変える請求項3に記載のシステム。 5. 前記処理回路が、前記所定の閾値を変えることにより温度補償を行う請求 項4に記載のシステム。 6. 前記処理回路が、第1の所定の閾値と第2の所定の閾値とを格納し、また は発生し、前記第1の所定の閾値が前記第2の所定の閾値より小さい請求項2に 記載のシステム。 7. 前記比較副回路が、前記第1の値と、前記第1の所定の閾値および前記第 2の所定の閾値との間の関係に従って、複数の比較結果を生成する請求項6に記 載のシステム。 8. 前記比較副回路が、前記第1の値が前記第1の所定の閾値より小さい時に 、第1の比較結果を生成し、前記第1の値が前記第1の所定の閾値と前記第2の 所定の閾値との中間である時に、第2の比較結果を生成し、さらに、前記第1の 所定の閾値が前記第2の所定の閾値より大きい時に、第3の比較結果を生成する 請求項7に記載のシステム。 9. 前記処理回路が、前記比較副回路に結合された出力副回路であって、前記 第1の比較結果に応答して第1の出力信号を生成し、前記第2の比較結果に応答 して第2の出力信号を生成し、さらに、前記第3の比較結果に応答して第3の出 力信号を生成する前記出力副回路をさらに含む請求項8に記載のシステム。 10. 前記比較副回路に結合されたリレーをさらに含む請求項2に記載のシス テム。 11. 前記処理回路が、前記リレーに結合されたタイマーを含む請求項10に 記載のシステム。 12. 液体に結合されて前記液体の相対的な水含有量を示す第1の値を有する 第1の信号を生成することができる水センサと、 前記液体に結合されて前記液体の温度を示す第2の値を有する第2の信号生成 することができる温度センサと、 前記水センサと前記温度センサに結合されて、前記第1の信号と前記第2の信 号に応答して、前記液体の絶対的な水含有量を示す第3の値を有する第3の信号 を生成する処理回路と、 から成る液体中の水を検知する水検知システム。 13. 前記処理回路が前記第1、第2、および第3の値を表示するディスプレ イを含む請求項12に記載のシステム。 14. 前記第1、第2、および第3の値の間で前記ディスプレイを切換えるス イッチをさらに含む請求項13に記載のシステム。 15. 前記処理回路が、前記第3の値を前記第1と第2の値に関係付けるルッ クアップ・テーブルを格納するメモリ装置を含む請求項12に記載のシステム。 16. 前記処理回路が、前記第3の値を前記第1と第2の値に関係付けるアル ゴリズムを格納するメモリ装置を含む請求項12に記載のシステム。 17. 液体に結合されて前記液体の水含有量を示す第1の値を有する第1の信 号を生成することができる水センサと、 前記第1の信号を受取り、前記第1の信号から電気的に分離された第2の信号 を生成する雑音分離副回路を含む、前記水センサに結合された処理回路とから成 る液体中の水を検知する水検知システム。 18. 液体に結合されて前記液体の水含有量を示す第1の値を有する第1の信 号を生成することができる水センサと、 前記水センサに結合されて、少なくとも一つの出力信号を生成する処理回路と 、 前記センサ回路に結合されて、前記出力信号に応答して前記液体から水を取除 く清浄器と、 から成る液体から水を検知し取除く液体浄化システム。 19. 前記清浄器が、回転ディスク清浄器、ノズル清浄器、およびタワー清浄 器の少なくとも一つを含む請求項18に記載のシステム。 20. 前記液体から粒子を除去するために、前記清浄器に機能的に関連する粒 子フィルターをさらに含む請求項18に記載のシステム。 21. 前記処理回路が第1と第2の閾値を含む比較副回路を含み、前記第2の 閾値が前記第1の閾値より大きく、前記比較副回路が、前記第1の値が前記第1 の閾値より大きい時に、第1の出力信号を生成し、前記第1の値が前記第1と第 2の閾値との間にある時に、第2の出力信号を生成し、前記第1の値が前記第2 の閾値より大きい時に、第3の出力信号を生成し、さらに、 前記清浄器が、前記第3の出力信号に応答して作動され、前記第1の出力信号 に応答して作動を止められる請求項18に記載のシステム。 22. 液体に結合されて前記液体の水含有量を検出することができる水センサ と、 前記水センサを電子的に較正するために、前記水センサに結合された水センサ 較正副回路を含む処理回路と、 から成る液体中の水を検知する水検知システム。 23. 前記液体に結合されて前記液体の温度を検知することができる温度セン サをさらに含み、さらに前記処理回路が、前記温度センサを電子的に較正するた めに、前記温度センサに結合された温度較正副回路をさらに含む請求項22に記 載のシステム。 24. 前記水センサと前記処理回路が携帯ユニットを含む請求項22に記載の システム。 25. 前記携帯ユニットがバッテリーで給電される請求項24に記載のシステ ム。 26. 液体に結合されて前記液体の水含有量を検知することができる水センサ と、 前記液体に結合されて前記液体の温度を検知することができる温度センサと、 前記温度センサを較正するために、前記温度センサに結合された温度較正副回 路を含む処理回路と、 から成る液体中の水を検知する水検知システム。 27. 前記処理回路が、前記水センサを電子的に較正するために、前記水セン サに結合された水センサ較正副回路をさらに含む請求項26に記載のシステム。 28. 液体の相対的な水含有量値を検知すること、 前記液体の温度を検知すること、 前記相対的な水含有量値を絶対的な水含有量値に電子的に変換すること、 から成る液体中の水を検知する方法。 29. 前記相対的な水含有量値を絶対的な水含有量値に電子的に変換すること が、ルックアップ・テーブルを使用することを含む請求項28に記載の方法。 30. 前記相対的な水含有量値を絶対的な水含有量値に電子的に変換すること が、アルゴリズムを使用することを含む請求項29に記載の方法。 31. 液体の水含有量を検知すること、 前記水含有量を示す信号を生成すること、 前記水含有量を示す信号に応答して、前記液体から水を除去するために清浄器 を作動させること、 から成る液体から水を除去する方法。 32. 水センサ・プローブを使用して第1の既知の水含有量値を有する第1の 媒体の水含有量を測定して第1の出力信号を生成すること、 前記水センサ・プローブを使用して第2の既知の水含有量値を有する第2の媒 体の水含有量を測定して第2の出力信号を生成すること、 前記第1と第2の既知の水含有量値、および前記第1と第2の出力信号を使用 して、前記水センサを電子的に較正すること、 から成る水センサを較正する方法。 33. 第1の表示された水含有量値を、前記第1の既知の水含有量値に等しく なるように調整すること、 第2の表示された水含有量値を、前記第2の既知の水含有量値に等しくなるよ うに調整すること、 前記水センサを電子的に較正することが前記第1と第2の表示された水含有量 値を使用すること、 から成る請求項32に記載の方法。 34. 外部装置を使用して、温度センサ・プローブの温度を測定すること、 前記外部装置で測定された温度を使用して、前記温度センサを電子的に較正す ること、 から成る水検知システムで使用される温度センサを較正する方法。 35. 前記温度センサを電子的に較正することが、表示された温度値を前記外 部装置で測定された値に等しくなるように調整することを含む請求項34に記載 の方法。 36. 液体に結合されて前記液体の水含有量を示す信号を生成することができ る水センサと、 前記信号に応答して前記水含有量を視覚的に示す、前記水センサに結合された ディスプレイと、 前記ディスプレイに供給される電力が変動する時に、前記ディスプレイの実質 的に一定な知覚発光強度を維持するために前記ディスプレイに結合された光強度 制御回路と、 から成る液体中の水を検知する水検知システム。 37. 相対的な水含有量から絶対的な水含有量に変換するために水センサをプ ログラムする方法であって、 液体のサンプルを得ること、 水センサ・プローブを使用して、前記サンプルの第1の相対的な水含有量を決 定すること、 前記サンプルに所定量の水を加えること、 前記水センサ・プローブを使用して、前記サンプルの第2の水含有量値を決定 すること、 前記第1と第2の相対的な水含有量値および前記加えられた所定量の水に基づ いて前記液体の飽和レベルを計算すること、 前記液体の相対的な水の一定値から絶対的な水の一定値に変換するために、変 換ファクターとして前記飽和レベルを格納すること、 から成る水センサをプログラムする方法。[Claims] 1. A first signal coupled to the liquid and having a first value indicative of a water content of the liquid; A water sensor capable of producing a   Coupled to the water sensor and between the first value and at least one predetermined threshold A processing circuit arranged to generate an output signal according to the relationship A water detection system that detects water in liquids consisting of: 2. The processing circuit compares at least the first value with the predetermined threshold value, and The system of claim 1, including a comparison sub-circuit that generates two comparison results. 3. A second signal coupled to the liquid and having a second value indicative of a temperature of the liquid Further comprising a temperature sensor capable of generating The system of claim 1 coupled to a road. 4. A processing circuit coupled to the temperature sensor and responsive to the second signal; 4. The system according to claim 3, wherein the predetermined threshold is changed. 5. The processing circuit performs temperature compensation by changing the predetermined threshold. Item 5. The system according to Item 4. 6. The processing circuit stores a first predetermined threshold and a second predetermined threshold; Occurs, wherein the first predetermined threshold is smaller than the second predetermined threshold. The described system. 7. The comparison sub-circuit is configured to determine the first value, the first predetermined threshold, and the 7. The method according to claim 6, wherein a plurality of comparison results are generated according to a relationship between the second comparison threshold and the second predetermined threshold. On-board system. 8. The comparing sub-circuit is configured to determine when the first value is smaller than the first predetermined threshold. Generating a first comparison result, wherein the first value is equal to the first predetermined threshold and the second Generating a second comparison result when being intermediate with a predetermined threshold value; Generating a third comparison result when the predetermined threshold is greater than the second predetermined threshold The system according to claim 7. 9. The processing circuit is an output sub-circuit coupled to the comparison sub-circuit, Generating a first output signal in response to a first comparison result and responding to the second comparison result; To generate a second output signal, and further, in response to the third comparison result, a third output signal. The system of claim 8, further comprising the output sub-circuit generating a force signal. 10. 3. The system of claim 2, further comprising a relay coupled to said comparison sub-circuit. Tem. 11. The method of claim 10, wherein the processing circuit includes a timer coupled to the relay. The described system. 12. Has a first value associated with the liquid to indicate the relative water content of the liquid A water sensor capable of generating a first signal;   Generating a second signal having a second value coupled to the liquid and indicative of a temperature of the liquid; A temperature sensor that can   The first signal and the second signal are coupled to the water sensor and the temperature sensor. A third signal having a third value indicative of an absolute water content of the liquid in response to the signal A processing circuit for generating A water detection system that detects water in liquids consisting of: 13. A display for displaying the first, second, and third values by the processing circuit; 13. The system of claim 12, comprising: a. 14. A switch for switching the display between the first, second, and third values. 14. The system of claim 13, further comprising a switch. 15. A processing circuit for associating the third value with the first and second values; The system of claim 12, including a memory device for storing the backup table. 16. The processing circuit is an algorithm for associating the third value with the first and second values. 13. The system of claim 12, including a memory device for storing the algorithm. 17. A first signal coupled to the liquid and having a first value indicative of a water content of the liquid; A water sensor capable of generating a signal;   A second signal receiving the first signal and electrically separated from the first signal; A processing circuit coupled to the water sensor, the processing circuit including a noise isolation sub-circuit for producing Water detection system that detects water in liquids. 18. A first signal coupled to the liquid and having a first value indicative of a water content of the liquid; A water sensor capable of generating a signal;   A processing circuit coupled to the water sensor to generate at least one output signal; ,   Coupled to the sensor circuit to remove water from the liquid in response to the output signal And a purifier, A liquid purification system that detects and removes water from the liquid consisting of: 19. The purifier comprises a rotating disc purifier, a nozzle purifier, and a tower purifier. 19. The system of claim 18, comprising at least one of the vessels. 20. Particles operatively associated with the purifier to remove particles from the liquid 20. The system of claim 18, further comprising a child filter. 21. The processing circuit includes a comparison sub-circuit including first and second thresholds; A threshold is greater than the first threshold, and the comparing sub-circuit determines that the first value is A first output signal is generated when the first value is greater than the threshold Generating a second output signal when the first value is between the second threshold value and the second output signal. Generating a third output signal when greater than a threshold of   The purifier is activated in response to the third output signal, and wherein the first output signal is 20. The system of claim 18, wherein the system is deactivated in response to. 22. Water sensor coupled to a liquid and capable of detecting the water content of the liquid When,   A water sensor coupled to the water sensor for electronically calibrating the water sensor A processing circuit including a calibration sub-circuit; A water detection system that detects water in liquids consisting of: 23. A temperature sensor coupled to the liquid and capable of detecting a temperature of the liquid; And a processing circuit for electronically calibrating the temperature sensor. 23. The apparatus of claim 22, further comprising a temperature calibration sub-circuit coupled to said temperature sensor. On-board system. 24. 23. The water sensor of claim 22, wherein the water sensor and the processing circuit include a portable unit. system. 25. The system of claim 24, wherein the portable unit is powered by a battery. M 26. Water sensor coupled to a liquid and capable of detecting the water content of the liquid When,   A temperature sensor coupled to the liquid and capable of detecting the temperature of the liquid;   A temperature calibration sub-circuit coupled to the temperature sensor to calibrate the temperature sensor; A processing circuit including a path; A water detection system that detects water in liquids consisting of: 27. The processing circuit is adapted to electronically calibrate the water sensor. 27. The system of claim 26, further comprising a water sensor calibration sub-circuit coupled to the sensor. 28. Detecting the relative water content value of the liquid;   Detecting the temperature of the liquid,   Electronically converting the relative water content value to an absolute water content value; A method for detecting water in a liquid comprising: 29. Electronically converting the relative water content value to an absolute water content value The method of claim 28, wherein using a look-up table. 30. Electronically converting the relative water content value to an absolute water content value 30. The method of claim 29, wherein using an algorithm. 31. Detecting the water content of the liquid,   Generating a signal indicative of the water content;   A purifier to remove water from the liquid in response to the signal indicative of the water content Actuating the Removing water from a liquid comprising: 32. A first sensor having a first known water content value using a water sensor probe Measuring the water content of the medium to generate a first output signal;   A second medium having a second known water content value using the water sensor probe Measuring the water content of the body to generate a second output signal;   Using the first and second known water content values and the first and second output signals Electronically calibrating the water sensor, A method for calibrating a water sensor comprising: 33. Make the first displayed water content value equal to said first known water content value To be adjusted,   The second displayed water content value is equal to the second known water content value. Adjustment,   Electronically calibrating the water sensor comprises the first and second indicated water contents. Use values, 33. The method of claim 32, comprising: 34. Measuring the temperature of the temperature sensor probe using an external device,   Electronically calibrate the temperature sensor using the temperature measured by the external device. That A method for calibrating a temperature sensor used in a water sensing system comprising: 35. Electronically calibrating the temperature sensor causes the displayed temperature value to be 35. The method of claim 34, comprising adjusting to be equal to the value measured at the external device. the method of. 36. Coupled to a liquid to produce a signal indicative of the water content of said liquid. Water sensor,   Coupled to the water sensor, which visually indicates the water content in response to the signal Display and   When the power supplied to the display fluctuates, the display Light intensity coupled to the display to maintain a consistently constant perceived light intensity A control circuit; A water detection system that detects water in liquids consisting of: 37. Push the water sensor to convert from relative water content to absolute water content Is a method of programming   Obtaining a liquid sample,   Using a water sensor probe, determine a first relative water content of the sample. To determine   Adding a predetermined amount of water to the sample;   Using the water sensor probe to determine a second water content value for the sample To do,   Based on the first and second relative water content values and the added predetermined amount of water; Calculating the saturation level of the liquid   To convert from the relative water constant of the liquid to the absolute water constant, Storing the saturation level as a permutation factor; A method for programming a water sensor comprising:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004077378A (en) * 2002-08-21 2004-03-11 Somakkusu Kk Apparatus for measuring degradation of electrolytic cleaning liquid and method for evaluating degree of degradation of electrolytic cleaning liquid using the same
JP2010244815A (en) * 2009-04-03 2010-10-28 Tanita Corp Backlight device and backlight driving device
JP6093072B1 (en) * 2016-06-10 2017-03-08 一般社団法人日本海事検定協会 Moisture meter

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI110287B (en) * 1999-06-17 2002-12-31 Vaisala Oyj Method and apparatus for measuring the water content of a liquid
EP1214592A1 (en) * 1999-09-17 2002-06-19 Pall Corporation Methods and systems for counting particles and sensing water
DE102010048950A1 (en) 2010-10-19 2012-04-19 Airbus Operations Gmbh Diagnostic system and diagnostic procedure, housing component of a lubricant reservoir
CA2970284C (en) 2016-06-10 2020-06-23 Fluid Handling Llc Field configurable low water cut-offs
EP3587203B1 (en) * 2018-06-29 2021-08-11 Volvo Car Corporation A method and a system for estimating the water content of brake fluid in a brake system
EP3587202B1 (en) * 2018-06-29 2023-04-05 Volvo Car Corporation System and method for determinig water content in brake fluid

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4504790A (en) * 1981-10-05 1985-03-12 The Foxboro Company Apparatus and method for determining the water content of a water-containing mixture
GB2149117A (en) * 1983-11-04 1985-06-05 Anderson Strathclyde Plc Detection of water in oil
DE3816315A1 (en) * 1988-05-13 1989-12-21 Kieninger & Obergfell Device for monitoring the hydraulic fluid in a brake system, especially a motor-vehicle brake system
DE4333540A1 (en) * 1993-10-01 1995-04-06 Lve Verfahrenselektronik Gmbh Method and arrangement for the continuous measurement of the water content of a fluid

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004077378A (en) * 2002-08-21 2004-03-11 Somakkusu Kk Apparatus for measuring degradation of electrolytic cleaning liquid and method for evaluating degree of degradation of electrolytic cleaning liquid using the same
JP2010244815A (en) * 2009-04-03 2010-10-28 Tanita Corp Backlight device and backlight driving device
JP6093072B1 (en) * 2016-06-10 2017-03-08 一般社団法人日本海事検定協会 Moisture meter
JP2017219493A (en) * 2016-06-10 2017-12-14 一般社団法人日本海事検定協会 Moisture meter

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