JP2006220580A - 水分検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検出面の清掃をし易くする。ゴミの影響を受けづらくする。小型コンパクトとする。
【解決手段】三角プリズム１９の長辺の面（第１面）１９−１を検出面とする。プリズム１９の検出面１９−１に接する一方の短辺の面（第２面）１９−２に熱電冷却素子２を設ける。プリズム１９の検出面１９−１に接する他方の短辺の面（第３面）１９−３に鏡１０を設ける。熱電冷却素子２の加熱面２−２にヒートシンク１８を取り付ける。熱電冷却素子２の中央部に中空部２−３を、ヒートシンク１８の中央部に中空部１８−１を設け、この中空部２−３および１８−１を通してステンレス製のチューブ（又はケーブル）１７を配置し、このチューブ１７の先端面をプリズム１９の第２面１９−２に接合する。チューブ１７には発光側の光ファイバ１７−１と受光側の光ファイバ１７−２とが並設されている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、検出面上に生じる被測定気体に含まれる水分を検出する水分検出装置に関するものである。

従来より、湿度測定法として、被測定気体の温度を低下させ、その被測定気体に含まれる水蒸気の一部を結露させたときの温度を測定することにより露点を検出する露点検出法が知られている。例えば、非特許文献１には、寒剤、冷凍機、電子冷却器などを用いて鏡を冷却し、この冷却した鏡の鏡面上の反射光の強度の変化を検出し、この時の鏡面の温度を測定することによって、被測定気体中の水分の露点を検出する鏡面冷却式露点計について説明されている。

この鏡面冷却式露点計には、利用する反射光の種類によって、２つのタイプがある。１つは、正反射光を利用する正反射光検出方式（例えば、特許文献１参照）、もう１つは、散乱光を利用する散乱光検出方式（例えば、特許文献２参照）である。

〔正反射光検出方式〕
図７に正反射光検出方式を採用した従来の鏡面冷却式露点計の要部を示す。この鏡面冷却式露点計１０１は、被測定気体が流入されるチャンバ１と、このチャンバ１の内部に設けられた熱電冷却素子（ペルチェ素子）２を備えている。熱電冷却素子２の冷却面２−１には銅製ブロック３を介してボルト４が取り付けられており、熱電冷却素子２の加熱面２−２には放熱フィン５が取り付けられている。銅製ブロック３に取り付けられたボルト４の上面４−１は鏡面とされている。銅製ブロック３の側部には巻線式測温抵抗体（温度検出素子）６が埋め込まれている（図９参照）。また、チャンバ１の上部には、ボルト４の上面（鏡面）４−１に対して斜めに光を照射する発光素子７と、この発光素子７から鏡面４−１に対して照射された光の正反射光を受光する受光素子８とが設けられている。熱電冷却素子２の周囲には断熱材９が設けられている。

この鏡面冷却式露点計１０１において、チャンバ１内の鏡面４−１は、チャンバ１内に流入される被測定気体に晒される。鏡面４−１に結露が生じていなければ、発光素子７から照射された光はそのほゞ全量が正反射し、受光素子８で受光される。したがって、鏡面４−１に結露が生じていない場合、受光素子８で受光される反射光の強度は大きい。

熱電冷却素子２への電流を増大し、熱電冷却素子２の冷却面２−１の温度を下げて行くと、被測定気体に含まれる水蒸気が鏡面４−１に結露し、その水の分子に発光素子７から照射した光の一部が吸収されたり、乱反射したりする。これにより、受光素子８で受光される反射光（正反射光）の強度が減少する。この鏡面４−１における正反射光の変化を検出することにより、鏡面４−１上の状態の変化、すなわち鏡面４−１上に水分（水滴）が付着したことを知ることができる。さらに、この時の鏡面４−１の温度を温度検出素子６で間接的に測定することにより、被測定気体中の水分の露点を知ることができる。

〔散乱光検出方式〕
図８に散乱光検出方式を採用した従来の鏡面冷却式露点計の要部を示す。この鏡面冷却式露点計１０２は、正反射光検出方式を採用した鏡面冷却式露点計１０１とほゞ同構成であるが、受光素子８の取り付け位置が異なっている。この鏡面冷却式露点計１０２において、受光素子８は、発光素子７から鏡面４−１に対して照射された光の正反射光を受光する位置ではなく、散乱光を受光する位置に設けられている。

この鏡面冷却式露点計１０２において、鏡面４−１は、チャンバ１内に流入される被測定気体に晒される。鏡面４−１に結露が生じていなければ、発光素子７から照射された光はそのほゞ全量が正反射し、受光素子８での受光量は極微量である。したがって、鏡面４−１に結露が生じていない場合、受光素子８で受光される反射光の強度は小さい。

熱電冷却素子２への電流を増大し、熱電冷却素子２の冷却面２−１の温度を下げて行くと、被測定気体に含まれる水蒸気が鏡面４−１に結露し、その水の分子に発光素子７から照射した光の一部が吸収されたり、乱反射したりする。これにより、受光素子８で受光される乱反射された光（散乱光）の強度が増大する。この鏡面４−１における散乱光の変化を検出することにより、鏡面４−１上の状態の変化、すなわち鏡面４−１上に水分（水滴）が付着したことを知ることができる。さらに、この時の鏡面４−１の温度を温度検出素子６で間接的に測定することにより、被測定気体中の水分の露点を知ることができる。

なお、上述した露点計においては、鏡面４−１に生じる結露（水分）を検出する例で説明したが、同様の構成によって鏡面４−１に生じる結霜（水分）を検出することも可能である。

特開昭６１−７５２３５号公報 特公平７−１０４３０４号公報 工業計測ハンドブック、昭和51.9.30、朝倉書店、Ｐ297。

しかしながら、上述した従来の鏡面冷却式露点計１０１や１０２では、結露や結霜を検出するための発光素子７や受光素子８などの光学系を鏡面（検出面）４−１の上方に設けているので、装置が大型化するばかりでなく、鏡面４−１の清掃時に光学系が邪魔になり、清掃し難かった。また、鏡面４−１にゴミなどが付着すると反射光の強度が弱まり、測定誤差が大きくなってしまうという問題があった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、検出面の清掃がし易く、ゴミの影響を受けづらい、小型コンパクトな水分検出装置を提供することにある。

このような目的を達成するために本発明は、その第１面が検出面として被測定気体に晒されるプリズムと、プリズムの内部を通して検出面を照射する発光手段と、発光手段から検出面に対して照射された光の正反射光を反射しプリズムの内部を通して検出面に戻すミラーと、このミラーによって戻された光の検出面からの正反射光を受光する受光手段と、発光手段からの光の入射面および受光手段への光の出射面とされるプリズムの第２面に設けられ当該プリズムを冷却する冷却手段と、受光手段が受光する正反射光に基づいて冷却手段によって冷却されたプリズムの検出面上に生じる水分を検出する手段とを設けたものである。

この発明によれば、被測定気体に晒されるプリズムの第１面、例えば三角プリズムの長辺の面が検出面とされ、この検出面にプリズムの内部を通して光が照射され、この検出面に照射された光すなわち検出面の裏面に照射された光の正反射光がミラーによって検出面の裏面に戻され、このミラーによって戻された光の検出面の裏面からの正反射光が受光され、この受光される正反射光に基づいて、冷却手段によって冷却されたプリズムの検出面上に生じる水分（例えば、結露や結霜）が検出される。この場合、検出面の上面には光学系を配置しなくてもよくなり、小型コンパクト化が図られると共に、検出面の清掃がし易くなる。

この発明において、プリズムの検出面に結露や結霜が生じると、発光手段から検出面の裏面に照射された光の一部がその結露や結霜を通してプリズムの外へ抜ける。このため、検出面の裏面に照射された光の正反射光が減少する。この正反射光はミラーによって検出面の裏面に戻され、ここで再び正反射し、受光手段によって受光される。この受光される光の強度変化によって検出面に生じる結露や結霜を検出することができる。特に、この発明では、ミラーで光を全反射することにより、光が検出面の裏面を２回通過することになり、光の減衰度合いが増す。また、検出面にゴミなどが付着しても、このゴミからプリズムの外へ抜ける光はないに等しい。

また、この発明において、冷却手段は発光手段からの光の入射面および受光手段への光の出射面とされるプリズムの第２面に設けられるので、すなわち発光手段や受光手段が位置するプリズムの第２面側に冷却手段が設けられるので、プリズムのミラー側の面（第３面）に冷却手段を設ける場合よりも、さらに小型コンパクト化を図ることができる。

本発明の一例として次のような構成が考えられる。例えば、冷却手段として、一方の面が低温側、他方の面が高温側とされる熱電冷却素子を用いる、この熱電冷却素子をその低温側の面をプリズムの第２面側として配置する。熱電冷却素子の高温側の面には放熱部材を取り付ける。また、熱電冷却素子および放熱部材を貫通して、発光手段と受光手段を設ける。これにより、熱電冷却素子、放熱部材、発光手段および受光手段がプリズムの第２面側に位置し、また発光手段と受光手段が熱電冷却素子および放熱部材の中空部に位置し、さらなる小型コンパクト化が図られる。

本発明によれば、プリズムの内部を通して検出面（検出面の裏面）に光を照射し、この検出面の裏面に対して照射した光の正反射光に基づいて検出面上に生じる水分を検出するようにしたので、検出面の上面に光学系を配置しなくてもよくなり、小型コンパクト化が図られると共に、検出面の清掃がし易くなる。また、検出面にゴミなどが付着しても、このゴミからプリズムの外へ抜ける光はないに等しく、ゴミの影響を受けづらくすることができるようになる。

また、本発明において、冷却手段は発光手段からの光の入射面および受光手段への光の出射面とされるプリズムの第２面に設けられるので、すなわち発光手段や受光手段が位置するプリズムの第２面側に冷却手段が設けられるので、プリズムのミラー側の面（第３面）に冷却手段を設ける場合よりも、さらに小型コンパクト化を図ることができるようになる。

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
図１はこの発明に係る水分検出装置の一実施の形態を示す鏡面冷却式露点計の概略構成図である。この鏡面冷却式露点計２０１はセンサ部２０１Ａとコントロール部２０１Ｂとを有している。

センサ部２０１Ａでは、三角プリズム（以下、単にプリズムと言う）１９を設け、このプリズム１９の長辺の面（第１面）１９−１を検出面としている。また、プリズム１９の検出面１９−１に接する一方の短辺の面（第２面）１９−２に熱電冷却素子（ペルチェ素子）２を設けている。また、プリズム１９の検出面１９−１に接する他方の短辺の面（第３面）１９−３にミラーコーティングによって鏡１０を形成している。

また、熱電冷却素子２は、その冷却面２−１をプリズム１９の第２面１９−２側として設けられており、熱電冷却素子２の冷却面２−１とプリズム１９の第２面１９−２との接合面に、例えば白金による薄膜測温抵抗体（温度検出素子）１１を形成している。また、熱電冷却素子２の加熱面２−２に円柱状のヒートシンク（放熱部材）１８を取り付けている。

また、熱電冷却素子２の中央部に中空部２−３を、ヒートシンク１８の中央部に中空部１８−１を設け、この中空部２−３および１８−１を通してステンレス製のチューブ１７を配置し、このチューブ１７の先端面をプリズム１９の第２面１９−２に接合している。なお、温度検出素子１１は、チューブ１７の先端面がプリズム１９の第２面に接するように、その対応する部分をよけた形でパターン化されている。

チューブ１７としては図２に示すような光ファイバを収容した種々のチューブＰを使用することができる。図２（ａ）では、チューブＰ中に、発光側の光ファイバＦ１と受光側の光ファイバＦ２とを並設している。チューブＰ中において、発光側の光ファイバＦ１と受光側の光ファイバＦ２の周囲は、ポッテイング剤で満たされている。図２（ｂ）では、チューブＰ中に、発光側（あるいは受光側）の光ファイバＦ１と受光側（あるいは発光側）の光ファイバＦ２１〜Ｆ２４を並行に設けている。図２（ｃ）では、チューブＰ中の左半分を発光側の光ファイバＦ１、右半分を受光側の光ファイバＦ２としている。図２（ｄ）では、チューブＰ中に、発光側の光ファイバＦ１と受光側の光ファイバＦ２とを混在させている。図２（ｅ）では、チューブＰ中の中心部を発光側（あるいは受光側）の光ファイバＦ１、光ファイバＦ１の周囲を受光側（あるいは発光側）の光ファイバＦ２としている。

この実施の形態では、チューブ１７として図２（ａ）に示されたタイプのチューブＰを使用しており、その内部に発光側の光ファイバ１７−１と受光側の光ファイバ１７−２とを有している。発光側の光ファイバ１７−１と受光側の光ファイバ１７−２の先端部（発光部、受光部）は、プリズム１９の第２面１９−２に接合され、プリズム１９の検出面１９−１の裏面（検出面裏面）１９−４に向けられている。この結果、光ファイバ１７−１からの光の照射方向（光軸）と光ファイバ１７−２での光の受光方向（光軸）とが平行とされ、また隣接して同一の傾斜角とされる。

この実施の形態において、プリズム１９の第２面１９−２と第３面１９−３とのなす角度は９０゜、検出面（第１面）１９−１と第２面１９−２とのなす角度および検出面（第１面）１９−１と第３面１９−３とのなす角度は４５゜とされており、従って光ファイバ１７−１および１７−２の光軸の検出面裏面１９−４に対する傾斜角は４５゜とされている。

コントロール部２０１Ｂには、露点温度表示部１２と、結露検知部１３と、ペルチェ出力制御部１４と、信号変換部１５とが設けられている。露点温度表示部１２には温度検出素子１１が検出するプリズム１９の温度が表示される。結露検知部１３は、光ファイバ１７−１の先端部よりプリズム１９の検出面裏面１９−４に対して所定の周期でパルス光を照射させるとともに、後述するようにして光ファイバ１７−２を介して受光される反射パルス光の上限値と下限値との差を反射パルス光の強度として求め、反射パルス光の強度に応じた信号Ｓ１をペルチェ出力制御部１４へ送る。ペルチェ出力制御部１４は、結露検知部１３からの信号Ｓ１を受けて、反射パルス光の強度と予め定められている閾値とを比較し、反射パルス光の強度が閾値を上回っている場合には、熱電冷却素子２への電流を信号Ｓ１の値に応じて増大させる制御信号Ｓ２を、反射パルス光の強度が閾値を下回っている場合には、熱電冷却素子２への電流を信号Ｓ１の値に応じて減少させる制御信号Ｓ２を信号変換部１５へ出力する。信号変換部１５は、ペルチェ出力制御部１４からの制御信号Ｓ２で指示される電流Ｓ３を熱電冷却素子２へ供給する。

この鏡面冷却式露点計２０１において、センサ部２０１Ａは被測定気体中に置かれる。また、結露検知部１３は、光ファイバ１７−１の先端部より、プリズム１９の検出面裏面１９−４に対して所定の周期でパルス光を照射させる（図３（ａ）参照）。検出面１９−１は被測定気体に晒されており、検出面１９−１に結露が生じていなければ、光ファイバ１７−１の先端部から照射されたパルス光はその全量が検出面裏面１９−４で正反射（全反射）し、プリズム１９の第３面１９−３に位置する鏡１０の鏡面１０−１に達する。そして、この鏡面１０−１で全反射し、検出面裏面１９−４に戻され、この検出面裏面１９−４で全反射してから、ほゞ１００％の光量で光ファイバ１７−２に入る。したがって、検出面１９−１に結露が生じていない場合、光ファイバ１７−２を介して受光される反射パルス光の強度は大きい。

結露検知部１３では、光ファイバ１７−２を介して受光される反射パルス光の上限値と下限値との差を反射パルス光の強度として求め、反射パルス光の強度に応じた信号Ｓ１をペルチェ出力制御部１４へ送る。この場合、反射パルス光の強度は大きく、閾値を超えているので、ペルチェ出力制御部１４は、熱電冷却素子２への電流を増大させる制御信号Ｓ２を信号変換部１５へ送る。これにより、信号変換部１５からの熱電冷却素子２への電流Ｓ３が増大し、熱電冷却素子２の冷却面２−１の温度が下げられて行く。

熱電冷却素子２の冷却面２−１の温度、すなわちプリズム１９の温度を下げて行くと、被測定気体に含まれる水蒸気がプリズム１９の検出面１９−１に結露し、光ファイバ１７−１から検出面裏面１９−４に照射された光の一部がその結露を通してプリズム１９の外へ抜ける（図４参照）。このため、検出面裏面１９−４での全反射がなくなり、検出面裏面１９−４に照射された光の正反射光が減少する。この正反射光は鏡面１０−１によって検出面裏面１９−４に戻され、ここで再び正反射し、光ファイバ１７−２に入る。特に、この実施の形態では、鏡面１０−１で光を全反射することにより、光が検出面裏面１９−４を２回通過することになり、光の減衰度合いが増す。これにより、光ファイバ１７−２を介して受光される反射パルス光の強度が減少する。

結露検知部１３は、受光される反射パルス光の１パルス毎に、その１パルスの上限値と下限値との差を求め、これを反射パルス光の強度とする。すなわち、図３（ｂ）に示すように、反射パルス光の１パルスの上限値Ｌｍａｘと下限値Ｌｍｉｎとの差ΔＬを求め、このΔＬを反射パルス光の強度とする。この結露検知部１３での処理により、反射パルス光に含まれる外乱光ΔＸが除去され、外乱光による誤動作が防止される。この結露検知部１３でのパルス光を用いた外乱光による誤動作防止の処理方式をパルス変調方式と呼ぶ。この処理によって、この鏡面冷却式露点計２０１では、センサ部２０１Ａからチャンバをなくすことができている。

ここで、光ファイバ１７−２を介して受光される反射パルス光の強度が閾値を下回ると、ペルチェ出力制御部１４は、熱電冷却素子２への電流を減少させる制御信号Ｓ２を信号変換部１５へ送る。これにより、熱電冷却素子２の冷却面２−１の温度の低下が抑えられ、結露の発生が抑制される。この結露の抑制により、光ファイバ１７−２を介して受光される反射パルス光の強度が大きくなり、閾値を上回ると、ペルチェ出力制御部１４から熱電冷却素子２への電流を増大させる制御信号Ｓ２が信号変換部１５へ送られる。この動作の繰り返しによって、光ファイバ１７−２を介して受光される反射パルス光の強度が閾値とほゞ等しくなるように、熱電冷却素子２の冷却面２−１の温度が調整される。この調整された温度、すなわち検出面１９−１に生じた結露が平衡状態に達した温度（露点温度）が、露点温度として露点温度表示部１２に表示される。

この鏡面冷却式露点計２０１では、プリズム１９の内部を通して検出面裏面１９−４に光を照射し、この検出面裏面１９−４に対して照射した光の正反射光に基づいて検出面１９−１上に生じる結露を検出するようにしているので、検出面１９−１の上面に光学系を配置しなくてもよくなり、小型コンパクト化が図られると共に、検出面１９−１の清掃がし易くなる。また、検出面１９−１にゴミなどが付着しても、このゴミからプリズム１９の外へ抜ける光はないに等しく、検出面裏面１９−４での全反射が続けられ、ゴミの影響を受けづらくすることができる。

また、この鏡面冷却式露点計２０１では、熱電冷却素子２が光ファイバ１７−１からの光の入射面および光ファイバ１７−２への光の出射面とされるプリズム１９の第２面１９−２に設けられているので、すなわち光ファイバ１７−１や１７−２が位置するプリズム１９の第２面１９−２に熱電冷却素子２が設けられているので、プリズム１９の第３面１９−３に熱電冷却素子２を設ける場合よりも、さらに小型コンパクト化を図ることができる。

図５にプリズム１９の第３面１９−３に熱電冷却素子２を設けた例を示す。なお、この構成は、本出願人が最近提案した特願２００４−１０４２６号に記載した構成である。この構成では、プリズム１９の第３面１９−３に鏡１０を介して熱電冷却素子２およびヒートシンク１８を設けているので、プリズム１９の短辺側の２面にそれぞれ部品が設けられるものとなり、結果として大型となってしまう。これに対し、本実施の形態では、熱電冷却素子２、ヒートシンク１８、光ファイバ１７−１および１７−２をプリズム１９の第２面１９−２側に位置させているので、プリズム１９の第３面１９−３側から部品がなくなり、小型となる。しかも、本実施の形態では、発光側の光ファイバ１７−１と受光側の光ファイバ１７−２を熱電冷却素子２およびヒートシンク１８の中空部に位置させているので、さらなる小型コンパクト化が図られている。

また、この実施の形態において、発光側の光ファイバ１７−１と受光側の光ファイバ１７−２の取り付け部が１箇所にまとめられており、検出部２０１Ａの小型化に貢献している。また、発光側の光ファイバ１７−１と受光側の光ファイバ１７−２とがチューブ１７に収容されているので、発光側の光ファイバ１７−１と受光側の光ファイバ１７−２との間での位置決めは必要なく、組立時の作業性がよくなる。

また、この実施の形態では、センサ部２０１Ａからチャンバをなくし、チャンバ内に被測定気体を引き込むための吸引ポンプや吸引用チューブ、排気用チューブ、流量計など省略することができているので、部品点数が削減され、センサ部２０１Ａのさらなる小型化が図られ、組立性が向上し、コストもダウンする。また、吸引ポンプや吸引用チューブ、排気用チューブ、流量計などを装着しなくてもよいので、測定雰囲気中への設置も容易となる。また、センサ部２０１Ａには吸引ポンプや吸引用チューブ、排気用チューブ、流量計などの装着が伴わず、センサ部２０１Ａとコントロール部２０１Ｂとの２つの構成となるので、持ち運びが容易となる。

また、この実施の形態では、熱電冷却素子２の冷却面２−１とプリズム１９の第２面１９−２との接合面に温度検出素子１１を設けているので、熱抵抗が少なく、精度よくかつ応答性よくプリズム１９の温度を測定することができる。これにより、露点温度の測定精度が高まり、応答性も向上する。また、プリズム１９の第３面１９−２にミラーコーティングすることによって鏡１０を形成しているので、鏡１０とプリズム１９とを一体化して小型にすることができ、組立性の向上が実現でき、部品点数の削減、コストの低減も可能になる。

なお、図１に示した鏡面冷却式露点計２０１では、センサ部２０１Ａにおいて発光側の光ファイバ１７−１と受光側の光ファイバ１７−２とを収容したチューブ１７を用いたが、発光側の光ファイバ１７−１に代えて発光ダイオードを、受光側の光ファイバ１７−２に代えてフォトカプラを設けるようにしてもよい。また、投受光の光ファイバをレンズ等で集光し、平行光にするようにしてもよい。

また、この実施の形態では、熱電冷却素子２の冷却面２−１とプリズム１９の第２面１９−２との接合面に温度検出素子１１を設けてプリズム１９の温度を検出するのみとしたが、図６に示すように、熱電冷却素子２の加熱面２−２とヒートシンク１８との接合面に温度検出素子２２を設ければ、ヒートシンク１８の温度を精度よくかつ応答性よく測定し、ヒートシンク１８の温度がある温度に達したら熱電冷却素子２への電流を遮断したり制限するなどして、プリズム１９の冷却効率を上げるようにすることも可能である。

また、この実施の形態では、検出面１９−１に生じる結露（水分）を検出するものとしたが、同様の構成によって検出面１９−１に生じる結霜（水分）を検出することも可能である。
また、この実施の形態では、プリズム１９を冷却する冷却手段として熱電冷却素子（ペルチェ素子）２を用いたが、ヘリウム冷凍機などを用いてもよい。

また、この実施の形態では、熱電冷却素子２の加熱面２−２にヒートシンク１８を接合するようにしたが、ヒートシンク１８は必ずしも設けなくてもよい。
また、この実施の形態では、プリズム１９として三角プリズムを用いたが、三角プリズムの底面をカットした台形状のプリズムを用いるなどしてもよく、他にも色々な形状のプリズムの利用が考えられる。

本発明に係る水分検出装置の一実施の形態を示す鏡面冷却式露点計の概略構成図である。 発光側の光ファイバと受光側の光ファイバとを１つのチューブ中に並行して設ける構成を例示する図である。 検出面裏面に対して照射されるパルス光および検出面裏面から受光される反射パルス光を示す図である。 検出面裏面に照射された光の一部が検出面に生じた結露を通してプリズムの外へ抜ける様子を示す図である。 プリズムの第３面に熱電冷却素子を設けた例を示す図である。 熱電冷却素子の加熱面とヒートシンクとの接合面にも温度検出素子を設けた鏡面冷却式露点計のセンサ部の変形例を示す図である。 正反射光検出方式を採用した従来の鏡面冷却式露点計の要部を示す図である。 散乱光検出方式を採用した従来の鏡面冷却式露点計の要部を示す図である。 従来の鏡面冷却式露点計における鏡や温度検出素子の取り付け構造を示す斜視図である。

符号の説明

２…熱電冷却素子（ペルチェ素子）、２−１…冷却面、２−２…加熱面、２−３…中空部、１０…鏡、１０−１…鏡面、１１，２２…温度検出素子（薄膜測温抵抗体）、１２…露点温度表示部、１３…結露検知部、１４…ペルチェ出力制御部、１５…信号変換部、１７…チューブ、１７−１…発光側の光ファイバ、１７−２…受光側の光ファイバ、１８…ヒートシンク、１８−１…中空部、１９…三角プリズム、１９−１…第１面（検出面）、１９−２…第２面，１９−３…第３面、１９−４…検出面裏面、２０１…鏡面冷却式露点計、２０１Ａ…センサ部、２０１Ｂ…コントロール部。

Claims (2)

1. その第１面が検出面として被測定気体に晒されるプリズムと、
   前記プリズムの内部を通して前記検出面を照射する発光手段と、
   前記発光手段から前記検出面に対して照射された光の正反射光を反射し前記プリズムの内部を通して前記検出面に戻すミラーと、
   このミラーによって戻された光の前記検出面からの正反射光を受光する受光手段と、
   前記発光手段からの光の入射面および前記受光手段への光の出射面とされる前記プリズムの第２面に設けられ当該プリズムを冷却する冷却手段と、
   前記受光手段が受光する正反射光に基づいて前記冷却手段によって冷却された前記プリズムの検出面上に生じる水分を検出する手段と
   を備えたことを特徴とする水分検出装置。
2. 請求項１に記載された水分検出装置において、
   前記冷却手段は、一方の面が低温側、他方の面が高温側とされる熱電冷却素子とされ、
   前記熱電冷却素子は、その低温側の面を前記プリズムの第２面側として配置され、
   前記熱電冷却素子の高温側の面には放熱部材が取り付けられ、
   前記熱電冷却素子および前記放熱部材を貫通して前記発光手段と前記受光手段が設けられている
   ことを特徴とする水分検出装置。
   

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