JP2527644Y2 - 湿度測定装置 - Google Patents
湿度測定装置Info
- Publication number
- JP2527644Y2 JP2527644Y2 JP1615394U JP1615394U JP2527644Y2 JP 2527644 Y2 JP2527644 Y2 JP 2527644Y2 JP 1615394 U JP1615394 U JP 1615394U JP 1615394 U JP1615394 U JP 1615394U JP 2527644 Y2 JP2527644 Y2 JP 2527644Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- humidity
- air
- ultrasonic
- attenuation coefficient
- measuring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/028—Material parameters
- G01N2291/02845—Humidity, wetness
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は空気の湿度を測定する装
置に関する。
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より湿度の計測技術として，旧来か
らの乾湿球湿度計の毛髪湿度計のほか，サーミスタ湿度
センサ，塩化リチウム湿度センサ，塩化リチウム露点セ
ンサ，セラミック湿度センサ，抵抗型高分子膜湿度セン
サ，容量型高分子膜湿度センサ，水晶湿度センサ，マイ
クロ波湿度センサ等，様々な新しい技術が開発されてい
る。超音波を湿度測定に利用することも提案されてい
る。例えば特開昭60-93345号公報は超音波による湿度情
報信号作成回路を開示する。ただし，この公報に提案さ
れたものでは超音波を情報の伝達手段として使用してい
るのみで，湿度測定の手段としては従来同様の乾球・湿
球による方法を用いている。
らの乾湿球湿度計の毛髪湿度計のほか，サーミスタ湿度
センサ，塩化リチウム湿度センサ，塩化リチウム露点セ
ンサ，セラミック湿度センサ，抵抗型高分子膜湿度セン
サ，容量型高分子膜湿度センサ，水晶湿度センサ，マイ
クロ波湿度センサ等，様々な新しい技術が開発されてい
る。超音波を湿度測定に利用することも提案されてい
る。例えば特開昭60-93345号公報は超音波による湿度情
報信号作成回路を開示する。ただし，この公報に提案さ
れたものでは超音波を情報の伝達手段として使用してい
るのみで，湿度測定の手段としては従来同様の乾球・湿
球による方法を用いている。
【０００３】
【考案が解決しようとする課題】本考案は，超音波その
ものを湿度測定手段に用いて空気の湿度を簡単且つ正確
に計測しようとするものである。
ものを湿度測定手段に用いて空気の湿度を簡単且つ正確
に計測しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本考案によれば，所定の
距離を保って空気に接するように対向配置した一対の振
動子からなる超音波の発信・受信器および感温計を支持
管に取付けてなるセンサー部と，持ち運び可能なケーシ
ング内に超音波発受信に必要な機器類とマイクロコンピ
ューターを組み込むと共に湿度表示メータを取り付けた
測定器本体とからなり，該センサー部と該測定器本体と
を導線によって連結すると共に，センサー部の空気中を
伝播した超音波の減衰係数と測温値から求められる空気
湿度を前記の表示メータに表示するようにした湿度測定
装置を提供する。
距離を保って空気に接するように対向配置した一対の振
動子からなる超音波の発信・受信器および感温計を支持
管に取付けてなるセンサー部と，持ち運び可能なケーシ
ング内に超音波発受信に必要な機器類とマイクロコンピ
ューターを組み込むと共に湿度表示メータを取り付けた
測定器本体とからなり，該センサー部と該測定器本体と
を導線によって連結すると共に，センサー部の空気中を
伝播した超音波の減衰係数と測温値から求められる空気
湿度を前記の表示メータに表示するようにした湿度測定
装置を提供する。
【０００５】
【作用】本考案の湿度測定装置は，所定の距離を保って
対向配置した一対の振動子の一方に超音波を発振させる
と同時に他方にその超音波を受信し，そのさいの発振エ
ネルギーと受信エネルギーを計測することによって一方
の振動子から他方の振動子に空気中を伝播した超音波の
減衰係数を求め，同時に一対の振動子近傍の空気温度を
計測し，得られた減衰係数と測定温度から空気湿度を演
算によって求めるという湿度測定方法を具体的に実施す
るハンデイな装置である。
対向配置した一対の振動子の一方に超音波を発振させる
と同時に他方にその超音波を受信し，そのさいの発振エ
ネルギーと受信エネルギーを計測することによって一方
の振動子から他方の振動子に空気中を伝播した超音波の
減衰係数を求め，同時に一対の振動子近傍の空気温度を
計測し，得られた減衰係数と測定温度から空気湿度を演
算によって求めるという湿度測定方法を具体的に実施す
るハンデイな装置である。
【０００６】すなわち，本考案の装置は，空気中に伝播
する音は温度と湿度によってその減衰係数が変化するこ
とを利用するものであり，所定の距離を伝播した超音波
の減衰係数 (または減衰率) を超音波発振エネルギーと
受信されたエネルギーとから求め, そのときの減衰係数
とその時の空気温度から湿度を算出する。
する音は温度と湿度によってその減衰係数が変化するこ
とを利用するものであり，所定の距離を伝播した超音波
の減衰係数 (または減衰率) を超音波発振エネルギーと
受信されたエネルギーとから求め, そのときの減衰係数
とその時の空気温度から湿度を算出する。
【０００７】空気中に伝播する音波は温度と湿度によっ
てその減衰係数が変化することはよく知られている。例
えば図１は，温度20℃において空気中を伝播する音波の
減衰係数と相対湿度との関係を示している。この図に見
られるように，音波の周波数が大きくなるほど湿度変化
によって減衰係数は大きく変化する。音の強さ(I)の平
面波が距離 X(m)進んだとき, 空気の吸収によってその
強さが(IX)に減衰したならば， IX＝ Iｅ-Mx で表すことができ，M(1/m)が減衰係数である。この減衰
係数は第１図のように空気の湿度と温度によって変化す
る。図１では横軸は相対湿度で表示したものであるが，
横軸を絶対湿度で表示することもできる。ただし，この
場合には異なった曲線となる。
てその減衰係数が変化することはよく知られている。例
えば図１は，温度20℃において空気中を伝播する音波の
減衰係数と相対湿度との関係を示している。この図に見
られるように，音波の周波数が大きくなるほど湿度変化
によって減衰係数は大きく変化する。音の強さ(I)の平
面波が距離 X(m)進んだとき, 空気の吸収によってその
強さが(IX)に減衰したならば， IX＝ Iｅ-Mx で表すことができ，M(1/m)が減衰係数である。この減衰
係数は第１図のように空気の湿度と温度によって変化す
る。図１では横軸は相対湿度で表示したものであるが，
横軸を絶対湿度で表示することもできる。ただし，この
場合には異なった曲線となる。
【０００８】したがって，この自然法則を利用すれば音
波とくに周波数の高い超音波の所定距離間の減衰係数と
温度からそのときの空気湿度を求めることができる。つ
まり，所定距離間の超音波減衰係数と湿度との相関を温
度毎に予め求めておき，計測された所定距離間の超音波
減衰係数と計測温度を該既知相関と比較すればそのとき
の湿度を求めることができる。なお従来例として先に挙
げた特開昭60-93345号公報は超音波の減衰係数と温度を
パラメータとして湿度を求める原理については記載がな
い。
波とくに周波数の高い超音波の所定距離間の減衰係数と
温度からそのときの空気湿度を求めることができる。つ
まり，所定距離間の超音波減衰係数と湿度との相関を温
度毎に予め求めておき，計測された所定距離間の超音波
減衰係数と計測温度を該既知相関と比較すればそのとき
の湿度を求めることができる。なお従来例として先に挙
げた特開昭60-93345号公報は超音波の減衰係数と温度を
パラメータとして湿度を求める原理については記載がな
い。
【０００９】
【実施例】図２に，本考案に従う湿度測定装置の例を示
した。１はセンサ部，２は測定器本体である。センサ部
１は，振動子３と４を一定の距離を保って保持するよう
にしただけの極めて簡単な構造を有している。すなわ
ち，Ｕ型支持管５の相対向する管端にケース６と７を取
付け，このケース６と７に，振動子３と４を互いに対向
するように設けたものである。振動子３と４はいずれも
電極間に圧電振動子を挿入した通常の圧電素子であり，
その一方を超音波発振側，他方を受信側（マイク）とし
て使用する。また感温計８がＵ型支持管５の中央部に取
付けられている。振動子３と４の導線はＵ型管５内に配
線され，感温計８の導線と共に，Ｕ型支持管５の中央部
に設けた把持管９内を経て測定器本体２のコネクター端
子10に接続される。
した。１はセンサ部，２は測定器本体である。センサ部
１は，振動子３と４を一定の距離を保って保持するよう
にしただけの極めて簡単な構造を有している。すなわ
ち，Ｕ型支持管５の相対向する管端にケース６と７を取
付け，このケース６と７に，振動子３と４を互いに対向
するように設けたものである。振動子３と４はいずれも
電極間に圧電振動子を挿入した通常の圧電素子であり，
その一方を超音波発振側，他方を受信側（マイク）とし
て使用する。また感温計８がＵ型支持管５の中央部に取
付けられている。振動子３と４の導線はＵ型管５内に配
線され，感温計８の導線と共に，Ｕ型支持管５の中央部
に設けた把持管９内を経て測定器本体２のコネクター端
子10に接続される。
【００１０】測定器本体２は持ち運び可能なケーシング
内に超音波発信回路，変換器，アンプ，検波器などの超
音波発受信に必要な機器類とマイコンを組み込んだもの
であり，湿度表示メータ11, 温度表示メータ12, 絶対湿
度／相対湿度の切替スイッチ13, パイロットランプ14,
電源スイッチ15などが表示パネル16に取付けてある。な
お，図示しないが持ち運び用の把手等が必要に応じてケ
ーシングに取付けられる。
内に超音波発信回路，変換器，アンプ，検波器などの超
音波発受信に必要な機器類とマイコンを組み込んだもの
であり，湿度表示メータ11, 温度表示メータ12, 絶対湿
度／相対湿度の切替スイッチ13, パイロットランプ14,
電源スイッチ15などが表示パネル16に取付けてある。な
お，図示しないが持ち運び用の把手等が必要に応じてケ
ーシングに取付けられる。
【００１１】図３はセンサ部１と測定器本体２の機器類
のブロック図である。いま, 振動子３を超音波発振側
(送波側) ，振動子４を超音波受信側 (受波側) として
使用する場合には，超音波発振回路18で作られた高周波
電流によって送波側振動子３より超音波が照射され，受
波側振動子４で受ける。その音のエネルギーは受波側振
動子４で電圧の変化に置き換えられるが，発生電流は微
弱であるので増幅器19で増幅し，さらに，送波側振動子
３で発振した周波数の電流を検波器20にて検出し，余分
なノイズ電流をフイルタ21でカットする (これは受波側
振動子４が送波側振動子３の発振音だけでなく自然界の
音を拾うからである) 。その後, 変換器22を通してマイ
クロコンピューター23に入力しその受信エネルギーと発
振エネルギーの比を計算する。エネルギー量について
は，電流値をマイクロコンピューター23においてW/m2に
換算する。他方, 感温計８からの信号もリニアライザ24
を経てマイクロコンピューター23に入力させる。そして
マイクロコンピューター23で演算された湿度信号は相対
湿度表示部25または絶対湿度表示部26に切替部27を経て
送信され，温度信号は温度表示部28に送信される。なお
振動子３と４は同機能特性をもつ圧電素子を用いてもよ
いが，発振側と受信側(マイク側）とでは特性の異なる
圧電素子を使用してもよいことは勿論である。
のブロック図である。いま, 振動子３を超音波発振側
(送波側) ，振動子４を超音波受信側 (受波側) として
使用する場合には，超音波発振回路18で作られた高周波
電流によって送波側振動子３より超音波が照射され，受
波側振動子４で受ける。その音のエネルギーは受波側振
動子４で電圧の変化に置き換えられるが，発生電流は微
弱であるので増幅器19で増幅し，さらに，送波側振動子
３で発振した周波数の電流を検波器20にて検出し，余分
なノイズ電流をフイルタ21でカットする (これは受波側
振動子４が送波側振動子３の発振音だけでなく自然界の
音を拾うからである) 。その後, 変換器22を通してマイ
クロコンピューター23に入力しその受信エネルギーと発
振エネルギーの比を計算する。エネルギー量について
は，電流値をマイクロコンピューター23においてW/m2に
換算する。他方, 感温計８からの信号もリニアライザ24
を経てマイクロコンピューター23に入力させる。そして
マイクロコンピューター23で演算された湿度信号は相対
湿度表示部25または絶対湿度表示部26に切替部27を経て
送信され，温度信号は温度表示部28に送信される。なお
振動子３と４は同機能特性をもつ圧電素子を用いてもよ
いが，発振側と受信側(マイク側）とでは特性の異なる
圧電素子を使用してもよいことは勿論である。
【００１２】マイクロコンピューター23には，使用した
センサ２の配置（振動子３と４の距離を或る値に定めた
状態）における振動子３から発振した音波の強さおよび
振動子４で受信した音波の強さと，その時の空気温度お
よび空気湿度との相関を周波数毎に予め記録しておき，
この記録データつまり音波の減衰係数と空気温度および
空気湿度との既知データに基づいて測定された入力値か
ら湿度を演算しその結果を湿度表示部に出力する。
センサ２の配置（振動子３と４の距離を或る値に定めた
状態）における振動子３から発振した音波の強さおよび
振動子４で受信した音波の強さと，その時の空気温度お
よび空気湿度との相関を周波数毎に予め記録しておき，
この記録データつまり音波の減衰係数と空気温度および
空気湿度との既知データに基づいて測定された入力値か
ら湿度を演算しその結果を湿度表示部に出力する。
【００１３】
【考案の効果】このようにして本考案装置によると，音
波特に超音波を利用したマイコン演算によって瞬時に空
気湿度を読み取ることができるようになり，従来の材料
特性を利用した湿度感知器のように測定値に経時変化を
起こすようなことはなく，常に正確な湿度測定ができ
る。
波特に超音波を利用したマイコン演算によって瞬時に空
気湿度を読み取ることができるようになり，従来の材料
特性を利用した湿度感知器のように測定値に経時変化を
起こすようなことはなく，常に正確な湿度測定ができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】温度20℃における音波の減衰係数と相対湿度の
関係を周波数毎に示した関係図である。
関係を周波数毎に示した関係図である。
【図２】本考案法の湿度測定装置の例を示す全体斜視図
である。
である。
【図３】図２の装置のブロック図である。
１ 湿度センサ部 ２ 測定器本体 3,4 振動子 ５ Ｕ型支持管 ８ 感温計 ９ 把持部 11 湿度表示メータ 12 温度表示メータ 22 マイクロコンピューター。
Claims (1)
- 【請求項１】 所定の距離を保って空気に接するように
対向配置した一対の振動子からなる超音波の発信・受信
器および感温計を支持管に取付けてなるセンサー部と，
持ち運び可能なケーシング内に超音波発受信に必要な機
器類とマイクロコンピューターを組み込むと共に湿度表
示メータを取り付けた測定器本体とからなり，該センサ
ー部と該測定器本体とを導線によって連結すると共に，
センサー部の空気中を伝播した超音波の減衰係数と測温
値から求められる空気湿度を前記の表示メータに表示す
るようにした湿度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1615394U JP2527644Y2 (ja) | 1994-12-07 | 1994-12-07 | 湿度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1615394U JP2527644Y2 (ja) | 1994-12-07 | 1994-12-07 | 湿度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0726759U JPH0726759U (ja) | 1995-05-19 |
| JP2527644Y2 true JP2527644Y2 (ja) | 1997-03-05 |
Family
ID=11908569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1615394U Expired - Lifetime JP2527644Y2 (ja) | 1994-12-07 | 1994-12-07 | 湿度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2527644Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4715236B2 (ja) * | 2005-03-01 | 2011-07-06 | 株式会社デンソー | 超音波センサ装置 |
| JP6843309B1 (ja) | 2020-05-07 | 2021-03-17 | 三菱電機株式会社 | 湿度センサおよび空気調和機 |
-
1994
- 1994-12-07 JP JP1615394U patent/JP2527644Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0726759U (ja) | 1995-05-19 |
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