JP2760586B2 - ガスの露点測定方法および装置 - Google Patents
ガスの露点測定方法および装置Info
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/56—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating moisture content
- G01N25/66—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating moisture content by investigating dew-point
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、測定されるガスが冷却ガスにより露点ま
で冷却され、発生された霧が光学的に検出される、異な
ったガス中の露点の測定方法に関する。
で冷却され、発生された霧が光学的に検出される、異な
ったガス中の露点の測定方法に関する。
この発明はまた、そのような方法を実行するための装
置に関する。
置に関する。
［従来の技術］ 乾燥処理の条件を最適化することによつて工業プセス
においてエネルギを顕著に節約することが可能である。
露点はこれらのプロセスに関係する主要なパラメータの
一つである。測定された露点は、例えば製紙機械のドラ
イヤーフードからの排気の露点、或いは石炭加熱パワー
プラントの煙道ガスの酸性露点等である。
においてエネルギを顕著に節約することが可能である。
露点はこれらのプロセスに関係する主要なパラメータの
一つである。測定された露点は、例えば製紙機械のドラ
イヤーフードからの排気の露点、或いは石炭加熱パワー
プラントの煙道ガスの酸性露点等である。
露点の測定には現在いくつかの異なった方法が使用さ
れている。最も普通の形式の光学的露点測定装置は“チ
ルドミラー”検出器であり、それにおいては冷たい、鏡
面研磨された平面上に沈殿する湿度は光学的測定信号に
変化を生じさせる。この装置は清浄な状態では非常に正
確であるが、プロセスで使用されるような実際の汚染環
境には適合できない。露点の直接測定はまたキャパシタ
ンスまたは抵抗の変化を使用することができる。しかし
これらの方法はチルドミラーと同様に汚染の問題によつ
て障害を受ける。
れている。最も普通の形式の光学的露点測定装置は“チ
ルドミラー”検出器であり、それにおいては冷たい、鏡
面研磨された平面上に沈殿する湿度は光学的測定信号に
変化を生じさせる。この装置は清浄な状態では非常に正
確であるが、プロセスで使用されるような実際の汚染環
境には適合できない。露点の直接測定はまたキャパシタ
ンスまたは抵抗の変化を使用することができる。しかし
これらの方法はチルドミラーと同様に汚染の問題によつ
て障害を受ける。
露点の間接的な光学的測定は蒸気のUV（紫外線）また
はIR（赤外線）帯域における吸収に基づいている。測定
は絶対水蒸気含有量を与え、それから露点が計算され
る。汚染と高い処理温度のためにこれらの種類の方法は
工業的には信頼性の低いものである。絶対湿度測定に使
用される他の方法はマイクロ波および音響放射の利用に
基づくものである。前者の方法はマイクロ波吸収およ
び、または水蒸気によつて生じる空気の誘電率における
変化に基づいている。マイクロ波法は実現性のある解決
方法であるけれども設備に費用がかかる欠点がある。音
響放射に基づくトランスジューサは大型になる欠点があ
り、相関技術に高いコストが必要である。
はIR（赤外線）帯域における吸収に基づいている。測定
は絶対水蒸気含有量を与え、それから露点が計算され
る。汚染と高い処理温度のためにこれらの種類の方法は
工業的には信頼性の低いものである。絶対湿度測定に使
用される他の方法はマイクロ波および音響放射の利用に
基づくものである。前者の方法はマイクロ波吸収およ
び、または水蒸気によつて生じる空気の誘電率における
変化に基づいている。マイクロ波法は実現性のある解決
方法であるけれども設備に費用がかかる欠点がある。音
響放射に基づくトランスジューサは大型になる欠点があ
り、相関技術に高いコストが必要である。
露点はまたセンサ温度が知られているならば相対湿度
測定装置を使用して決定することができる。その場合露
点は計算変数となる。結論として露点の直接の測定はよ
りよい代替手段を与える。それは間接的測定装置はトラ
ンスジューサが不完全であるときでさえも計算露点を出
力することができるからである。
測定装置を使用して決定することができる。その場合露
点は計算変数となる。結論として露点の直接の測定はよ
りよい代替手段を与える。それは間接的測定装置はトラ
ンスジューサが不完全であるときでさえも計算露点を出
力することができるからである。
［発明が解決すべき課題］ この発明は、工業的な露点測定において従来の技術に
おけるセンサに勝る湿度センサを提供することを目的と
するものである。
おけるセンサに勝る湿度センサを提供することを目的と
するものである。
［課題解決のための手段］ この発明は、冷たいガスを利用してプロセスガスをそ
の露点まで冷却し、発生した霧からの光の散乱または発
生した霧を通過した光によって露点を決定するものであ
る。
の露点まで冷却し、発生した霧からの光の散乱または発
生した霧を通過した光によって露点を決定するものであ
る。
この発明の測定方法は、冷却ガスを供給し、この冷却
ガスを測定されるガスの露点より低い温度に調節し、調
節された温度の冷却ガスを測定領域に送り、測定される
ガスが冷却ガスにより露点まで冷却され、この冷却によ
って発生された霧を光学的に検出することによって異な
ったガス中の露点を測定する方法において、測定される
ガスを測定領域に伝送して冷却ガスと混合し、光源から
の光によって測定領域を照射し、そこで発生された霧を
通過させることによって散乱された光および霧を通過し
た光の少なくとも一方を光検出装置によって検出するこ
とによって霧の存在を決定し、霧による通過光または散
乱光の変化を検出したとき温度センサによって測定され
るガスの露点温度を測定することを特徴とする。
ガスを測定されるガスの露点より低い温度に調節し、調
節された温度の冷却ガスを測定領域に送り、測定される
ガスが冷却ガスにより露点まで冷却され、この冷却によ
って発生された霧を光学的に検出することによって異な
ったガス中の露点を測定する方法において、測定される
ガスを測定領域に伝送して冷却ガスと混合し、光源から
の光によって測定領域を照射し、そこで発生された霧を
通過させることによって散乱された光および霧を通過し
た光の少なくとも一方を光検出装置によって検出するこ
とによって霧の存在を決定し、霧による通過光または散
乱光の変化を検出したとき温度センサによって測定され
るガスの露点温度を測定することを特徴とする。
さらに、この発明による測定装置は、冷却ガスを測定
領域に導くためのコアパイプと、冷却ガスをコアパイプ
に導くためのこのコアパイプに接続されている第１のサ
イドパイプと、測定されるガスを測定領域に導くための
第２のサイドパイプと測定領域を照射する光を発生する
光源と、測定領域において散乱された光を検出する光検
出装置と、測定されるガスの露点温度を決定するために
測定領域の温度を検出する温度センサと、冷却ガスの温
度を測定されるガスの露点温度より低い温度に調節する
温度調節素子とを具備し、コアパイプは閉鎖された端部
と、開放された端部とを有し、第１のサイドパイプは、
冷却ガスを前記コアパイプに導くために前記閉鎖された
端部に近接した位置でコアパイプに接続され、第２のサ
イドパイプはコアパイプの開放された端部と連通し、測
定領域はコアパイプの開放された端部に近接して位置
し、その位置に第２のサイドパイプもまた導かれて測定
領域で検出される霧を得るために冷却ガスと測定される
ガスとが混合されることを特徴とする。
領域に導くためのコアパイプと、冷却ガスをコアパイプ
に導くためのこのコアパイプに接続されている第１のサ
イドパイプと、測定されるガスを測定領域に導くための
第２のサイドパイプと測定領域を照射する光を発生する
光源と、測定領域において散乱された光を検出する光検
出装置と、測定されるガスの露点温度を決定するために
測定領域の温度を検出する温度センサと、冷却ガスの温
度を測定されるガスの露点温度より低い温度に調節する
温度調節素子とを具備し、コアパイプは閉鎖された端部
と、開放された端部とを有し、第１のサイドパイプは、
冷却ガスを前記コアパイプに導くために前記閉鎖された
端部に近接した位置でコアパイプに接続され、第２のサ
イドパイプはコアパイプの開放された端部と連通し、測
定領域はコアパイプの開放された端部に近接して位置
し、その位置に第２のサイドパイプもまた導かれて測定
領域で検出される霧を得るために冷却ガスと測定される
ガスとが混合されることを特徴とする。
［発明の効果］ この発明による装置は、いくつかの異なったガス中の
露点を測定することができる。工業的プロセスにおいて
決定されるべき露点は例えば水蒸気の露点または酸性蒸
気露点であつても良い。装置は厳しい動作環境に適合す
るような材料から構成することができ、同時に装置を通
過する空気が装置を清浄にする。これはもっとも汚染の
厳しいプロセス状態に設備することを可能にする。装置
の光学的部分は標準の部品で構成することできる。適当
な光源はいわゆるスーパールミネセントLEDであり、一
方検出器は標準型のフォトダイオードでよい。霧の発生
区域内の温度は１個または数個のサーモカップルまたは
他の適当なセンサを使用して測定することができる。
露点を測定することができる。工業的プロセスにおいて
決定されるべき露点は例えば水蒸気の露点または酸性蒸
気露点であつても良い。装置は厳しい動作環境に適合す
るような材料から構成することができ、同時に装置を通
過する空気が装置を清浄にする。これはもっとも汚染の
厳しいプロセス状態に設備することを可能にする。装置
の光学的部分は標準の部品で構成することできる。適当
な光源はいわゆるスーパールミネセントLEDであり、一
方検出器は標準型のフォトダイオードでよい。霧の発生
区域内の温度は１個または数個のサーモカップルまたは
他の適当なセンサを使用して測定することができる。
この発明の動作原理およびこの発明による装置の構造
について以下詳細に説明する。
について以下詳細に説明する。
［実施例］ この発明の装置の動作原理は第１図に示されている。
熱いプロセスガスは冷たい空気と混合することによつて
冷却され、それによつて霧の液滴が形成される。霧の発
生区域は高い強度の光１によつて照射され、霧によつて
散乱された光２、または霧を透過した光３が検出され
る。霧の液滴の集中度が増加するにしたがつて、散乱さ
れる光２の強度は増加し、一方透過した光３の強度は減
少する。
熱いプロセスガスは冷たい空気と混合することによつて
冷却され、それによつて霧の液滴が形成される。霧の発
生区域は高い強度の光１によつて照射され、霧によつて
散乱された光２、または霧を透過した光３が検出され
る。霧の液滴の集中度が増加するにしたがつて、散乱さ
れる光２の強度は増加し、一方透過した光３の強度は減
少する。
第２図は装置の動作原理および構造を示す。装置のコ
アパイプ４は分離壁12を貫通して測定されるべきプロセ
スまで導かれている。清浄な空気はサイドパイプ５を通
つてコアパイプ４中へ導かれている。コアパイプ４中の
空気の流れはほぼ一定に維持される。熱い、湿ったプロ
セスガスは第２のサイドパイプ６によつて装置中に導か
れる。冷却ガスである清浄な空気は温度調節素子である
加熱素子または冷却素子11によって適当な温度に冷却ま
たは加熱される。その温度はプロセスガスの露点温度よ
りも低い。サイドパイプ６によつて装置中に導かれるプ
ロセスガスは測定領域７中で冷たいガスと混合され、そ
れによつてこの地点で霧の液滴が形成される。測定領域
７は発光ダイオード８によつて照明され、霧の液滴によ
つて散乱された光または霧を透過した光は光検出器９に
よつて検出される。光はダイオード８から領域７へ投射
され、領域８から光ファイバ13によつて光検出器９に送
られる。測定領域７の温度は低い熱容量を有する１個ま
たは複数個のサーモカップル10またはその他の温度セン
サによつて測定される。
アパイプ４は分離壁12を貫通して測定されるべきプロセ
スまで導かれている。清浄な空気はサイドパイプ５を通
つてコアパイプ４中へ導かれている。コアパイプ４中の
空気の流れはほぼ一定に維持される。熱い、湿ったプロ
セスガスは第２のサイドパイプ６によつて装置中に導か
れる。冷却ガスである清浄な空気は温度調節素子である
加熱素子または冷却素子11によって適当な温度に冷却ま
たは加熱される。その温度はプロセスガスの露点温度よ
りも低い。サイドパイプ６によつて装置中に導かれるプ
ロセスガスは測定領域７中で冷たいガスと混合され、そ
れによつてこの地点で霧の液滴が形成される。測定領域
７は発光ダイオード８によつて照明され、霧の液滴によ
つて散乱された光または霧を透過した光は光検出器９に
よつて検出される。光はダイオード８から領域７へ投射
され、領域８から光ファイバ13によつて光検出器９に送
られる。測定領域７の温度は低い熱容量を有する１個ま
たは複数個のサーモカップル10またはその他の温度セン
サによつて測定される。
発光ダイオード８、光検出器９、加熱または冷却素子
11、およびサイドパイプ５は実際のプロセスの外部に配
置される。発光ダイオード８および光検出器９はコアパ
イプ４の中に配置される。サイドパイプ５は発光ダイオ
ード８および光検出器９に続いてコアパイプ４に取り付
けられる。加熱または冷却素子11はサイドパイプ５と分
離壁12との間でコアパイプ４の周囲に配置される。実際
のプロセス環境には測定領域７を構成するヘツド14、サ
イドパイプ６、ならびに光フアイバ13およびサーモカツ
プル10の一部を含むコアパイプ４の一部のみしか挿入さ
れない。サーモカツプル10および光フアイバ13は分離壁
12を通ってコアパイプ４内のプロセス環境に導かれる。
コアパイプ４のヘツド14は実際のコアパイプ４に垂直
に、サイドパイプ６と平行に配置されている。
11、およびサイドパイプ５は実際のプロセスの外部に配
置される。発光ダイオード８および光検出器９はコアパ
イプ４の中に配置される。サイドパイプ５は発光ダイオ
ード８および光検出器９に続いてコアパイプ４に取り付
けられる。加熱または冷却素子11はサイドパイプ５と分
離壁12との間でコアパイプ４の周囲に配置される。実際
のプロセス環境には測定領域７を構成するヘツド14、サ
イドパイプ６、ならびに光フアイバ13およびサーモカツ
プル10の一部を含むコアパイプ４の一部のみしか挿入さ
れない。サーモカツプル10および光フアイバ13は分離壁
12を通ってコアパイプ４内のプロセス環境に導かれる。
コアパイプ４のヘツド14は実際のコアパイプ４に垂直
に、サイドパイプ６と平行に配置されている。
上記実施例と異なる、別の構成の実施例もこの発明の
技術的範囲内で可能である。すなわち発光ダイオード
８、光検出器９およびサーモカツプル10の接続はコアパ
イプ４の外側の別の装置中に配置されることもできる。
技術的範囲内で可能である。すなわち発光ダイオード
８、光検出器９およびサーモカツプル10の接続はコアパ
イプ４の外側の別の装置中に配置されることもできる。
第１図はこの発明による方法および装置の動作原理を示
し、第２図はこの発明による装置の構成の概要を示す。 １……光、２……散乱光、３……透過光、４……コアパ
イプ、5,6……サイドパイプ、７……測定区域、８……
発光ダイオード、９……光検出器、10……サーモカップ
ル、11……加熱または冷却素子、12……分離壁、13……
光ファイバ。
し、第２図はこの発明による装置の構成の概要を示す。 １……光、２……散乱光、３……透過光、４……コアパ
イプ、5,6……サイドパイプ、７……測定区域、８……
発光ダイオード、９……光検出器、10……サーモカップ
ル、11……加熱または冷却素子、12……分離壁、13……
光ファイバ。
Claims (4)
- 【請求項１】冷却ガスを供給し、 前記冷却ガスを測定されるガスの露点より低い温度に調
節し、 この調節された温度の冷却ガスを測定領域に送り、測定
されるガスが冷却ガスにより露点まで冷却され、この冷
却によって発生された霧を光学的に検出することによっ
て異なったガスの露点を測定する方法において、 前記測定されるガスを前記測定領域に伝送して前記冷却
ガスと混合し、 光源からの光によって前記測定領域を照射し、そこで発
生された霧を通過させることにより散乱された光および
霧を通過した光の少なくとも一方を光検出装置によって
検出することによって前記霧の存在を決定し、 霧による通過光または散乱光の変化を検出したとき温度
センサによって前記測定されるガスの露点温度を測定す
ることを特徴とするガスの露点の測定方法。 - 【請求項２】冷却ガスを使用して種々のガスの露点温度
を測定する装置において、 冷却ガスを測定領域に導くためのコアパイプと、 冷却ガスを前記コアパイプに導くための前記コアパイプ
に接続されている第１のサイドパイプと、 測定されるガスを測定領域に導くための第２のサイドパ
イプと 測定領域を照射する光を発生する光源と、 測定領域において散乱された光を検出する光検出装置
と、 測定されるガスの露点温度を決定するために測定領域の
温度を検出する温度センサと、 冷却ガスの温度を測定されるガスの露点温度より低い温
度に調節する温度調節素子とを具備し、 前記コアパイプは閉鎖された端部と、開放された端部と
を有し、 前記第１のサイドパイプは、冷却ガスを前記コアパイプ
に導くために前記閉鎖された端部に近接した位置で前記
コアパイプに接続され、 前記第２のサイドパイプはコアパイプの前記開放された
端部と連通し、 前記測定領域はコアパイプの前記開放された端部に近接
して位置し、その位置に前記第２のサイドパイプもまた
導かれて測定領域で検出される霧を得るために前記冷却
ガスと測定されるガスとが混合されることを特徴とする
ガスの露点温度の測定装置。 - 【請求項３】温度調節素子が第１のサイドパイプとコア
パイプの開放端との間のコアパイプの周囲に配置されて
いる請求項２記載の測定装置。 - 【請求項４】コアパイプの開放端部および第２のサイド
パイプがコアパイプの主軸に垂直に整列されている請求
項２記載の測定装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI883637 | 1988-08-03 | ||
| FI883637A FI83269C (fi) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | Foerfarande och anordning foer maetning av daggpunkten hos gaser. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0280945A JPH0280945A (ja) | 1990-03-22 |
| JP2760586B2 true JP2760586B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=8526889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1200425A Expired - Lifetime JP2760586B2 (ja) | 1988-08-03 | 1989-08-03 | ガスの露点測定方法および装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5080494A (ja) |
| JP (1) | JP2760586B2 (ja) |
| BR (1) | BR8903888A (ja) |
| CH (1) | CH679525A5 (ja) |
| DE (1) | DE3925595C2 (ja) |
| FI (1) | FI83269C (ja) |
| GB (1) | GB2221541B (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5178462A (en) * | 1988-08-03 | 1993-01-12 | Vaisala Oy | Method and apparatus for measurement of dewpoint of gases |
| US6073479A (en) * | 1998-11-13 | 2000-06-13 | General Electric Company | Dewpoint sensor |
| DE10035527A1 (de) * | 2000-07-21 | 2002-01-31 | Abb Alstom Power Nv | Verfahren zur Messung des Kondensatgehaltes und zur Bestimmung der Taupunkte in Gasen sowie Vorrichtung zur Durchführung und Anwendung des Verfahrens |
| DE102009053022A1 (de) | 2009-07-29 | 2011-05-19 | Curtius, Fritz | Vorrichtung zur Effizienzdiagnose auf der Basis von Dampf, H2O in lufttechnischen Anlagen |
| DE102009042554A1 (de) | 2009-09-22 | 2011-03-24 | Fritz Curtius | Prüfmittel zur Diagnose von konvektiver Verdampfung von Feuchte, H20 in Trocknern |
| CN110632120B (zh) * | 2019-10-24 | 2022-08-02 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 混合气体湿度检测方法、系统、装置和计算机设备 |
| DE102020129714B3 (de) | 2020-11-11 | 2022-03-31 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein | Trocknungssensor und Verfahren zur Trocknungsgradbestimmung |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US3173610A (en) * | 1962-10-10 | 1965-03-16 | American Radiator & Standard | Dew point detector and controller |
| US3540826A (en) * | 1968-06-06 | 1970-11-17 | Eg & G Inc | Saturation hygrometer |
| US3874220A (en) * | 1973-01-26 | 1975-04-01 | Air Dry Corp Of America | Low pressure dew and frost point indicator |
| US4083249A (en) * | 1977-01-17 | 1978-04-11 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Hygrometer |
| US4179917A (en) * | 1977-12-16 | 1979-12-25 | Air-Dry Corporation Of America | Low pressure dew and frost point indicator |
| SU813209A1 (ru) * | 1978-06-28 | 1981-03-15 | Всесоюзный Научно-Исследователь-Ский Институт Автоматизации Системметрологии | Оптоэлектронный измерительВлАжНОСТи |
| US4377001A (en) * | 1979-10-29 | 1983-03-15 | Nippon Tensaiseito Kabushiki Kaisha | Method for optical determination of saturation temperature and apparatus therefor |
| GB8514584D0 (en) * | 1985-06-10 | 1985-07-10 | Shell Int Research | Measuring dew-point of gas stream |
| JPS6275454U (ja) * | 1985-10-30 | 1987-05-14 | ||
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-
1988
- 1988-08-03 FI FI883637A patent/FI83269C/fi not_active IP Right Cessation
-
1989
- 1989-07-28 GB GB8917336A patent/GB2221541B/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-07-31 CH CH2843/89A patent/CH679525A5/de not_active IP Right Cessation
- 1989-08-02 BR BR898903888A patent/BR8903888A/pt not_active IP Right Cessation
- 1989-08-02 DE DE3925595A patent/DE3925595C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-08-03 JP JP1200425A patent/JP2760586B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-05-09 US US07/701,341 patent/US5080494A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI83269C (fi) | 1991-06-10 |
| JPH0280945A (ja) | 1990-03-22 |
| DE3925595C2 (de) | 1998-08-20 |
| FI83269B (fi) | 1991-02-28 |
| GB8917336D0 (en) | 1989-09-13 |
| US5080494A (en) | 1992-01-14 |
| DE3925595A1 (de) | 1990-02-08 |
| CH679525A5 (ja) | 1992-02-28 |
| BR8903888A (pt) | 1990-03-27 |
| FI883637A (fi) | 1990-02-04 |
| GB2221541B (en) | 1992-04-01 |
| FI883637A0 (fi) | 1988-08-03 |
| GB2221541A (en) | 1990-02-07 |
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