JP3145201B2 - 低温高湿度検出装置及び低温高湿度制御装置 - Google Patents

低温高湿度検出装置及び低温高湿度制御装置

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JP3145201B2 JP24049492A JP24049492A JP3145201B2 JP 3145201 B2 JP3145201 B2 JP 3145201B2 JP 24049492 A JP24049492 A JP 24049492A JP 24049492 A JP24049492 A JP 24049492A JP 3145201 B2 JP3145201 B2 JP 3145201B2
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば−3〜20°C
の低温において、例えば90〜99%(相対湿度:R
H)の高湿度を検出することができる低温高湿度検出装
置及び上記低温高湿度の雰囲気を制御することができる
低温高湿度制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば椎茸栽培や野菜などの保存を行う
際、比較的低温多湿の雰囲気を必要とする。このような
雰囲気を必要とする分野は、農業、工業、食品産業など
において広く存在し、このような分野では雰囲気を低温
高湿度に制御することがしばしば求められる。
【0003】このような雰囲気を形成し保持するには、
雰囲気の湿度を正確に検出するための湿度センサが必要
であるが、しかし従来90%RH以上の高湿度で耐久性
があり、かつ応答性の良いセンサがなかった。そこで、
従来湿度センサに通風空気を送り応答性を改善したもの
があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来一般に使
用されている高分子膜式の湿度センサにおいては、低温
度における90%RH以上の高湿度で、通常の吸脱着現
象と異なる膨潤を伴う過吸着を生じ、通風を良くしただ
けでは、湿度検出の応答性および湿度安定性を改善でき
ないという問題があった。
【0005】また、このような検出装置を使用したので
は、低温高湿度の雰囲気を応答性良く、かつ直線性良く
制御することができないという問題があった。
【0006】よって本発明は、上述した従来の問題点に
鑑み、低温度における高湿度を応答性良く検出でき、し
かも湿度安定性の高い低温度高湿度検出装置を提供する
ことを目的としている。
【0007】また本発明は、上述した従来の問題点に鑑
み、低温高湿度の雰囲気を応答性良く、かつ直線性良く
制御することができる低温高湿度制御装置を提供するこ
とを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明により成された低温高湿度検出装置は、筒体内に
設けられた通風機構、加熱手段及び空気中の水分を吸着
し該吸着した水分に応じて変化する特性により湿度を検
知する高分子膜式の感湿素子を有し、前記通風機構によ
前記筒体内に吸気した空気を前記加熱手段により所定
温度高い温度に加熱し、該加熱された空気の湿度を前記
感湿素子により検知して該検知した湿度に応じた信号を
出力するセンサ部と、該センサ部が出力する信号によっ
て前記所定温度高い空気の相対湿度を検出する検出手段
と、前記所定温度高い空気の相対湿度に対応して、前記
加熱により低くなる相対湿度分を予め定めておき、前記
検出した相対湿度に基づいて、前記予め定めておいた相
対湿度分のなかから前記検出した相対湿度に対応するも
のを求めて、前記検出した相対湿度に加算することによ
り、前記検出した相対湿度を補正して前記加熱前の雰囲
の空気の相対湿度を求める補正手段とを備えること
を特徴としている。
【0009】前記補正手段が、前記所定温度高い空気の
相対湿度に対応して、前記加熱により低くなる相対湿度
分を補正値として格納した補正値格納手段を有し、前記
検出した相対湿度に基づいて、前記補正値格納手段から
対応する補正値を読み出し、該読み出した補正値に基づ
いて前記検出した相対湿度に対応するものを求めて、前
記検出した相対湿度に加算することにより、前記検出し
た相対湿度を補正して前記加熱前の雰囲気中の空気の
湿度を求めることを特徴としている。
【0010】上記目的を達成するため本発明により成さ
れた低温高湿度制御装置は、筒体内に設けられた通風機
構、加熱手段及び空気中の水分を吸着し該吸着した水分
に応じて変化する特性により湿度を検知する高分子膜式
感湿素子を有し、前記通風機構により前記筒体内に
気した空気を前記加熱手段により所定温度高い温度に加
熱し、該加熱された空気の湿度を前記感湿素子により検
知して該検知した湿度に応じた信号を出力する湿度制御
すべき雰囲気中に設けたセンサ部と、該センサ部が出力
する信号によって前記所定温度高い空気の相対湿度を検
出する検出手段と、前記所定温度高い空気の相対湿度に
対応して、前記加熱により低くなる相対湿度分を予め定
めておき、前記検出した相対湿度に基づいて、前記予め
定めておいた相対湿度分のなかから前記検出した相対湿
度に対応するものを求めて、前記検出した相対湿度に加
算することにより、前記検出した相対湿度を補正して
記加熱前の雰囲気中空気の相対湿度を求める補正手段
と、該補正手段により求めた相対湿度と設定湿度とを比
較して制御信号を出力する制御手段とを備え、該制御手
段が出力する制御信号によって雰囲気中に設けた加湿器
を発停して雰囲気中の相対湿度を設定湿度に制御するよ
うにしたことを特徴としている。
【0011】
【作用】上記構成により通風機構により筒体内に吸気
した空気を加熱手段により所定温度高い温度に加熱し、
この加熱された空気の湿度をセンサ部が有する感湿素子
により検知してこの検知した湿度に応じた信号を出力す
る。また、所定温度高い空気の相対湿度に対応して、加
熱により低くなる相対湿度分を予め定めておき、センサ
部からの信号によって検出手段が検出した所定温度高い
空気の相対湿度に基づいて、補正手段が予め定めておい
た相対湿度分のなかから検出した相対湿度に対応するも
のを求めて、検出した相対湿度に加算することにより、
検出した相対湿度を補正して加熱前の雰囲気中の空気の
相対湿度を求めることができる
【0012】よって、感湿素子は空気中の水分を吸着し
該吸着した水分に応じて変化する特性により湿度を検知
する高分子膜式のものであるが、感湿素子は加熱によっ
て低くなった相対湿度に常時さらされるようになるの
で、低温高湿度の雰囲気であっても、過吸着が生じずら
なる
【0013】補正手段が、所定温度高い空気の相対湿度
に対応して、加熱により低くなる相対湿度分を補正値と
して格納した補正値格納手段を有するので、この補正値
格納手段から検出手段により検出した相対湿度に対する
補正値を読み出し、この読み出した補正値に基づいて検
出した相対湿度に対応するものを求めて、検出した相対
湿度に加算することにより、検出した相対湿度を補正し
て加熱前の空気の相対湿度を求めることができる
【0014】センサ部の感湿素子は加熱によって低くな
った相対湿度の空気に常時さらされ、低温高湿度の雰囲
気であっても、過吸着が生じずらくなっており、しかも
センサ部からの信号によって検出手段が所定温度高い空
気の相対湿度を検出し、この検出した所定温度高い空気
相対湿度に基づいて補正手段が加熱手段による加熱に
よって低くなった分を補正して加熱前の空気の相対湿度
を求めるようになっているので、この求めた相対湿度と
設定湿度とを制御手段が比較し、比較結果によって雰囲
気中に設けた加湿器を発停して雰囲気中の相対湿度を設
定湿度に制御することができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明による低温高湿度検出装置及び該装
置を使用した低温高湿度制御装置の一実施例を示し、同
図において、低温高湿度制御装置は低温高湿度検出装置
1、制御部2及び表示器3から構成されている。低温高
湿度検出装置1はセンサ部11、定電圧又は定電流電源
12、検出回路13及び補正回路14を有する。制御部
2は制御回路21、湿度設定器22、リレー回路23及
び加湿器24を有する。
【0016】上記低温高湿度検出装置1のセンサ部11
は低温高湿度を制御すべき雰囲気4中に設置され、筒体
11aと、この筒体11a内の一端開口部近傍に設けら
れた熱交換器11bと、この熱交換器11bを所定の温
度に加熱するヒータ11cと、筒体11a内の他端端開
口部近傍に設けられたモータ11dによって駆動される
ファン11eと、筒体11a内の中間部に設けられた感
湿素子11fと、サーミスタのような感温素子11gと
からなる。
【0017】ファン11eはこれを駆動するモータ11
dと共に、筒体11aの一端開口から吸気した空気を他
端開口から排気する通風機構を構成している。この通風
機構により一端開口から吸気された空気は、ヒータ11
cとこれによって加熱される熱交換器11bとから構成
される加熱装置によって所定値高い温度に加熱される。
加熱装置によって加熱された後の空気は、感湿素子11
f及び感温素子11gに至り、他端開口から排出され
る。
【0018】このことによって、感湿素子11fは雰囲
気4より所定値高い温度のときの湿度を検知して湿度信
号を出力する。また、感温素子11gは筒体11aを通
過する空気の温度を感知し、この感知した温度によって
感湿素子の温度ドリフトを検出回路13において補正す
るために利用する。
【0019】上記定電圧又は定電流電源12は上記ヒー
タ11c及びモータ11dをこれらに対して一定電圧又
は一定電流を印加して駆動する。なお、定電圧又は定電
流電源12がヒータ11c及びモータ11dに対して印
加する一定電圧又は一定電流は、モータ11dの回転に
よって駆動されるファン11eが雰囲気4中から一定流
量の空気を筒体11aに吸気し、この吸気された空気を
熱交換器11bを介してヒータ11cが雰囲気4内の温
度より1〜3.5 °Cの所定値高い温度に加熱するように
実験的に設定される。
【0020】加熱装置による加熱によって、感湿素子1
1f、感温素子11g及び検出回路13によって構成さ
れる湿度検出部が検出する湿度は、雰囲気4中より5〜
20%RH低い湿度となる。補正回路14は加熱によっ
て低くなった湿度を補正するための回路であり、この補
正を行うための補正値を格納するための補正値格納手段
としてメモリ14aを有する。この補正値はファン11
e及びヒータ11cに加える電圧又は電流に対応して、
すなわち加熱温度毎に、所定の分解能で各加熱後に検出
した湿度に対応して予め設定しておく。
【0021】表示器3は上記検出回路13によって検出
した湿度を補正回路14において補正して求めた雰囲気
4中の湿度を表示する。
【0022】上記制御部2の湿度設定器22は雰囲気4
の制御すべき湿度を設定するためのもので、この湿度設
定器22によって設定された湿度と検出補正された雰囲
気4の湿度とを制御回路21が比較して制御信号を出力
する。この制御回路21が出力する制御信号はリレー回
路23中のリレーをオン・オフ制御して加湿器24を発
停させる。なお、リレー回路23は機械的なリレーだけ
でなく、トライアックなどの無接点素子によって構成さ
れたものでもよい。
【0023】上述したように通風機構によって雰囲気4
から吸気した空気をヒータ11cによって加熱すると、
この加熱空気によって感湿素子11fは加熱される。従
って感湿素子11fにより検出する湿度は雰囲気4の湿
度よりも低い。よって感湿素子11fによって検知した
湿度を加熱によって低下した分補正しなければならな
い。
【0024】上述した構成のセンサ部11を任意の雰囲
気4内に設け、加熱温度を1°C、2°C及び3.5 °C
としたとき、各雰囲気温度0〜20°Cでかつ各雰囲気
湿度90〜100%RHの各湿度において検出回路13
が検出した湿度は、下表1〜表3に示す分だけ低下する
ようになる。従って、この低下した湿度分を補正値とす
ることによって雰囲気の湿度を求めることができる。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】
【表3】
【0028】例えば加熱温度2°Cの場合を示す表2に
おいて、雰囲気温度が10°Cで湿度が90%RHのと
きには、検出回路13によっては11.2%RH低い78.8%
RHの湿度が検出されることが判る。従って、この11.2
%RHを補正回路14において補正値として格納してお
くことによって、ヒータ11cの加熱温度が2°Cにさ
れているときに検出回路13によって78.8%RHなる湿
度を検出したときには、補正回路14による補正によっ
て雰囲気湿度が90%RHであることを示す湿度信号が
出力されるようになる。
【0029】上記表1〜表3から明らかなように、補正
値は雰囲気の温湿度によって異なるが、雰囲気温度の中
間的な温度10°Cのときの最小値は加熱温度1°Cの
ときの略5%RHであり、最大値は加熱温度3.5 °Cの
ときの略20%RHであって丁度実用湿度範囲をカバー
しているので、加熱温度は1〜3.5 °Cの範囲の3点に
設定している。しかし、予め制御系に合った加熱温度が
明らかになっている場合は、加熱温度は上記3点に限定
されることなく、1〜3.5 °Cの間で自由に選択でき
る。
【0030】また、加熱温度を設定するヒータ11cの
熱容量はできるだけ小さい方がよく、10cal /deg と
するとよい。この熱容量が大きいと、ヒータ11cが雰
囲気の温度変化に追従できなくなり、雰囲気温度から一
定温度高い加熱ができなくなり、制御に誤差が生じるよ
うになる。
【0031】更に、定容量のヒータ11cに定電圧又は
定電流を印加すると、0〜20°Cの範囲であれば、実
用上誤差が問題とならない程、雰囲気温度より一定温度
高い温度での加熱を行うことができる。
【0032】また、表1〜表3から明らかなように、各
雰囲気湿度に対する補正値は温度0〜20°Cの範囲で
ほとんど変化せず、例えば加熱温度1°C、相対湿度9
0%RHでは最小と最大との差は0.9 %RHであり、最
も差の大きい加熱温度3.5 °C、相対湿度100%RH
の場合でも2.9 %RHとなっているので、雰囲気温度1
0°Cのときの補正値を0〜20°Cの雰囲気温度に対
するものとして使用しても、湿度検出に大きな誤差は生
じることがなく実用上問題ない。
【0033】このように、0〜20°Cの範囲の雰囲気
温度に対して1つの補正値を格納しておくようにするこ
とによって、雰囲気或いは筒体11a内の温度を検出す
ることが必要なく、検出回路13による筒体11a内の
空気について検出湿度に基づいて補正値を選択し、この
選択した補正値を検出湿度に加算して雰囲気湿度を間接
的に求めることができる。
【0034】勿論、格納しておくことのできる検出湿度
に対する補正値には限りがあるので、実際には検出湿度
に最も近い補正値を選択したり、あるいは按分比例計算
によって補正値を決定することになる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、感
湿素子が加熱によって低くなった相対湿度の空気に常時
さらされ、低温高湿度の雰囲気であっても、過吸着が生
じずらくなっているので、低温度における高湿度を応答
性良く検出することができ、かつ湿度安定性の高いもの
なる
【0036】なお、所定温度高い空気の相対湿度に対応
して、予め補正値として格納してある加熱により低くな
る相対湿度分を所定温度高い空気について検出した相対
湿度により読み出して加熱前の空気の相対湿度を求めて
いるので、所定温度高い空気の相対湿度を検出するだけ
で、相対湿度の補正が可能になる
【0037】また、低温度における高湿度を応答性良く
検出することができ、かつ湿度安定性の高いものとなっ
ている低温高湿度検出を使用して低温高湿度の雰囲気の
湿度制御を行っているので、低温高湿度の雰囲気を応答
性良く、かつ直線性良く制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による低温高湿度検出装置及び低温高湿
度制御装置の一実施例を示す図である。
【符号の説明】
1 低温高湿度検出装置 11 センサ部 11a 筒体 11c ヒータ(加熱手段) 11d ファン(通風機構) 11f 感湿素子 13 検出回路(検出手段) 14 補正回路(補正手段) 14a メモリ(補正値格納手段) 21 制御回路(制御手段) 24 加湿器
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−110042(JP,A) 特開 昭53−23679(JP,A) 特開 平3−210454(JP,A) 特開 平1−265147(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 25/00 - 25/72 G01N 27/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒体内に設けられた通風機構、加熱手段
    及び空気中の水分を吸着し該吸着した水分に応じて変化
    する特性により湿度を検知する高分子膜式の感湿素子を
    有し、前記通風機構により前記筒体内に吸気した空気を
    前記加熱手段により所定温度高い温度に加熱し、該加熱
    された空気の湿度を前記感湿素子により検知して該検知
    した湿度に応じた信号を出力するセンサ部と、 該センサ部が出力する信号によって前記所定温度高い空
    気の相対湿度を検出する検出手段と、前記所定温度高い空気の相対湿度に対応して、前記加熱
    により低くなる相対湿度分を予め定めておき、前記検出
    した相対湿度に基づいて、前記予め定めておいた相対湿
    度分のなかから前記検出した相対湿度に対応するものを
    求めて、前記検出した相対湿度に加算することにより、
    前記検出した相対湿度を補正して 前記加熱前の雰囲気中
    の空気の相対湿度を求める補正手段とを備えることを特
    徴とする低温高湿度検出装置。
  2. 【請求項2】 前記補正手段が、前記所定温度高い空気
    の相対湿度に対応して、前記加熱により低くなる相対湿
    度分を補正値として格納した補正値格納手段を有し、
    記検出した相対湿度に基づいて、前記補正値格納手段か
    ら対応する補正値を読み出し、該読み出した補正値に基
    づいて前記検出した相対湿度に対応するものを求めて、
    前記検出した相対湿度に加算することにより、前記検出
    した相対湿度を補正して前記加熱前の雰囲気中の空気の
    相対湿度を求めることを特徴とする請求項1記載の低温
    高湿度検出装置。
  3. 【請求項3】 筒体内に設けられた通風機構、加熱手段
    及び空気中の水分を吸着し該吸着した水分に応じて変化
    する特性により湿度を検知する高分子膜式の感湿素子を
    有し、前記通風機構により前記筒体内に吸気した空気を
    前記加熱手段により所定温度高い温度に加熱し、該加熱
    された空気の湿度を前記感湿素子により検知して該検知
    した湿度に応じ信号を出力する湿度制御すべき雰囲気
    中に設けたセンサ部と、 該センサ部が出力する信号によって前記所定温度高い空
    気の相対湿度を検出する検出手段と、前記所定温度高い空気の相対湿度に対応して、前記加熱
    により低くなる相対湿度分を予め定めておき、前記検出
    した相対湿度に基づいて、前記予め定めておいた相対湿
    度分のなかから前記検出した相対湿度に対応するものを
    求めて、前記検出した相対湿度に加算することにより、
    前記検出した相対湿度を補正して 前記加熱前の雰囲気中
    の空気の相対湿度を求める補正手段と該補正手段により
    求めた相対湿度と設定湿度とを比較して制御信号を出力
    する制御手段とを備え、 該制御手段が出力する制御信号によって雰囲気中に設け
    た加湿器を発停して雰囲気中の相対湿度を設定湿度に制
    御するようにしたことを特徴とする低温高湿度制御装
    置。
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