JP4005581B2 - Mirror surface dew point meter - Google Patents
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Description
この発明は、鏡の鏡面を冷却し、鏡の鏡面上に水分が生じたときの鏡の温度を測定することにより露点を検出する鏡面冷却式露点計に関するものである。
The present invention relates to a mirror-cooled dew point meter that detects the dew point by cooling the mirror surface of the mirror and measuring the temperature of the mirror when moisture is generated on the mirror surface of the mirror .
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。 Conventionally, as a humidity measurement method, a dew point detection method is known in which a dew point is detected by measuring the temperature when the temperature of a gas to be measured is reduced and a part of water vapor contained in the gas to be measured is condensed. ing. For example, in Non-Patent Document 1, a mirror is cooled using a cryogen, a refrigerator, an electronic cooler, or the like, a change in the intensity of reflected light on the mirror surface of the cooled mirror is detected, and the temperature of the mirror surface at this time is detected. A mirror-cooled dew point meter that detects the dew point of the moisture in the gas to be measured is described.
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。 There are two types of mirror-cooled dew point meters depending on the type of reflected light used. One is a specularly reflected light detection method that uses specularly reflected light (see, for example, Patent Document 1), and the other is a scattered light detection method that uses scattered light (see, for example, Patent Document 2).
〔正反射光検出方式〕
図9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13参照)。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40が設けられている。
[Specular reflection detection method]
FIG. 9 shows a main part of a conventional mirror-cooled dew point meter adopting a regular reflection light detection method. The specular cooling
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。
In this mirror-cooled
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。
When the current to the
〔散乱光検出方式〕
図10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。
(Scattered light detection method)
FIG. 10 shows a main part of a conventional mirror-cooled dew point meter adopting the scattered light detection method. This mirror-cooled
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。
In this mirror-cooled
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。
When the current to the
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。
また、図11や図12に示すように構成すれば、すなわち熱電冷却素子2や温度検出素子6などをなくし、チャンバ1内に鏡9のみを設け、チャンバ1上面に開口部を設けた構成とすれば、雨や雪などの降り始めに鏡面9−1に付着する水分を検出する鏡面上状態検出装置(天気計)として使用することも可能である。この天気計103や104では、雨や雪などがチャンバ1内に引き込まれ、鏡9の鏡面9−1に付着すると、その付着が受光素子8で受光される反射光の強度に基づいて検出される。
In addition, in the dew point meter mentioned above, it demonstrated by the example which detects the dew condensation (water | moisture content) which arises on the mirror surface 4-1, However, It is also possible to detect the frost (water | moisture content) which arises on the mirror surface 4-1 with the same structure. is there.
11 and FIG. 12, that is, the
しかしながら、上述した従来の鏡面冷却式露点計101や102、天気計103や104では、外乱光による誤動作防止(遮光)のためにチャンバ1が設けられており、大型化が避けられなかった。特に、鏡面冷却式露点計101や102では、チャンバ1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、流量計などを必要とし、部品点数が多く、組立性が悪いという問題があった。また、センサ部が大型化し、重くなり、持ち運びが不便であった。
However, in the conventional mirror-cooled
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、部品点数が少なく、小型で、組立性が良く、持ち運びにも便利な鏡面冷却式露点計を提供することにある。
The present invention has been made to solve such problems, and its object is to provide a mirror-cooled dew point meter with a small number of parts, a small size, good assembly, and convenient to carry. There is to do.
このような目的を達成するために、本発明の鏡面冷却式露点計は、鏡面が被測定気体に晒される鏡と、鏡を冷却する手段と、鏡面に対して所定の周期でパルス光を照射する発光手段と、発光手段から鏡面に対して照射されたパルス光の反射光を受光する受光手段と、この受光手段が受光する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鏡の鏡面上に生じる水分を検出する手段と、前記鏡の温度を検出する温度検出素子とを備えた鏡面冷却式露点計において、受光手段が受光する反射光の1パルスごとの上限値と下限値との差に基づいて前記冷却手段によって冷却された前記鏡の鏡面上に生じる水分を検出する手段を備え、外乱光を遮断するチャンバ部を備えていないことを特徴とするものである。
この発明によれば、発光手段から鏡の鏡面に対して所定の周期でパルス光が照射され、この照射されたパルス光の鏡面からの反射光(正反射光検出方式の場合は正反射光、散乱光検出方式の場合は散乱光)が受光手段で受光され、この受光手段が受光する反射光(反射パルス光)の1パルスごとの上限値と下限値との差に基づいて、冷却手段によって冷却された鏡の鏡面上に生じる水分(例えば、結露や結霜)が検出される。この場合、反射光の1パルスの上限値と下限値との差をとることにより、反射光に含まれる外乱光が除去される。また、外乱光を遮断するためのチャンバ部が不要となる。
In order to achieve such an object, the mirror-cooled dew point meter of the present invention includes a mirror whose mirror surface is exposed to the gas to be measured, means for cooling the mirror, and pulse light is irradiated to the mirror surface at a predetermined cycle. On the mirror surface of the mirror cooled by the cooling means on the basis of the reflected light received by the light receiving means, the light receiving means for receiving the reflected light of the pulsed light emitted from the light emitting means to the mirror surface Difference between an upper limit value and a lower limit value for each pulse of reflected light received by the light receiving means in a mirror-cooled dew point meter having means for detecting moisture generated in the mirror and a temperature detecting element for detecting the temperature of the mirror And a means for detecting moisture generated on the mirror surface of the mirror cooled by the cooling means, and a chamber portion for blocking ambient light is not provided.
According to this invention, pulse light is emitted from the light emitting means to the mirror surface of the mirror at a predetermined period, and the reflected light from the mirror surface of the irradiated pulse light (regular reflection light in the case of the regular reflection light detection method), In the case of the scattered light detection method, scattered light) is received by the light receiving means, and based on the difference between the upper limit value and the lower limit value for each pulse of the reflected light (reflected pulse light) received by the light receiving means, the cooling means Moisture (for example, condensation or frost) generated on the mirror surface of the cooled mirror is detected. In this case, disturbance light included in the reflected light is removed by taking the difference between the upper limit value and the lower limit value of one pulse of the reflected light. Moreover, the chamber part for interrupting disturbance light becomes unnecessary.
本発明によれば、発光手段から鏡の鏡面に対して所定の周期でパルス光を照射し、この照射したパルス光の鏡面からの反射光を受光手段で受光し、この受光手段が受光する反射光(反射パルス光)の1パルスごとの上限値と下限値との差に基づいて鏡面上に生じる水分を検出するようにしたので、チャンバを用いることなく反射光に含まれる外乱光を除去することができるようになり、部品点数の削減、小型化、組立性の向上を図ることができ、持ち運びも容易となる。 According to the present invention, the light emitting means irradiates the mirror surface of the mirror with a predetermined cycle, the reflected light of the irradiated pulsed light from the mirror surface is received by the light receiving means, and the light receiving means receives the reflected light. Since the moisture generated on the mirror surface is detected based on the difference between the upper limit value and the lower limit value for each pulse of light (reflected pulsed light), disturbance light contained in the reflected light is removed without using a chamber. Thus, the number of parts can be reduced, the size can be reduced, the assemblability can be improved, and the carrying can be facilitated.
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
〔実施の形態1:鏡面冷却式露点計(散乱光検出方式)〕
図1はこの発明に係る鏡面冷却式露点計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。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[Embodiment 1: Mirror surface dew point meter (scattered light detection method)]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a mirror-cooled dew point meter showing an embodiment of a mirror-cooled dew point meter according to the present invention. The mirror-cooled
センサ部201Aでは、熱電冷却素子(ペルチェ素子)2の冷却面2−1に鏡10を取り付けている。鏡10は、例えばシリコンチップとされ、その表面10−1が鏡面とされている。また、鏡10と熱電冷却素子2の冷却面2−1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18を接合し、このヒートシンク18に沿ってその上端部をJ字型に湾曲させたステンレス製のチューブ17を設けている。
In the
チューブ17としては図2に示すような種々の形で光ファイバを収容したチューブ16を使用することができる。図2(a)では、チューブ16中に、発光側の光ファイバ16−1と受光側の光ファイバ16−2とを同軸に設けている。図2(b)では、チューブ16中に、発光側(あるいは受光側)の光ファイバ16−1と受光側(あるいは発光側)の光ファイバ16−21〜16−24を同軸に設けている。図2(c)では、チューブ16中の左半分を発光側の光ファイバ16a、右半分を受光側の光ファイバ16bとしている。図2(d)では、チューブ16中に、発光側の光ファイバ16cと受光側の光ファイバ16dとを混在させている。図2(e)では、チューブ16中の中心部を発光側(あるいは受光側)の光ファイバ16e、光ファイバ16eの周囲を受光側(あるいは発光側)の光ファイバ16fとしている。
As the
図1に示した鏡面冷却式露点計201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16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とを収容している。発光側の光ファイバ17−1と受光側の光ファイバ17−2のJ字型に湾曲された先端部(発光部、受光部)は、鏡10の鏡面10−1に向けられ、この鏡面10−1に対して所定の傾斜角で傾けられている。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。
In the mirror-cooled
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が検出する鏡10の温度が表示される。結露検知部13は、光ファイバ17−1の先端部より鏡10の鏡面10−1に対して斜めに所定の周期でパルス光を照射させるとともに、光ファイバ17−2を介して受光される反射パルス光(散乱光)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、この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に達していない場合には、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超えている場合には、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。
The
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、鏡10の鏡面10−1に対して斜めに所定の周期でパルス光を照射させる(図3(a)参照)。鏡面10−1は被測定気体に晒されており、鏡面10−1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ほゞ全量が正反射し、光ファイバ17−2を介して受光される鏡面10−1からの反射パルス光(散乱光)の量は極微量である。したがって、鏡面10−1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小さい。
In this mirror-cooled
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ほゞ零であり、閾値に達していないので、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。
In the dew
熱電冷却素子2の冷却面2−1の温度、すなわち鏡10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10の鏡面10−1に結露し、その水の分子に光ファイバ17−1の先端部から照射されたパルス光の一部が吸収されたり、乱反射したりする。これにより、光ファイバ17−2を介して受光される鏡面10−1からの反射パルス光(散乱光)の強度が増大する。
When the temperature of the cooling surface 2-1 of the
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。
The dew
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超えると、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小さくなり、閾値を下回ると、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、すなわち鏡面10−1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。
Here, when the intensity of the reflected pulse light received through the optical fiber 17-2 exceeds the threshold value, the Peltier
この鏡面冷却式露点計201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。
In this mirror-cooled
また、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し、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。
Further, in this mirror-cooled
図4にコントロール部201Bをコントロールボックス21に収容した鏡面冷却式露点計201の構成を示す。コントロールボックス21において、収容されたコントロール部201Bへの電源は電池とされており、コントロールボックス21とセンサ部201Aを1組にして現場に赴き、センサ部201Aを測定雰囲気中に設置することにより、すぐに測定を始めることができる。この例では、コントロールボックス21とセンサ部201Aとを別体としているが、センサ部201Aをコントロールボックス21に設け、一体化するようにしてもよい。
FIG. 4 shows the configuration of a mirror-cooled
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、図5に示すセンサ部201A’のように、発光側の光ファイバ17−1に代えて発光ダイオード19を、受光側の光ファイバ17−2に代えてフォトカプラ20を設けるようにしてもよい。
In the mirror-cooled
〔実施の形態2:鏡面冷却式露点計(正反射光検出方式)〕
図6はこの発明に係る水分検出装置の他の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202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とを同軸ではなく、鏡10を挾んでその左右に対称に設けている。発光側の光ファイバ17−1と受光側の光ファイバ17−2のJ字型に湾曲された先端部は、鏡10の鏡面10−1に向けられ、この鏡面10−1に対して左右対称に所定の傾斜角で傾けられている。
[Embodiment 2: Mirror Surface Cooling Dew Point Meter (Specular Reflection Light Detection Method)]
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a mirror-cooled dew point meter showing another embodiment of the moisture detection device according to the present invention. In the mirror-cooled
この鏡面冷却式露点計202において、センサ部202A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、鏡10の鏡面10−1に対して斜めに所定の周期でパルス光を照射させる。鏡面10−1は被測定気体に晒されており、鏡面10−1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ほゞ全量が正反射し、光ファイバ17−2を介して受光される。したがって、鏡面10−1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。
In this mirror-cooled
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、この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。
In the
熱電冷却素子2の冷却面2−1の温度、すなわち鏡10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10の鏡面10−1に結露し、その水の分子に光ファイバ17−1の先端部から照射されたパルス光の一部が吸収されたり、乱反射したりする。これにより、光ファイバ17−2を介して受光される鏡面10−1からの反射パルス光(正反射光)の強度が減少する。
When the temperature of the cooling surface 2-1 of the
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、すなわち鏡面10−1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。
Here, when the intensity of the reflected pulsed light received through the optical fiber 17-2 falls below the threshold value, the Peltier
この鏡面冷却式露点計202においても、パルス変調方式によって結露検知部13において外乱光による誤動作が防止されるので、センサ部202Aからチャンバをなくすことができている。
なお、上述した実施の形態1や2では、鏡面10−1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鏡面10−1に生じる結霜(水分)を検出することも可能である。
また、上述した実施の形態1や2では、鏡10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。
Also in this mirror-cooled
In the first and second embodiments described above, the condensation (moisture) generated on the mirror surface 10-1 is detected. However, the frost (moisture) generated on the mirror surface 10-1 can also be detected by the same configuration. Is possible.
In the first and second embodiments described above, the thermoelectric cooling element (Peltier element) 2 is used as the cooling means for cooling the
〔参考例1:天気計(散乱光検出方式)〕
図7はこの発明に係る鏡面冷却式露点計の一参考例を示す天気計の概略構成図である。この天気計203はセンサ部203Aと雨検知部203Bとを有している。センサ部203Aは、鏡10のみを設けた構成とし、実施の形態1と同様にして、上端部をJ字型に湾曲させたチューブ17を設けている。
[ Reference Example 1 : Weather meter (scattered light detection method)]
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a weather meter showing a reference example of a mirror-cooled dew point meter according to the present invention. The
この天気計203において、雨検知部203Bは、光ファイバ17−1の先端部より鏡10の鏡面10−1に対して斜めに所定の周期でパルス光を照射させるとともに、光ファイバ17−2を介して受光される反射パルス光(散乱光)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、この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超えると雨が降り始めた(鏡面10−1に雨が付着した)と判断する。
In this
〔参考例2:天気計(正反射光方式)〕
図8はこの発明に係る鏡面冷却式露点計の他の参考例を示す天気計の概略構成図である。この天気計204はセンサ部204Aと雨検知部204Bとを有している。センサ部204Aは、鏡10のみを設けた構成とし、実施の形態2と同様にして、上端部をJ字型に湾曲させた発行側の光ファイバ17−1と受光側の光ファイバ17−2とを鏡10を挟んで左右対称に設けている。
[ Reference Example 2 : Weather meter (regular reflection light method)]
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a weather meter showing another reference example of the mirror-cooled dew point meter according to the present invention. The
この天気計204において、雨検知部204Bは、光ファイバ17−1の先端部より鏡10の鏡面10−1に対して斜めに所定の周期でパルス光を照射させるとともに、光ファイバ17−2を介して受光される反射パルス光(正反射光)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、この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下回ると雨が降り始めた(鏡面10−1に雨が付着した)と判断する。
In this
なお、上述した参考例1や2では、鏡面10−1上に付着する雨を検出できるようにしたが、同様の構成によって鏡面10−1上に付着する雪を検出することも可能である。また、同様の構成によって、雨や雪だけではなく、塵なども検出することが可能である。
In the reference examples 1 and 2 described above, rain attached to the mirror surface 10-1 can be detected. However, it is also possible to detect snow attached to the mirror surface 10-1 with the same configuration. In addition, with the same configuration, it is possible to detect not only rain and snow but also dust and the like.
2…熱電冷却素子(ペルチェ素子)、2−1…冷却面、2−2…加熱面、10…鏡、10−1…鏡面、11…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、19…発光ダイオード、20…フォトカプラ、21…コントロールボックス、40…断熱材、201,202…鏡面冷却式露点計、201A,202A,202A’…センサ部、201B,202B…コントロール部、203,204…天気計、203A,204A…センサ部、203B,204B…雨検知部。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記鏡を冷却する冷却手段と、
前記鏡面に対して所定の周期でパルス光を照射する発光手段と、
前記発光手段から前記鏡面に対して照射されたパルス光の反射光を受光する受光手段と、
この受光手段が受光する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鏡の鏡面上に生じる水分を検出する手段と、
前記鏡の温度を検出する温度検出素子と
を備えた鏡面冷却式露点計において、
前記受光手段が受光する反射光の1パルスごとの上限値と下限値との差に基づいて前記冷却手段によって冷却された前記鏡の鏡面上に生じる水分を検出する手段を備え、
外乱光を遮断するチャンバ部を備えていないことを特徴とする鏡面冷却式露点計。 A mirror whose mirror surface is exposed to the gas to be measured;
Cooling means for cooling the mirror;
A light emitting means for irradiating the mirror surface with pulsed light at a predetermined period;
A light receiving means for receiving the reflected light of the pulsed light emitted from the light emitting means to the mirror surface;
Means for detecting moisture generated on the mirror surface of the mirror cooled by the cooling means based on the reflected light received by the light receiving means;
In the mirror-cooled dew point meter provided with a temperature detecting element for detecting the temperature of the mirror,
Means for detecting moisture generated on the mirror surface of the mirror cooled by the cooling means based on a difference between an upper limit value and a lower limit value for each pulse of reflected light received by the light receiving means;
A mirror-cooled dew point meter, characterized in that it does not include a chamber portion that blocks ambient light.
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