JP5685142B2 - Dew point meter and hygrometer - Google Patents
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Description
本発明は、露点計、及び湿度計に関するものである。 The present invention relates to a dew point meter and a hygrometer.
従来、測定空間の露点を計測する露点計として種々のものが知られている。例えば、下記の特許文献1には、鏡面冷却式露点計が開示されている。この鏡面冷却式露点計は、反射鏡表面温度が被測定気体の露点を下回ると、結露によって反射鏡表面の光学的反射率が低下するという原理を利用したものである。
Conventionally, various types of dew point meters for measuring the dew point of the measurement space are known. For example,
具体的には、この露点計では被測定気体が導入されるハウジングが設けられ、そのハウジング外の第1光源素子及び第2光源素子から参照光及び測定光がそれぞれ光ファイバを経てハウジング内に導入される。参照光は、ハウジング内の測定用光路を直進したあと光ファイバにより第1受光素子に案内される一方、測定光は、ハウジング内で反射鏡の鏡面で反射されたあと光ファイバにより第2受光素子に案内される。前記反射鏡には、制御回路によって冷却能力が制御されるヒートポンプが設けられ、制御回路は、第1受光素子及び第2受光素子で受光した参照光及び測定光の光量に基づき、反射鏡の鏡面に生じた結露量が一定となるようにヒートポンプを制御して反射鏡の温度を調整する。 Specifically, this dew point meter is provided with a housing into which the gas to be measured is introduced, and the reference light and the measuring light are respectively introduced from the first light source element and the second light source element outside the housing through the optical fiber into the housing. Is done. The reference light travels straight through the optical path for measurement in the housing and is guided to the first light receiving element by the optical fiber, while the measuring light is reflected by the mirror surface of the reflecting mirror in the housing and then the second light receiving element by the optical fiber. Be guided to. The reflecting mirror is provided with a heat pump whose cooling capacity is controlled by a control circuit, and the control circuit is configured based on the amount of reference light and measurement light received by the first light receiving element and the second light receiving element. The temperature of the reflecting mirror is adjusted by controlling the heat pump so that the amount of dew condensation that occurs in is constant.
このように構成される鏡面冷却式露点計では、反射鏡に被測定気体を接触させてこの被測定気体に含まれる水分により鏡面を結露させ、制御回路による反射鏡の温度調整によって鏡面の結露量が一定となったときの反射鏡の温度が露点として導出される。 In the mirror-cooled dew point meter constructed in this way, the gas to be measured is brought into contact with the reflector, the mirror surface is condensed by moisture contained in the gas to be measured, and the amount of condensation on the mirror surface is adjusted by adjusting the temperature of the reflector by the control circuit. The temperature of the reflecting mirror when becomes constant is derived as the dew point.
また、下記の特許文献2には、乾湿球を用いて湿度を計測する湿度計が開示されている。この湿度計では、同型の乾球温度計と湿球温度計が並べて設置されていると共に、湿球温度計の下方に水の入ったタンクが置かれており、このタンク内の水に浸されたガーゼ等からなるウィックによって湿球温度計の感部が包まれている。そして、乾球温度計が示す乾球温度と湿球温度計が示す湿球温度との差から相対湿度を求めるように構成されている。
しかしながら、上記特許文献1の露点計は、2つの光源素子、2つの受光素子、複数の光ファイバ、反射鏡、ヒートポンプ、測温体、ヒートポンプの制御回路及び温度計測用回路等の非常に多くの構成部材によって構成されており、構造が複雑になる。
However, the dew point meter of the above-mentioned
一方、上記特許文献2の湿度計は、ウィックが古くなって汚れてくると水を吸い上げる力が弱まるため、その度に煩雑なウィックの交換作業を行う必要がある。このため、湿度計のメンテナンスに係る作業負担が大きくなる。
On the other hand, the hygrometer of the above-mentioned
そこで、下記の特許文献3の露点計及び湿度計が開発された。この露点計及び湿度計は、測定空間とこの測定空間から断熱部により隔てられた外部空間とに跨って配置されたヒートパイプ(伝熱部)を用い、このヒートパイプの外部空間内に位置する外側部位を冷却することにより当該ヒートパイプの測定空間内に位置する内側部位の表面温度が露点と略等しくなることを利用して、測定空間の露点及び相対湿度を求める。 Therefore, a dew point meter and a hygrometer of Patent Document 3 below have been developed. The dew point meter and the hygrometer are located in an external space of the heat pipe using a heat pipe (heat transfer portion) disposed across the measurement space and an external space separated from the measurement space by a heat insulating portion. The dew point and relative humidity of the measurement space are obtained by utilizing the fact that the surface temperature of the inner part located in the measurement space of the heat pipe becomes substantially equal to the dew point by cooling the outer part.
具体的に、露点計は、測定空間とその外側の外部空間とを断熱部(断熱壁)により隔てる恒温恒湿槽と、断熱部を貫通して測定空間と外部空間とに跨るように配置されるヒートパイプと、ヒートパイプの内側部位の表面温度を検出する外面温度検出部とを備える。 Specifically, the dew point meter is arranged so as to straddle the measurement space and the external space through the heat insulation portion and the thermostatic chamber that separates the measurement space and the external space outside by the heat insulation portion (heat insulation wall). A heat pipe and an outer surface temperature detection unit that detects a surface temperature of an inner portion of the heat pipe.
この露点計では、ヒートパイプの外側部位が冷却され、そのときのヒートパイプの内側部位(即ち、作動流体が蒸発する部位)の表面温度が測定空間の露点として検出される。 In this dew point meter, the outer part of the heat pipe is cooled, and the surface temperature of the inner part of the heat pipe (that is, the part where the working fluid evaporates) at that time is detected as the dew point of the measurement space.
このように、上記の露点計によれば、ヒートパイプと、外面温度検出部とで構成されるので、従来の鏡面冷却式露点計のように多数の部材で構成されるものに比べて、構造を簡略化することができた。また、この露点計は、従来の乾湿球湿度計のように測定にウィックを必要としないので、古くなって水の吸い上げが悪くなる毎にウィックを交換するといったメンテナンスに係る作業負担を軽減することができた。 Thus, according to the above dew point meter, since it is composed of a heat pipe and an outer surface temperature detection unit, compared to a structure composed of a large number of members, such as a conventional mirror-cooled dew point meter, the structure Could be simplified. In addition, this dew point meter does not require a wick for measurement unlike the conventional wet and dry bulb hygrometer, so the work load related to maintenance such as replacing the wick every time the water sucks up becomes worse. I was able to.
しかしながら、特許文献3の露点計では、測定空間が特定の湿度範囲内でないと伝熱部(ヒートパイプ)の内側部位の表面温度と測定空間の露点とが近似しないことが判明した。このため、上記の露点計では、露点を精度よく計測できる湿度範囲が狭いという問題があることが判明した。 However, in the dew point meter of Patent Document 3, it has been found that the surface temperature of the inner portion of the heat transfer section (heat pipe) and the dew point of the measurement space cannot be approximated unless the measurement space is within a specific humidity range. For this reason, it has been found that the above dew point meter has a problem that the humidity range in which the dew point can be accurately measured is narrow.
そこで、メンテナンス性がよく且つ簡略な構造でありながら、広い湿度範囲において露点を測定可能な露点計、及び湿度計を提供することを課題とする。 Therefore, it is an object to provide a dew point meter and a hygrometer that can measure the dew point in a wide humidity range while having a simple structure with good maintainability.
本発明者らは、上記課題を解決すべく以下の知見に着目した。 The present inventors paid attention to the following knowledge in order to solve the above problems.
この知見は、熱流センサ内を通過する熱流の熱収支に関するものである。具体的には、熱流センサ内を通過するように測定空間内の熱を移動させたときに、測定空間から熱流センサ(又は当該熱流センサへ熱伝導可能に配置される部材)へ入る顕熱と、熱流センサ(又は前記部材)の結露によって熱流センサ(又は前記部材)へ供給された潜熱とを合わせた熱量が熱流センサ内を通過する熱流の量(熱流量)と等しくなるといった熱収支が測定空間の湿度に応じて潜熱が変化し成り立つというものである。 This knowledge relates to the heat balance of the heat flow passing through the heat flow sensor. Specifically, when heat in the measurement space is moved so as to pass through the heat flow sensor, sensible heat entering the heat flow sensor (or a member arranged so as to conduct heat to the heat flow sensor) from the measurement space; The heat balance is measured such that the amount of heat combined with the latent heat supplied to the heat flow sensor (or the member) due to condensation of the heat flow sensor (or the member) is equal to the amount of heat flow (heat flow rate) passing through the heat flow sensor. The latent heat changes depending on the humidity of the space.
この知見に基づき、本発明者らは、前記の熱収支を露点の観点から精査した結果、熱流センサ内を通過する熱流を形成するための部材(熱流形成部)又は熱流センサの温度、測定空間の温度、及び熱流センサ内を通過する熱流の熱流量と、露点との間に所定の関係式が成り立つことを発見した。 Based on this knowledge, the present inventors have scrutinized the above heat balance from the viewpoint of the dew point, and as a result, a member (heat flow forming part) for forming a heat flow passing through the heat flow sensor or the temperature of the heat flow sensor, the measurement space It has been found that a predetermined relational expression holds between the temperature of the heat flow, the heat flow rate of the heat flow passing through the heat flow sensor, and the dew point.
本発明は、この関係式に着目することによってなされたものであり、測定空間の露点を測定するための露点計であって、表面と背面とを有し、これら表面と背面との間を通過する熱流の熱流量を計測する熱流センサと、前記熱流センサが取り付けられ、当該熱流センサの背面に熱伝導可能な熱流形成部と、前記熱流形成部の温度又は前記熱流センサの温度を計測する温度検出部と、前記測定空間の温度を計測する測定空間温度検出部と、前記測定空間の露点を算出する演算処理部と、を備える。そして、前記熱流形成部は、当該熱流形成部内の熱の移動により前記熱流センサの背面の温度を変化させて当該背面と前記表面との間に温度差を設けることにより前記熱流センサ内を通過する熱流を形成し、前記演算処理部は、前記熱流が形成されたときの前記熱流センサにおける熱収支に基づく関係式を用い、前記測定空間温度検出部での温度の計測位置と前記温度検出部での温度の計測位置との間の熱抵抗値と、前記温度検出部により計測される温度と、前記測定空間温度検出部により計測される温度と、前記熱流センサにより計測される熱流量と、から前記測定空間の露点を算出する。 The present invention has been made by paying attention to this relational expression, and is a dew point meter for measuring the dew point of a measurement space, which has a surface and a back surface, and passes between these surfaces and the back surface. A heat flow sensor for measuring the heat flow rate of the heat flow, a heat flow sensor attached to the heat flow sensor and capable of conducting heat on a back surface of the heat flow sensor, and a temperature for measuring the temperature of the heat flow sensor or the temperature of the heat flow sensor. A detection unit; a measurement space temperature detection unit that measures the temperature of the measurement space; and an arithmetic processing unit that calculates a dew point of the measurement space. And the said heat flow formation part changes the temperature of the back surface of the said heat flow sensor by the movement of the heat in the said heat flow formation part, and passes the inside of the said heat flow sensor by providing a temperature difference between the said back surface and the said surface. A heat flow is formed, and the arithmetic processing unit uses a relational expression based on a heat balance in the heat flow sensor when the heat flow is formed, and the temperature measurement position in the measurement space temperature detection unit and the temperature detection unit From the thermal resistance value between the temperature measurement position, the temperature measured by the temperature detection unit, the temperature measured by the measurement space temperature detection unit, and the heat flow rate measured by the heat flow sensor A dew point of the measurement space is calculated.
この露点計によれば、熱流形成部又は熱流センサの温度、測定空間の温度、及び熱流センサの表面と背面との間(熱流センサ内)を通過した熱流の熱流量を計測し、これらと、所定の熱抵抗値(測定空間温度検出部での温度の計測位置と温度検出部での温度の計測位置との間の熱抵抗値)とを、その内部を通過する熱流が形成されたときの熱流センサにおける熱収支に基づく関係式に代入することにより、広い湿度範囲において測定空間の露点を精度よく求めることができる。これは、測定空間の湿度に応じて潜熱が変化することにより成り立つ前記の熱流センサにおける熱収支に基づく関係式を用いて露点を算出するためである。 According to this dew point meter, the temperature of the heat flow forming part or the heat flow sensor, the temperature of the measurement space, and the heat flow rate of the heat flow that passes between the front and back surfaces of the heat flow sensor (in the heat flow sensor) are measured, and When a heat flow that passes through the predetermined thermal resistance value (the thermal resistance value between the temperature measurement position at the measurement space temperature detection unit and the temperature measurement position at the temperature detection unit) is formed. By substituting into the relational expression based on the heat balance in the heat flow sensor, the dew point of the measurement space can be accurately obtained over a wide humidity range. This is because the dew point is calculated using a relational expression based on the heat balance in the heat flow sensor, which is established by changing the latent heat according to the humidity of the measurement space.
また、当該露点計では、熱流センサと、熱流形成部と、温度検出部と、測定空間温度検出部と、演算処理部とにより構成されるので、従来の鏡面冷却式露点計のように非常に多くの部材で構成されるものに比べて構造を簡略化することができる。また、この露点計は、従来の乾湿球湿度計のようにウィックを必要としないので、古くなって水の吸い上げが悪くなる毎にウィックを交換するといったメンテナンスに係る作業負担を軽減することができる。従って、本発明による露点計では、メンテナンスに係る作業負担を軽減しながら、構造を簡略化することができる。 In addition, the dew point meter is composed of a heat flow sensor, a heat flow formation unit, a temperature detection unit, a measurement space temperature detection unit, and an arithmetic processing unit, so that it is very like a conventional mirror-cooled dew point meter. The structure can be simplified as compared with a structure composed of many members. In addition, this dew point meter does not require a wick like a conventional wet and dry bulb hygrometer, so that it is possible to reduce the work load related to maintenance such as replacing the wick every time the water sucks up and becomes worse. . Therefore, in the dew point meter according to the present invention, the structure can be simplified while reducing the work burden related to maintenance.
本発明にかかる露点計においては、前記熱流形成部は、前記測定空間と当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置されるヒートパイプを有し、前記熱流センサは、前記背面が前記ヒートパイプの測定空間内に位置する部位と熱伝導可能となるように前記熱流形成部の測定空間内に位置する部位に取り付けられてもよい。 In the dew point meter according to the present invention, the heat flow forming unit has a heat pipe disposed across the measurement space and an external space separated from the measurement space by a heat insulating unit, and the heat flow sensor is The back surface may be attached to a portion located in the measurement space of the heat flow forming portion so as to be capable of conducting heat with a portion located in the measurement space of the heat pipe.
かかる構成によれば、ヒートパイプにおいて内部空間内に位置する部位(内部側部位)から外部空間内に位置する部位(外部側部位)へ当該ヒートパイプ内の熱が移動することによって内部側部位と熱伝導可能な熱流センサの背面の温度が変化して当該背面と表面との間に温度差が生じ、これにより、内部側部位が熱流センサを介して測定空間内の熱を吸熱する。その結果、熱流センサ内を通過する熱流が形成される。 According to such a configuration, the heat in the heat pipe moves from a part (inside part) located in the internal space to a part (external side part) located in the external space in the heat pipe. The temperature of the back surface of the heat flow sensor capable of conducting heat changes, and a temperature difference is generated between the back surface and the surface. As a result, the internal side portion absorbs heat in the measurement space via the heat flow sensor. As a result, a heat flow passing through the heat flow sensor is formed.
具体的には、ヒートパイプにおいて内部側部位から外部側部位へ熱が移動することにより、内部側部位の温度が低下し、当該部位と熱伝導可能な熱流センサの背面の温度が低下して熱流センサの表面の温度よりも低くなる。これにより、測定空間内の熱が熱流センサの表面と背面との間を通過して内部側部位に入り、熱流センサ内に測定空間内の熱による熱流が形成される。 Specifically, when heat is transferred from the inner side portion to the outer side portion in the heat pipe, the temperature of the inner side portion is lowered, and the temperature of the back surface of the heat flow sensor capable of conducting heat with the portion is lowered, thereby causing the heat flow. It becomes lower than the temperature of the sensor surface. Thereby, the heat in the measurement space passes between the front surface and the back surface of the heat flow sensor and enters the inner portion, and a heat flow due to the heat in the measurement space is formed in the heat flow sensor.
また、熱流形成部が熱抵抗の小さなヒートパイプを備えることにより、応答性の優れた露点計が得られる。 Moreover, a dew point meter with excellent responsiveness can be obtained by providing the heat flow forming portion with a heat pipe having a small thermal resistance.
尚、熱流センサは、熱流形成部の外部空間内に位置する部位に取り付けられてもよい。この場合、具体的には、露点計は、前記熱流形成部に取り付けられる第1の断熱部を備え、前記熱流形成部は、前記測定空間と当該測定空間に対して第2の断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置されるヒートパイプを有し、前記熱流センサは、前記背面が前記ヒートパイプの外部空間内に位置する部位と熱伝導可能となるように前記熱流形成部の外部空間内に位置する部位に取り付けられ、前記第1の断熱部は、前記熱流センサの表面を残して当該熱流センサと前記熱流形成部の外部空間内に位置する部位とを囲う。 In addition, a heat flow sensor may be attached to the site | part located in the external space of a heat flow formation part. In this case, specifically, the dew point meter includes a first heat insulating portion attached to the heat flow forming portion, and the heat flow forming portion is separated from the measurement space and the measurement space by a second heat insulating portion. The heat flow sensor is disposed across the external space, and the heat flow sensor has an external space of the heat flow forming portion so that the back surface can conduct heat with a portion located in the external space of the heat pipe. It attaches to the site | part located inside, and the said 1st heat insulation part leaves the surface of the said heat flow sensor, and surrounds the said heat flow sensor and the site | part located in the external space of the said heat flow formation part.
かかる構成によれば、ヒートパイプにおいて内部側部位から外部側部位へ当該ヒートパイプ内の熱が移動することによって外側部位と熱伝導可能な熱流センサの背面の温度が変化して当該背面と表面との間に温度差が生じ、これにより、外部側部位が熱流センサを介して外部空間に熱を放出する。その結果、熱流センサ内を通過する熱流が形成される。 According to this configuration, the heat in the heat pipe moves from the inner side portion to the outer side portion in the heat pipe, whereby the temperature of the back surface of the heat flow sensor capable of conducting heat with the outer portion changes, and the back surface and the surface. A temperature difference is generated between the two, and the external portion releases heat to the external space via the heat flow sensor. As a result, a heat flow passing through the heat flow sensor is formed.
具体的には、ヒートパイプにおいて内部側部位から外部側部位へ熱が移動することにより、外部側部位の温度が上昇し、当該部位と熱伝導可能な熱流センサの背面の温度が上昇して熱流センサの表面の温度よりも高くなる。これにより、内部側部位で吸熱されて外部側部位まで移動した測定空間内の熱が熱流センサの背面と表面との間を通過して外部空間に放出される。その結果、熱流センサ内に測定空間内の熱による熱流が形成される。 Specifically, when heat is transferred from the inner side portion to the outer side portion in the heat pipe, the temperature of the outer side portion rises, and the temperature of the back surface of the heat flow sensor capable of conducting heat with the portion rises to increase the heat flow. It becomes higher than the temperature of the sensor surface. As a result, the heat in the measurement space that has absorbed heat at the internal site and moved to the external site passes between the back surface and the surface of the heat flow sensor and is released to the external space. As a result, a heat flow due to heat in the measurement space is formed in the heat flow sensor.
尚、熱流形成部の外部空間内に位置する部位に熱流センサが取り付けられる場合には、第1の断熱部を取り付け、内部側部位からヒートパイプ内に入った測定空間内の熱が全て熱流センサ内を通過して外部空間に放出されるようにして内部側部位からヒートパイプ内に入った測定空間内の熱と熱流センサを通過して外部空間に放出される熱との熱量を等しくすることにより、前記の熱流センサにおける熱収支に基づく関係式を用いて測定空間の露点を求めることが可能となる。 In addition, when a heat flow sensor is attached to the site | part located in the external space of a heat flow formation part, a 1st heat insulation part is attached and all the heat | fever in the measurement space which entered the heat pipe from the internal side site | part is a heat flow sensor. The amount of heat in the measurement space that has passed through the inside and released into the external space and entered the heat pipe from the internal side portion and the heat that passes through the heat flow sensor and is released into the external space are made equal. Thus, the dew point of the measurement space can be obtained using the relational expression based on the heat balance in the heat flow sensor.
また、熱流センサが外部空間内に位置するため、当該熱流センサへの結露を防ぎ、これにより熱流センサの結露による劣化を防止することができる。 Further, since the heat flow sensor is located in the external space, condensation on the heat flow sensor can be prevented, thereby preventing deterioration of the heat flow sensor due to condensation.
前記ヒートパイプは、前記熱流センサの背面と対応する形状の取付面を有し、前記熱流センサは、その背面が前記取付面と接するように前記ヒートパイプに取り付けられてもよい。 The heat pipe may have an attachment surface having a shape corresponding to the back surface of the heat flow sensor, and the heat flow sensor may be attached to the heat pipe so that the back surface is in contact with the attachment surface.
かかる構成によれば、熱流センサが取り付け易くなる。また、熱流センサの背面とヒートパイプの取付面とが接するように熱流センサをヒートパイプに取り付けることにより、他の伝熱部材等をヒートパイプと熱流センサとの間に介在させる場合に比べて熱容量を小さくでき、これにより、露点を計測するときの応答速度を早くすることができる。 According to this configuration, the heat flow sensor can be easily attached. In addition, by attaching the heat flow sensor to the heat pipe so that the back surface of the heat flow sensor and the mounting surface of the heat pipe are in contact with each other, the heat capacity is compared to the case where other heat transfer members are interposed between the heat pipe and the heat flow sensor. The response speed when measuring the dew point can be increased.
前記熱流形成部は、ペルチェ素子を有し、前記熱流センサは、その背面が前記ペルチェ素子の吸熱側部位と熱伝導可能となるように前記熱流形成部に取り付けられてもよい。 The heat flow forming unit may include a Peltier element, and the heat flow sensor may be attached to the heat flow forming unit such that a back surface thereof can conduct heat with a heat absorption side portion of the Peltier element.
かかる構成によれば、ペルチェ素子の吸熱側部位が熱流センサを介して測定空間内の熱を吸熱しこの熱を放熱側部位から放出することにより、熱流センサ内を通過する熱流が形成される。 According to such a configuration, a heat flow passing through the heat flow sensor is formed by the heat absorption side portion of the Peltier element absorbing heat in the measurement space via the heat flow sensor and releasing the heat from the heat dissipation side portion.
具体的には、ペルチェ素子において吸熱側部位から放熱側部位へその内部の熱が移動することにより、吸熱側部位の温度が低下し、当該部位と熱伝導可能な熱流センサの背面の温度が低下して熱流センサの表面の温度よりも低くなる。これにより、測定空間内の熱が熱流センサの表面と背面との間を通過して吸熱側部位に入り、熱流センサ内に測定空間内の熱による熱流が形成される。 Specifically, in the Peltier element, the heat inside the heat transfer side part moves from the heat absorption side part to the heat radiation side part, thereby lowering the temperature of the heat absorption side part and lowering the temperature of the back surface of the heat flow sensor capable of conducting heat with the part. Thus, the temperature is lower than the surface temperature of the heat flow sensor. Thereby, the heat in the measurement space passes between the front and back surfaces of the heat flow sensor and enters the heat absorption side portion, and a heat flow is formed in the heat flow sensor due to the heat in the measurement space.
しかも、ペルチェ素子を用いることにより、当該ペルチェ素子へ供給する電流量によって熱流センサを通過する熱流量を変更できるため、より広い湿度範囲において測定空間の露点を測定することが可能となる。 In addition, by using the Peltier element, the heat flow rate passing through the heat flow sensor can be changed depending on the amount of current supplied to the Peltier element, so that the dew point of the measurement space can be measured in a wider humidity range.
また、ペルチェ素子に供給する電流を逆にして(即ち、熱流センサの背面に向けて熱を放出するようにして)熱流センサを通過する熱の熱流量を計測することにより、第2温度検出部での温度の計測位置と第1温度検出部での温度の計測位置との間の熱抵抗値を求めることができる。即ち、熱流形成部がペルチェ素子を備えることにより、予め前記熱抵抗値を演算や試験測定等を行って求めてこれをメモリ等に記憶させておかなくても、露点を測定することが可能となる。 Further, the second temperature detection unit is configured by measuring the heat flow rate of the heat passing through the heat flow sensor by reversing the current supplied to the Peltier element (that is, releasing heat toward the back surface of the heat flow sensor). The thermal resistance value between the temperature measurement position at and the temperature measurement position at the first temperature detector can be obtained. That is, by providing the Peltier element in the heat flow forming unit, it is possible to measure the dew point without having to calculate the thermal resistance value in advance by performing calculation or test measurement and storing it in a memory or the like. Become.
前記熱流センサは、前記ペルチェ素子の吸熱側部位に取り付けられ、前記ペルチェ素子は、前記吸熱側部位が前記熱流センサを介して前記測定空間内の熱を吸熱可能で、且つ、放熱側部位が前記吸熱側部位によって吸熱された前記熱を当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間へ放熱可能に配置されてもよい。 The heat flow sensor is attached to a heat absorption side portion of the Peltier element, and the Peltier element has the heat absorption side portion capable of absorbing heat in the measurement space via the heat flow sensor, and the heat dissipation side portion is The heat absorbed by the heat absorption side portion may be disposed so as to be radiable to an external space separated from the measurement space by a heat insulating portion.
かかる構成によれば、ペルチェ素子が駆動することにより生じる熱を外部空間に放出することができるため、測定空間内の温度が制御し易くなる。 According to such a configuration, heat generated by driving the Peltier element can be released to the external space, so that the temperature in the measurement space can be easily controlled.
前記熱流形成部は、前記熱流センサを挟んで前記吸熱側部位と反対側に配置されると共に前記測定空間内に少なくとも一部を露出させて当該測定空間内の熱を前記熱流センサを介して前記吸熱側部位に供給可能な伝熱部材を備え、前記ペルチェ素子は、前記放熱側部位が前記外部空間内に位置するように配置されてもよい。 The heat flow forming unit is disposed on the opposite side of the heat absorption side portion with the heat flow sensor interposed therebetween, and at least a part of the heat flow forming unit is exposed in the measurement space to transfer the heat in the measurement space through the heat flow sensor. A heat transfer member that can be supplied to the heat absorption side portion is provided, and the Peltier element may be arranged such that the heat dissipation side portion is located in the external space.
かかる構成によれば、伝熱部材を熱流センサよりも測定空間側に配置することによって熱流センサが測定空間内に露出しないようにして露点測定時の当該センサへの結露を防ぎ、これにより、熱流センサの結露による劣化を防止することができる。 According to this configuration, by disposing the heat transfer member closer to the measurement space than the heat flow sensor, the heat flow sensor is prevented from being exposed to the measurement space to prevent dew condensation on the sensor during dew point measurement. Deterioration due to condensation of the sensor can be prevented.
また、放熱側部位が外部空間内に位置しているため、ペルチェ素子が駆動することによって生じる熱をより効率よく外部空間に放出することができる。 Further, since the heat radiation side portion is located in the external space, the heat generated by driving the Peltier element can be released to the external space more efficiently.
前記ペルチェ素子と、前記吸熱側部位に取り付けられた熱流センサとが前記測定空間内に位置するように配置されてもよい。 The Peltier element and a heat flow sensor attached to the heat absorption side portion may be disposed so as to be located in the measurement space.
このようにペルチェ素子と熱流センサとを測定空間内に配置する構成とすることにより、熱を外部空間へ放出するための穴等を外部空間と測定空間とを隔てる断熱部等に設けることなく露点の計測が可能となる。また、放熱側部位の熱を外部空間に放出しなくてもよいため、測定空間内におけるペルチェ素子の配置の自由度が向上する。 By configuring the Peltier element and the heat flow sensor in the measurement space in this way, a dew point can be provided without providing a hole or the like for releasing heat to the external space in the heat insulating part that separates the external space and the measurement space. Can be measured. Moreover, since it is not necessary to release the heat of the heat radiation side part to the external space, the degree of freedom of the arrangement of the Peltier elements in the measurement space is improved.
また、本発明は、測定空間の露点を測定するための露点計であって、表面と背面とを有し、これら表面と背面との間を通過する熱流の熱流量を計測する第1の熱流センサと、表面と背面とを有し、これら表面と背面との間を通過する熱流の熱流量を計測する第2の熱流センサと、前記第1の熱流センサが取り付けられ、当該第1の熱流センサの背面に熱伝導可能な第1の熱流形成部と、前記第2の熱流センサが取り付けられ、当該第2の熱流センサの背面に熱伝導可能な第2の熱流形成部と、前記第1及び第2の熱流形成部の温度、又は前記第1及び第2の熱流センサの温度をそれぞれ計測する温度検出部と、前記測定空間の温度を計測する測定空間温度検出部と、前記測定空間の露点を算出する演算処理部と、を備える。そして、前記第1の熱流形成部は、当該第1の熱流形成部内の熱の移動により前記第1の熱流センサの背面の温度を変化させて当該背面と前記表面との間に温度差を設けることにより当該第1の熱流センサ内を通過する熱流を形成し、前記第2の熱流形成部は、当該第2の熱流形成部内の熱の移動により前記第2の熱流センサの背面の温度を変化させて当該背面と前記表面との間に温度差を設けることにより当該第2の熱流センサ内を通過する熱流を形成すると共に、前記第2の熱流センサ内を通過する熱流の熱流量が前記第1の熱流センサ内を通過する熱流の熱流量と異なる量となるようにし、前記演算処理部は、前記熱流が形成されたときの各熱流センサにおける熱収支に基づく関係式を用いて、前記温度検出部により計測される前記第1及び第2の熱流形成部又は前記第1及び第2の熱流センサの温度と、前記測定空間温度検出部により計測される前記測定空間の温度と、前記第1及び第2の熱流センサによりそれぞれ計測される熱流量と、から前記測定空間の露点を算出する。 The present invention is also a dew point meter for measuring a dew point in a measurement space, which has a front surface and a back surface, and a first heat flow for measuring a heat flow rate of a heat flow passing between the surface and the back surface. A first heat flow sensor having a sensor, a front surface and a back surface, the second heat flow sensor measuring the heat flow rate of the heat flow passing between the front surface and the back surface, and the first heat flow sensor; A first heat flow forming unit capable of conducting heat on a back surface of the sensor and the second heat flow sensor are attached, and a second heat flow forming unit capable of conducting heat on the back surface of the second heat flow sensor, and the first And a temperature detection unit that measures the temperature of the second heat flow forming unit or the temperature of the first and second heat flow sensors, a measurement space temperature detection unit that measures the temperature of the measurement space, An arithmetic processing unit for calculating a dew point. The first heat flow forming unit changes the temperature of the back surface of the first heat flow sensor by the movement of heat in the first heat flow forming unit to provide a temperature difference between the back surface and the surface. Thus, a heat flow passing through the first heat flow sensor is formed, and the second heat flow forming unit changes the temperature of the back surface of the second heat flow sensor by the movement of heat in the second heat flow forming unit. Thus, by providing a temperature difference between the back surface and the front surface, a heat flow passing through the second heat flow sensor is formed, and a heat flow rate of the heat flow passing through the second heat flow sensor is changed to the first heat flow sensor. The amount of heat flow is different from the heat flow rate of the heat flow passing through one heat flow sensor, and the arithmetic processing unit uses the relational expression based on the heat balance in each heat flow sensor when the heat flow is formed, The first measured by the detector And the second heat flow forming unit or the first and second heat flow sensors, the measurement space temperature measured by the measurement space temperature detection unit, and the first and second heat flow sensors, respectively. The dew point of the measurement space is calculated from the heat flow rate.
この露点計によれば、各熱流形成部又は各熱流センサの温度、測定空間の温度、及び各熱流センサ内を通過した熱流の熱流量をそれぞれ計測し、これらを、内部に熱流が形成されたときの各熱流センサにおける熱収支に基づく関係式に代入することにより、広い湿度範囲において測定空間の露点を精度よく求めることができる。即ち、各熱流形成部又は各熱流センサの温度、及び各熱流センサ内を通過した熱流の熱流量をそれぞれ測定することにより、所定の熱抵抗値を用いることなく、広い湿度範囲において測定空間の露点を精度よく求めることができる。このため、内部に熱流が形成されたときの各熱流センサにおける熱収支に基づく関係式を準備しておけば、予め前記熱抵抗値を演算や試験測定等を行って求めてこれをメモリ等に記憶させておかなくても露点の測定の際に実測によって得られる値(各熱流形成部又は各熱流センサの温度、測定空間の温度、及び各熱流センサを通過した熱流の熱流量)だけで露点を測定することが可能となる。 According to this dew point meter, the temperature of each heat flow forming part or each heat flow sensor, the temperature of the measurement space, and the heat flow rate of the heat flow that passed through each heat flow sensor were measured, and the heat flow was formed inside them. By substituting into the relational expression based on the heat balance in each heat flow sensor, the dew point of the measurement space can be obtained with high accuracy in a wide humidity range. That is, by measuring the temperature of each heat flow forming section or each heat flow sensor and the heat flow rate of the heat flow that has passed through each heat flow sensor, the dew point of the measurement space can be measured in a wide humidity range without using a predetermined heat resistance value. Can be obtained with high accuracy. For this reason, if a relational expression based on the heat balance in each heat flow sensor when the heat flow is formed inside is prepared, the thermal resistance value is obtained in advance by calculation, test measurement, etc. Even if it is not stored, the dew point can be obtained only by the values obtained by actual measurement when measuring the dew point (the temperature of each heat flow forming part or each heat flow sensor, the temperature of the measurement space, and the heat flow rate of the heat flow that has passed through each heat flow sensor). Can be measured.
また、当該露点計では、第1及び第2の熱流センサと、第1及び第2の熱流形成部と、温度検出部と、測定空間温度検出部と、演算処理部とにより構成されるので、従来の鏡面冷却式露点計のように非常に多くの部材で構成されるものに比べて構造を簡略化することができる。また、この露点計は、従来の乾湿球湿度計のようにウィックを必要としないので、古くなって水の吸い上げが悪くなる毎にウィックを交換するといったメンテナンスに係る作業負担を軽減することができる。従って、本発明による露点計では、メンテナンスに係る作業負担を軽減しながら、構造を簡略化することができる。 In addition, since the dew point meter includes the first and second heat flow sensors, the first and second heat flow forming units, the temperature detection unit, the measurement space temperature detection unit, and the arithmetic processing unit, The structure can be simplified as compared with a conventional mirror-cooled dew point meter which is composed of a large number of members. In addition, this dew point meter does not require a wick like a conventional wet and dry bulb hygrometer, so that it is possible to reduce the work load related to maintenance such as replacing the wick every time the water sucks up and becomes worse. . Therefore, in the dew point meter according to the present invention, the structure can be simplified while reducing the work burden related to maintenance.
また、本発明は、測定空間の相対湿度を測定するための湿度計であって、上記のいずれか1項に記載の露点計と、前記露点計の演算処理部により求められた露点に基づいて前記測定空間の相対湿度を算出する湿度演算処理部と、を備える。 The present invention is also a hygrometer for measuring the relative humidity of the measurement space, based on the dew point meter according to any one of the above and the dew point obtained by the arithmetic processing unit of the dew point meter. A humidity calculation processing unit that calculates the relative humidity of the measurement space.
この湿度計によれば、熱流形成部又は熱流センサの温度、測定空間の温度、及び熱流センサ内を通過した熱流の熱流量を計測することにより、広い湿度範囲において測定空間の露点が精度よく求まるため、この露点に基づき相対湿度を算出することにより、測定空間の相対湿度を精度よく求めることができる。 According to this hygrometer, the dew point of the measurement space can be accurately obtained in a wide humidity range by measuring the temperature of the heat flow forming part or the heat flow sensor, the temperature of the measurement space, and the heat flow rate of the heat flow that has passed through the heat flow sensor. Therefore, by calculating the relative humidity based on this dew point, the relative humidity in the measurement space can be obtained with high accuracy.
また、本発明による湿度計では、熱流センサ、熱流形成部、各温度検出部(温度検出部及び測定空間温度検出部)、及び演算処理部を備える露点計と、湿度演算処理部とにより構成されるので、従来の鏡面冷却式露点計を用いた湿度計のように非常に多くの部材で構成されるものに比べて構造を簡略化することができる。しかも、従来の乾湿球湿度計のようにウィックを必要としないので、メンテナンスに係る作業負担を軽減することができる。 In addition, the hygrometer according to the present invention includes a heat flow sensor, a heat flow formation unit, each temperature detection unit (temperature detection unit and measurement space temperature detection unit), a dew point meter including a calculation processing unit, and a humidity calculation processing unit. As a result, the structure can be simplified compared to a conventional hygrometer using a mirror-cooled dew point meter, which is composed of a large number of members. And since the wick is not required like the conventional wet and dry bulb hygrometer, the work burden concerning a maintenance can be reduced.
以上より、本発明によれば、メンテナンス性がよく且つ簡略な構造でありながら、広い湿度範囲において露点を測定可能な露点計、及び湿度計を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a dew point meter and a hygrometer that can measure the dew point in a wide humidity range while having a simple structure with good maintainability.
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態による露点計を説明するための概略構成図であり、図2は、図1の一部拡大斜視図であり、図3は、図1に示した露点計の熱流形成部及び熱流センサにおける熱の移動や熱抵抗を説明するための概念図である。
<First embodiment>
1 is a schematic configuration diagram for explaining a dew point meter according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partially enlarged perspective view of FIG. 1, and FIG. 3 is a dew point shown in FIG. It is a conceptual diagram for demonstrating the movement of heat and thermal resistance in the heat flow formation part and heat flow sensor of a meter.
本実施形態の露点計10は、測定空間S1内の露点Tdを測定するものであり、熱流センサ12と、熱流形成部20と、冷却ファン28と、第1温度検出部(温度検出部)14と、第2温度検出部(測定空間温度検出部)16と、演算処理部30とを備える。
The
熱流センサ12は、その内部を通過する熱流の量(熱流量)Qeoを計測する。具体的に、熱流センサ12は、表面12aと背面12bとを有し、これら表面12aと背面12bとの間を通過する熱流の熱流量Qeoを計測する。この熱流センサ12は、演算処理部30に接続され、計測した熱流量Qeoに応じた信号(熱流信号)を出力する。熱流センサ12は、測定空間S1内において熱流形成部20に取り付けられている。
The
熱流形成部20は、ヒートパイプ22と、伝熱板24と、複数の冷却フィン26、26、…と、を備え、熱流形成部20内の熱の移動により熱流センサ12の背面12bの温度を変化させて当該背面12bと表面12aとの間に温度差を設けることにより当該熱流センサ12内を通過する熱流を形成する。
The heat
ヒートパイプ22は、測定空間S1内と、この測定空間S1の外側の外部空間S2とに跨って配置される。ヒートパイプ22のうち測定空間S1内に位置する部位を内側部(内部測部位)22aとし、外部空間S2内に位置する部位を外側部(外部側部位)22bとする。測定空間S1は、例えば、断熱壁100(断熱部)で囲まれた恒温恒湿槽101の内側の空間である。一方、外部空間S2は、前記恒温恒湿槽101の外側の空間である。恒温恒湿槽101の駆動により測定空間S1の温度を外部空間S2の温度よりも高くすることが可能となっている。この恒温恒湿槽101を構成する断熱壁100には貫通孔100aが形成されている。ヒートパイプ22は、この貫通孔100aに挿通されることにより、測定空間S1と外部空間S2とに跨って配置される。
The
尚、本実施形態では、ヒートパイプ22が用いられるが、これに限定されない。例えば、ヒートパイプ22の代わりに、熱伝導率の高い(即ち、熱抵抗値の小さな)棒状部材(例えば、銅棒等)が用いられてもよい。
In addition, in this embodiment, although the
伝熱板24は、熱流センサ12を通過した熱をヒートパイプ22の内側部22aに伝熱するための部材であり、測定空間S1内においてヒートパイプ22の内側部22aに取り付けられる。この伝熱板24は、板形状を有し、熱伝導率が高い(抵抗値の小さな)素材によって形成される。具体的に、伝熱板24の一方の主面(取付面)24aは熱流センサ12の背面12bと同一の形状を有し、伝熱板24の厚さはヒートパイプ22の外径よりも大きい(図2参照)。この伝熱板24にその厚み方向と直交する方向に内側部22aが挿入されることによりヒートパイプ22が取り付けられる。また、伝熱板24の取付面24aには、熱流センサ12の背面12bが面接触するように熱流センサ12が取り付けられる。これにより、熱流センサ12の背面12bとヒートパイプ22の内側部22aとが熱伝導可能になる。
The
各冷却フィン26は、ヒートパイプ22の外側部22bに取り付けられる板状の部材であり、外部空間S2における表面積を増やすことによりヒートパイプ22の外側部22bの熱を外部空間S2に効率よく放出するための部材である。尚、ヒートパイプ22の外側部22bには、冷却フィン26の変わりにペルチェ素子等の冷却手段が設けられてもよい。
Each cooling
冷却ファン28は、ヒートパイプ22の外側部22bに対して送風することにより、外側部22bから外部空間S2への熱の放出量を増加させる。この冷却ファン28は、演算処理部30に接続され、当該演算処理部30からの指令信号に基づいて送風の開始及び停止や送風量の変更を行う。
The cooling
尚、ヒートパイプ22の外側部22bから外部空間S2に熱を十分に放出できれば、冷却フィン26や冷却ファン28が設けられなくてもよい。また、冷却フィン26及び冷却ファン28の一方のみが設けられてもよい。
Note that the cooling
第1温度検出部14は、露点Tdを求めるための演算に用いられる熱流形成部20の温度Teを計測する。本実施形態の第1温度検出部14は、伝熱板24の取付面24aに配置され、当該取付面24aの温度を計測し、その計測結果に応じた信号(第1温度信号)を出力する。
The
第2温度検出部16は、露点Tdを求めるための演算に用いられる測定空間S1の温度(測定空間温度)Tiを計測する。この第2温度検出部16は、測定空間S1内に配置され、測定空間S1内の温度Tiを計測し、その計測結果に応じた信号(第2温度信号)を出力する。
The second
演算処理部30は、測定空間S1内の露点Tdを算出し、この算出した露点Tdを表示(出力)する。この演算処理部30は、各種情報(信号)を出し入れ自在に格納可能な記憶部31と、露点Tdを算出する演算部32と、演算部32での演算結果を出力する出力部33と、を備える。本実施形態の演算処理部30には、各温度検出部14、16及び熱流センサ12が当該演算処理部30に対して切り離し可能に接続されている。
The
記憶部31は、露点Tdを求めるための演算に用いられる所定の関係式Td1及び熱抵抗値Rieを予め格納している。本実施形態では、記憶部31として、例えば、ハードディスクやRAM等が用いられる。
The
関係式Td1は、熱流形成部20によって熱流センサ12内を通過する熱流が形成されたときの当該熱流センサ12における熱収支に基づくものであり、以下のようにして求められる。
The
測定空間の温度(測定空間温度)Tiよりも外部空間の温度(外部空間温度)が低くなるように測定空間温度Tiと外部空間温度との間に所定の温度差を設けると、ヒートパイプ22において作動流体により内側部22aから外側部22bに向けてヒートパイプ内の熱が輸送される。このため内側部22aの温度が低下し、当該部位と伝熱板24を介して熱伝導可能な熱流センサ12の背面12bの温度も低下して当該背面12bの温度が熱流センサ12の表面12aの温度よりも低くなる。このように表面12aと背面12bとの間に温度差が生じると測定空間S1内の熱が表面12aから熱流センサ12内に入って当該熱流センサ12内を通過して内側部22aに入り、これにより、熱流センサ12内に測定空間S1内の熱による熱流が形成される。このとき、熱流センサ12の表面12aの温度が測定空間S1の露点以下となって表面12aに結露が生じる。ここで、測定空間S1から熱流センサ12を介して伝熱板24へ入る顕熱をQieとし、結露により測定空間S1から熱流センサ12を介して伝熱板24へ供給される潜熱をQie Lとすると、顕熱Qieは、
Temperature of the temperature of the measurement space (measurement space temperature) T i external space than the (external space temperature) provided a predetermined temperature difference between the measurement space temperature T i and the external space temperature to be lower, the heat pipe At 22, the heat in the heat pipe is transported from the
そして、式(4)に上記の式(1)〜式(3)を代入して整理することにより、露点Tdを求めるための関係式Td1は、
And by substituting the above formulas (1) to (3) into the formula (4) and rearranging, the
このように求められた関係式Td1には、熱流形成部20の種類や形状等によって異なり且つ露点Tdの計測中に得られる各種温度等のデータからは導出することができない熱抵抗値Rieが含まれている。そのため、本実施形態の露点計10では、演算や事前実験等により熱抵抗値Rieを求め、これらの値を記憶部31に格納し、演算部32が自由に使用できるようにしておくことにより、露点Tdの測定の際に得られる温度データから演算部32が露点Tdを算出することを可能にしている。
The
演算部32は、各温度検出部14、16からの第1及び第2温度信号と、熱流センサ12からの熱流信号とを受信すると、記憶部31に格納されている関係式Td1と熱抵抗値Rieとを用いて測定空間S1の露点Tdを算出する(求める)。そして、演算部32は、求めた露点Tdを出力部33に出力する。
When the
出力部33は、演算部32の演算結果を受けて測定空間S1の露点Tdを出力する。本実施形態の出力部33は、演算結果を表示するように構成される。尚、出力部33は、演算結果を表示する構成に限定されずに、液晶ディスプレイ等の外部の表示装置等に前記演算結果等を表示させるための信号を出力するように構成されてもよく、印字等によって出力するように構成されてもよい。
The
このように構成される露点計10では、以下のようにして測定空間S1の露点Tdが測定される。
In the
ヒートパイプ22の内側部22aと外側部22bとの間に温度差が形成される。具体的には、演算処理部30が恒温恒湿槽101を駆動させ、測定空間温度Tiを外部空間温度よりも高くする。これにより、ヒートパイプ22内の作動流体により内側部22aの熱が外側部22bに輸送され、内側部22aが低温となり、この内側部22aと伝熱板24を介して熱伝導可能な熱流センサ12の背面12bが冷却される。その結果、熱流センサ12の表面12aと背面12bとの間に温度差が形成され、測定空間S1内の熱が熱流センサ12内を通過して内側部22aに入る、即ち、熱流センサ12内を表面12aから背面12bに向けて通過する熱流が形成される。このとき、熱流センサ12の表面12aの温度が露点以下となり表面12aに測定空間S1中に存在する水分が付着して凝縮し、結露が生じる。
A temperature difference is formed between the
内側部22aに入った熱は、前記の通りヒートパイプ22の作動流体によって外側部22bに輸送され、外側部22bに到達すると外側部22bの表面及び複数の冷却フィン26、26、…から外部空間S2に放出される。このとき、演算処理部30が冷却ファン28を駆動し、冷却フィン26に向けて送風することにより、測定空間S1からの熱が効率よく外部空間S2に放出される。
As described above, the heat that has entered the
このようにして、測定空間S1内の熱が熱流センサ12を通じて内側部22aに入り、作動流体によって外側部22bまで輸送され、冷却フィン26から外部空間S2に放出される(図3参照)。
In this way, the heat in the measurement space S1 enters the
このとき、演算部32は、第1温度検出部14が計測した伝熱板24の取付面24aの温度と第2温度検出部16が計測した測定空間温度Tiと熱流センサ12が計測した熱流量Qeoとを第1温度信号、第2温度信号、及び熱流信号として受信し、これらと、記憶部31に格納されている関係式Td1と熱抵抗値Rieとを用いて測定空間の露点Tdを算出する。そして、出力部33が、演算部32によって算出された測定空間S1の露点Tdを表示(出力)する。
At this time, the
以上説明したように、第1実施形態の露点計によれば、熱流形成部20(詳しくは、伝熱板24の取付面24a)の温度Te、測定空間温度Ti、及び熱流センサ12の表面12aと背面12bとの間(熱流センサ12内)を通過した熱流の熱流量Qeoを計測し、これらと、関係式Td1と、熱抵抗値(測定空間S1における第2温度検出部16での温度の計測位置と熱流形成部20における第1温度検出部14での温度の計測位置との間の熱抵抗値)Rieとから、広い湿度範囲において測定空間S1の露点Tdを精度よく求めることができる。これは、熱流センサ12の表面12aが結露した状態であれば測定空間S1の相対湿度に関係なく成り立つ前記の熱流センサ12における熱収支に基づく関係式Td1を用いて露点Tdを算出するためである。
As described above, according to the dew point meter of the first embodiment, the temperature T e of the heat flow forming unit 20 (specifically, the mounting
また、当該露点計10では、熱流センサ12と、熱流形成部20と、第1温度検出部14と、第2温度検出部16と、演算処理部30とにより構成されるので、従来の鏡面冷却式露点計のように非常に多くの部材で構成されるものに比べて構造を簡略化することができる。また、この露点計10は、従来の乾湿球湿度計のようにウィックを必要としないので、古くなって水の吸い上げが悪くなる毎にウィックを交換するといったメンテナンスに係る作業負担を軽減することができる。従って、本発明による露点計10では、メンテナンスに係る作業負担を軽減しながら、構造を簡略化することができる。
In addition, the
また、熱流形成部20において熱抵抗の小さなヒートパイプ22を用いることにより、応答性の優れた露点計10が得られる。
Moreover, the
<第2実施形態>
図4は、本発明の第2実施形態による露点計を説明するための概略構成図であり、図5は、図4に示した露点計の熱流形成部及び熱流センサにおける熱の移動や熱抵抗を説明するための概念図である。次に、図4及び図5を参照して、本発明の第2実施形態による露点計の構成について説明するが、上記第1実施形態と同様の構成には同一符号を用いると共に詳細な説明を省略し、異なる構成についてのみ詳細に説明する。
<Second Embodiment>
FIG. 4 is a schematic configuration diagram for explaining a dew point meter according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing the heat transfer and thermal resistance in the heat flow forming unit and the heat flow sensor of the dew point meter shown in FIG. It is a conceptual diagram for demonstrating. Next, the configuration of the dew point meter according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. The same reference numerals are used for the same configurations as in the first embodiment, and a detailed description will be given. Omitted, only different configurations will be described in detail.
本実施形態の露点計10Aは、図4に示されるように、熱流センサ12と、熱流形成部20Aと、冷却ファン28と、断熱部(第1の断熱部)40と、第1温度検出部14と、第2温度検出部16と、演算処理部30とを備える。
As shown in FIG. 4, the
熱流センサ12は、第1実施形態と異なり、外部空間S2内において熱流形成部20Aに取り付けられる。
Unlike the first embodiment, the
熱流形成部20Aは、ヒートパイプ22と、伝熱板24と、を備え、伝熱板24は、第1実施形態と異なり、外部空間S2内においてヒートパイプ22の外側部22bに取り付けられる。
20 A of heat flow formation parts are provided with the
冷却ファン28は、熱流形成部20に取り付けられた熱流センサ12の表面12aに向けて送風可能に配置される。
The cooling
断熱部40は、熱流形成部20Aに取り付けられる。具体的に、断熱部40は、熱伝導率の低い素材で形成され、熱流センサ12の表面12aを残して当該熱流センサ12と熱流形成部20Aの断熱壁100よりも外部空間S2側に位置する部位(具体的には、ヒートパイプ22の外側部22bとこれに取り付けられた伝熱板24)とを囲う。これにより、ヒートパイプ22の外側部22bから外部空間S2へ放出される熱は、全て熱流センサ12を通過する。即ち、熱流形成部20Aの外部空間S2内に位置する部位に熱流センサ12が取り付けられる場合には、断熱部40を設けることにより、内側部22aからヒートパイプ22内に入った測定空間S1内の熱が全て熱流センサ12内を通過して外部空間S2に放出されるようにする。これにより、内側部22aからヒートパイプ22内に入った測定空間S1内の熱と熱流センサ12を通過して外部空間S2に放出される熱との熱量が等しくなり、関係式Td1を用いて露点Tdを測定することができる。
The
第1温度検出部14は、ヒートパイプ22の内側部22aの表面に配置され、当該表面の温度を計測し、その計測結果に応じた第1温度信号を出力する。
The 1st
演算処理部30の記憶部31に格納されている熱抵抗値Rieは、測定空間S1内の所定位置(第2温度検出部16による温度計測位置)とヒートパイプ22の内側部22aの表面(第1温度検出部14による温度計測位置)との間の熱抵抗値である。
The thermal resistance value Rie stored in the
このように構成される露点計10Aでは、以下のようにして測定空間S1の露点Tdが測定される。
In the
演算処理部30が恒温恒湿槽101を駆動させ、測定空間温度Tiを外部空間温度よりも高くすることにより、ヒートパイプ22の内側部22aと外側部22bとの間に温度差が形成される。これにより、ヒートパイプ22の内側部22aの熱が外側部22bに輸送され、伝熱板24を介して熱流センサ12の背面12bに前記熱が伝熱される。これにより、熱流センサ12の表面12aと背面12bとの間に温度差が形成され、ヒートパイプ22の内側部22aからの熱が熱流センサ12を通過して外部空間S2に放出される、即ち、熱流センサ12内を背面12bから表面12aに向けて通過する熱流が形成される。このとき、冷却ファン28が熱流センサ12の表面12aに向けて送風することにより熱流センサ12の表面12aから外部空間S2に放出される熱量が大きくなるため、外側部22bからの熱が効率よく外部空間S2に放出される。
The
一方、ヒートパイプ22の内側部22aでは、当該内側部22aの熱が外側部22bに輸送されて外部空間S2に放出されるため、内側部22aの温度が低温となって測定空間S1内の熱が内側部22a内に入る。このとき、内側部22aが測定空間S1の露点以下となっているため、その表面に測定空間S1中に存在する水分が付着して凝縮し、結露が生じる。
On the other hand, in the
このようにして、測定空間S1内の熱がヒートパイプ22の内側部22aに入り、作動流体によって外側部22bまで輸送され、熱流センサ12を通じて外部空間S2に放出される(図5参照)。
In this way, the heat in the measurement space S1 enters the
このとき、演算部32は、第1温度検出部14が計測したヒートパイプ22の内側部22aの表面の温度Teと第2温度検出部16が計測した測定空間温度Tiと熱流センサ12が計測した熱流量Qeoとを第1温度信号、第2温度信号、及び熱流信号として受信し、これらと、記憶部31に格納されている関係式Td1と熱抵抗値Rieとを用いて測定空間の露点Tdを算出する。そして、出力部33が、演算部32によって算出された測定空間S1の露点Tdを表示(出力)する。
At this time, the
以上説明したように、本実施形態の露点計10Aのように熱流センサ12を熱流形成部20Aの外部空間S2内に位置する部位に取り付けても、測定空間S1の露点Tdを計測することができる。しかも、熱流センサ12を外部空間S2内に配置することにより当該熱流センサ12への結露を防ぐことができ、その結果、熱流センサ12の結露による劣化を防止することができる。
As described above, the dew point Td of the measurement space S1 can be measured even if the
<第3実施形態>
図6は、本発明の第3実施形態による露点計を説明するための概略構成図であり、図7は、図6に示した露点計の熱流形成部及び熱流センサにおける熱の移動や熱抵抗を説明するための概念図である。次に、図6及び図7を参照して、本発明の第3実施形態による露点計の構成について説明するが、上記第1及び第2実施形態と同様の構成には同一符号を用いると共に詳細な説明を省略し、異なる構成についてのみ詳細に説明する。
<Third embodiment>
FIG. 6 is a schematic configuration diagram for explaining a dew point meter according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing the heat transfer and thermal resistance in the heat flow forming unit and the heat flow sensor of the dew point meter shown in FIG. It is a conceptual diagram for demonstrating. Next, the configuration of the dew point meter according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. The same reference numerals are used for the same configurations as in the first and second embodiments, and the details will be described. Detailed description will be omitted, and only different configurations will be described in detail.
本実施形態の露点計10Bは、熱流センサ12と、熱流形成部20Bと、冷却ファン28と、第1温度検出部14と、第2温度検出部16と、演算処理部30とを備える。
The
熱流形成部20Bは、第1及び第2実施形態と異なり、伝熱部材42と、ペルチェ素子44と、を備える。
Unlike the first and second embodiments, the heat
伝熱部材42は、熱流センサ12を挟んでペルチェ素子44の吸熱側部位44aと反対側に配置されると共に測定空間S1内に一部を露出させて測定空間S1内の熱を熱流センサ12を介して吸熱側部位44aに供給する。具体的に、伝熱部材42は、熱伝導率の高い素材で形成された柱状の部材であり、恒温恒湿槽101の側壁を構成する断熱壁100に形成された貫通孔100aに挿通されて一方の端部(ペルチェ素子44と反対側の端部)42aが測定空間S1内に突出(露出)するように配置される。この伝熱部材42の測定空間S1内に突出する端部42aと反対側の端部42bには、当該端部42bの端面に熱流センサ12の表面12aが接するように熱流センサ12が取り付けられる。尚、本実施形態では、伝熱部材42の一部が測定空間S1内に突出するように配置されているが、例えば、貫通孔100a内にペルチェ素子44を配置して伝熱部材42全体が測定空間S1内に突出(露出)するように配置されてもよい。
The
ペルチェ素子44は、吸熱側部位44aが熱流センサ12を介して測定空間S1内の熱を吸熱可能で、且つ、放熱側部位44bが吸熱側部位44aによって吸熱された熱を外部空間S2へ放熱可能に配置される。具体的には、ペルチェ素子44は、外部空間S2において、吸熱側部位44aが熱流センサ12の背面12bと接するように熱流センサ12に取り付けられ、放熱側部位44bが外部空間S2に露出するように配置される。このペルチェ素子44は、演算処理部30と接続され、当該演算処理部30からの指示信号に基づいて駆動する。
In the
熱流センサ12は、外部空間S2内においてその背面12bがペルチェ素子44の吸熱側部位44aと熱伝導可能となるように当該ペルチェ素子44に取り付けられる。具体的に、熱流センサ12は、ペルチェ素子44と伝熱部材42との間に挟み込まれるように熱流形成部20Bに取り付けられる。尚、本実施形態では、熱流センサ12がペルチェ素子44に直接取り付けられているが、これに限定されず、例えば、ペルチェ素子44の吸熱側部位44aに伝熱部材(上記の伝熱部材42と異なる伝熱部材)が取り付けられ、この伝熱部材に熱流センサ12が取り付けられてもよい。
The
第1温度検出部14は、伝熱部材42の測定空間S1内への突出側端部42aの端面に配置され、当該端面の温度を計測してその計測結果に応じた第1温度信号を出力する。
The 1st
演算処理部30の記憶部31に格納されている熱抵抗値Rieは、測定空間S1内の所定位置(第2温度検出部16による温度計測位置)と伝熱部材42の測定空間S1内への突出側端部42aの端面(第1温度検出部14による温度計測位置)との間の熱抵抗値である。
The thermal resistance value Rie stored in the
このように構成される露点計10Bでは、以下のようにして測定空間S1の露点Tdが測定される。
In the
演算処理部30がペルチェ素子44を駆動させると、吸熱側部位44aの熱が放熱側部位44bに輸送され、放熱側部位44bから外部空間S2に放出されることにより、熱流センサ12を介して伝熱部材42のペルチェ素子44側の端部42bが冷却され、測定空間S1内に突出している部位との間に温度差が形成される。これにより、測定空間S1内の熱が伝熱部材42の前記突出部位の表面から伝熱部材42の内部に入ってペルチェ素子側の端部42bへ移動し、熱流センサ12を通じてペルチェ素子44の吸熱側部位44aに供給される。このとき、熱流センサ12内を表面12aから背面12bに向けて通過する熱流が形成される。このとき、伝熱部材42の突出側端部42aが露点以下となりその端面に測定空間S1中に存在する水分が付着して凝縮し、結露が生じる。
When the
ペルチェ素子44の吸熱側部位44aに入った熱は、放熱側部位44bに輸送され、外部空間S2に放出される。このとき、演算処理部30が冷却ファン28を駆動し、放熱側部位44bに向けて送風することにより、測定空間S1からの熱が効率よく外部空間S2に放出される。
The heat that has entered the heat
このようにして、測定空間S1内の熱が伝熱部材42から熱流センサ12を通じてペルチェ素子44の吸熱側部位44aに供給され、放熱側部位44bから外部空間S2に放出される(図7参照)。
In this way, the heat in the measurement space S1 is supplied from the
演算部32は、第1温度検出部14が計測した伝熱部材42の突出側端部42aの端面の温度Teと第2温度検出部16が計測した測定空間温度Tiと熱流センサ12が計測した熱流量Qeoとを第1温度信号、第2温度信号、及び熱流信号として受信し、これらと、記憶部31に格納されている関係式Td1と熱抵抗値Rieとを用いて測定空間の露点Tdを算出する。そして、出力部33が、演算部32によって算出された測定空間S1の露点Tdを表示(出力)する。
以上説明したように、本実施形態の露点計10Bによれば、ペルチェ素子44を用いることにより、供給する電流量によって熱流センサ12を通過する熱流量を変更できるため、より広い湿度範囲において測定空間S1の露点Tdを測定することが可能となる。
As described above, according to the
また、本実施形態の露点計10Bによれば、ペルチェ素子44が駆動することにより生じる熱を外部空間S2に放出することができるため、測定空間S1内の温度が制御し易くなる。しかも、放熱側部位44bが外部空間S2内に位置しているため、ペルチェ素子44が駆動することによって生じる熱をより効率よく外部空間に放出することができる。
Further, according to the
また、本実施形態の露点計10Bによれば、伝熱部材42を熱流センサ12よりも測定空間S1側に配置することによって熱流センサ12が測定空間S1内に露出しないようにして露点測定時の当該センサ12への結露を防ぎ、これにより、熱流センサ12の結露による劣化を防止することができる。
Further, according to the
<第4実施形態>
図8は、本発明の第4実施形態による露点計を説明するための概略構成図であり、図9は、図8に示した露点計の熱流形成部及び熱流センサにおける熱の移動や熱抵抗を説明するための概念図である。次に、図8及び図9を参照して、本発明の第4実施形態による露点計の構成について説明するが、上記第1〜第3実施形態と同様の構成には同一符号を用いると共に詳細な説明を省略し、異なる構成についてのみ詳細に説明する。
<Fourth embodiment>
FIG. 8 is a schematic configuration diagram for explaining a dew point meter according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 9 is a diagram showing the heat transfer and thermal resistance in the heat flow forming unit and the heat flow sensor of the dew point meter shown in FIG. It is a conceptual diagram for demonstrating. Next, the configuration of the dew point meter according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9. The same reference numerals are used for the same configurations as in the first to third embodiments, and the details will be described. Detailed description will be omitted, and only different configurations will be described in detail.
本実施形態の露点計10Cは、熱流センサ12と、ペルチェ素子(熱流形成部)20Cと、第1温度検出部14と、第2温度検出部16と、演算処理部30とを備える。
The
熱流センサ12は、測定空間S1内においてその背面12bがペルチェ素子20Cの吸熱側部位20Caと熱伝導可能となるように当該ペルチェ素子20Cに取り付けられる。尚、本実施形態では、熱流センサ12がペルチェ素子20Cに直接取り付けられているが、これに限定されず、例えば、ペルチェ素子20Cの吸熱側部位20Caに伝熱部材が取り付けられ、この伝熱部材に熱流センサ12が取り付けられてもよい。
The
ペルチェ素子20Cは、第3実施形態と異なり、放熱側部位20Cbと吸熱側部位20Caに取り付けられた熱流センサ12とが測定空間S1内に位置するように配置される。即ち、ペルチェ素子20Cは、熱流センサ12が取り付けられた状態で、全体が測定空間S1内に位置するように配置される。
Unlike the third embodiment, the
第1温度検出部14は、ペルチェ素子20Cの吸熱側部位20Caにおける熱流センサ12と接する面に配置され、当該面の温度を計測してその計測結果に応じた第1温度信号を出力する。
The 1st
演算処理部30の記憶部31に格納されている熱抵抗値Rieは、測定空間S1内の所定位置(第2温度検出部16による温度計測位置)とペルチェ素子20Cの吸熱側部位20Caにおける熱流センサ12と接する面(第1温度検出部14による温度計測位置)との間の熱抵抗値である。
The thermal resistance value Rie stored in the
このように構成される露点計10Cでは、以下のようにして測定空間S1の露点Tdが測定される。
In the
演算処理部30がペルチェ素子44を駆動すると、吸熱側部位44aの熱が放熱側部位44bに輸送され、放熱側部位44bから測定空間S1内に放出されることにより、熱流センサ12の背面12bが冷却され、この背面12bと表面12aとの間に温度差が形成される。これにより、測定空間S1内の熱が熱流センサ12を通じてペルチェ素子44の吸熱側部位44aに吸熱される、即ち、熱流センサ12内を表面12aから背面12bに向けて通過する熱流が形成される。このとき、熱流センサ12の表面12aが露点以下となり測定空間S1中に存在する水分が付着して凝縮し、結露が生じる。
When the
ペルチェ素子44の吸熱側部位44aに入った熱は、放熱側部位44bに輸送され、測定空間S1に放出される。
The heat that has entered the heat
このようにして、測定空間S1内の熱が熱流センサ12を通じてペルチェ素子44の吸熱側部位44aに吸熱され、放熱側部位44bから測定空間S1に放出される(図9参照)。
In this way, the heat in the measurement space S1 is absorbed by the heat
このとき、演算部32は、第1温度検出部14が計測したペルチェ素子44の熱流センサ12が取り付けられた面の温度Teと第2温度検出部16が計測した測定空間温度Tiと熱流センサ12が計測した熱流量Qeoとを第1温度信号、第2温度信号、及び熱流信号として受信し、これらと、記憶部31に格納されている関係式Td1と熱抵抗値Rieとを用いて測定空間の露点Tdを算出する。そして、出力部33が、演算部32によって算出された測定空間S1の露点Tdを表示(出力)する。
At this time, the
以上説明したように、本実施形態の露点計10Cによれば、熱を外部空間S2へ放出するための穴等を外部空間S2と測定空間S1とを隔てる断熱壁100等に設けることなく露点Tdの計測が可能となる。また、放熱側部位44bの熱を外部空間S2に放出しなくてもよいため、測定空間S1内におけるペルチェ素子44の配置の自由度が向上する。
As described above, according to the
<第5実施形態>
図10は、本発明の第5実施形態による湿度計を説明するための概略構成図である。次に、図10を参照して、本発明の第5実施形態による湿度計の構成について説明するが、上記第1〜第4実施形態と同様の構成には同一符号を用いると共に詳細な説明を省略し、異なる構成についてのみ詳細に説明する。
<Fifth embodiment>
FIG. 10 is a schematic configuration diagram for explaining a hygrometer according to a fifth embodiment of the present invention. Next, the configuration of the hygrometer according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 10. The same reference numerals are used for the same configurations as in the first to fourth embodiments, and a detailed description will be given. Omitted, only different configurations will be described in detail.
本実施形態の湿度計50は、測定空間S1内の相対湿度を測定するものであり、上記第1実施形態の露点計10を構成する各構成要素に加え、さらに湿度演算処理部36を備える。尚、露点計の構成は、第1実施形態の露点計10に限定されず、第2〜第4実施形態の露点計10A、10B、10C等でもよい。
The
湿度演算処理部36は、露点計10の演算部32(演算処理部30)により算出された露点Tdから測定空間S1の相対湿度Φを算出する。
The humidity
詳しくは、以下に説明する。 Details will be described below.
湿度演算処理部36は、以下の式(6)に演算部32により算出された露点Tdを代入することにより測定空間S1の絶対湿度Xiを算出する。
The humidity
そして、湿度演算処理部36は、この絶対湿度Xiから測定空間S1の水蒸気分圧Pviを以下の式(7)に基づき算出する。
Then, the humidity
このように構成される湿度計50では、第1実施形態と同様にして演算部32が測定空間S1の露点Tdを算出することにより、これに基づいて湿度演算処理部36が測定空間S1の相対湿度Φを算出する。そして、出力部33が、演算部32によって算出された測定空間S1の露点Td及び湿度演算処理部36によって算出された測定空間S1の相対湿度Φを表示(出力)する。尚、湿度計50は、相対湿度Φのみを表示するように構成されてもよい。
In the
この湿度計50によれば、熱流形成部20の温度Te、測定空間温度Ti、及び熱流センサ12内を通過した熱流の熱流量Qeoを計測することにより、広い湿度範囲において測定空間S1の露点Tdが精度よく求まるため、この露点Tdに基づき相対湿度Φを算出することにより、測定空間S1の相対湿度Φを精度よく求めることができる。
According to the
また、本発明による湿度計50では、熱流センサ12、熱流形成部20、各温度検出部(第1温度検出部14、第2温度検出部16等)、及び演算処理部30を備える露点計10と、湿度演算処理部36とにより構成されるので、従来の鏡面冷却式露点計を用いた湿度計のように非常に多くの部材で構成されるものに比べて構造を簡略化することができる。しかも、従来の乾湿球湿度計のようにウィックを必要としないので、メンテナンスに係る作業負担を軽減することができる。
Moreover, in the
尚、本発明の露点計及び湿度計は、上記第1〜第5実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 The dew point meter and the hygrometer of the present invention are not limited to the first to fifth embodiments, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the gist of the present invention.
第1温度検出部14は、熱流形成部20、20A、20B、20C又は熱流センサ12の温度を計測できる位置であれば、具体的な配置位置は限定されない。上記第1〜第5実施形態の露点計10、10A、10B、10Cにおいては、第1温度検出部14は、熱流形成部20、20A、20B、20Cの測定空間内に位置する部位の温度を計測しているが、この位置の温度に限定されない。例えば、第1及び第2実施形態の熱流形成部20、20Aにおけるヒートパイプ22の外側部22bやこの外側部22bに取り付けられた伝熱板24の温度でもよく、第3実施形態の熱流形成部20Bにおけるペルチェ素子44や伝熱部材42の熱流センサ12と接する面や伝熱部材42の内部等の温度でもよい。また、第1温度検出部14によって温度が計測される位置は、熱流センサ12の表面12aや背面12b等であってもよい。
If the 1st
このように、第1温度検出部14によって温度Teを計測する位置を上記第1〜第5実施形態における位置から変えても、露点Tdの導出に用いられる熱抵抗値Rieを測定空間温度Tiを測定した位置と第1温度検出部14によって温度Teを測定した位置との間の熱抵抗値とすることにより、関係式Td1を用いて測定空間S1の露点Tdを精度よく算出することができる。
Thus, even if the position where the temperature Te is measured by the first
また、上記第3及び第4実施形態のように、熱流形成部20B、20Cがペルチェ素子44を備える場合には、記憶部31に熱抵抗値Rieを予め格納せずに、測定空間S1の露点Tdを測定するときに演算処理部30の演算部32等が熱抵抗値Rieを求めてこれを用いるように構成されてもよい。
Further, as in the third and fourth embodiments, in the case where the heat
具体的には、演算処理部30がペルチェ素子44に供給する電流を逆にして(即ち、熱流センサ12の背面12bに向けて熱を放出するようにして)結露しない条件下で熱流センサ12を通過する熱流の熱流量Qeoを計測することにより、測定空間S1における第2温度検出部16での温度計測位置と熱流形成部20B、20Cにおける第1温度検出部14での温度計測位置との間の熱抵抗値Rieを求めることができる。
Specifically, the
詳しくは、演算処理部30がペルチェ素子44に供給する電流を逆にすることにより、熱流センサ12を通じてペルチェ素子44から測定空間S1に熱が放出される。このときの熱流量Qeoを熱流センサ12が計測する。そして、演算部32等が
Specifically, heat is released from the
このように、熱流形成部20B、20Cがペルチェ素子44を備えることにより、予め熱抵抗値Rieを演算や試験測定等を行って求めてこれをメモリ等の記憶部に記憶させておかなくても、露点Tdを測定することが可能となる。
Thus, since the heat
また、上記第3実施形態では、熱流センサ12を挟んでペルチェ素子44と反対側に伝熱部材42が配置されているが、この伝熱部材42を配置せずに熱流センサ12の表面12aが測定空間S1に露出する構成でもよい。
In the third embodiment, the
また、熱伝導率の高い素材で形成された伝熱部材42に限定されず、内部に閉じ込められた作動流体によって内部の熱が移動するヒートパイプ方式の伝熱部材144が用いられてもよい(図11参照)。かかる構成によれば、熱流形成部の熱容量が小さくなるため、応答性のよい露点計が得られる。
Further, the
また、上記第1〜第5実施形態においては、熱流センサ12及び熱流形成部20(20A、20B、20C)がそれぞれ1個ずつ配置されているが、図12に示されるように、第1の熱流センサ112A及び第2の熱流センサ112Bと、第1の熱流センサ112Aが取り付けられる第1の熱流形成部120A及び第2の熱流センサ112Bが取り付けられる第2の熱流形成部120B(図12においてはいずれもペルチェ素子)と、を備える構成でもよい。かかる構成によれば、第1〜第5実施形態における熱抵抗値Rieを用いることなく、広い湿度範囲において測定空間S1の露点Tdを精度よく求めることができる。このため、第1の熱流形成部120Aによって第1の熱流センサ112A内を通過する熱流が形成されると共に第2の熱流形成部120Bによって第2の熱流センサ112B内を通過する熱流が形成されたときの各熱流センサ112A、112Bにおける熱収支に基づく関係式Td2を準備しておけば、予め熱抵抗値Rieを演算や試験測定等を行って求めてこれをメモリ等の記憶部31に記憶させておかなくてもよく、露点Tdの測定の際に実測によって得られる値(各熱流形成部120A、120Bの温度Te、Te’、測定空間S1の温度、及び各熱流センサ112A、112Bを通過した熱流の熱流量Qeo、Qeo’)から露点Tdを求めることが可能となる。
Moreover, in the said 1st-5th embodiment, although the
具体的には、以下のようにして露点Tdが求められる。 Specifically, the dew point Td is obtained as follows.
演算処理部30は、第1及び第2の熱流センサ112A、112B内を通過する熱流の熱流量Qeo,Qeo’が互いに異なる量となるように、各熱流形成部120A、120Bを制御する。具体的に、第1及び第2の熱流形成部120A、120Bがいずれもペルチェ素子の場合には、各ペルチェ素子に供給する電流量を互いに異なる量とする。そして、第1及び第2の熱流形成部120A、120B(又は第1及び第2の熱流センサ112A、112B)の温度を計測する第3温度検出部(温度検出部)は、第1及び第2の熱流形成部120A、120Bの温度(又は第1及び第2の熱流センサ112A、112Bの温度)Te、Te’をそれぞれ計測する。
The
演算部32は、下記の関係式Td2に第3温度検出部によって計測された各熱流形成部120A、120Bの温度Te、Te’と、各熱流センサ112A、112Bによって計測された熱流量Qeo,Qeo’と第2温度検出部16によって計測された測定空間温度Tiとを代入することにより露点を算出する。
The
第1及び第2の熱流センサ112A、112Bについて、それぞれ下記の式(11−1)と式(11−2)とが成立する。
The following equations (11-1) and (11-2) are established for the first and second
そして、式(12−1)=式(12−2)より、 And from the equation (12-1) = the equation (12-2),
上記第1及び第2実施形態では、熱流センサ12は、ヒートパイプ22に設けられた伝熱板24に取り付けられているが、図13に示されるような取付部23が形成されたヒートパイプ22に直接取り付けられてもよい。具体的に、ヒートパイプ22の外側部22bに熱流センサ12の背面12bと同一形状の取付面23aを有する取付部23が形成されている。そして、熱流センサ12の背面12bが取付面23aと接するように熱流センサ12がヒートパイプ22に取り付けられる。尚、熱流センサ12を測定空間S1内に配置する露点計の場合には、取付部23は、ヒートパイプ22の内側部22aに形成される。
In the first and second embodiments, the
かかる構成によれば、熱流センサ12が取り付け易くなる。また、熱流センサ12の背面12bとヒートパイプ22の取付面23aとが接するように熱流センサ12をヒートパイプ22に取り付けることにより、他の伝熱部材等をヒートパイプ22と熱流センサ12との間に介在させる場合に比べて熱容量をより小さくでき、これにより、露点Tdを計測するときの応答速度を早くすることができる。
According to this configuration, the
10、10A、10B、10C 露点計
12 熱流センサ
12a 表面
12b 背面
14 第1温度検出部(温度検出部)
16 第2温度検出部(測定空間温度検出部)
20、20A、20B、20C 熱流形成部
22 ヒートパイプ
24 伝熱板
30 演算処理部
36 湿度演算処理部
40 断熱部(第1の断熱部)
42 伝熱部材
44 ペルチェ素子
44a 吸熱側部位
44b 放熱側部位
50 湿度計
100 断熱壁(断熱部/第2の断熱部)
101 恒温恒湿槽
Qeo 熱流量
Qie 顕熱
Qie L 潜熱
Rie 熱抵抗値
S1 測定空間
S2 外部空間
Td 露点
Te 伝熱面の温度(温度検出部により計測された温度)
Ti 測定空間温度
Φ 相対湿度
10, 10A, 10B, 10C
16 2nd temperature detection part (measurement space temperature detection part)
20, 20A, 20B, 20C Heat
42
101 thermo-hygrostat Q eo heat flow Q ie sensible heat Q ie L latent R ie thermal resistance values S1 measuring space S2 outside space T d dew point T e heat transfer surface of the temperature (temperature measured by the temperature detecting unit)
Ti Measurement space temperature Φ Relative humidity
Claims (10)
表面と背面とを有し、これら表面と背面との間を通過する熱流の熱流量を計測する熱流センサと、
前記熱流センサが取り付けられ、当該熱流センサの背面に熱伝導可能な熱流形成部と、
前記熱流形成部の温度又は前記熱流センサの温度を計測する温度検出部と、
前記測定空間の温度を計測する測定空間温度検出部と、
前記測定空間の露点を算出する演算処理部と、を備え、
前記熱流形成部は、当該熱流形成部内の熱の移動により前記熱流センサの背面の温度を変化させて当該背面と前記表面との間に温度差を設けることにより前記熱流センサ内を通過する熱流を形成し、
前記演算処理部は、前記熱流が形成されたときの前記熱流センサにおける熱収支に基づく関係式を用いて、前記測定空間温度検出部での温度の計測位置と前記温度検出部での温度の計測位置との間の熱抵抗値と、前記温度検出部により計測される温度と、前記測定空間温度検出部により計測される温度と、前記熱流センサにより計測される熱流量と、から前記測定空間の露点を算出する露点計。 A dew point meter for measuring the dew point of the measurement space,
A heat flow sensor having a surface and a back surface and measuring a heat flow rate of the heat flow passing between the surface and the back surface;
The heat flow sensor is attached, and a heat flow forming part capable of conducting heat on the back surface of the heat flow sensor,
A temperature detection unit for measuring the temperature of the heat flow forming unit or the temperature of the heat flow sensor;
A measurement space temperature detector for measuring the temperature of the measurement space;
An arithmetic processing unit for calculating a dew point of the measurement space,
The heat flow forming unit changes the temperature of the back surface of the heat flow sensor by the movement of heat in the heat flow forming unit and creates a temperature difference between the back surface and the surface to thereby transfer the heat flow passing through the heat flow sensor. Forming,
The arithmetic processing unit uses a relational expression based on a heat balance in the heat flow sensor when the heat flow is formed, and measures a temperature measurement position in the measurement space temperature detection unit and a temperature in the temperature detection unit. Of the measurement space from the thermal resistance value between the position, the temperature measured by the temperature detection unit, the temperature measured by the measurement space temperature detection unit, and the heat flow rate measured by the heat flow sensor. A dew point meter that calculates the dew point.
前記熱流センサは、前記背面が前記ヒートパイプの測定空間内に位置する部位と熱伝導可能となるように前記熱流形成部の測定空間内に位置する部位に取り付けられる請求項1に記載の露点計。 The heat flow forming unit has a heat pipe disposed across the measurement space and an external space separated from the measurement space by a heat insulating unit,
2. The dew point meter according to claim 1, wherein the heat flow sensor is attached to a part located in the measurement space of the heat flow forming part so that the back surface can conduct heat with a part located in the measurement space of the heat pipe. .
前記熱流形成部は、前記測定空間と当該測定空間に対して第2の断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置されるヒートパイプを有し、
前記熱流センサは、前記背面が前記ヒートパイプの外部空間内に位置する部位と熱伝導可能となるように前記熱流形成部の外部空間内に位置する部位に取り付けられ、
前記第1の断熱部は、前記熱流センサの表面を残して当該熱流センサと前記熱流形成部の外部空間内に位置する部位とを囲う請求項1に記載の露点計。 A first heat insulating part attached to the heat flow forming part;
The heat flow forming part has a heat pipe disposed across the measurement space and an external space separated from the measurement space by a second heat insulating part,
The heat flow sensor is attached to a portion located in the external space of the heat flow forming portion so that the back surface can conduct heat with a portion located in the external space of the heat pipe,
2. The dew point meter according to claim 1, wherein the first heat insulating portion surrounds the heat flow sensor and a portion located in an external space of the heat flow forming portion while leaving a surface of the heat flow sensor.
前記熱流センサは、その背面が前記取付面と接するように前記ヒートパイプに取り付けられる請求項2又は3に記載の露点計。 The heat pipe has a mounting surface having a shape corresponding to the back surface of the heat flow sensor,
The dew point meter according to claim 2 or 3, wherein the heat flow sensor is attached to the heat pipe such that a back surface thereof is in contact with the attachment surface.
前記熱流センサは、その背面が前記ペルチェ素子の吸熱側部位と熱伝導可能となるように前記熱流形成部に取り付けられる請求項1に記載の露点計。 The heat flow forming part has a Peltier element,
2. The dew point meter according to claim 1, wherein the heat flow sensor is attached to the heat flow forming portion so that a back surface of the heat flow sensor can conduct heat with a heat absorption side portion of the Peltier element.
前記ペルチェ素子は、前記吸熱側部位が前記熱流センサを介して前記測定空間内の熱を吸熱可能で、且つ、放熱側部位が前記吸熱側部位によって吸熱された前記熱を当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間へ放熱可能に配置される請求項5に記載の露点計。 The heat flow sensor is attached to a heat absorption side portion of the Peltier element,
In the Peltier element, the heat absorption side portion can absorb heat in the measurement space via the heat flow sensor, and the heat dissipation side portion absorbs the heat absorbed by the heat absorption side portion with respect to the measurement space. The dew point meter according to claim 5, wherein the dew point meter is disposed so as to be able to radiate heat to an external space separated by a heat insulating portion.
前記ペルチェ素子は、前記放熱側部位が前記外部空間内に位置するように配置される請求項6に記載の露点計。 The heat flow forming unit is disposed on the opposite side of the heat absorption side portion with the heat flow sensor interposed therebetween, and at least a part of the heat flow forming unit is exposed in the measurement space to transfer the heat in the measurement space through the heat flow sensor. It has a heat transfer member that can be supplied to the heat absorption side part,
The dew point meter according to claim 6, wherein the Peltier element is disposed such that the heat radiation side portion is located in the external space.
表面と背面とを有し、これら表面と背面との間を通過する熱流の熱流量を計測する第1の熱流センサと、
表面と背面とを有し、これら表面と背面との間を通過する熱流の熱流量を計測する第2の熱流センサと、
前記第1の熱流センサが取り付けられ、当該第1の熱流センサの背面に熱伝導可能な第1の熱流形成部と、
前記第2の熱流センサが取り付けられ、当該第2の熱流センサの背面に熱伝導可能な第2の熱流形成部と、
前記第1及び第2の熱流形成部の温度、又は前記第1及び第2の熱流センサの温度をそれぞれ計測する温度検出部と、
前記測定空間の温度を計測する測定空間温度検出部と、
前記測定空間の露点を算出する演算処理部と、を備え、
前記第1の熱流形成部は、当該第1の熱流形成部内の熱の移動により前記第1の熱流センサの背面の温度を変化させて当該背面と前記表面との間に温度差を設けることにより当該第1の熱流センサ内を通過する熱流を形成し、
前記第2の熱流形成部は、当該第2の熱流形成部内の熱の移動により前記第2の熱流センサの背面の温度を変化させて当該背面と前記表面との間に温度差を設けることにより当該第2の熱流センサ内を通過する熱流を形成すると共に、前記第2の熱流センサ内を通過する熱流の熱流量が前記第1の熱流センサ内を通過する熱流の熱流量と異なる量となるようにし、
前記演算処理部は、前記熱流が形成されたときの各熱流センサにおける熱収支に基づく関係式を用いて、前記温度検出部により計測される前記第1及び第2の熱流形成部又は前記第1及び第2の熱流センサの温度と、前記測定空間温度検出部により計測される前記測定空間の温度と、前記第1及び第2の熱流センサによりそれぞれ計測される熱流量と、から前記測定空間の露点を算出する露点計。 A dew point meter for measuring the dew point of the measurement space,
A first heat flow sensor having a surface and a back surface and measuring a heat flow rate of the heat flow passing between the surface and the back surface;
A second heat flow sensor having a surface and a back surface and measuring a heat flow rate of the heat flow passing between the surface and the back surface;
The first heat flow sensor is attached, and a first heat flow forming part capable of conducting heat to the back surface of the first heat flow sensor;
The second heat flow sensor is attached, and a second heat flow forming part capable of conducting heat to the back surface of the second heat flow sensor;
A temperature detection unit that measures the temperature of the first and second heat flow forming units, or the temperature of the first and second heat flow sensors, respectively;
A measurement space temperature detector for measuring the temperature of the measurement space;
An arithmetic processing unit for calculating a dew point of the measurement space,
The first heat flow forming unit changes the temperature of the back surface of the first heat flow sensor by moving the heat in the first heat flow forming unit, thereby providing a temperature difference between the back surface and the surface. Forming a heat flow passing through the first heat flow sensor;
The second heat flow forming unit changes the temperature of the back surface of the second heat flow sensor by moving the heat in the second heat flow forming unit, thereby providing a temperature difference between the back surface and the surface. A heat flow that passes through the second heat flow sensor is formed, and a heat flow rate of the heat flow that passes through the second heat flow sensor is different from a heat flow rate of the heat flow that passes through the first heat flow sensor. And
The arithmetic processing unit uses the relational expression based on the heat balance in each heat flow sensor when the heat flow is formed, and the first and second heat flow forming units measured by the temperature detection unit or the first And the temperature of the second heat flow sensor, the temperature of the measurement space measured by the measurement space temperature detector, and the heat flow rates measured by the first and second heat flow sensors, respectively. A dew point meter that calculates the dew point.
請求項1〜9のいずれか1項に記載の露点計と、
前記露点計の演算処理部により求められた露点に基づいて前記測定空間の相対湿度を算出する湿度演算処理部と、を備える湿度計。
A hygrometer for measuring the relative humidity of a measurement space,
The dew point meter according to any one of claims 1 to 9,
A hygrometer comprising: a humidity calculation processing unit that calculates a relative humidity of the measurement space based on a dew point determined by the calculation processing unit of the dew point meter.
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