JP5912875B2 - Dew point temperature measurement system - Google Patents
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Description
この発明は、一方の面が低温側、他方の面が高温側とされる熱電冷却素子を用いて冷却される鏡面の上に生じる結露や結霜から露点温度を計測する鏡面冷却式露点計と、この鏡面冷却式露点計とは異なる方式で露点温度を計測する露点計(非鏡面冷却式露点計)とを用いた露点温度計測システムに関するものである。 The present invention provides a mirror-cooled dew point meter that measures the dew point temperature from dew condensation or frost generated on a mirror surface cooled using a thermoelectric cooling element in which one surface is a low temperature side and the other surface is a high temperature side. The present invention relates to a dew point temperature measuring system using a dew point meter (non-specular cooling type dew point meter) that measures the dew point temperature by a method different from this mirror surface cooled dew point meter.
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、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、反射光の強度が平衡状態になった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が用いられている。 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, a mirror is cooled by using a cryogen, a refrigerator, an electronic cooler, etc., the change in the intensity of reflected light on the mirror surface of the cooled mirror is detected, and the mirror surface when the intensity of the reflected light is in an equilibrium state A mirror-cooled dew point meter that detects the dew point of moisture in the gas to be measured by measuring the temperature is used.
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21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におけるセンサ部の構成を示す。このセンサ部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の底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には鏡3が取り付けられており、熱電冷却素子2の加熱面2−2にはヒートパイプ4を介して放熱部材5が取り付けられている。すなわち、ヒートパイプ4の一端4−1が熱電冷却素子2の加熱面2−2に取り付けられており、熱電冷却素子2から離されたヒートパイプ4の他端4−2に放熱部材5が取り付けられている。
[Specular reflection detection method]
FIG. 21 shows the configuration of a sensor unit in a conventional mirror-cooled dew point meter that employs a regular reflection light detection method. The
また、熱電冷却素子2とヒートパイプ4の一端4−1にはその周囲を覆うように断熱部材6が設けられており、鏡3の上面(鏡面)3−1には温度検出素子7が取り付けられている。また、チャンバ1の上部に、鏡3の鏡面3−1に対して斜めに光を照射する発光素子8と、この発光素子8から鏡面3−1に対して照射された光の正反射光を受光する受光素子9とが設けられている。また、熱電冷却素子2へのリード線10が断熱部材6を貫通して設けられている。
Further, a
このセンサ部101において、チャンバ1内には、不図示の主配管から分岐された分岐管路を介して、被測定気体が流入される。これにより、チャンバ1内の鏡面3−1が、被測定気体に晒される。鏡面3−1に結露が生じていなければ、発光素子8から照射された光はそのほゞ全量が正反射し、受光素子9で受光される。したがって、鏡面3−1に結露が生じていない場合、受光素子9で受光される反射光の強度は大きい。
In the
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3−1に結露し、その水の分子に発光素子8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9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3−1における正反射光の変化を検出することにより、鏡面3−1上の状態の変化、すなわち鏡面3−1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3−1の温度を温度検出素子7で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22に散乱光検出方式を採用した従来の鏡面冷却式露点計におけるセンサ部の構成を示す。このセンサ部102は、正反射光検出方式を採用したセンサ部101とほゞ同構成であるが、受光素子9の取り付け位置が異なっている。このセンサ部102において、受光素子9は、発光素子8から鏡面3−1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. 22 shows a configuration of a sensor unit in a conventional mirror-cooled dew point meter that employs a scattered light detection method. The
このセンサ部102において、チャンバ1内には、不図示の主配管から分岐された分岐管路を介して、被測定気体が流入される。これにより、チャンバ1内の鏡面3−1が、被測定気体に晒される。鏡面3−1に結露が生じていなければ、発光素子8から照射された光はそのほゞ全量が正反射し、受光素子9での受光量は極微量である。したがって、鏡面3−1に結露が生じていない場合、受光素子9で受光される反射光の強度は小さい。
In the
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3−1に結露し、その水の分子に発光素子8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9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3−1における散乱光の変化を検出することにより、鏡面3−1上の状態の変化、すなわち鏡面3−1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3−1の温度を温度検出素子7で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3−1に生じる結露(露点)を検出する例で説明したが、同様の構成によって鏡面3−1に生じる結霜(霜点)を検出することも可能である。本明細書では、霜点も含めた温度を露点温度として定義する。 In addition, in the dew point meter mentioned above, although demonstrated in the example which detects the dew condensation (dew point) which arises on the mirror surface 3-1, it is also possible to detect the dew condensation (frost point) which arises on the mirror surface 3-1 by the same structure. It is. In this specification, the temperature including the frost point is defined as the dew point temperature.
このような鏡面冷却式露点計では、被測定気体に低温で凝縮する物質(例えば、有機溶剤)が混入している場合がある。すなわち、通常は気体で被測定気体に含まれ、露点温度よりも高い低温で固体になる物質が含まれている場合がある。このような物質が露点温度計測のための冷却に伴って凝縮して鏡面に付着すると、この鏡面上に付着した凝縮物質により反射光や散乱光に対して悪影響を及ぼし、正確な露点温度の計測が行えなくなる。例えば、連続露点計測中に凝縮物質が付着して鏡面が汚れると、計測が不安定になったり、汚れにより結露の検出が異常になり、結露し過ぎていると判断し、露点温度が上昇することがある。 In such a mirror-cooled dew point meter, a substance (for example, an organic solvent) that condenses at a low temperature may be mixed in the gas to be measured. That is, there is a case where a substance that is usually a gas and is contained in the gas to be measured and becomes a solid at a low temperature higher than the dew point temperature may be included. If such a substance condenses and adheres to the mirror surface as it cools down to measure the dew point temperature, the condensed material adhering to the mirror surface adversely affects the reflected or scattered light, and the dew point temperature is accurately measured. Cannot be performed. For example, if condensate adheres during continuous dew point measurement and the mirror surface becomes dirty, the measurement becomes unstable, or the detection of dew condensation becomes abnormal due to contamination, and it is determined that dew condensation is excessive and the dew point temperature rises. Sometimes.
そこで、従来は、鏡面の汚れを防ぐために、定期的に露点温度計測を中断して、人手により綿棒などで鏡面を清掃するようにしたり、特許文献3に示されているように、被測定気体に含まれる凝縮物質を鏡面に導かれる前に除去装置によって除去するようにしたり、特許文献4に示されるように、CO2ガスを吹きかけて凝縮物質を鏡面上から吹き飛ばすようにしている。
Therefore, conventionally, in order to prevent contamination of the mirror surface, the dew point temperature measurement is periodically interrupted and the mirror surface is manually cleaned with a cotton swab or the like, as shown in Patent Document 3, The condensate contained in is removed by a removing device before being guided to the mirror surface, or as disclosed in
しかしながら、人手により鏡面を清掃する方法では、露点温度計測を定期的に中断しなければならず、鏡面の汚れを確認する際に鏡面汚れアラームが多発することがある。また、清掃作業が面倒であり、清掃作業のために比較的長時間、露点温度計測を中断しなければならず、露点温度の連続計測ができない。 However, in the method of manually cleaning the mirror surface, the dew point temperature measurement must be periodically interrupted, and a mirror surface contamination alarm may occur frequently when checking the surface of the mirror surface. Further, the cleaning work is troublesome, and the dew point temperature measurement must be interrupted for a relatively long time for the cleaning work, and the dew point temperature cannot be continuously measured.
また、被測定気体が鏡面に導かれる前に凝縮物質を除去する方法では、事前に凝縮物質が特定されていて、それを化学反応などによって除去するための除去装置が必要となる。また、全ての凝縮物質に対して適応していない。 Further, in the method of removing the condensed substance before the measurement gas is guided to the mirror surface, the condensed substance is specified in advance, and a removing device for removing it by a chemical reaction or the like is required. Also, it is not adapted for all condensed matter.
CO2ガスを吹きかけて凝縮物質を鏡面上から吹き飛ばす方法では、CO2ガスを吹きかける装置が必要であり、CO2ガスを吹きかけている間は露点温度の計測を中断しなければならない。 In the method in which the condensed material is blown off from the mirror surface by blowing CO2 gas, a device for blowing CO2 gas is required, and measurement of the dew point temperature must be interrupted while CO2 gas is being blown.
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、通常は鏡面冷却式露点計により高精度な露点温度計測を行わせる一方、鏡面冷却式露点計の鏡面が汚れるなどして計測精度が落ちたような場合には、鏡面冷却式露点計とは異なる方式で露点温度を計測する露点計(非鏡面冷却式露点計)により露点温度計測を行わせるようにして、途切れることなく連続して露点温度計測を行わせることが可能な露点温度計測システムを提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem, and the purpose of the present invention is to allow a highly accurate dew point temperature measurement with a mirror-cooled dew point meter, while a mirror-cooled dew point meter is generally used. If the measurement accuracy is degraded due to contamination of the mirror surface, etc., the dew point temperature is measured by a dew point meter (non-mirror surface cooling type dew point meter) that measures the dew point temperature using a method different from that of the mirror surface cooling type dew point meter. Thus, an object of the present invention is to provide a dew point temperature measurement system capable of continuously performing dew point temperature measurement without interruption.
また、非鏡面冷却式露点計により露点温度計測を行わせている場合、鏡面冷却式露点計の鏡面に付着しているであろう凝縮物質を除去させる自動クリーニング制御を実行させるようにして、人手による鏡面の清掃を不要とし、凝縮物質を除去する装置を別途設ける必要をなくすことが可能な露点温度計測システムを提供することにある。 In addition, when the dew point temperature is measured using a non-mirror-cooled dew point meter, automatic cleaning control is performed to remove condensed substances that may have adhered to the mirror surface of the mirror-cooled dew point meter. It is an object of the present invention to provide a dew point temperature measurement system that eliminates the need for cleaning the mirror surface and eliminates the need for a separate apparatus for removing condensed substances.
このような目的を達成するために本発明は、被測定気体に晒される鏡面と、この鏡面を冷却する熱電冷却素子と、鏡面の温度を検出する温度センサと、鏡面に対して光を照射する投光手段と、投光手段から鏡面に対して照射された光の反射光を受光する受光手段と、受光手段が受光する反射光の光量に基づいて熱電冷却素子へ供給する電流を制御する制御手段とを備え、制御手段は、受光手段が受光する反射光の光量に基づいて熱電冷却素子へ供給する電流を鏡面に生じる結露もしくは結霜の増減がなくなる平衡状態になるように制御し、その平衡状態において温度センサが検出する鏡面の温度を露点温度として計測する露点温度計測制御を実行する手段を備えた第1の露点計と、第1の露点計とは異なる方式で被測定気体の露点温度を計測する第2の露点計とを備え、第1の露点計によって計測された露点温度計測値を第1の露点温度計測値とし、第2の露点計によって計測された露点温度計測値を第2の露点温度計測値とし、第1および第2の露点温度計測値の何れか一方を被測定気体の有効な露点温度計測値として選択して被測定気体の正式な露点温度計測値として出力する露点温度計測システムであって、第1の露点温度計測値の信頼性を判定する信頼性判定手段と、信頼性判定手段によって第1の露点温度計測値の信頼性が肯定された場合、第1の露点温度計測値を有効な露点温度計測値として選択して通常時の正式な露点温度計測値とする一方、信頼性判定手段によって第1の露点温度計測値の信頼性が否定された場合、第2の露点温度計測値を有効な露点温度計測値として選択して異常時の正式な露点温度計測値とする露点温度計測値選択手段とを備えることを特徴とする。以下、本発明における第1の露点計を鏡面冷却式露点計と呼び、第2の露点計を非鏡面冷却式露点計と呼ぶ。 In order to achieve such an object, the present invention irradiates light to a mirror surface exposed to a gas to be measured, a thermoelectric cooling element that cools the mirror surface, a temperature sensor that detects the temperature of the mirror surface, and the mirror surface. A light projecting means, a light receiving means for receiving reflected light of the light emitted from the light projecting means to the mirror surface, and a control for controlling the current supplied to the thermoelectric cooling element based on the amount of reflected light received by the light receiving means. And the control means controls the current supplied to the thermoelectric cooling element based on the amount of reflected light received by the light receiving means so that there is no increase or decrease in condensation or frost on the mirror surface, A first dew point meter having means for executing dew point temperature measurement control for measuring a mirror surface temperature detected by the temperature sensor in an equilibrium state as a dew point temperature, and a dew point of the gas to be measured by a method different from the first dew point meter Measure temperature A dew point temperature measurement value measured by the first dew point meter as a first dew point temperature measurement value, and a dew point temperature measurement value measured by the second dew point meter as a second dew point temperature measurement value. The dew point temperature is the dew point temperature measurement value, and one of the first and second dew point temperature measurement values is selected as the effective dew point temperature measurement value of the measured gas and output as the official measured dew point temperature value of the measured gas. In the measurement system, when the reliability of the first dew point temperature measurement value is affirmed by the reliability determination unit that determines the reliability of the first dew point temperature measurement value and the reliability determination unit, the first dew point is determined. When the temperature measurement value is selected as an effective dew point temperature measurement value to obtain an official dew point temperature measurement value at the normal time , the reliability of the first dew point temperature measurement value is denied by the reliability determination means. The dew point temperature measurement value is the effective dew point temperature measurement value. Characterized in that it comprises a dew point temperature measurement value selecting means for a formal dew point temperature measurement value of abnormal to select it. Hereinafter, the first dew point meter in the present invention is referred to as a specular cooling type dew point meter, and the second dew point meter is referred to as a non-specular cooling type dew point meter.
この発明では、鏡面冷却式露点計によって計測された露点温度計測値が第1の露点温度計測値とされ、非鏡面冷却式露点計によって計測された露点温度計測値が第2の露点温度計測値とされ、この第1および第2の露点温度計測値の何れか一方が有効な露点温度計測値として選択され、被測定気体の正式な露点温度計測値として出力される。この被測定気体の正式な露点温度計測値の出力に際し、本発明では、第1の露点温度計測値の信頼性を判定するようにし、第1の露点温度計測値の信頼性が肯定された場合、第1の露点温度計測値を有効な露点温度計測値として選択して通常時の正式な露点温度計測値とし、第1の露点温度計測値の信頼性が否定された場合、第2の露点温度計測値を有効な露点温度計測値として選択して異常時の正式な露点温度計測値とする。これにより、通常は鏡面冷却式露点計により高精度な露点温度計測が行われ、鏡面冷却式露点計の鏡面が汚れるなどして計測精度が落ちたような場合には、第1の露点計とは異なる方式で露点温度を計測する非鏡面冷却式露点計により露点温度計測が行われ、途切れることなく連続して露点温度計測が行われるものとなる。 In this invention, the dew point temperature measurement value measured by the specular cooling dew point meter is the first dew point temperature measurement value, and the dew point temperature measurement value measured by the non-specular cooling dew point meter is the second dew point temperature measurement value. Any one of the first and second dew point temperature measurement values is selected as an effective dew point temperature measurement value, and is output as an official dew point temperature measurement value of the gas to be measured. In outputting the official dew point temperature measurement value of the gas to be measured, in the present invention, the reliability of the first dew point temperature measurement value is determined, and the reliability of the first dew point temperature measurement value is affirmed. If the first dew point temperature measurement value is selected as an effective dew point temperature measurement value to obtain the normal dew point temperature measurement value and the reliability of the first dew point temperature measurement value is denied, the second dew point temperature measurement value is determined. Select the temperature measurement value as a valid dew point temperature measurement value and use it as the official dew point temperature measurement value at the time of abnormality . As a result, high-precision dew point temperature measurement is normally performed with a mirror-cooled dew point meter, and if the measurement accuracy drops due to contamination of the mirror surface of the mirror-cooled dew point meter, the first dew point meter The dew point temperature is measured by a non-specular cooling type dew point meter that measures the dew point temperature by a different method, and the dew point temperature is continuously measured without interruption.
本発明では、第1の露点温度計測値の信頼性を判定するようにするが、例えば、第1の方式として、鏡面冷却式露点計の露点温度計測制御を定期的に中断し、受光手段が受光する反射光の光量に基づいて第1の露点温度計測値の信頼性を判定するようにすることが考えられる。また、第2の方式として、第1の露点温度計測値と第2の露点温度計測値との差に基づいて第1の露点温度計測値の信頼性を判定するようにすることが考えられる。 In the present invention, the reliability of the first dew point temperature measurement value is determined. For example, as the first method, the dew point temperature measurement control of the mirror-cooled dew point meter is periodically interrupted, and the light receiving means It is conceivable to determine the reliability of the first dew point temperature measurement value based on the amount of reflected light received. As a second method, it is conceivable to determine the reliability of the first dew point temperature measurement value based on the difference between the first dew point temperature measurement value and the second dew point temperature measurement value.
本発明において、上述した第1の方式を採用した場合、第1の露点温度計測値の信頼性を判定するために、鏡面冷却式露点計の露点温度計測制御を定期的に中断させる必要がある。これに対し、上述した第2の方式を採用すると、鏡面冷却式露点計の鏡面が汚れるなどして計測精度が落ちたような場合だけでなく、露点温度計測制御中も中断させることなく露点温度計測を連続して行わせることが可能となる。 In the present invention, when the above-described first method is adopted, it is necessary to periodically interrupt the dew point temperature measurement control of the mirror-cooled dew point meter in order to determine the reliability of the first dew point temperature measurement value. . On the other hand, when the second method described above is adopted, the dew point temperature is not interrupted even during the dew point temperature measurement control, not only when the mirror surface of the mirror-cooled dew point meter becomes dirty and the measurement accuracy decreases. Measurement can be performed continuously.
また、本発明において、非鏡面冷却式露点計により露点温度計測を行わせている場合、鏡面冷却式露点計の鏡面に付着しているであろう凝縮物質を除去させる自動クリーニング制御を実行させるようにすれば、人手による鏡面の清掃を不要とし、凝縮物質を除去する装置を別途設ける必要をなくすことが可能となる。この場合、自動クリーニング制御として、鏡面に付着しているであろう凝縮物質を除去させるべく、鏡面の温度を上昇させるように熱電冷却素子へ供給する電流を制御する方式、鏡面に付着しているであろう凝縮物質を除去させるべく、鏡面、熱電冷却素子、温度センサ、投光手段および受光手段を収容するチャンバ内の圧力を減圧制御する方式を採用することが考えられる。 Further, in the present invention, when the dew point temperature is measured by the non-specular cooling type dew point meter, the automatic cleaning control for removing the condensate that may have adhered to the mirror surface of the specular cooling type dew point meter is executed. In this case, it is not necessary to manually clean the mirror surface, and it is possible to eliminate the need to separately provide a device for removing condensed substances. In this case, as an automatic cleaning control, a method of controlling the current supplied to the thermoelectric cooling element so as to raise the temperature of the mirror surface in order to remove condensed substances that would have adhered to the mirror surface, is attached to the mirror surface. In order to remove the condensate that would have been, it is conceivable to adopt a system in which the pressure in the chamber containing the mirror surface, thermoelectric cooling element, temperature sensor, light projecting means and light receiving means is controlled to be reduced.
本発明によれば、鏡面冷却式露点計によって計測された露点温度計測値を第1の露点温度計測値とし、鏡面冷却式露点計とは異なる方式で露点温度を計測する非鏡面冷却式露点計によって計測された露点温度計測値を第2の露点温度計測値とし、第1の露点温度計測値の信頼性を判定し、第1の露点温度計測値の信頼性が肯定された場合、第1の露点温度計測値を有効な露点温度計測値として選択して通常時の正式な露点温度計測値とし、第1の露点温度計測値の信頼性が否定された場合、第2の露点温度計測値を有効な露点温度計測値として選択して異常時の正式な露点温度計測値とするようにしたので、通常は鏡面冷却式露点計により高精度な露点温度計測を行わせる一方、鏡面冷却式露点計の鏡面が汚れるなどして計測精度が落ちたような場合には、鏡面冷却式露点計とは異なる方式で露点温度を計測する非鏡面冷却式露点計により露点温度計測を行わせるようにして、途切れることなく連続して露点温度計測を行わせることが可能となる。
また、本発明によれば、非鏡面冷却式露点計により露点温度計測を行わせている場合、鏡面冷却式露点計の鏡面に付着しているであろう凝縮物質を除去させる自動クリーニング制御を実行させるようにして、人手による鏡面の清掃を不要とし、凝縮物質を除去する装置を別途設ける必要をなくすことが可能となる。
According to the present invention, the dew point temperature measured value measured by the mirror-cooled dew point meter is used as the first dew point temperature measured value, and the non-mirror-cooled dew point meter that measures the dew point temperature by a method different from the mirror-cooled dew point meter. When the dew point temperature measurement value measured by the above is used as the second dew point temperature measurement value, the reliability of the first dew point temperature measurement value is determined, and the reliability of the first dew point temperature measurement value is affirmed, the first When the measured dew point temperature value is selected as the effective dew point temperature measurement value and the normal dew point temperature measurement value is selected, and the reliability of the first dew point temperature measurement value is denied, the second dew point temperature measurement value Is selected as the effective dew point temperature measurement value so that it becomes the official dew point temperature measurement value in the event of an abnormality , so normally the mirror surface cooling type dew point meter is used to perform highly accurate dew point temperature measurement, while the mirror surface cooling type dew point is measured. Measurement accuracy has dropped due to dirt on the mirror surface of the meter. In such cases, the dew point temperature should be measured continuously without interruption by using a non-specular cooling dew point meter that measures the dew point temperature using a method different from that of the mirror cooled dew point meter. Is possible.
Further, according to the present invention, when the dew point temperature is measured by the non-specular cooling type dew point meter, the automatic cleaning control is performed to remove the condensate that may have adhered to the mirror surface of the specular cooling type dew point meter. As a result, it is not necessary to manually clean the mirror surface, and it is possible to eliminate the need to separately provide a device for removing condensed substances.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
先ず、本発明に係る露点温度計測システムの実施の形態の説明に入る前に、この露点温度計測システムに用いる鏡面冷却式露点計について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, before describing the embodiment of the dew point temperature measurement system according to the present invention, a mirror-cooled dew point meter used in this dew point temperature measurement system will be described.
〔鏡面冷却式露点計〕
図1はこの鏡面冷却式露点計の単体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。
[Mirror surface dew point meter]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a single unit of this mirror-cooled dew point meter. The mirror-cooled
〔センサ部〕
センサ部201Aにおいて、11は鏡であり、その表面11−1が鏡面とされている。鏡11は、例えばシリコンチップとされており、鏡11の裏面11−2側に第1の熱電冷却素子(ペルチェ素子)2の冷却面2−1が取り付けられている。また、鏡11と第1の熱電冷却素子2の冷却面2−1との間には、例えば白金による第1の温度センサ12が設けられている。第1の温度センサ12は鏡11の裏面11−2の温度を鏡面温度tPpvとして検出する。
(Sensor part)
In the
また、第1の熱電冷却素子2は、その加熱面2−2を底面として、センサボディ13の先端部13aの傾斜面13bに取り付けられている。傾斜面13bはセンサボディ13の中心軸に対して30゜〜45゜の傾斜角とされている。したがって、第1の熱電冷却素子2の冷却面2−1に第1の温度センサ12を挟んで取り付けられた鏡11の鏡面11−1もセンサボディ13の中心軸に対して30゜〜45゜の角度で傾けられている。
The first
センサボディ13の先端部13aにつながる後端部13cは円柱状とされている。この後端部13cには、その先端面を鏡面11−1に対向させて、投受光一体型の光ファイバ14が保持されている。投受光一体型の光ファイバ14の投光軸および受光軸はセンサボディ13の中心軸と平行とされている。なお、この例では、後端部13cから鏡面11−1に向かって突き出ている投受光一体型の光ファイバ14の光ファイバ14−1,14−2のうち、14−1を投光側の光ファイバ、14−2を受光側の光ファイバとしている。
A
センサボディ13の後端部13cの後部には冷却ブロック15が接合されている。また、冷却ブロック15の後部には、冷却板16が接合されている。センサボディ13、冷却ブロック15、冷却板16はいずれも熱伝導性の部材とされており、このセンサボディ13と冷却ブロック15と冷却板16とによって熱伝導体17が構成されている。
A
冷却板15の後部には第2の熱電冷却素子(ペルチェ素子)18が設けられている。第2の熱電冷却素子18は、その冷却面18−1を冷却板16側として、熱伝導体17に取り付けられている。すなわち、熱伝導体17の一端に第1の熱電冷却素子2の加熱面2−2が取り付けられ、熱伝導体17の他端に第2の熱電冷却素子18の冷却面18−1が取り付けられている。この鏡面冷却式露点計201において、第2の熱電冷却素子18の冷却能力は、そのサイズを比較しても分かるように、第1の熱電冷却素子2の冷却能力よりも遙かに大きいものとされている。
A second thermoelectric cooling element (Peltier element) 18 is provided at the rear of the cooling
第2の熱電冷却素子18の加熱面18−2にはヒートシンク19が放熱体として接合されている。ヒートシンク19には多数の放熱フィン19aが形成されている。このヒートシンク19も熱伝導体17と同様、熱伝導性の部材とされている。また、ヒートシンク19の後方には冷却ファン20が設けられており、冷却板16には第2の温度センサ21が設けられている。第2の温度センサ21は、第2の熱電冷却素子18の冷却面18−1の温度をサブクーラ温度tSpvとして検出する。
A
この鏡面冷却式露点計201では、冷却板16と第2の熱電冷却素子18とヒートシンク19と冷却ファン20とを合わせた構成を補助冷却器(サブクーラ)と呼ぶが、補助冷却器(サブクーラ)の主要構成は第2の熱電冷却素子18であり、第2の熱電冷却素子18単体を補助冷却器(サブクーラ)と呼んでもよい。ここでは、冷却板16と第2の熱電冷却素子18とヒートシンク19と冷却ファン20とを合わせた構成をサブクーラSCとする。
In this mirror-cooled
また、この鏡面冷却式露点計201において、第1の熱電冷却素子2や鏡11,第1の温度センサ12,投光側の光ファイバ14−1,受光側の光ファイバ14−2などを含む検出部DTは、被測定気体が引き込まれるサンプリングチャンバ31内に断熱材32を通して設けられている。また、サンプリングチャンバ31に対しては、図2に示すように、このサンプリングチャンバ31に被測定気体を導くための仕切り弁40と吸引ポンプ41が設置されている。
Further, the mirror-cooled
また、センサ部201Aには、光電変換器22が設けられている。光電変換器22は、コントロール部201Bからの電気信号を光信号に変換して投光側の光ファイバ14−1へ与えたり、受光側の光ファイバ14−2からの光信号を電気信号に変換してコントロール部201Bへ与えたりする。光電変換器22とコントロール部201Bとの接続関係については後述する。また、センサ部201Aに対しては、冷却ファン20が吸い込む外気の温度をtoutとして検出する外気温度センサ23が設けられている。外気温度センサ23が検出する外気温度toutはコントロール部201Bへ送られる。
Further, the
〔コントロール部〕
コントロール部201Bには、メインコントローラ24と、サブコントローラ25と、電源26と、電源スイッチ27と、露点計測ON/OFFスイッチ28と、サブクーラ制御ON/OFFスイッチ29と、サブクーラ低温/高温/連動切替セレクタスイッチ30とが設けられている。
[Control part]
The
メインコントローラ24は、CPU24−1と、第1のA/D変換器24−2と、第2のA/D変換器24−3と、露点温度出力部24−4と、RAM24−5と、ROM24−6とを備えている。CPU24−1は、外部からの各種入力情報を得て、RAM24−5にアクセスしながら、ROM24−6に格納されたプログラムに従って動作する。ROM24−6には露点計測プログラムが格納されている。
The
なお、メインコントローラ24において、第1のA/D変換器24−2は、光電変換器22からの電気信号に変換された受光側の光ファイバ14−2からの光信号(信号S4)をデジタル信号に変換してCPU24−1へ与える。また、第2のA/D変換器24−3は、第1の温度センサ12からの鏡面温度tPpv(信号S2)をデジタル信号に変換して露点温度出力部24−4およびCPU24−1へ与える。露点温度出力部24−4は第1の温度センサ12からのデジタル信号に変換された鏡面温度tPpvを露点温度として上位装置へ送る。
In the
サブコントローラ25は、CPU25−1と、第1のA/D変換器25−2と、第2のA/D変換器25−3と、RAM25−4と、ROM25−5とを備えている。CPU25−1は、外部からの各種入力情報を得て、RAM25−4にアクセスしながら、ROM25−5に格納されたプログラムに従って動作する。ROM25−5にはサブクーラ制御プログラムが格納されている。 The sub-controller 25 includes a CPU 25-1, a first A / D converter 25-2, a second A / D converter 25-3, a RAM 25-4, and a ROM 25-5. The CPU 25-1 obtains various input information from the outside, and operates according to the program stored in the ROM 25-5 while accessing the RAM 25-4. The ROM 25-5 stores a subcooler control program.
なお、サブコントローラ25において、第1のA/D変換器25−2は、第2の温度センサ21からのサブクーラ温度tSpv(信号S6)をデジタル信号に変換してCPU25−1へ与える。また、第2のA/D変換器25−3は、外気温度センサ23からの外気温度tout(信号S8)をデジタル信号に変換してCPU25−1へ与える。また、CPU25−1には、メインコントローラ24における第2のA/D変換器24−3を介して、第1の温度センサ12からの鏡面温度tPpvが与えられる。また、サブコントローラ25のCPU25−1は、図2に示されるように、メインコントローラ24のCPU24−1からの指令を受けて、仕切り弁40の開閉および吸引ポンプ41の運転/停止も制御する。
In the sub-controller 25, the first A / D converter 25-2 converts the sub-cooler temperature tSpv (signal S6) from the
〔サブクーラ低温/高温/連動の切替設定〕
この鏡面冷却式露点計201では、サブクーラSCに対して、「低温(例えば、−5℃固定)」で動作させるのか、「高温(例えば、25℃固定)」で動作させるのか、「連動(鏡面温度+α)」で動作させるのかについて、サブクーラ低温/高温/連動切替セレクタスイッチ30を用いてその動作モードを選択的に設定することが可能である。
[Sub-cooler low temperature / high temperature / linked switching setting]
In this mirror-cooled
〔動作モードを「低温」としての露点計測〕
今、サブクーラ低温/高温/連動切替セレクタスイッチ30を「低温」に設定して、露点計測を開始するものとする。なお、この場合、電源スイッチ27は既にONとされており、メインコントローラ24およびサブコントローラ25には電源が供給された状態にあるものとする。
[Dew point measurement with the operation mode set to "low temperature"]
Now, the subcooler low temperature / high temperature / interlocking
露点計測を開始させる場合、露点計測ON/OFFスイッチ28とサブクーラ制御ON/OFFスイッチ29とを共にONとする。なお、先に、サブクーラ制御ON/OFFスイッチ29をONとし、ある程度時間が経った後に露点計測ON/OFFスイッチ28をONとするようにしてもよいが、ここでは露点計測ON/OFFスイッチ28とサブクーラ制御ON/OFFスイッチ29とを同時にONとするものとする。
When dew point measurement is started, both the dew point measurement ON /
メインコントローラ24のCPU24−1は、サブクーラ制御ON/OFFスイッチ29がONとされると、サブクーラ低温/高温/連動切替セレクタスイッチ30の現在の設定状態と合わせて、サブクーラ制御ON/OFFスイッチ29がONとされた旨をサブコントローラ25のCPU25−1に知らせる。
When the sub-cooler control ON /
〔サブコントローラ側での動作〕
サブコントローラ25のCPU25−1は、メインコントローラ24からサブクーラ制御ON/OFFスイッチ29がONとされた旨の知らせを受けると(図3:ステップS101のYES)、仕切り弁40を開とし(ステップS102)、吸引ポンプ41の運転を開始して(ステップS103)、サンプリングチャンバ31への被測定気体の流入を開始すると共に、冷却ファン20の運転を開始する(ステップS104、信号S5)。なお、電源スイッチ27がONとされたときにサンプリングチャンバ31への被測定気体の導入(仕切り弁40の開、吸引ポンプ41の運転)および冷却ファン20の運転を開始するように構成してもよい。
[Operation on the sub-controller side]
When the CPU 25-1 of the sub-controller 25 receives notification from the
また、サブコントローラ25のCPU25−1は、メインコントローラ24から知らされるサブクーラ低温/高温/連動切替セレクタスイッチ30の現在の設定状態をチェックする(ステップS105)。この場合、サブクーラ低温/高温/連動切替セレクタスイッチ30の設定状態は「低温」とされているので、ステップS108を経てステップS109へ進み、サブクーラの設定目標温度Tspを低温(例えば、−5℃)とする。
Further, the CPU 25-1 of the
そして、第2の温度センサ21からのサブクーラ温度tSpvを取り込み(ステップS114、信号S6)、サブクーラ温度tSpvと設定目標温度Tspとが一致するように、第2の熱電冷却素子18へ供給する電流をON/OFF制御する(ステップS115、信号S7)。
Then, the subcooler temperature tSpv from the
〔メインコントローラ側での動作〕
一方、メインコントローラ24のCPU24−1は、露点計測ON/OFFスイッチ28がONとされると、光電変換器22へ信号S3を送り、投光側の光ファイバ14−1の先端面より、鏡面11−1に対して所定の周期で光を照射させる(図4(a)参照)。なお、電源スイッチ27がONされると投光側の光ファイバ14−1の先端面より光を照射させるように光電変換器22を構成してもよい。
[Operation on the main controller side]
On the other hand, when the dew point measurement ON /
鏡面11−1は被測定気体に晒されており、鏡面11−1に結露が生じていなければ、投光側の光ファイバ14−1の先端から照射された光はそのほゞ全量が正反射し、受光側の光ファイバ14−2を介して受光される鏡面11−1からの反射光(散乱光)の量は極微量である。したがって、鏡面11−1に結露が生じていない場合、受光側の光ファイバ14−2を介して受光される反射光の強度は小さい。受光側の光ファイバ14−2を介して受光される反射光は、光電変換器22によって電気信号に変換され、メインコントローラ24の第1のA/D変換器24−2へ送られ、デジタル信号に変換されてCPU24−1に取り込まれる。
If the mirror surface 11-1 is exposed to the gas to be measured and no condensation occurs on the mirror surface 11-1, almost all of the light emitted from the tip of the optical fiber 14-1 on the light projecting side is specularly reflected. However, the amount of reflected light (scattered light) from the mirror surface 11-1 received through the optical fiber 14-2 on the light receiving side is extremely small. Therefore, when no condensation occurs on the mirror surface 11-1, the intensity of the reflected light received through the light receiving side optical fiber 14-2 is small. The reflected light received through the optical fiber 14-2 on the light receiving side is converted into an electric signal by the
CPU24−1は、受光側の光ファイバ14−2を介して受光される反射光の上限値と下限値との差を反射光の強度として求める。この場合、反射光の強度はほゞ零であり、予め定められている閾値(結露判定用の設定値)に達していないので、CPU24−1は、第1の熱電冷却素子2への電流を増大させる(信号S1)。これにより、第1の熱電冷却素子2の冷却面2−1の温度が下げられて行く。
The CPU 24-1 obtains the difference between the upper limit value and the lower limit value of the reflected light received through the light receiving side optical fiber 14-2 as the intensity of the reflected light. In this case, since the intensity of the reflected light is almost zero and has not reached a predetermined threshold value (setting value for dew condensation determination), the CPU 24-1 generates a current to the first
第1の熱電冷却素子2の冷却面2−1の温度、すなわち鏡面11−1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11−1に結露し、その水の分子に投光側の光ファイバ14−1の先端から照射され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、受光側の光ファイバ14−2を介して受光される鏡面11−1からの反射光(散乱光)の強度が増大する。
When the temperature of the cooling surface 2-1 of the first
ここで、受光側の光ファイバ14−2を介して受光される反射光の強度が閾値を超えると、CPU24−1は、第1の熱電冷却素子2への電流を減少させる。これにより、第1の熱電冷却素子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、受光側の光ファイバ14−2を介して受光される反射光の強度が小さくなり、閾値を下回ると、CPU24−1は、第1の熱電冷却素子2への電流を増大させる。
Here, when the intensity of the reflected light received through the optical fiber 14-2 on the light receiving side exceeds the threshold value, the CPU 24-1 reduces the current to the first
この動作の繰り返しによって、受光側の光ファイバ14−2を介して受光される反射光の強度が閾値とほゞ等しくなるように、第1の熱電冷却素子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11−1に生じた結露が平衡状態に達した温度(露点温度)が、露点温度出力部24−4に送られる。
By repeating this operation, the temperature of the cooling surface 2-1 of the first
この露点の検出動作において、第1の熱電冷却素子2の加熱面2−2は熱伝導体17を介して、第2の熱電冷却素子18を含むサブクーラSCによって冷却される。図5に特性IとしてサブクーラSCの冷却曲線を示し、特性IIとして第1の熱電冷却素子2の冷却曲線を示す。また、参考として、サブクーラSCを用いず、鏡面冷却用の熱電冷却素子を大型の多段ペルチェとした場合の冷却曲線を特性IIIとして示す。
In this dew point detection operation, the heating surface 2-2 of the first
特性IIと特性IIIとを比較して分かるように、鏡面冷却用の熱電冷却素子を大型の多段ペルチェとした場合には、鏡面周りの熱容量が大きくなるので、応答性が悪化する。これに対して、サブクーラSCを用いた場合には、鏡面周りの熱容量を小さなままとすることができるので、応答性が悪化することがない。 As can be seen by comparing the characteristic II and the characteristic III, when the thermoelectric cooling element for mirror surface cooling is a large multi-stage Peltier, the heat capacity around the mirror surface increases, and the responsiveness deteriorates. On the other hand, when the subcooler SC is used, the heat capacity around the mirror surface can be kept small, so that the responsiveness does not deteriorate.
このようにして、この鏡面冷却式露点計201では、サブクーラSCを用いることによって、第1の熱電冷却素子2として冷却能力が比較的小さい小型の素子(冷却スピードの速いペルチェ)を用いることができている。このため、応答性が犠牲になることがなく、鏡面周りのサイズの大型化も避けられる。また、サブクーラSCにペルチェ式の冷却器を採用していることから、冷媒式の冷却器や配管が不要であり、装置が複雑化せず、小型となる。また、冷媒漏れの心配もない。
In this way, in this mirror-cooled
〔動作モードを「連動」としての露点計測〕
次に、サブクーラ低温/高温/連動切替セレクタスイッチ30を「連動」に設定して、露点計測を開始する場合について説明する。この場合も、露点計測ON/OFFスイッチ28とサブクーラ制御ON/OFFスイッチ29とを同時にONとするものとする。
[Dew point measurement with the operation mode set to "Linked"]
Next, a case where the subcooler low temperature / high temperature / interlocking
メインコントローラ24のCPU24−1は、サブクーラ制御ON/OFFスイッチ29がONとされると、サブクーラ低温/高温/連動切替セレクタスイッチ30の現在の設定状態と合わせて、サブクーラ制御ON/OFFスイッチ29がONとされた旨をサブコントローラ25のCPU25−1に知らせる。
When the sub-cooler control ON /
〔サブコントローラ側での動作〕
サブコントローラ25のCPU25−1は、メインコントローラ24からサブクーラ制御ON/OFFスイッチ29がONとされた旨の知らせを受けると(図3:ステップS101のYES)、仕切り弁40を開とし(ステップS102)、吸引ポンプ41の運転を開始して(ステップS103)、サンプリングチャンバ31への被測定気体の流入を開始すると共に、冷却ファン20の運転を開始する(ステップS104、信号S5)。
[Operation on the sub-controller side]
When the CPU 25-1 of the sub-controller 25 receives notification from the
また、サブコントローラ25のCPU25−1は、メインコントローラ24から知らされるサブクーラ低温/高温/連動切替セレクタスイッチ30の現在の設定状態をチェックする(ステップS105)。この場合、サブクーラ低温/高温/連動切替セレクタスイッチ30の設定状態は「連動」とされているので、第1の温度センサ12からの鏡面温度tPpvを取得し(ステップS106)、サブクーラの設定目標温度Tspを鏡面温度tPpv+αとする(ステップS107)。
Further, the CPU 25-1 of the
そして、外気温度センサ23からの外気温度toutを取り込み(ステップS111)、ステップS107で定めた設定目標温度Tspと外気温度toutとを比較する(ステップS112)。ここで、設定目標温度Tspが外気温度tout以下であれば(ステップS112のYES)、第2の温度センサ21からのサブクーラ温度tSpvを取り込み(ステップS114)、サブクーラ温度tSpvと設定目標温度Tspとが一致するように、第2の熱電冷却素子18へ供給する電流をON/OFF制御する(ステップS115)。
Then, the outside air temperature tout from the outside
これに対し、設定目標温度Tspが外気温度toutよりも高い場合には(ステップS112のNO)、設定目標温度Tspを外気温度toutとし(ステップS113)、すなわち設定目標温度Tspの上限値を外気温度toutで規制し、サブクーラ温度tSpvと設定目標温度Tspとが一致するように、第2の熱電冷却素子18へ供給する電流をON/OFF制御する(ステップS114、S115)。
On the other hand, when the set target temperature Tsp is higher than the outside air temperature tout (NO in step S112), the set target temperature Tsp is set to the outside air temperature tout (step S113), that is, the upper limit value of the set target temperature Tsp is set to the outside air temperature. The current supplied to the second thermoelectric cooling
〔メインコントローラ側での動作〕
メインコントローラ24側での動作は、サブクーラ低温/高温/連動切替セレクタスイッチ30を「低温」に設定した場合と同じであるので、ここでの説明は省略する。
[Operation on the main controller side]
The operation on the
サブクーラ低温/高温/連動切替セレクタスイッチ30を「低温」に設定した場合、すなわちサブクーラの設定目標温度Tspを低温(例えば、−5℃)に固定するものとした場合、その固定された設定目標温度Tspよりも高い露点は測定することができない。また、測定範囲の上限付近の露点を測定する際でも、設定目標温度Tspが固定であるので、多くのエネルギーを消費してしまう。
When the subcooler low temperature / high temperature / interlocking
これに対して、サブクーラ低温/高温/連動切替セレクタスイッチ30を「連動」に設定すると、すなわちサブクーラの設定目標温度Tspを鏡面温度tPpv+αとすると、鏡面温度tPpvが上昇すると設定目標温度Tspも上昇することになるので、周囲温度と同じ温度まで露点計測を行うことが可能となる。また、設定目標温度Tspは、常に鏡面温度tPpv+αで変動しているため、消費されるエネルギーも必要最小限となる。
On the other hand, when the subcooler low temperature / high temperature /
〔鏡面のメンテナンス(1)〕
例えば、動作モードを「低温」としての露点計測中、鏡面11−1のメンテナンスを行いたいものとする。この場合、露点計測ON/OFFスイッチ28をOFFとし、サブクーラ低温/高温/連動切替セレクタスイッチ30を「高温」に設定する。
[Mirror surface maintenance (1)]
For example, it is assumed that maintenance of the mirror surface 11-1 is desired during dew point measurement with the operation mode set to "low temperature". In this case, the dew point measurement ON /
すると、メインコントローラ24のCPU24−1は、第1の熱電冷却素子2による鏡面11−1の冷却動作を中断すると共に、サブクーラ低温/高温/連動切替セレクタスイッチ30が「高温」に設定された旨をサブコントローラ25のCPU25−1に知らせる。
Then, the CPU 24-1 of the
サブコントローラ25のCPU25−1は、メインコントローラ24からサブクーラ低温/高温/連動切替セレクタスイッチ30が「高温」に設定された旨の知らせを受けると、サブクーラの設定目標温度Tspを高温(例えば、25℃)とする(図3:ステップS108,S110)。
When the CPU 25-1 of the sub-controller 25 receives notification from the
そして、第2の温度センサ21からのサブクーラ温度tSpvを取り込み(ステップS114)、サブクーラ温度tSpvと設定目標温度Tspとが一致するように、第2の熱電冷却素子18へ供給する電流をON/OFF制御する(ステップS115)。この場合、設定目標温度Tspがサブクーラ温度tSpvよりも高いので、第2の熱電冷却素子18へは逆電流がかけられる。これにより、サブクーラSCが加熱器として利用され、鏡面周りが短時間で常温に戻される。
Then, the subcooler temperature tSpv from the
〔鏡面のメンテナンス(2)〕
例えば、動作モードを「連動」としての露点計測中、鏡面11−1のメンテナンスを行いたいものとする。この場合、動作モードを「低温」としての露点計測中と同様にして、露点計測ON/OFFスイッチ28をOFFとし、サブクーラ低温/高温/連動切替セレクタスイッチ30を「高温」に設定するようにしてもよいが、露点計測ON/OFFスイッチ28をOFFとするだけとしてもよい。
[Mirror surface maintenance (2)]
For example, it is assumed that maintenance of the mirror surface 11-1 is to be performed during the dew point measurement with the operation mode “interlocking”. In this case, the dew point measurement ON /
露点計測ON/OFFスイッチ28がOFFにされると、メインコントローラ24のCPU24−1は、第1の熱電冷却素子2による鏡面11−1の冷却動作を中断する。この場合、サブコントローラ25のCPU25−1は、サブクーラの設定目標温度Tspを鏡面温度tPpv+αとする制御を続ける。これにより、鏡面11−1の冷却動作の中断による温度の上昇に伴って、サブクーラの設定目標温度Tspも上昇して行く。
When the dew point measurement ON /
このようにして、動作モードを「連動」としての露点計測中でれば、露点計測ON/OFFスイッチ28をOFFとするのみで、サブクーラの設定目標温度Tspを高温に切り替えることなく、自動的に鏡面周りを常温に戻すようにすることができる。
In this way, if dew point measurement is being performed with the operation mode set to “interlocking”, the decool point measurement ON /
〔メインコントローラおよびサブコントローラの性能〕
この鏡面冷却式露点計201において、鏡面11−1上での結露の生成スピードは非常に速く、また鏡面温度tPpvや鏡面からの反射光の光量は高精度に測定する必要がある。その一方で、サブクーラSCの制御は、熱容量が大きいため制御スピードが遅く、また、サブクーラ温度tSpvの検出はあまり精度を必要としない。
[Performance of main controller and sub controller]
In this mirror-cooled
そこで、この鏡面冷却式露点計201では、メインコントローラ24は、高速制御と高精度測定が必要であるので、高性能・高価格コントローラを用い、サブコントローラ25は、制御性能・計測精度はあまり必要としないので、低性能・低価格のコントローラを用いるようにして、メインコントローラ24とサブコントローラ25のコストと性能をバランスさせ、製品コストを安くしている。
Therefore, in the mirror-cooled
この点について、さらに具体的に述べる。メインコントローラ24は、受光側の光ファイバ14−2が受光する反射光の光量をA/D変換し、そのA/D変換値に基づいて第1の熱電冷却素子2へ供給する電流を所定の制御周期で制御する。また、第1の温度センサ12が検出する鏡面温度tPpvをA/D変換し、その刻々の鏡面温度tPpvを表示する。そして、鏡面11−1に生じた結露が平衡状態に達した時の温度を露点温度として表示する。一方、サブコントローラ25は、第2の温度センサ21が検出するサブクーラ温度tSpvをA/D変換し、そのA/D変換値に基づいて第2の熱電冷却素子18へ供給する電流を所定の制御周期で制御する。
This point will be described more specifically. The main controller 24 A / D converts the amount of reflected light received by the optical fiber 14-2 on the light receiving side, and supplies a predetermined current to the first
メインコントローラ24において、受光側の光ファイバ14−2が受光する反射光の光量のA/D変換は第1のA/D変換器24−2で行われ、そのA/D変換値に基づく第1の熱電冷却素子2への供給電流の所定の制御周期での制御はCPU24−1で行われる。また、第1の温度センサ12が検出する鏡面温度tPpvのA/D変換は第2のA/D変換器24−3で行われる。一方、サブコントローラ25において、第2の温度センサ21が検出するサブクーラ温度tSpvのA/D変換は第1のA/D変換器25−2で行われ、そのA/D変換値に基づく第2の熱電冷却素子18への供給電流の所定の制御周期での制御はCPU25−1で行われる。
In the
ここで、メインコントローラ24とサブコントローラ25のコストと性能をバランスさせるために、メインコントローラ24における第1のA/D変換器24−2や第2のA/D変換器24−3のA/D変換の精度は、サブコントローラ25における第1のA/D変換器25−2のA/D変換の精度よりも高くされている。また、メインコントローラ24における第1の熱電冷却素子2への供給電流の制御周期は、サブコントローラ25における第2の熱電冷却素子18への供給電流の制御周期よりも短周期とされている。
Here, in order to balance the cost and performance of the
なお、サブコントローラ25において、第2のA/D変換器24−3のA/D変換の精度は、第1のA/D変換器25−2と同程度とされている。この例では、説明上、第1のA/D変換器25−2と第2のA/D変換器25−3とを別々に設けるものとしたが、第1のA/D変換器25−2と第2のA/D変換器25−3とを1つとし、その1つのA/D変換器を時分割で用いるようにしてもよい。 In the sub-controller 25, the accuracy of the A / D conversion of the second A / D converter 24-3 is approximately the same as that of the first A / D converter 25-2. In this example, for the sake of explanation, the first A / D converter 25-2 and the second A / D converter 25-3 are provided separately, but the first A / D converter 25- 2 and the second A / D converter 25-3, and one A / D converter may be used in a time-sharing manner.
また、この鏡面冷却式露点計201において、メインコントローラ24からの第1の熱電冷却素子2への供給電流の制御周期はサブコントローラ25からの第2の熱電冷却素子18への供給電流の制御周期よりも短周期とされているが、メインコントローラ24からの第1の熱電冷却素子2への供給電流の制御を比例制御、サブコントローラ25からの第2の熱電冷却素子18への供給電流の制御をON/OFF制御とするようにしてもよい。
In this mirror-cooled
すなわち、結露を平衡状態に制御するメインコントローラ24は、高速で緻密な制御を必要とするので比例制御を採用し、サブクーラの温度を制御するサブコントローラ25は、比較的アバウトな制御でよいので、制御性能が高くなく低価格で実現可能なON/OFF制御を採用するというように、その制御方式を異ならせるようにしてもよい。勿論、メインコントローラ24/サブコントローラ25ともに、その供給電流の制御を比例制御で行うようにしてもよい。
That is, the
〔受光量基準範囲を用いての鏡面の状態の正常/異常判断〕
メインコントローラ24のCPU24−1は、定期的な割り込み処理動作として、鏡面11−1に生じる結露の増減がなくなる平衡状態になるような第1の熱電冷却素子2への供給電流の制御(露点温度計測制御)を中断する(図6:ステップS201)。
[Normal / abnormal judgment of mirror surface status using the received light intensity reference range]
The CPU 24-1 of the
そして、所定時間の経過を待って(ステップS202のYES)、受光側の光ファイバ14−2を介して受光される鏡面11−1からの反射光の光量(受光量)Rpvを求める(ステップS203)。そして、この求めた受光量Rpvが予め定められている受光量基準範囲に入っているか否かをチェックする(ステップS204)。 Then, after the elapse of a predetermined time (YES in step S202), the light amount (light reception amount) Rpv of the reflected light from the mirror surface 11-1 received through the light receiving side optical fiber 14-2 is obtained (step S203). ). Then, it is checked whether or not the calculated received light amount Rpv is within a predetermined received light amount reference range (step S204).
すなわち、CPU24−1は、露点温度計測制御の中断後(ステップS201)、所定時間の経過を待つことによって(ステップS202)、鏡面11−1に結露が生じていない状態を作り出し、この時の鏡面11−1からの反射光の受光量Rpvを求め(ステップS203)、この求めた受光量Rpvが予め定められている受光量基準範囲に入っているか否かをチェックする(ステップS204)。 That is, after interrupting the dew point temperature measurement control (step S201), the CPU 24-1 waits for the elapse of a predetermined time (step S202) to create a state in which no condensation occurs on the mirror surface 11-1, and the mirror surface at this time The received light amount Rpv of the reflected light from 11-1 is obtained (step S203), and it is checked whether or not the obtained received light amount Rpv is within a predetermined received light amount reference range (step S204).
ここで、受光量Rpvが受光量基準範囲に入っていれば(ステップS204のYES)、CPU24−1は、鏡面11−1の状態が正常であると判断し、露点温度計測制御を再開する(ステップS205)。 If the received light amount Rpv is within the received light amount reference range (YES in step S204), the CPU 24-1 determines that the state of the mirror surface 11-1 is normal, and resumes dew point temperature measurement control ( Step S205).
〔自動クリーニング制御への移行〕
これに対して、受光量Rpvが受光量基準範囲から外れていれば(ステップS204のNO)、CPU24−1は、鏡面11−1の状態が異常であると判断し、鏡面11−1に付着しているであろう凝縮物質を除去させるべく、鏡面11−1の温度を上昇させるように第1の熱電冷却素子2へ供給する電流を制御する(ステップS206)。すなわち、露点温度計測制御を中止して、鏡面11−1の温度を上昇させるような第1の熱電冷却素子2への供給電流の制御(自動クリーニング制御)に移行する。この例では、第1の熱電冷却素子2へ供給する電流を予め定められた所定の電流値まで増大し、鏡面11−1の温度を上昇させる。
[Transition to automatic cleaning control]
On the other hand, if the received light amount Rpv is out of the received light amount reference range (NO in step S204), the CPU 24-1 determines that the state of the mirror surface 11-1 is abnormal and adheres to the mirror surface 11-1. In order to remove the condensate that would be present, the current supplied to the first
そして、所定時間の経過を待って(ステップS207のYES)、N(初期値0)をN=N+1とし(ステップS208)、N>Nmaxではないことを確認のうえ(ステップS209のNO)、ステップS203の処理へ戻る。すなわち、所定時間の経過を待つことにより、鏡面11−1の温度をステップS206でアップした電流値に対応する値まで上昇させるものとし、その上昇させた温度で再度、鏡面11−1からの反射光の受光量Rpvを求める。 Then, after elapse of a predetermined time (YES in step S207), N (initial value 0) is set to N = N + 1 (step S208), and it is confirmed that N> Nmax is not satisfied (NO in step S209). The process returns to S203. That is, by waiting for the elapse of a predetermined time, the temperature of the mirror surface 11-1 is increased to a value corresponding to the current value increased in step S206, and the reflection from the mirror surface 11-1 is performed again at the increased temperature. The amount of received light Rpv is obtained.
この場合、鏡面11−1に付着していた汚れが凝縮物質であって、その凝縮物質が鏡面11−1の温度上昇によって蒸発又は昇華して除去されれば、鏡面11−1からの反射光の受光量Rpvは受光量基準範囲に入るものとなり(ステップS204のYES)、CPU24−1は、鏡面11−1の状態が正常に戻ったと判断し、露点温度計測制御を再開する(ステップS205)。 In this case, if the dirt adhering to the mirror surface 11-1 is a condensed material, and the condensed material is removed by evaporation or sublimation due to the temperature rise of the mirror surface 11-1, the reflected light from the mirror surface 11-1. The received light amount Rpv falls within the received light amount reference range (YES in step S204), and the CPU 24-1 determines that the state of the mirror surface 11-1 has returned to normal, and resumes dew point temperature measurement control (step S205). .
これに対して、鏡面11−1からの反射光の受光量Rpvが受光量基準範囲から外れていれば(ステップS204のNO)、CPU24−1は、鏡面11−1の状態が正常に戻らなかったと判断し、第1の熱電冷却素子2へ供給する電流を所定量アップし(ステップS206)、鏡面11−1の温度をさらに上昇させる。
On the other hand, if the received light amount Rpv of the reflected light from the mirror surface 11-1 is out of the received light amount reference range (NO in step S204), the CPU 24-1 does not return the state of the mirror surface 11-1 to normal. The current supplied to the first
そして、所定時間の経過を待って(ステップS207のYES)、N=N+1とし(ステップS208)、N>Nmaxではないことを確認のうえ(ステップS209のNO)、ステップS203の処理へ戻り、その上昇させた温度で再度、鏡面11−1からの反射光の受光量Rpvを求める。 Then, after a predetermined time has elapsed (YES in step S207), N = N + 1 is set (step S208). After confirming that N> Nmax is not satisfied (NO in step S209), the process returns to step S203. The received light amount Rpv of the reflected light from the mirror surface 11-1 is obtained again at the raised temperature.
以下同様にして、鏡面11−1からの反射光の受光量Rpvが受光量基準範囲に入っているか否かをチェックし(ステップS204)、受光量基準範囲に入っていれば鏡面11−1の状態が正常に戻ったと判断して(ステップS204のYES)、露点温度計測制御を再開し(ステップS205)、受光量基準範囲から外れていれば鏡面11−1の状態が正常に戻らなかったと判断して(ステップS204のNO)、第1の熱電冷却素子2へ供給する電流を所定量アップし(ステップS206)、鏡面11−1の温度をさらに上昇させる、という処理動作を繰り返す。
In the same manner, it is checked whether or not the received light amount Rpv of the reflected light from the mirror surface 11-1 is within the received light amount reference range (step S204). Determining that the state has returned to normal (YES in step S204), restarting dew point temperature measurement control (step S205), and determining that the state of the mirror surface 11-1 has not returned to normal if it is outside the received light amount reference range. Then (NO in step S204), the current supplied to the first
このようにして、この鏡面冷却式露点計201では、鏡面11−1に凝縮物質が付着していた場合、その凝縮物質が鏡面11−1の温度上昇によって速いスピードで蒸発又は昇華するものとなり、人手による鏡面の清掃が不要となり、凝縮物質を除去する装置を別途設ける必要もなくなる。また、この鏡面冷却式露点計201では、鏡面11−1に付着していた汚れが凝縮物質であった場合、その凝縮物質の種類が分からなくても、鏡面11−1の温度の上昇過程の途中でその凝縮物質が蒸発又は昇華するものとなる。したがって、事前に凝縮物質を特定しなくても、鏡面11−1の状態を正常な状態に戻すことが可能となる。
In this way, in this mirror-cooled
なお、ステップS206〜S209の繰り返し処理中、N>Nmaxとなると(ステップS209のYES)、CPU24−1は、鏡面11−1の汚れが温度上昇では回復することができない異常であると判断し、警報を発する(ステップS210)。例えば、鏡面11−1にゴミが付着していたり、検出系の劣化などが生じていた場合、鏡面11−1の温度上昇では回復することができないので、警報が発せられる。この警報は露点温度出力部24−4を介して上位装置へ送られる。 When N> Nmax is satisfied during the repeated processing of steps S206 to S209 (YES in step S209), the CPU 24-1 determines that the stain on the mirror surface 11-1 cannot be recovered by the temperature rise, and is abnormal. An alarm is issued (step S210). For example, when dust adheres to the mirror surface 11-1 or the detection system is deteriorated, the temperature cannot be recovered by the temperature rise of the mirror surface 11-1, so that an alarm is issued. This alarm is sent to the host device via the dew point temperature output unit 24-4.
なお、図6に示したフローチャートでは、露点温度計測制御を中断した後、所定時間経過後の鏡面11−1からの反射光の受光量Rpvを求めるようにしたが、第1の熱電冷却素子2への供給電流の制御を中断した後、第1の温度センサ12からの鏡面温度tPpvの変化をチェックし、鏡面温度tPpvの変化が生じなくなった時の鏡面11−1からの反射光の受光量Rpvを求めるようにしてもよい。
In the flowchart shown in FIG. 6, after the dew point temperature measurement control is interrupted, the received light amount Rpv of the reflected light from the mirror surface 11-1 after the elapse of a predetermined time is obtained, but the first
図7にこの場合のフローチャートを例示する。このフローチャートは図6に対応するフローチャートであり、ステップS202−1において鏡面温度tPpvの変化をチェックし、ステップS202−2において鏡面温度tPpvの変化が生じなくなった時点を判断する。なお、鏡面温度tPpvの変化が生じなくなった時点は、鏡面温度tPpvの変化する割合が所定値を下回ったタイミングとして判断する。 FIG. 7 illustrates a flowchart in this case. This flowchart corresponds to FIG. 6. In step S202-1, the change in the mirror surface temperature tPpv is checked, and in step S202-2, the time point at which the change in the mirror surface temperature tPpv no longer occurs is determined. It should be noted that the point in time at which the change in the mirror surface temperature tPpv no longer occurs is determined as the timing when the rate of change in the mirror surface temperature tPpv falls below a predetermined value.
また、図8に示すように、ステップS202−1において鏡面温度tPpvの変化をチェックする代わりに、鏡面11−1からの反射光の受光量Rpvをチェックし、ステップS202−2においてその受光量Rpvの変化が生じなくなった時点を判断するようにしてもよい。なお、受光量pvの変化が生じなくなった時点は、受光量Rpvの変化する割合が所定値を下回ったタイミングとして判断する。 Further, as shown in FIG. 8, instead of checking the change in the mirror surface temperature tPpv in step S202-1, the received light amount Rpv of the reflected light from the mirror surface 11-1 is checked, and in step S202-2, the received light amount Rpv. It is also possible to determine the point in time when no change occurs. Note that when the change in the amount of received light pv no longer occurs, it is determined as the timing when the rate of change in the amount of received light Rpv falls below a predetermined value.
なお、この鏡面冷却式露点計201では、鏡面11−1に生じる結露(露点)を検出するようにしているが、同様の構成によって鏡面11−1に生じる結霜(霜点)を検出することもできる。すなわち、鏡面11−1に生じる結霜の増減がなくなる平衡状態になるように第1の熱電冷却素子2への供給電流を制御することによって、鏡面11−1に生じる結霜(霜点)を検出することも可能である。
In addition, in this mirror surface cooling-type
また、この鏡面冷却式露点計201では、露点計測ON/OFFスイッチ28とサブクーラ制御ON/OFFスイッチ29とを別個に設けるようにしているが、露点計測ON/OFFスイッチ28とサブクーラ制御ON/OFFスイッチ29とを1つのスイッチで構成するようにしてもよい。この場合、露点計測のONとサブクーラの制御のONが同時に行われ、露点計測のOFFとサブクーラの制御のOFFが同時に行われるものとなる。
In this mirror-cooled
また、この鏡面冷却式露点計201では、第1の熱電冷却素子2を1段のペルチェとしているが、2段のペルチェとするなどしてもよい。すなわち、鏡面回りのサイズや応答性に余裕があれば、多段のペルチェとサブクーラとを組み合わせた構成としても構わない。また、この鏡面冷却式露点計201では、第2の熱電冷却素子18を設けるようにしているが、第2の熱電冷却素子18は必ずしも設けなくてもよく、第1の熱電冷却素子2のみを設けた構成であっても構わない。
Further, in this mirror-cooled
また、この鏡面冷却式露点計201では、例えば図6におけるステップS206〜S209の処理で示されるように、鏡面11−1の温度を徐々に上昇させるようにしているが、適切な温度(例えば、100℃)を定めて、その温度に一気に上昇させるようにしてもよい。この場合、例えば、所定時間が経過しても鏡面11−1正常な状態に戻らなければ、警報を発するようにする。
Further, in this mirror-cooled
また、この鏡面冷却式露点計201では、自動クリーニング制御として、 鏡面11−1に付着しているであろう凝縮物質を除去させるべく、鏡面11−1の温度を上昇させるように熱電冷却素子2へ供給する電流を制御するようにしたが、鏡面11−1に付着しているであろう凝縮物質を除去させるべく、サンプリングチャンバ31内の圧力を減圧制御するようにしてもよい。
Further, in this mirror-cooled
鏡面11−1を加熱して鏡面11−1に付着しているであろう凝縮物質を除去させるようにした場合、ヒートショックによって、ダメージを受ける。これに対し、サンプリングチャンバ31内の圧力の減圧によって鏡面11−1に付着しているであろう凝縮物質を除去させると、加熱する場合のようなヒートショックがなく、ダメージを与えないようにすることが可能となる。
When the mirror surface 11-1 is heated to remove the condensed material that would have adhered to the mirror surface 11-1, it is damaged by heat shock. On the other hand, if the condensed substance that would have adhered to the mirror surface 11-1 is removed by reducing the pressure in the
図9に、鏡面11−1に付着しているであろう凝縮物質を除去させるべく、サンプリングチャンバ31内の圧力を減圧制御する場合の図6に対応するフローチャートを示す。このフローチャートにおいて、ステップS301〜S304までの処理は図6のステップS201〜204までの処理と同じであるので、その説明を省略する。
FIG. 9 shows a flowchart corresponding to FIG. 6 in the case where the pressure in the
CPU24−1は、受光量Rpvが受光量基準範囲から外れていれば(ステップS304のNO)、鏡面11−1の状態が異常であると判断し、鏡面11−1に付着しているであろう凝縮物質を除去させるべく、仕切り弁40を閉とし、吸引ポンプ41の運転を継続させることにより、サンプリングチャンバ31内の圧力を減圧させる(ステップS306)。すなわち、吸引ポンプ41の運転を継続させた状態で、仕切り弁40を閉とすることにより、サンプリングチャンバ31内の圧力を低下させて行くような減圧制御(自動クリーニング制御)に移行する。なお、仕切り弁40の閉は、サブコントローラ25のCPU25−1を経由して行われる。
If the received light amount Rpv is out of the received light amount reference range (NO in step S304), the CPU 24-1 determines that the state of the mirror surface 11-1 is abnormal and adheres to the mirror surface 11-1. In order to remove the wax condensate, the
そして、所定時間の経過を待って(ステップS307のYES)、N(初期値0)をN=N+1とし(ステップS309)、N>Nmaxではないことを確認のうえ(ステップS309のNO)、ステップS303の処理へ戻る。すなわち、所定時間の経過を待つことにより、サンプリングチャンバ31内の圧力を所定の値まで低下させるものとし、この圧力を低下させた状態で再度、鏡面11−1からの反射光の受光量Rpvを求める。
Then, after elapse of a predetermined time (YES in step S307), N (initial value 0) is set to N = N + 1 (step S309), and after confirming that N> Nmax is not satisfied (NO in step S309), step The process returns to S303. That is, by waiting for the elapse of a predetermined time, the pressure in the
この場合、鏡面11−1に付着していた汚れが凝縮物質であって、その凝縮物質がサンプリングチャンバ31内の圧力の低下によって蒸発又は昇華して除去されれば、鏡面11−1からの反射光の受光量Rpvは受光量基準範囲に入るものとなり(ステップS304のYES)、CPU24−1は、鏡面11−1の状態が正常に戻ったと判断し、吸引ポンプ41の運転を継続させた状態で、仕切り弁40を開とし、露点温度計測制御を再開する(ステップS305)。
In this case, if the dirt adhering to the mirror surface 11-1 is a condensed substance and the condensed substance is removed by evaporation or sublimation due to a decrease in the pressure in the
これに対して、鏡面11−1からの反射光の受光量Rpvが受光量基準範囲から外れていれば(ステップS304のNO)、CPU24−1は、鏡面11−1の状態が正常に戻らなかったと判断し、仕切り弁40を閉としたままの状態で所定時間の経過を待ち(ステップS307のYES)、サンプリングチャンバ31内の圧力をさらに低下させる。なお、この場合のステップS307での経過時間は、1回目の経過時間よりも短いものとし、サンプリングチャンバ31内の圧力の低下量は少ないものとする。これにより、サンプリングチャンバ31内の圧力は、1回目は所定値PLまで低下し、2回目はPL−αまで低下するものとなる。
On the other hand, if the received light amount Rpv of the reflected light from the mirror surface 11-1 is out of the received light amount reference range (NO in step S304), the CPU 24-1 does not return to the normal state of the mirror surface 11-1. The passage of a predetermined time is awaited with the
そして、CPU24−1は、N=N+1とし(ステップS308)、N>Nmaxではないことを確認のうえ(ステップS309のNO)、ステップS303の処理へ戻り、その上昇させた温度で再度、鏡面11−1からの反射光の受光量Rpvを求める。
Then, the CPU 24-1 sets N = N + 1 (step S308), confirms that N> Nmax is not satisfied (NO in step S309), returns to the process in step S303, and again at the increased temperature, the
以下同様にして、鏡面11−1からの反射光の受光量Rpvが受光量基準範囲に入っているか否かをチェックし(ステップS304)、受光量基準範囲に入っていれば鏡面11−1の状態が正常に戻ったと判断して(ステップS304のYES)、露点温度計測制御を再開し(ステップS305)、受光量基準範囲から外れていれば鏡面11−1の状態が正常に戻らなかったと判断して(ステップS304のNO)、サンプリングチャンバ31内の圧力を所定量α低下させる(ステップS306,307)、という処理動作を繰り返す。
Similarly, it is checked whether or not the received light amount Rpv of the reflected light from the mirror surface 11-1 is within the received light amount reference range (step S304). Determining that the state has returned to normal (YES in step S304), restarting dew point temperature measurement control (step S305), and determining that the state of the mirror surface 11-1 has not returned to normal if it is outside the received light amount reference range. Then (NO in step S304), the processing operation of reducing the pressure in the
ステップS306〜S309の繰り返し処理中、N>Nmaxとなると(ステップS309のYES)、CPU24−1は、鏡面11−1の汚れが減圧では回復することができない異常であると判断し、警報を発する(ステップS310)。 If N> Nmax is satisfied during the repetitive processing of steps S306 to S309 (YES in step S309), the CPU 24-1 determines that the contamination of the mirror surface 11-1 cannot be recovered by the reduced pressure, and issues an alarm. (Step S310).
図9に示したフローチャートでは、第1の熱電冷却素子2への供給電流の制御を中断した後、所定時間経過後の鏡面11−1からの反射光の受光量Rpvを求めるようにしたが、図7のフローチャートに対応する図10のフローチャートが示すように、第1の熱電冷却素子2への供給電流の制御を中断した後、第1の温度センサ12からの鏡面温度tPpvの変化をチェックし、鏡面温度tPpvの変化が生じなくなった時の鏡面11−1からの反射光の受光量Rpvを求めるようにしてもよい。
In the flowchart shown in FIG. 9, after interrupting the control of the current supplied to the first
また、図11に示すように、ステップS302−1において鏡面温度tPpvの変化をチェックする代わりに、鏡面11−1からの反射光の受光量Rpvをチェックし、ステップS302−2においてその受光量Rpvの変化が生じなくなった時点を判断するようにしてもよい。なお、受光量pvの変化が生じなくなった時点は、受光量Rpvの変化する割合が所定値を下回ったタイミングとして判断する。 As shown in FIG. 11, instead of checking the change in the mirror surface temperature tPpv in step S302-1, the received light amount Rpv of the reflected light from the mirror surface 11-1 is checked, and in step S302-2, the received light amount Rpv. It is also possible to determine the point in time when no change occurs. Note that when the change in the amount of received light pv no longer occurs, it is determined as the timing when the rate of change in the amount of received light Rpv falls below a predetermined value.
〔鏡面冷却式露点計の要部の機能ブロック図〕
図12に上述した鏡面冷却式露点計201の要部の機能ブロック図を示す。同図において、図1,図2と同一符号は図1,図2を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。この鏡面冷却式露点計201において、コントロール部201Bは露点温度計測制御部34と、鏡面異常状態判断部35と、自動クリーニング制御部36と、制御モード選択部37とを備えている。なお、露点計測を開始するにあたって、吸引ポンプ41が運転され、仕切り弁40が開とされるが、この仕切り弁40および吸引ポンプ41に対する制御部は示していない。
[Functional block diagram of the main part of the mirror-cooled dew point meter]
FIG. 12 shows a functional block diagram of the main part of the above-described mirror-cooled
コントロール部201Bにおいて、露点温度計測制御部34は、受光側の光ファイバ14−2を介して受光される鏡面11−1からの反射光の光量に基づいて熱電冷却素子2へ供給する電流を鏡面11−1に生じる結露もしくは結霜の増減がなくなる平衡状態になるように制御し、その平衡状態において温度センサ12が検出する鏡面11−1の温度tx1を取り込み、露点温度の計測値tx1として制御モード選択部37へ送る。
In the
コントロール部201Bにおいて、鏡面異常状態判断部35は、受光側の光ファイバ14−2を介して受光される鏡面11−1からの反射光の光量に基づいて鏡面11−1の状態の正常/異常を判断し、その判断結果を制御モード選択部37へ送る。
In the
コントロール部201Bにおいて、自動クリーニング制御部36は、鏡面11−1に付着しているであろう凝縮物質を除去させるべく、鏡面11−1の温度を上昇させるように熱電冷却素子2へ供給する電流を制御する。なお、この例では、温度センサ12が検出する鏡面11−1の温度tx1を自動クリーニング制御部36に与えているが、この例では熱電冷却素子2へ供給する電流値をアップさせる方法をとっているので、温度センサ12が検出する鏡面11−1の温度tx1は必ずしも必要とはしない。
In the
コントロール部201Bにおいて、制御モード選択部37は、露点温度計測制御部34に対して露点温度計測制御を常時実行するように指示すると共に、この露点温度計測制御を定期的に中断させて、鏡面異常状態判断部35による鏡面11−1の状態の正常/異常の判断を実行させ、鏡面11−1の状態が異常であった場合、自動クリーニング制御部36による鏡面11−1の自動クリーニングを実行させる。この自動クリーニングによって鏡面11−1の状態が正常に戻った場合、制御モード選択部37は、露点温度計測制御部34による露点温度計測制御を再開させる。また、制御モード選択部37は、露点温度計測制御部34による露点温度計測制御中、露点温度計測制御部34からの露点温度の計測値tx1を上位装置に出力する。
In the
図13はこの鏡面冷却式露点計201における制御モードの変化を示すタイムチャートである。制御モード選択部37は、露点温度計測制御部34による露点温度計測制御を常時実行させる。露点温度計測制御中(期間T1)、制御モード選択部37は、この露点温度計測制御を定期的に中断させて、鏡面異常状態判断部35による鏡面11−1の状態の正常/異常の判断を実行させる(t1,t2,t3点)。ここで、例えば、t3点において、鏡面11−1の状態が異常であると判断されると、制御モード選択部37は、露点温度計測制御部34による露点温度計測制御を中止させて、自動クリーニング制御部36による自動クリーニング制御に移行させる。そして、この自動クリーニング制御への移行後、鏡面異常状態判断部35によって鏡面11−1の状態が正常に戻ったことが確認されると(t4点)、制御モード選択部37は、露点温度計測制御部34による露点温度計測制御を再開させる。
FIG. 13 is a time chart showing changes in the control mode in this mirror-cooled
この鏡面冷却式露点計201では、鏡面11−1の状態が異常であると判断された場合、鏡面11−1に付着しているであろう凝縮物質を除去させるべく、自動クリーニング制御が行われるので、人手による鏡面11−1の清掃を不要とし、凝縮物質を除去する装置を別途設ける必要をなくすことができる。しかしながら、この鏡面冷却式露点計201単体では、自動クリーニング制御を行うために、露点温度計測制御を一度中止(停止)させて、鏡面11−1を加熱しなければならない。このため、図13に期間T2として示されるように、露点温度を計測することができない期間が生じる。
In this mirror-cooled
〔露点温度計測システム〕
そこで、本実施の形態の露点温度計測システムでは、鏡面冷却式露点計(露点計1)と、この鏡面冷却式露点計とは異なる方式で露点温度を計測する非鏡面冷却式露点計(露点計2)とを設け、鏡面冷却式露点計は、その露点温度計測値が常に有効な露点温度計測値(被測定気体の正式な露点温度計測値)として用いられる主要センサとし、非鏡面冷却式露点計は、主要センサが自動クリーニング制御中である時にその露点温度計測値が有効な露点温度計測値(被測定気体の正式な露点温度計測値)として用いられる補助センサとするようにする。これにより、通常は主要センサ(鏡面冷却式露点計)により高精度な露点温度計測が行われ、主要センサの鏡面が汚れるなどして計測精度が落ちたような場合には、補助センサ(非鏡面冷却式露点計)により露点温度計測が行われ、途切れることなく連続して露点温度計測が行われるものとなる。すなわち、露点温度を計測することができない期間T2が生じないようになる。
[Dew point temperature measurement system]
Therefore, in the dew point temperature measurement system of the present embodiment, a specular cooling type dew point meter (dew point meter 1) and a non-specular cooling type dew point meter (dew point meter) that measures the dew point temperature by a method different from this specular cooling type dew point meter. 2), and the mirror-cooled dew point meter is the main sensor that is used as the dew point temperature measurement value (official dew point temperature measurement value of the gas to be measured) whose dew point temperature measurement value is always valid. The meter is an auxiliary sensor that is used as an effective dew point temperature measurement value (formal dew point temperature measurement value of the gas to be measured) when the main sensor is in automatic cleaning control. As a result, the main sensor (mirror-cooled dew point meter) usually performs highly accurate dew point temperature measurement, and the auxiliary sensor (non-specular surface) is used when the measurement accuracy drops due to the mirror surface of the main sensor becoming dirty. The dew point temperature is measured by a cooling type dew point meter, and the dew point temperature is continuously measured without interruption. That is, the period T2 during which the dew point temperature cannot be measured does not occur.
〔実施の形態1〕
図14に本発明に係る露点温度計測システムの第1の実施の形態(実施の形態1)の要部の機能ブロック図を示す。この露点温度計測システムでは、鏡面冷却式露点計201とは別に、鏡面冷却式露点計(露点計1)201とは異なる方式で露点温度を計測する非鏡面冷却式露点計(露点計2)202を設けている。
[Embodiment 1]
FIG. 14 is a functional block diagram of the main part of the first embodiment (Embodiment 1) of the dew point temperature measurement system according to the present invention. In this dew point temperature measurement system, a non-mirror surface cooling type dew point meter (dew point meter 2) 202 that measures the dew point temperature by a method different from the mirror surface cooling type dew point meter (dew point meter 1) 201 apart from the mirror surface cooling type
鏡面冷却式露点計201において、コントロール部201Bは露点温度計測制御部34と、鏡面異常状態判断部35と、自動クリーニング制御部36と、制御モード選択部37とを備えている。
In the specular cooling type
非鏡面冷却式露点計202は、感湿素子202Aと、検出信号生成部202Bと、露点温度変換部202Cとを備えており、検出信号生成部202Bは感湿素子202Aが検出する湿度に応じた信号を検出信号として生成し、露点温度変換部202Cは検出信号生成部202Bが生成する湿度に応じた信号を露点温度に変換する。
The non-specular cooling
なお、鏡面冷却式露点計201に対しては仕切り弁40−1と吸引ポンプ41−1とが設けられ、非鏡面冷却式露点計202に対しては仕切り弁40−2と吸引ポンプ41−2とが設けられている。これら仕切り弁40−1,40−2および吸引ポンプ41−1,41−2に対する制御部は示していないが、露点温度計測を開始するにあたって、吸引ポンプ41−1,41−2が運転され、仕切り弁40−1,40−2が開とされることにより、鏡面冷却式露点計201のサンプリングチャンバ31および非鏡面冷却式露点計202の感湿素子202Aへ被測定気体が分岐して供給される。すなわち、本実施の形態では、鏡面冷却式露点計201と非鏡面冷却式露点計202とを並列に設置し、供給源を同一とする被測定気体をサンプリングチャンバ31および感湿素子202Aに同時に送るようにしている。
A gate valve 40-1 and a suction pump 41-1 are provided for the mirror-cooled
また、この露点温度計測システムにおいて、鏡面冷却式露点計201および非鏡面冷却式露点計202に対しては、統括コントローラ300が設けられている。統括コントローラ300は、露点計制御モード指定部301と、露点温度計測値選択部302と、露点計現在制御モード認識部303と、鏡面状態判断結果認識部304とを備えている。
In this dew point temperature measurement system, an
鏡面冷却式露点計201において、制御モード選択部37は、統括コントローラ300の露点計制御モード指定部301からの制御モードの指定(信号D1)を受け、鏡面冷却式露点計201における現在の制御モードを露点温度計測制御モードとするか、自動クリーニング制御モードとするかを選択する。また、制御モード選択部37は、現在選択している制御モード(信号B1)を統括コントローラ300の露点計現在制御モード認識部303に送る。また、制御モード選択部37は、露点温度計測制御部34からの露点温度の計測値tx1(信号A1)を統括コントローラ300の露点温度計測値選択部302に送る。また、鏡面冷却式露点計201において、鏡面状態判断部35は、鏡面11−1の状態の正常/異常の判断結果(信号C1)を自己の制御モード選択部37ではなく、統括コントローラ300の鏡面状態判断結果認識部304へ送る。
In the specular cooling type
非鏡面冷却式露点計202において、感湿素子202Aは、鏡面冷却式露点計201へ分岐して与えられる被測定気体の露点温度を検出し、検出信号生成部202Bは、感湿素子202Aが検出する露点温度に応じた信号を検出信号として生成する。この検出信号生成部202Bが生成した検出信号は非鏡面冷却式露点計202が計測する被測定気体の露点温度計測値tx2(信号A2)として統括コントローラ300の露点温度計測値選択部302へ送られる。
In the non-specular cooling
統括コントローラ300の露点計現在制御モード認識部303は、鏡面冷却式露点計201から送られてくる現在選択している制御モード(信号B1)を認識し、その認識結果を露点計制御モード指定部301へ送ると共に、上位装置へ通知する。
The dew point meter current control
統括コントローラ300の鏡面状態判断結果認識部304は、鏡面冷却式露点計201から送られてくる鏡面状態の判断結果(信号C1)を認識し、その認識結果を露点計制御モード指定部301へ送ると共に、上位装置へ通知する。
The specular state determination result
統括コントローラ300の露点計制御モード指定部301は、露点計現在制御モード認識部303からの鏡面冷却式露点計201において現在選択されている制御モードの認識結果(B1)と、鏡面状態判断結果認識部304からの鏡面冷却式露点計201における鏡面状態の正常/異常の認識結果(C1)とから、鏡面冷却式露点計201に対して指定する制御モード(D1)を決定すると共に、現在の有効なセンサ(計測された露点温度を有効な露点温度計測値として選択すべきセンサ(鏡面冷却式露点計201/非鏡面冷却式露点計202)を露点温度計測値選択部302へ通知する(信号E)。
The dew point meter control
統括コントローラ300の露点温度計測値選択部302は、鏡面冷却式露点計201からの露点温度計測値(第1の露点温度計測値)tx1と、非鏡面冷却式露点計202からの露点温度計測値(第2の露点温度計測値)tx2とを入力とし、露点計制御モード指定部301から通知される有効なセンサからの露点温度計測値を有効な露点温度計測値として選択し、その選択した露点温度計測値を被測定気体の正式な露点温度計測値(露点温度計測システムの計測露点温度)として上位装置に通知する(信号F)。
The dew point temperature measurement
なお、統括コントローラ300の露点計制御モード指定部301は、鏡面冷却式露点計201を、その露点温度計測値を常に有効な計測値として用いる主要センサとし、非鏡面冷却式露点計202を、主要センサが自動クリーニング制御中である時にその露点温度計測値を有効な計測値として用いる補助センサとし、鏡面冷却式露点計201に対して制御モードとして露点温度計測制御モードを指定している場合には、露点温度計測値選択部302に対して鏡面冷却式露点計201を有効なセンサとして通知し、鏡面冷却式露点計201に対して制御モードとして自動クリーニング制御モードを指定している場合には、露点温度計測値選択部302に対して非鏡面冷却式露点計202を有効なセンサとして通知する。但し、特別な条件として、露点計制御モード指定部301は、自動クリーニング制御モードから露点温度計測制御モードへの移行時、露点温度計測制御が安定するまでの所定時間T1の間は、露点温度計測値選択部302に対して非鏡面冷却式露点計202を有効なセンサとして通知する。
The dew point meter control
〔運用〕
図15(a)および(b)はこの実施の形態1の露点温度計測システムの運用中の鏡面冷却式露点計201における制御モードの変化および非鏡面冷却式露点計202の計測状態を示すタイムチャートである。
[Operation]
FIGS. 15A and 15B are time charts showing the control mode change in the specular cooling type
統括コントローラ300の露点計制御モード指定部301は、最初に、鏡面冷却式露点計201を主要センサとし、非鏡面冷却式露点計202を補助センサとし、露点温度計測値選択部302に対して鏡面冷却式露点計201を有効なセンサとして通知する。すなわち、鏡面冷却式露点計201は、その計測方式から非鏡面冷却式露点計202よりも高精度に露点計測を行うことが可能であり、この高精度に露点計測を行うことが可能な鏡面冷却式露点計201を有効なセンサとして通知する。以下、主要センサとする鏡面冷却式露点計201をメインセンサと呼び、補助センサとする非鏡面冷却式露点計202をサブセンサと呼ぶ。
The dew point meter control
メインセンサ201の制御モード選択部37は、露点温度計測制御部34による露点温度計測制御を常時実行させ、サブセンサ202は計測中の状態を常時続ける。
The control
図16に実施の形態1の露点温度計測システムにおけるメインセンサ201の制御フローチャートを示し、図17に統括コントローラ300の制御フローチャートを示す。
FIG. 16 shows a control flowchart of the
メインセンサ201の制御モード選択部37は、露点温度計測制御中、この露点温度計測制御を定期的に中断させて、鏡面異常状態判断部35による鏡面11−1の状態の正常/異常の判断を実行させる(t1,t2,t3点)。すなわち、制御モード選択部37は、現在の自己の制御モードを確認し(図16:ステップS401)、現在の自己の制御モードが露点温度計測制御であるので(ステップS402のYES)、鏡面状態の確認タイミングか否かをチェックし(ステップS403)、鏡面状態の確認タイミングであれば(ステップS403のYES)、露点温度計測制御を中断させて、鏡面11−1の状態(正常/異常)を確認させる(ステップS404)。
The control
メインセンサ201の鏡面異常状態判断部35は、鏡面11−1の状態が正常であることを確認すると(ステップS405のYES)、その旨を統括コントローラ300に通知し(ステップS407)、 鏡面11−1の状態が異常であることを確認すると(ステップS405のNO)、その旨を統括コントローラ300に通知する(ステップS406)。また、この露点温度計測制御中、鏡面状態の確認タイミングにない場合(ステップS403のNO)、メインセンサ201の制御モード選択部37は、露点温度計測制御部34からの露点温度計測値tx1を統括コントローラ300に通知する(ステップS408)。
When the mirror surface abnormal
一方、サブセンサ202は、メインセンサ201へ分岐して与えられる被測定気体の露点温度の検出を続け、その露点温度計測値tx2を統括コントローラ300の露点温度計測値選択部302へ送り続ける。
On the other hand, the
統括コントローラ300の露点計制御モード指定部301は、露点計現在制御モード認識部303からの認識結果から、メインセンサ201の現在の制御モードを確認する(図17:ステップS501)。この場合、メインセンサ201の現在の制御モードは露点温度計測制御モードであるので(ステップS502のYES)、鏡面状態判断結果認識部304からの認識結果から、メインセンサ201の鏡面11−1の状態を確認する(ステップS503)。
The dew point meter control
〔メインセンサの鏡面の状態が正常である場合〕
今、図15(a)に示すt1点,t2点にあって、メインセンサ201から鏡面11−1の状態が正常である旨の判断結果が送られてくれば(ステップS504のYES)、露点計制御モード指定部301は、露点温度計測値選択部302に対してメインセンサ201を有効なセンサとして通知する。これにより、露点温度計測値選択部302は、メインセンサ201からの露点温度計測値tx1を有効な露点温度計測値として選択し、この選択した露点温度計測値tx1を露点温度計測システムの計測露点温度(通常時の正式な露点温度計測値)として上位装置に通知し続ける(ステップS505)。
[When the state of the mirror surface of the main sensor is normal]
Now, at the points t1 and t2 shown in FIG. 15A, if the
〔メインセンサの鏡面の状態が異常である場合〕
今、図15(a)に示すt3点にあって、メインセンサ201から鏡面11−1の状態が異常である旨の判断結果が送られてくれば(ステップS504のNO)、露点計制御モード指定部301は、メインセンサ201に対して制御モードを自動クリーニング制御モードに移行するように切換指令を送る(ステップS506)。
[When the mirror surface of the main sensor is abnormal]
If the determination result that the state of the mirror surface 11-1 is abnormal is sent from the
メインセンサ201の制御モード選択部37は、統括コントローラ300の露点計制御モード指定部301からの自動クリーニング制御モードへの切換指令を受けて、制御モードをそれまでの露点温度計測制御モードから自動クリーニング制御モードに切り換える(図15(a)に示すt3点)。すなわち、それまでの露点温度計測制御を中止させて、自動クリーニング制御に移行させる。
The control
露点計制御モード指定部301は、メインセンサ201の制御モードを自動クリーニング制御モードに切り換えた後、露点温度計測値選択部302に対してサブセンサ202を有効なセンサとして通知する。これにより、露点温度計測値選択部302は、サブセンサ202からの露点温度計測値tx2を有効な露点温度計測値として選択し、この選択した露点温度計測値tx2を露点温度計測システムの計測露点温度(異常時の正式な露点温度計測値)として上位装置に通知し始める(ステップS507)。
The dew point meter control
メインセンサ201の制御モード選択部37は、自動クリーニング制御として、定期的に鏡面11−1の自動クリーニングを実行させると共に、鏡面異常状態判断部35によってそのクリーニング後の鏡面11−1の状態の正常/異常の判断を行わせる。鏡面異常状態判断部35は、その正常/異常の判断結果を統括コントローラ300に通知する(ステップS409)。
The control
統括コントローラ300の露点計制御モード指定部301は、露点計現在制御モード認識部303からの認識結果から、メインセンサ201の現在の制御モードを確認する(ステップS501)。この場合、メインセンサ201の現在の制御モードが自動クリーニング制御モードであるので(ステップS502のNO)、露点計制御モード指定部301は、露点温度計測値選択部302に対してサブセンサ202を有効なセンサとして通知する。これにより、露点温度計測値選択部302は、サブセンサ202からの露点温度計測値tx2を露点温度計測システムの計測露点温度として上位装置に通知する(ステップS508)。
The dew point meter control
このメインセンサ201の自動クリーニング制御中、露点計制御モード指定部301は、鏡面状態判断結果認識部304からの認識結果から、メインセンサ201の鏡面11−1の状態を確認しながら(ステップS509,510)、露点温度計測値選択部302に対してサブセンサ202を有効なセンサとして通知し続ける(ステップS508)。
During the automatic cleaning control of the
〔メインセンサの鏡面の状態が正常に戻った場合〕
今、図15(a)に示すt4点にあって、メインセンサ201から鏡面11−1の状態が正常となった旨の判断結果が送られてくれば(ステップS510のYES)、露点計制御モード指定部301は、メインセンサ201に対して制御モードを露点温度計測制御モードに移行するように切換指令を送る(ステップS511)。
[When the mirror status of the main sensor returns to normal]
If the determination result that the state of the mirror surface 11-1 is normal is sent from the
メインセンサ201の制御モード選択部37は、統括コントローラ300の露点計制御モード指定部301からの露点温度計測制御モードへの切換指令を受けて、制御モードをそれまでの自動クリーニング制御モードから露点温度計測制御モードに切り換える(図15(a)に示すt4点)。すなわち、それまでの自動クリーニング制御を中止させて、露点温度計測制御に復帰させる。
The control
統括コントローラ300の露点計制御モード指定部301は、メインセンサ201の制御モードを自動クリーニング制御モードから露点温度計測制御モードに切り換えた後、露点温度計測制御が安定するまでの所定時間T1が経過するまで(ステップS512のYES)、露点温度計測値選択部302に対してサブセンサ202を有効なセンサとして通知し続ける。これにより、露点温度計測値選択部302は、メインセンサ201の自動クリーニング制御の終了後も、露点温度計測制御が安定するまでの所定時間T1が経過するまでの間、サブセンサ202からの露点温度計測値tx2を露点温度計測システムの計測露点温度として上位装置に通知し続ける(ステップS513)。
The dew point meter control
露点温度計測制御が安定するまでの所定時間T1が経過すると(ステップS512のYES)、露点計制御モード指定部301は、露点計現在制御モード認識部303からの認識結果から、メインセンサ201の現在の制御モードを確認する(ステップS501)。この場合、メインセンサ201の現在の制御モードが露点計測制御モードに戻されており(ステップS502のYES)、鏡面11−1の状態も正常であることから(ステップS504のYES)、露点計制御モード指定部301は、露点温度計測値選択部302に対してメインセンサ201を有効なセンサとして通知する。これにより、露点温度計測値選択部302は、メインセンサ201からの露点温度計測値tx1を有効な露点温度計測値として選択し、その選択した露点温度計測値tx1を露点温度計測システムの計測露点温度として上位装置に通知し始める(ステップS505)。
When a predetermined time T1 has elapsed until the dew point temperature measurement control is stabilized (YES in step S512), the dew point meter control
このようにして、この実施の形態1では、通常はメインセンサ201により高精度な露点温度計測が行われ、メインセンサ201の鏡面11−1の状態が異常であると判断されると、すなわちメインセンサ201による露点温度計測値tx1の信頼性が否定されると、メインセンサ201とは異なる方式で露点温度を計測するサブセンサ202による露点温度計測が行われ、途切れることなく連続して露点温度計測が行われるものとなる。
As described above, in the first embodiment, when the
また、この実施の形態1では、自動クリーニング制御の終了後、メインセンサ201が露点温度計測制御に復帰し(ステップS511)、露点温度計測制御が安定するまでの所定時間T1が経過して(ステップS512のYES)、鏡面状態判断結果認識部304において鏡面11−1の状態が正常に戻されたことが確認されると(ステップS504のYES)、すなわちメインセンサ201による露点温度計測値tx1の信頼性が肯定されると、メインセンサ201からの露点温度計測値tx1が有効な露点温度計測値として用いられ、メインセンサ201による高精度の露点温度計測が続けられる。
In the first embodiment, after the automatic cleaning control is completed, the
すなわち、メインセンサ201において自動クリーニング制御が行われている間、および自動クリーニング制御から露点温度計測制御への移行後露点温度計測制御が安定するまでの間は、サブセンサ202による露点温度計測が行われ、その他の期間はメインセンサ201による高精度の露点温度計測が行われ、全体として常に高精度の露点温度計測が続けられるものとなる。
That is, while the automatic cleaning control is performed in the
〔実施の形態2〕
図18に本発明に係る露点温度計測システムの第2の実施の形態(実施の形態2)の要部の機能ブロック図を示す。同図において、図14と同一符号は図14を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。
[Embodiment 2]
FIG. 18 shows a functional block diagram of the main part of the second embodiment (Embodiment 2) of the dew point temperature measurement system according to the present invention. In this figure, the same reference numerals as those in FIG. 14 denote the same or equivalent components as those described with reference to FIG.
この実施の形態2の実施の形態1と異なる点は、鏡面冷却式露点計201から鏡面状態判断部35を無くし、統括コントローラ300の鏡面状態判断結果認識部304に代えて鏡面状態判断部305を設けた点にある。鏡面状態判断部305は、鏡面冷却式露点計201からの露点温度計測値(第1の露点温度計測値)tx1と非鏡面冷却式露点計202からの露点温度計測値(第2の露点温度計測値)tx2とを入力とし、この露点温度計測値tx1とtx2との差に基づいて鏡面冷却式露点計201の鏡面11−1の状態の正常/異常を判断し、その判断結果を露点計制御モード指定部301へ送る。
The difference of
また、この実施の形態2の露点温度計測システムにおいて、統括コントローラ300の露点計制御モード指定部301は、鏡面冷却式露点計201を、その露点温度計測値が常に有効な露点温度計測値(被測定気体の正式な露点温度計測値)として用いられる主要センサとし、非鏡面冷却式露点計202を、主要センサが自動クリーニング制御中である時に露点温度計測値が有効な露点温度計測値(被測定気体の正式な露点温度計測値)として用いられる補助センサとし、鏡面冷却式露点計201に対して制御モードとして露点温度計測制御モードを指定している場合には、露点温度計測値選択部302に対して鏡面冷却式露点計201を有効なセンサとして通知し、鏡面冷却式露点計201に対して制御モードとして自動クリーニング制御モードを指定している場合には、露点温度計測値選択部302に対して非鏡面冷却式露点計202を有効なセンサとして通知する。但し、特別な条件として、露点計制御モード指定部301は、自動クリーニング制御モードから露点温度計測制御モードへの移行時、露点温度計測制御が安定するまでの所定時間T1の間は、露点温度計測値選択部302に対して非鏡面冷却式露点計202を有効なセンサとして通知する。
In the dew point temperature measurement system according to the second embodiment, the dew point meter control
〔運用〕
図19(a)および(b)はこの実施の形態2の露点温度計測システムの運用中の鏡面冷却式露点計201における制御モードの変化および非鏡面冷却式露点計202の計測状態を示すタイムチャートである。
[Operation]
FIGS. 19A and 19B are time charts showing the control mode change in the specular cooling
統括コントローラ300の露点計制御モード指定部301は、最初に、鏡面冷却式露点計201を主要センサとし、非鏡面冷却式露点計202を補助センサとし、露点温度計測値選択部302に対して鏡面冷却式露点計201を有効なセンサとして通知する。すなわち、鏡面冷却式露点計201は、その計測方式から非鏡面冷却式露点計202よりも高精度に露点計測を行うことが可能であり、この高精度に露点計測を行うことが可能な鏡面冷却式露点計201を有効なセンサとして通知する。以下、主要センサとする鏡面冷却式露点計201をメインセンサと呼び、補助センサとする非鏡面冷却式露点計202をサブセンサと呼ぶ。
The dew point meter control
メインセンサ201の制御モード選択部37は、露点温度計測制御部34による露点温度計測制御を常時実行させ、サブセンサ202は計測中の状態を常時続ける。
The control
〔メインセンサの鏡面の状態が正常である場合〕
メインセンサ201の制御モード選択部37は、露点温度計測制御部34による露点温度計測制御を常時実行させる。一方、サブセンサ202は、メインセンサ201へ分岐して与えられる被測定気体の露点温度の検出を続け、その露点温度計測値tx2を統括コントローラ300の露点温度計測値選択部302へ送り続ける。
[When the state of the mirror surface of the main sensor is normal]
The control
メインセンサ201の露点温度計測制御中、統括コントローラ300の露点計制御モード指定部301は、露点温度計測値選択部302に対してメインセンサ201を有効なセンサとして通知する。これにより、露点温度計測値選択部302は、メインセンサ201からの露点温度計測値tx1を有効な露点温度計測値として選択し、この選択した露点温度計測値tx1を露点温度計測システムの計測露点温度として上位装置に通知する。
During the dew point temperature measurement control of the
また、統括コントローラ300の鏡面状態判断部305は、メインセンサ201の露点温度計測制御中、メインセンサ201からの露点温度計測値tx1とサブセンサ202からの露点温度計測値tx2とを入力とし、この露点温度計測値tx1とtx2との差に基づいてメインセンサ201の鏡面11−1の状態の正常/異常を判断する。この例では、露点温度計測値tx1の露点温度計測値tx2に対する乖離を求め、この乖離が所定値を超えた場合にメインセンサ201の鏡面11−1の状態が異常であると判断する。
The mirror surface
鏡面冷却式露点計は他の計測方式が異なる露点計よりも高精度に露点温度計測が可能である反面、鏡面の汚れによる計測精度の劣化は他の計測方式が異なる露点計よりも速い。このため、鏡面冷却式露点計であるメインセンサ201による露点温度計測値tx1と他の計測方式が異なる露点計であるサブセンサ202からの露点温度計測値tx2の計測値とを比較することで、メインセンサ201の劣化の程度が簡単に確認できる。このような知見に基づき、本実施の形態では、露点温度計測値tx1の露点温度計測値tx2に対する乖離を求め、この乖離が所定値を超えた場合にメインセンサ201の鏡面11−1の状態が異常であると判断するようにしている。
The mirror-cooled dew point meter can measure the dew point temperature with higher accuracy than dew point meters with different measurement methods, but the degradation of measurement accuracy due to specular contamination is faster than with dew point meters with different measurement methods. Therefore, by comparing the measured dew point temperature value tx1 by the
〔メインセンサの鏡面の状態が異常である場合〕
今、図19(a)に示すt1点にあって、統括コントローラ300の鏡面状態判断部305においてメインセンサ201の鏡面11−1の状態が異常であると判断されると、露点計制御モード指定部301は、メインセンサ201に対して制御モードを自動クリーニング制御モードに移行するように切換指令を送る。
[When the mirror surface of the main sensor is abnormal]
If the mirror surface
メインセンサ201の制御モード選択部37は、統括コントローラ300の露点計制御モード指定部301からの自動クリーニング制御モードへの切換指令を受けて、制御モードをそれまでの露点温度計測制御モードから自動クリーニング制御モードに切り換える(図19(a)に示すt1点)。すなわち、それまでの露点温度計測制御を中止させて、自動クリーニング制御に移行させる。
The control
統括コントローラ300の露点計制御モード指定部301は、メインセンサ201の制御モードを自動クリーニング制御モードに切り換えた後、露点温度計測値選択部302に対してサブセンサ202を有効なセンサとして通知する。これにより、露点温度計測値選択部302は、サブセンサ202からの露点温度計測値tx2を有効な露点温度計測値として選択し、この選択した露点温度計測値tx2を露点温度計測システムの計測露点温度として上位装置に通知し始める。
The dew point meter control
統括コントローラ300の露点計制御モード指定部301は、メインセンサ201の制御モードの自動クリーニング制御モードへの切り換え後、所定時間Tが経過した時点で(図19(a)に示すt2点)、メインセンサ201に対して制御モードを露点温度計測制御モードに移行するように切換指令を送る。
The dew point meter control
なお、この場合の所定時間Tは、メインセンサ201の鏡面11−に付着しているであろう凝縮物質を除去させるに充分な所定時間Tとして定めておく。
Note that the predetermined time T in this case is determined as a predetermined time T sufficient to remove condensed substances that may be attached to the mirror surface 11-of the
露点計制御モード指定部301は、所定時間Tが経過する間、露点温度計測値選択部302に対してサブセンサ202を有効なセンサとして通知し続ける。これにより、メインセンサ201が自動クリーニング制御を実行している間中、露点温度計測値選択部302は、サブセンサ202からの露点温度計測値tx2を露点温度計測システムの計測露点温度として上位装置に通知し続ける。
The dew point meter control
〔メインセンサの鏡面の状態が正常に戻った場合〕
メインセンサ201の制御モード選択部37は、統括コントローラ300の露点計制御モード指定部301からの露点温度計測制御モードへの切換指令を受けて、制御モードをそれまでの自動クリーニング制御モードから露点温度計測制御モードに切り換える(図19(a)に示すt2点)。すなわち、それまでの自動クリーニング制御を中止させて、露点温度計測制御に復帰させる。
[When the mirror status of the main sensor returns to normal]
The control
統括コントローラ300の露点計制御モード指定部301は、メインセンサ201の制御モードを自動クリーニング制御モードから露点温度計測制御モードに切り換えた後、露点温度計測制御が安定するまでの所定時間T1が経過するまで、露点温度計測値選択部302に対してサブセンサ202を有効なセンサとして通知し続ける。これにより、露点温度計測値選択部302は、メインセンサ201の自動クリーニング制御の終了後も、露点温度計測制御が安定するまでの所定時間T1が経過するまでの間、サブセンサ202からの露点温度計測値tx2を露点温度計測システムの計測露点温度として上位装置に通知し続ける。
The dew point meter control
露点温度計測制御が安定するまでの所定時間T1が経過すると、露点計制御モード指定部301は、露点計現在制御モード認識部303からの認識結果から、メインセンサ201の現在の制御モードを確認する。この場合、メインセンサ201の現在の制御モードが露点計測制御モードに戻されているので、露点計制御モード指定部301は、鏡面状態判断部305からのメインセンサ201の鏡面11−1の状態が正常に戻された旨の判断結果を確認のうえ、露点温度計測値選択部302に対してメインセンサ201を有効なセンサとして通知する。これにより、露点温度計測値選択部302は、メインセンサ201からの露点温度計測値tx1を有効な露点温度計測値として選択し、その選択した露点温度計測値tx1を露点温度計測システムの計測露点温度として上位装置に通知し始める。
When a predetermined time T <b> 1 elapses until the dew point temperature measurement control is stabilized, the dew point meter control
このようにして、この実施の形態2では、通常はメインセンサ201により高精度な露点温度計測が行われ、メインセンサ201の鏡面11−1の状態が異常であると判断されると、すなわちメインセンサ201による露点温度計測値tx1の信頼性が否定されると、メインセンサ201とは異なる方式で露点温度を計測するサブセンサ202により露点温度計測が行われ、途切れることなく連続して露点温度計測が行われるものとなる。
In this way, in the second embodiment, usually, the
また、この実施の形態2では、所定時間Tの自動クリーニング制御の終了後、メインセンサ201が露点温度計測制御に復帰し、露点温度計測制御が安定するまでの所定時間T1が経過して、鏡面状態判断部305において鏡面11−1の状態が正常に戻されたことが確認されると、すなわちメインセンサ201による露点温度計測値tx1の信頼性が肯定されると、メインセンサ201からの露点温度計測値tx1が有効な露点温度計測値として用いられ、メインセンサ201による高精度の露点温度計測が続けられる。
In the second embodiment, after completion of the automatic cleaning control for a predetermined time T, the
すなわち、メインセンサ201において自動クリーニング制御が行われている間、および自動クリーニング制御から露点温度計測制御への移行後露点温度計測制御が安定するまでの間は、サブセンサ202による湿度計測が行われ、その他の期間はメインセンサ201による高精度の露点温度計測が行われ、全体として常に高精度の露点温度計測が続けられるものとなる。
That is, while the automatic cleaning control is performed in the
また、この実施の形態2では、メインセンサ201において、メインセンサ201からの露点温度計測値tx1とサブセンサ202からの露点温度計測値tx2との差に基づいてメインセンサ201の鏡面11−1の状態の正常/異常を判断するようにしているので、露点温度計測制御中も中断させることなく露点温度計測を行うことが可能となる。
In the second embodiment, in the
なお、上述し実施の形態1,2では、鏡面冷却式露点計201における自動クリーニング制御を鏡面を加熱する加熱制御方式としたが、サンプリングチャンバ内の圧力を減圧させる減圧制御方式としてもよい。
In the first and second embodiments described above, the automatic cleaning control in the mirror-cooled
また、上述した実施の形態1,2では、サンプリングチャンバ31の上流側に仕切り弁40−1を設け、下流側に吸引ポンプ41−1を設け、仕切り弁40−1を開とし、吸引ポンプ41−1を運転することによって、サンプリングチャンバ31内に被測定気体を流入させるような構成としたが、吸引ポンプを設けずに、上流側の圧力を高くして、サンプリングチャンバ31内に被測定気体を流入させるような構成としてもよい。このような構成では、例えば、サンプリングチャンバ31の上,下流に弁を設け、サンプリングチャンバ31の近くに減圧用ポンプをポンプを設け、上,下流の弁を閉じ、減圧用ポンプを運転することによって、サンプリングチャンバ31内の圧力を減圧させるようにすることが可能である。
In the first and second embodiments described above, the gate valve 40-1 is provided on the upstream side of the
また、上述した実施の形態1,2では、鏡面冷却式露点計201と非鏡面冷却式露点計202とを並列に設置したが、直列に設置するようにしてもよい。図20に鏡面冷却式露点計201と非鏡面冷却式露点計202とを直列に設置した場合の構成例を示す。直列に設置するようにした場合、鏡面冷却式露点計201における自動クリーニング制御は加熱制御方式とする。
In the first and second embodiments described above, the mirror-cooled
また、上述した実施の形態1,2では、鏡面冷却式露点計201と非鏡面冷却式露点計202に対して統括コントローラ300を設けるようにしたが、統括コントローラ300の機能を鏡面冷却式露点計201に持たせるようにしてもよい。
In the first and second embodiments, the
また、上述した実施の形態1,2において、本発明でいう信頼性判定手段は鏡面状態判断部35(図14)や鏡面状態判断部305(図18)がそれに相当するが、鏡面冷却式露点計201による露点温度計測値tx1の信頼性の判定は必ずしも鏡面状態に基づくものでなくてもよい。例えば、実施の形態2における鏡面状態判断部305では、鏡面冷却式露点計201の鏡面11−1の状態が正常な場合であっても、他の要因で露点温度計測値tx1とtx2との乖離が大きくなることがあり得る。この場合、鏡面11−1の状態が正常であっても、鏡面冷却式露点計201の計測精度が落ちたとみなされ、非鏡面冷却式露点計202からの露点温度計測値tx2が有効な露点温度計測値として選択されるものとなる。
In the first and second embodiments described above, the reliability determination means in the present invention corresponds to the mirror surface state determination unit 35 (FIG. 14) and the mirror surface state determination unit 305 (FIG. 18). The determination of the reliability of the dew point temperature measurement value tx1 by the
また、上述した実施の形態1,2では、自動クリーニング制御から露点温度計測制御への移行後に、露点温度計測制御が安定するまでの所定時間T1を設け、この所定時間T1の間も非鏡面冷却式露点計202からの露点温度計測値tx2を有効な露点温度計測値として用いるようにしたが、露点温度計測制御が安定するまでの時間が問題とならない場合もあり、必ずしも所定時間T1を設けるようにしなくてもよい。また、鏡面11−1からの反射光の受光量から露点温度計測制御が安定したことを確認し、鏡面冷却式露点計メインセンサ201からの露点温度計測値tx1を有効な露点温度計測値として用いるようにしてもよい。
In the first and second embodiments described above, after the transition from the automatic cleaning control to the dew point temperature measurement control, a predetermined time T1 is provided until the dew point temperature measurement control is stabilized, and the non-specular cooling is also performed during the predetermined time T1. Although the dew point temperature measurement value tx2 from the formula
本発明の露点温度計測システムは、熱電冷却素子(ペルチェ素子)を用いた鏡面冷却式露点計と、この鏡面冷却式露点計とは異なる方式で露点温度を計測する露点計(非鏡面冷却式露点計)とを使用した露点温度計測システムとして、各種の被測定気体の露点温度計測に利用することが可能である。 The dew point temperature measurement system of the present invention includes a specular cooling type dew point meter using a thermoelectric cooling element (Peltier element), and a dew point meter (non-specular cooling type dew point) that measures the dew point temperature by a method different from this specular cooling type dew point meter. As a dew point temperature measuring system using a meter, it can be used for measuring dew point temperatures of various gases to be measured.
201…鏡面冷却式露点計、201A…センサ部、201B…コントロール部、2…第2の熱電冷却素子(ペルチェ素子)、2−1…冷却面、2−2…加熱面、11…鏡、11−1…表面(鏡面)、11−2…裏面、12…第2の温度センサ、13…センサボディ、13a…先端部、13b…傾斜面、13c…後端部、14…投受光一体型の光ファイバ、14−1…投光側の光ファイバ、14−2…受光側の光ファイバ、15…冷却ブロック、16…冷却板、17…熱伝導体、18…第2の熱電冷却素子(ペルチェ素子)、18−1…冷却面、18−2…加熱面、19…ヒートシンク、19a…放熱フィン、20…冷却ファン、21…第2の温度センサ、22…光電変換器、23…外気温度センサ、DT…検出部、SC…サブクーラ、24…メインコントローラ、24−1…CPU、24−2…第2のA/D変換器、24−3…第2のA/D変換器、24−4…露点温度出力部、24−5…AM、24−6…OM、25…サブコントローラ、25−1…CPU、25−2…第2のA/D変換器、25−3…第2のA/D変換器、25−4…AM、25−5…OM、26…電源、27…電源スイッチ、28…露点計測ON/OFFスイッチ、29…サブクーラ制御ON/OFFスイッチ、30…サブクーラ低温/高温/連動切替セレクタスイッチ、31…サンプリングチャンバ、34…露点温度計測制御部、35…自動クリーニング制御部、36…鏡面状態判断部、37…制御モード選択部、40(40−1,40−2)…仕切り弁、41(41−1,41−2)…吸引ポンプ、 202…非鏡面冷却式露点計、202A…感湿素子、202B…検出信号生成部、202C…露点温度変換部、300…統括コントローラ、301…露点計制御モード指定部、302…露点温度計測値選択部、303…露点計現在制御モード認識部、304…鏡面状態判断結果認識部、305…鏡面状態判断部。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
この鏡面を冷却する熱電冷却素子と、
前記鏡面の温度を検出する温度センサと、
前記鏡面に対して光を照射する投光手段と、
前記投光手段から前記鏡面に対して照射された光の反射光を受光する受光手段と、
前記受光手段が受光する反射光の光量に基づいて前記熱電冷却素子へ供給する電流を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記受光手段が受光する反射光の光量に基づいて前記熱電冷却素子へ供給する電流を前記鏡面に生じる結露もしくは結霜の増減がなくなる平衡状態になるように制御し、その平衡状態において前記温度センサが検出する前記鏡面の温度を露点温度として計測する露点温度計測制御を実行する手段を備えた第1の露点計と、
前記第1の露点計とは異なる方式で前記被測定気体の露点温度を計測する第2の露点計とを備え、
前記第1の露点計によって計測された露点温度計測値を第1の露点温度計測値とし、前記第2の露点計によって計測された露点温度計測値を第2の露点温度計測値とし、前記第1および第2の露点温度計測値の何れか一方を前記被測定気体の有効な露点温度計測値として選択して前記被測定気体の正式な露点温度計測値として出力する露点温度計測システムであって、
前記第1の露点温度計測値の信頼性を判定する信頼性判定手段と、
前記信頼性判定手段によって前記第1の露点温度計測値の信頼性が肯定された場合、前記第1の露点温度計測値を有効な露点温度計測値として選択して通常時の正式な露点温度計測値とする一方、前記信頼性判定手段によって前記第1の露点温度計測値の信頼性が否定された場合、前記第2の露点温度計測値を有効な露点温度計測値として選択して異常時の正式な露点温度計測値とする露点温度計測値選択手段と
を備えることを特徴とする露点温度計測システム。 A mirror surface exposed to the gas to be measured;
A thermoelectric cooling element for cooling the mirror surface;
A temperature sensor for detecting the temperature of the mirror surface;
A light projecting means for irradiating the mirror surface with light;
A light receiving means for receiving a reflected light of the light emitted from the light projecting means to the mirror surface;
Control means for controlling the current supplied to the thermoelectric cooling element based on the amount of reflected light received by the light receiving means,
The control means includes
Based on the amount of reflected light received by the light receiving means, the current supplied to the thermoelectric cooling element is controlled to be in an equilibrium state where there is no increase or decrease in condensation or frost generated on the mirror surface, and in the equilibrium state, the temperature sensor A first dew point meter comprising means for performing dew point temperature measurement control for measuring the temperature of the mirror surface detected by the above as a dew point temperature;
A second dew point meter that measures the dew point temperature of the gas to be measured in a different manner from the first dew point meter,
The dew point temperature measurement value measured by the first dew point meter is the first dew point temperature measurement value, the dew point temperature measurement value measured by the second dew point meter is the second dew point temperature measurement value, A dew point temperature measurement system that selects one of the first and second dew point temperature measurement values as an effective dew point temperature measurement value of the gas to be measured, and outputs the selected value as an official dew point temperature measurement value of the gas to be measured. ,
Reliability determination means for determining the reliability of the first dew point temperature measurement value;
When the reliability of the first dew point temperature measurement value is affirmed by the reliability determination means, the first dew point temperature measurement value is selected as an effective dew point temperature measurement value, and a normal dew point temperature measurement at normal time is selected. On the other hand, when the reliability of the first dew point temperature measurement value is denied by the reliability determination means, the second dew point temperature measurement value is selected as an effective dew point temperature measurement value and A dew point temperature measurement system comprising: a dew point temperature measurement value selection means for obtaining an official dew point temperature measurement value .
前記信頼性判定手段は、
前記第1の露点温度計測値と前記第2の露点温度計測値との差に基づいて前記第1の露点温度計測値の信頼性を判定する
ことを特徴とする露点温度計測システム。 In the dew point temperature measurement system according to claim 1,
The reliability determination means includes
A dew point temperature measurement system, wherein reliability of the first dew point temperature measurement value is determined based on a difference between the first dew point temperature measurement value and the second dew point temperature measurement value.
前記信頼性判定手段は、
前記第1の露点計の露点温度計測制御を定期的に中断し、前記受光手段が受光する反射光の光量に基づいて前記第1の露点温度計測値の信頼性を判定する
ことを特徴とする露点温度計測システム。 In the dew point temperature measurement system according to claim 1,
The reliability determination means includes
The dew point temperature measurement control of the first dew point meter is periodically interrupted, and the reliability of the first dew point temperature measurement value is determined based on the amount of reflected light received by the light receiving means. Dew point temperature measurement system.
前記信頼性判定手段は、
前記第1の露点計の露点温度計測制御を定期的に中断して前記第1の露点温度計測値の信頼性を判定する場合、
前記露点温度計測制御による前記熱電冷却素子への供給電流の制御の中断後、その中断から所定時間経過した後の前記受光手段が受光する反射光の光量に基づき、この反射光の光量が予め定められている受光量基準範囲から外れている場合に、前記第1の露点温度計測値の信頼性を否定する
ことを特徴とする露点温度計測システム。 In the dew point temperature measurement system according to claim 3,
The reliability determination means includes
When the reliability of the first dew point temperature measurement value is determined by periodically interrupting the dew point temperature measurement control of the first dew point meter,
After the interruption of the control of the current supplied to the thermoelectric cooling element by the dew point temperature measurement control, the amount of the reflected light is determined in advance based on the amount of the reflected light received by the light receiving means after a predetermined time has elapsed since the interruption. A dew point temperature measurement system, wherein the reliability of the first dew point temperature measurement value is denied when the received light amount is out of the reference range.
前記信頼性判定手段は、
前記第1の露点計の露点温度計測制御を定期的に中断して前記第1の露点温度計測値の信頼性を判定する場合、
前記露点温度計測制御による前記熱電冷却素子への供給電流の制御の中断後、前記鏡面の温度に変化が生じなくなったと判断したときの前記受光手段が受光する反射光の光量に基づき、この反射光の光量が予め定められている受光量基準範囲から外れている場合に、前記第1の露点温度計測値の信頼性を否定する
ことを特徴とする露点温度計測システム。 In the dew point temperature measurement system according to claim 3,
The reliability determination means includes
When the reliability of the first dew point temperature measurement value is determined by periodically interrupting the dew point temperature measurement control of the first dew point meter,
After interruption of control of the current supplied to the thermoelectric cooling element by the dew point temperature measurement control, the reflected light is based on the amount of reflected light received by the light receiving means when it is determined that the temperature of the mirror surface no longer changes. A dew point temperature measurement system, wherein the reliability of the first dew point temperature measurement value is denied when the amount of light deviates from a predetermined light reception amount reference range.
前記信頼性判定手段は、
前記第1の露点計の露点温度計測制御を定期的に中断して前記第1の露点温度計測値の信頼性を判定する場合、
前記露点温度計測制御による前記熱電冷却素子への供給電流の制御の中断後、前記受光手段が受光する反射光の光量に変化が生じなくなったと判断したときの前記受光手段が受光する反射光の光量に基づき、この反射光の光量が予め定められている受光量基準範囲から外れている場合に、前記第1の露点温度計測値の信頼性を否定する
ことを特徴とする露点温度計測システム。 In the dew point temperature measurement system according to claim 3,
The reliability determination means includes
When the reliability of the first dew point temperature measurement value is determined by periodically interrupting the dew point temperature measurement control of the first dew point meter,
The amount of reflected light received by the light receiving means when it is determined that there is no change in the amount of reflected light received by the light receiving means after interruption of control of the current supplied to the thermoelectric cooling element by the dew point temperature measurement control The dew point temperature measurement system is characterized in that the reliability of the first dew point temperature measurement value is denied when the amount of reflected light deviates from a predetermined light reception amount reference range.
前記第1の露点計の制御手段は、
前記鏡面に付着しているであろう、通常は気体で前記被測定気体に含まれ、前記露点温度よりも高い低温で固体となり、前記鏡面を汚す凝縮物質を蒸発又は昇華させて除去させる自動クリーニング制御を実行する手段を備え、
前記第1の露点計は、
前記露点温度計測制御を常時実行し、前記信頼性判定手段によって前記第1の露点温度計測値の信頼性が否定された場合、前記露点温度計測制御を中止して、前記自動クリーニング制御に移行する
ことを特徴とする露点温度計測システム。 In the dew point temperature measurement system according to any one of claims 1 to 6,
The control means of the first dew point meter is:
Automatic cleaning that would be attached to the mirror surface , usually a gas, contained in the gas to be measured, becomes a solid at a temperature lower than the dew point temperature, and removes condensed substances that contaminate the mirror surface by evaporation or sublimation Means for performing the control,
The first dew point meter is
The dew point temperature measurement control is constantly executed, and when the reliability of the first dew point temperature measurement value is denied by the reliability determination unit, the dew point temperature measurement control is stopped and the process proceeds to the automatic cleaning control. A dew point temperature measurement system.
前記第1の露点計は、
前記自動クリーニング制御として、
前記鏡面に付着しているであろう、通常は気体で前記被測定気体に含まれ、前記露点温度よりも高い低温で固体となり、前記鏡面を汚す凝縮物質を蒸発又は昇華させて除去させるべく、前記鏡面の温度を上昇させるように前記熱電冷却素子へ供給する電流を制御する
ことを特徴とする露点温度計測システム。 In the dew point temperature measurement system according to claim 7,
The first dew point meter is
As the automatic cleaning control,
In order to remove the condensed substances that would be attached to the mirror surface , usually contained in the gas under measurement, become solid at a temperature lower than the dew point temperature, and condense the mirror surface by evaporation or sublimation , A dew point temperature measurement system, wherein a current supplied to the thermoelectric cooling element is controlled so as to increase a temperature of the mirror surface.
前記第1の露点計は、
前記鏡面、前記熱電冷却素子、前記温度センサ、前記投光手段および前記受光手段を収容するチャンバを少なくとも備え、
前記自動クリーニング制御として、
前記鏡面に付着しているであろう、通常は気体で前記被測定気体に含まれ、前記露点温度よりも高い低温で固体となり、前記鏡面を汚す凝縮物質を蒸発又は昇華させて除去させるべく、前記チャンバ内の圧力を減圧制御する
ことを特徴とする露点温度計測システム。 In the dew point temperature measurement system according to claim 7,
The first dew point meter is
At least a chamber for accommodating the mirror surface, the thermoelectric cooling element, the temperature sensor, the light projecting means, and the light receiving means;
As the automatic cleaning control,
In order to remove the condensed substances that would be attached to the mirror surface , usually contained in the gas under measurement, become solid at a temperature lower than the dew point temperature, and condense the mirror surface by evaporation or sublimation , A dew point temperature measurement system, wherein the pressure in the chamber is reduced.
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