JP6279220B2 - 蒸気量測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、蒸気量測定装置および蒸気量測定方法に関し、特に、２００℃を超える高温環境下や、測定装置（感湿部）への汚れや水滴の付着，水蒸気の結露が起きるような環境下においても水蒸気量を測定可能であり、かつ測定装置（感湿部）の取り換えが簡便な蒸気測定装置および蒸気量測定方法に関する。

従来の乾湿計の原理を用いた蒸気量測定装置は、温度計の測温部がガーゼ（ウイック）で覆われた構造を有する湿球温度計を用いて、該ガーゼを湿潤させて湿球温度を測定するものが一般的である。しかし、測定対象の空間の温度（乾球温度）が高温であるときには、ガーゼは濡れた状態を維持することが難しいため乾燥しやすく、乾燥すると高温になり焦げる場合があった。また、測定装置（感湿部）のへの汚れや水滴の付着、水蒸気の結露が起きるような環境下においては、汚れ等によってガーゼが変性する場合があった。このような場合、従来の一般的な感湿計の構造では、ガーゼを湿潤させた状態に維持することは困難であった。

特開昭６１−１２００５０号公報には、測温体を表面近傍に設けた多孔質体と、該多孔質体に水を供給する通水路とを設けた感湿計の原理に基づく湿球温度計測装置が記載されている。これによれば、高温環境下においても、多孔質体に通水路を通じて常時水を供給できるため、多孔質体を湿潤させておくことができる。

特開昭６１−１２００５０号公報

しかしながら、特開昭６１−１２００５０号公報の湿球温度計測装置は、多孔質体（感湿部）の取り換えについて考慮されていないため、多孔質体の交換が必要になった場合において、多孔質体の取り付けや取り換えが容易ではない。たとえば射出成形法で作ったセラミックス多孔質体であれば、通水路、センサー固定構造、多孔質体の取付け構造などが簡単に形成できしかも精度が高いため取替えが容易にできる。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の主たる目的は、測定装置（感湿部）の取り付けや取り換えが容易であり、高温環境下や、測定装置（感湿部）への汚れや水滴の付着，水蒸気の結露が起きるような環境下においても安価で手軽に精度よく蒸気量の測定ができる装置および測定方法を提供することにある。

本発明にかかる蒸気量測定装置は、多孔質材料からなる柱状の感湿部と、感湿部の長手方向における一方端を測定対象の空間を規定する処理室の壁面に固定する固定部と、感湿部の一方端に水を供給する供給部と、感湿部の長手方向における他方端に設置された第１のセンサとを備える。上記第１のセンサは、感湿部を構成する多孔質材料の内部に設置されている。上記感湿部の内部において、供給部により供給された水は、一方端から他方端まで流通する。

本発明によれば、測定装置（感湿部）の取り付けや取り換えが容易であり、高温環境下や、測定装置（感湿部）への汚れや水滴の付着，水蒸気の結露が起きるような環境下においても湿球温度の測定が容易で、かつ精度が高い蒸気量測定装置および蒸気量測定方法を提供することができる。

実施の形態１に係る蒸気量測定装置における湿球温度計の断面図である。 実施の形態１に係る蒸気量測定方法のフローチャートである。 実施の形態１に係る感湿部の変形例を示す図である。 実施の形態１に係る感湿部の他の変形例を示す図である。 実施の形態１に係る感湿部のさらに他の変形例を示す図である。 実施の形態２に係る蒸気量測定装置における湿球温度計の断面図である。 実施の形態２に係る蒸気量測定装置における湿球温度計の変形例を示す断面図である。 （ａ）実施の形態２に係る蒸気量測定装置における湿球温度計の他の変形例を示す図である。（ｂ）実施の形態２に係る蒸気量測定装置における湿球温度計のその他の変形例を示す図である。 図８（ａ）中のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。 実施の形態３に係る蒸気量測定装置における湿球温度計の断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について、説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。本実施の形態に係る蒸気量測定装置は湿球温度計１００を備え、湿球温度計１００は、多孔質材料からなる感湿部１と、感湿部１の長手方向における一方端１ａを固定する固定部２と、感湿部１の一方端１ａに水を供給する供給部３と、感湿部１の長手方向における他方端１ｂに設置された温度センサ４とを備える。

感湿部１は、熱的に安定な多孔質材料により構成されており、たとえばセラミック多孔質体からなる。感湿部１を構成する多孔質材料は、射出成形法により成形されている。感湿部１を構成する多孔質材料は、径が０．１μｍ以上２００μｍ以下程度の細孔を数多く有している。好ましくは０．５μｍ以上５０μｍ以下程度の細孔を数多く有している。また、感湿部１の表面以外の領域（内部領域）においては、径が数百μｍ以下程度の細孔が形成されていてもよい。空隙率は４０％以上７５％以下程度である。多孔質材料の空隙率を４０％以上とすることにより、感湿部１の水の透過性および保水性を高めることができる。また、多孔質材料の空隙率を７５％超えとした場合、感湿部１の機械的強度が大幅に低下することが懸念されるため、感湿部１の取り付けや取り換え時の作業性を損なわないという観点から、多孔質材料の空隙率は７５％以下であるのが好ましい。

感湿部１は、中心軸部分が中空である円筒形状を有している。感湿部１の長手方向（軸方向）における一方端１ａおよび他方端１ｂは直径４ｍｍ以上３０ｍｍ以下程度、より好ましくは６ｍｍ以上１５ｍｍ以下程度であり、感湿部１の長手方向の長さは３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下程度、より好ましくは６０ｍｍ以上２００ｍｍ以下程度である。感湿部１の中心軸部分には、一方端１ａから他方端１ｂまで長手方向に延びる穴１Ｈが設けられている。穴１Ｈは、その中心軸が感湿部１の中心軸と同一であり、直径が１．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下程度、より好ましくは２ｍｍ以上８ｍｍ以下程度の円柱状である。つまり、穴１Ｈの表面（感湿部１の内周表面）と感湿部１の外周側の表面との間の感湿部１の厚みは１．２５ｍｍ以上５ｍｍ以下程度、より好ましくは１．５ｍｍ以上３ｍｍ以下程度であり、感湿部１の周方向において等しい。感湿部１の寸法は、適宜変更可能である。たとえば、感湿部１を構成する多孔質材料に形成された細孔の径が均一に５０μｍ以下である場合には、感湿部１の厚みは２．５ｍｍよりも薄くても良い。しかし、該細孔の径に分布がある場合には、２．５ｍｍ以上程度に厚みがある方が好ましい。これは、たとえば径の大きな細孔が形成されている場合には、そこから集中して水が表面に流出するため、感湿部１の表面において水分量の均一性が低下するためである。

穴１Ｈは、他方端１ｂ側において保水性、通気性の高い栓５により塞がれている。栓５は、穴１Ｈの延びる方向（感湿部１の長手方向）における長さが２ｍｍ程度である。栓５を構成する材料は、保水性および通気性の高い任意の材料とすることができるが、例えば、ガーゼとしてもよい。穴１Ｈには、栓５よりも一方端１ａ側に端部を有し、穴１Ｈの内部を一方端１ａ側から他方端１ｂ側に供給された水のうち多孔質材料に流入せずに穴１Ｈに留まっている水を感湿部の外部（後述する供給部３など）に排水するための排水管１５が配設されている。排水管１５は、たとえばステンレスチューブで構成されている。穴１Ｈ内における排水管１５の端部の配設位置は、栓５よりも一方端１ａ側に端部を有している限りにおいて、任意に選択することができるが、たとえば栓５に対して２ｍｍ程度一方端１ａ側とすればよい。

固定部２は、測定対象の空間を規定する処理室の壁面２０に取り付けられており、当該壁面２０に対して感湿部１の一方端１ａを固定可能に設けられている。具体的には、壁面２０には壁穴２０ｈが設けられており、固定部２は当該壁穴２０ｈに嵌め込まれて壁面２０に設置されている。固定部２には、壁面２０が規定する測定対象の空間の内外を接続する固定穴２ｈが設けられている。固定穴２ｈの直径は感湿部１の一方端１ａの直径と同等程度であり、固定穴２ｈは感湿部１において一方端１ａを含む長手方向の一部を直接、あるいは、Ｏリング等のシール部材を介して嵌め込むことができるように設けられている。固定部２は当該固定穴２ｈに感湿部１の一方端１ａを含む長手方向の一部を嵌め込んだときに、感湿部１の他方端１ｂを壁面２０に対して測定対象の空間側に突出させた状態として、感湿部１を固定している。固定部２を構成する材料は、耐熱性を有する任意の材料とすることができる。

供給部３は、壁面２０が規定する測定対象の空間の外部、あるいは、固定部２に固定された状態で配置されており、固定部２と接続して固定されている配管１３を含んでいる。上述のように固定部２に感湿部１の一方端１ａが固定されている状態では、供給部３は感湿部１の一方端１ａに接続されている。この状態において、供給部３は感湿部１の一方端１ａに水を供給することができる。この場合、供給部３により感湿部１の一方端１ａに供給された水は穴１Ｈに流入する。穴１Ｈは感湿部１の長手方向に延びる内流路の役割を果たし、穴１Ｈに連通している細孔から毛細管現象により測定対象の空間の内部に配置された感湿部１の表面に到達する。これにより、供給部３は感湿部１の一方端１ａに水を供給することにより、感湿部１の一方端１ａから他方端１ｂまでの表面全体を濡らすことができる。供給部３において感湿部１や固定部２と接続される部分は、耐熱性を有する任意の材料で構成され、好ましくは、断熱性を有する材料で構成される。

温度センサ４は、感湿部１の他方端１ｂに設置されている。具体的には、温度センサ４は、感湿部１の他方端１ｂの内部であって、表面から２ｍｍ以下程度の表面近傍に設置されている。言い換えると、温度センサ４は、穴１Ｈの他方端１ｂ側の端部の内部であって、感湿部１の他方端１ｂからの距離が２ｍｍ以下の領域に設置されている。温度センサ４は、感湿部１の表面近傍に設置可能な任意の温度計とすることができ、例えば、熱電対や抵抗温度計とすることができる。上述のように、固定部２に感湿部１の一方端１ａが固定されている状態において、温度センサ４は測定対象の空間内に配置される。このとき、感湿部１の他方端１ｂの表面が湿潤しており、その水分が蒸発しているときは、温度センサ４により測定される温度は、測定対象の空間の湿球温度またはその近似値とみなすことができる。

蒸発する水分量より過剰に水を感湿部に供給し、余剰分を排水管１５より排出することで、感湿部を冷却することができる。この場合、感湿部表面で測定対象の空間の水蒸気の結露が生じ、表面を湿潤した状態に保つことができる。この場合は、温度センサ４により測定される温度は、測定対象の空間の露点温度またはその近似値とみなすことができる。このことから、温度センサ４で測定される温度は、露点温度として演算により水蒸気量を求めることができる。あるいは、湿球温度と露点温度は、水蒸気量が増加するほど一致するために、高い水蒸気量の場合は湿球温度の近似値として水蒸気量を求めることができる。

温度センサ４に接続されている配線１４は、温度センサ４と演算部７とを接続している。配線１４は、固定部２に敷設されており、固定部２より感湿部１の一方端１ａから穴１Ｈを通って温度センサ４との接続部にまで引き回されている。

さらに、蒸気量測定装置は、測定対象の空間の乾球温度を測定する温度計（図示しない）と、当該空間の圧力を測定する圧力計（図示しない）とを備えている。当該温度計および圧力計は、測定対象に応じて公知のものから構成することができる。

演算部７は、上記圧力計および温度計の測定データと温度センサ４により測定された湿球温度から、測定空間の水蒸気量を導出する。あるいは、測定値が無い場合は、それぞれ近似的に大気圧などの標準的な値、あるいは、推測値などを用いても良い。

本実施の形態において、感湿部１は、壁面２０に固定された固定部２に対して交換可能に設けられている。このとき、温度センサ４を感湿部１に予め一体として設けておき、感湿部１を固定部２に配置したときに、感湿部１の他方端１ｂに設けられた配線１４とが接続されるように設けてもよい。あるいは、温度センサ４ならびに配線１４を固定部２に固定あるいは敷設した場合は、感湿部１を固定部２に配置したときに電気的な接続は不要である。

次に、本実施の形態に係る蒸気量測定装置の作用について説明する。蒸気量測定装置は、感湿部１の他方端１ｂの表面近傍に設けられた温度センサ４により測定対象の空間の湿球温度を測定し出力すること、あるいは測定された温度と、測定対象の空間の乾球温度および圧力から、測定対象の空間の水蒸気量や水蒸気濃度（たとえば，水蒸気モル分率）を算出するための装置である。

感湿部１は、他方端１ｂが壁面２０より測定対象の空間に突出した状態で、一方端１ａが固定部２に固定されている。感湿部１に設けられた穴１Ｈは、一方端１ａに供給された水の流路として機能するため、感湿部１の長手方向において他方端１ｂ側に充分な水量を短時間に供給することができる。さらに、感湿部１は多孔質材料からなり、穴１Ｈの表面と感湿部１の表面との間の厚みは１．２５〜５ｍｍ程度であって水の透過性および保水性が高い。そのため、供給部３により一方端１ａに供給された水は、穴１Ｈを流通した後、穴１Ｈの内周表面から多孔質材料の内部に形成された細孔を伝って感湿部１の表面に到達する。このとき、感湿部１の表面近傍に形成された細孔は径が５０μｍ程度以下であれば、感湿部１の表面に到達した水は感湿部１の表面近傍において十分に保水される。この結果、感湿部１はその内部から表面に至るまで充分に湿潤することができる。なお、感湿部１の表面近傍に形成された細孔が５０μｍ程度以上に大きい場合には、細孔内に流入した水が微小な外部との圧力差、あるいは、重力で流れ出てしまい、感湿部１の表面の湿潤状態（水分量）を維持させるのは困難である。ここで、感湿部１の表面が湿潤しているとは、理想的には感湿部１の表面全体が水の膜で覆われている状態をいう。ここで、表面の湿潤状態（水分量）とは、感湿部表面内側の空隙に存在する水量（含水量）と、感湿部の外側に付着する水膜および水滴を意味する。

このとき、測定対象の空間の水蒸気量が感湿部１の表面温度における飽和水蒸気量よりも少なければ、感湿部１の表面近傍を湿潤させている水は、感湿部１の表面において測定対象の空間内の気流と接することによって当該空間に蒸発する。温度センサ４は、感湿部１の表面近傍を湿潤させている水が感湿部１の表面から蒸発しているときに、感湿部１の他方端１ｂの表面近傍の温度を測定することができる。これにより、供給部３により感湿部１に供給される水が穴１Ｈの内流路を経て感湿部１の他方端１ｂ付近に至ったあとさらに毛細管現象により温度センサ４の近傍に至ったあとの水温が該表面近傍の温度と同等の場合には、温度センサ４は、測定対象の空間の湿球温度を測定することができる。なお、供給部３により感湿部１に供給される前の水温が該表面近傍の温度に対して低温または高温である場合においても、感湿部１の測定対象の空間に突出する部分の長手方向の長さは３０〜３００ｍｍ程度であるため、感湿部１の一方端１ａに供給された水の温度は感湿部１の他方端１ｂの表面近傍に至るまでに測定対象の空間の湿球温度に近づけることができる。つまり、感湿部１の他方端１ｂの付近では、感湿部１の表面および内部（穴１Ｈ内も含む）に存在する水の温度がほぼ均一の状態となる。そのため外部から水を供給されることによる温度センサ４の測定値に与える影響による誤差を低減させることがでる。

あるいは、測定対象の空間の水蒸気量が感湿部１の表面温度における飽和水蒸気量よりも多ければ、感湿部１の表面において測定対象の空間内の気流と接することによって該空間の水蒸気が結露する。このとき、供給部３により感湿部１に供給される水温は、測定対象の空間内の露点温度よりも低い必要があるが、表面温度と近似的に同等の場合には、温度センサ４は、測定対象の空間の露点温度を測定することができる。

温度センサ４により測定される温度とともに、水温の予測値あるいは測定値に基づいて補正し、より正確な表面温度を求めることで水蒸気量の測定精度を高めることができる。

本実施の形態に係る蒸気量測定装置は、測定対象の空間の温度（乾球温度）が２００℃以上の高温であっても有効に作用する。一般に、測定対象の空間の温度（乾球温度）が高温である場合には、湿球温度計も高温に熱せられる。本実施の形態に係る蒸気量測定装置においても、感湿部１の表面を湿潤させるために感湿部１に供給される水は高温に加熱された固定部２に接続された配管１３を流通する際に加熱された後、感湿部１の一方端１ａに供給される場合がある。そのため、感湿部１に供給された水が固定部２の内部で加熱されて沸騰してしまう可能性がある。この場合、供給水の流れが不安定となり、または、該水の温度が測定対象の空間の実際の湿球温度と大きく乖離してしまい湿球温度の測定精度は悪化する場合がある。また、該水は沸騰することにより感湿部１の表面まで安定的に、かつ充分に到達せず、感湿部１の表面を湿潤させることは困難であるため、湿球温度の測定精度は悪化する場合がある。これに対しては、供給部３によって感湿部１に供給される水の量を増加させることにより、固定部２によって加熱されることによる水温上昇を抑制することができ、該水の沸騰を抑制することができる。なお、この場合には、感湿部１から排出する水の量も増加させればよい。

また、この場合、感湿部１の一方端１ａに供給される水の固定部２における温度は、測定対象の空間の湿球温度よりも低温または高温であり、該湿球温度に対して温度差を有している。しかし、本実施の形態に係る蒸気量測定装置は、感湿部１の測定対象の空間に突出する長手方向の長さが３０ｍｍ以上であり、かつ温度センサ４が他方端１ｂに設けられているため、感湿部１の一方端１ａに供給された水の温度は感湿部１の他方端１ｂの表面近傍に至るまでに測定対象の空間の湿球温度に充分近づくことができる。その結果、湿球温度の測定精度に対する感湿部１に供給される水の温度の影響を小さく抑えることができ、高温環境下においても湿球温度の測定精度が低下することを抑制することができる。

次に、図１および図２を参照して、本実施の形態に係る蒸気量測定方法について説明する。本実施の形態に係る蒸気量測定方法は、多孔質材料からなる感湿部１を準備する工程（Ｓ１０）と、感湿部１の長手方向における一方端１ａを測定対象の空間を規定する処理室の壁面２０に固定する工程（Ｓ２０）と、感湿部１の一方端１ａに水を供給する工程（Ｓ３０）と、感湿部１の長手方向における他方端１ｂの温度を測定する工程（Ｓ４０）とを備える。

まず、工程（Ｓ１０）では、感湿部１を準備する。感湿部１は、多孔質材料からなる。該多孔質材料は、径が０．１μｍ以上２００μｍ以下程度の細孔を数多く有しており、好ましくは０．５μｍ以上５０μｍ以下程度の細孔を数多く有しており、空隙率は４０％以上７５％以下程度である。該多孔質材料は任意の方法で製造することができるが、たとえば射出成形法または押出成形法により製造されたセラミックス多孔質体を準備する。射出成形法を用いることにより、感湿部１の外形を正確に形成することができ、また感湿部１を大量に準備することも可能である。たとえば射出成形法で作ったセラミックス多孔質体であれば、通水路、センサー固定構造、多孔質体の取付け構造などが簡単に形成できしかも精度が高いため取替えが容易にできる。また、押出成形法を用いることにより、棒状の感湿部１や直線的な細孔を有する感湿部１を容易に形成することができる。押出成形法を用いた場合には、感湿部１に形成されるＯリングの溝等は成型後に加工すればよい。

次に、工程（Ｓ２０）では、先の工程（Ｓ１０）において準備された感湿部１を測定対象の空間を規定する処理室の壁面２０に固定する。このとき、予め壁面２０には壁穴２０ｈと、該壁穴２０ｈに嵌め込まれて壁面２０に設置されている固定部２とが設けられている。感湿部１は、固定部２に設けられた固定穴２ｈに一方端１ａを含む長手方向の一部を嵌め込むことにより、他方端１ｂが測定対象の空間に突出した状態で壁面２０に固定される。

次に、工程（Ｓ３０）では、供給部３によって固定部２を介して感湿部１の一方端１ａに水を供給する。本工程（Ｓ３０）では、感湿部１の他方端１ｂの表面が湿潤するまで感湿部１に対して供給部３により水が供給される。

次に、工程（Ｓ４０）では、感湿部１の他方端１ｂに設置された温度センサ４により感湿部１の他方端１ｂの温度を測定する。他方端１ｂの表面は、先の工程（Ｓ３０）によって湿潤しているため、本工程（Ｓ４０）において温度センサ４により測定された温度は、測定対象の空間の湿球温度とみなすことができる。この結果、本工程（Ｓ４０）において測定した湿球温度と、同一の測定対象の空間の圧力および乾球温度の測定値から、測定対象の空間の蒸気量を導出することができる。

なお、湿球温度を連続して測定する際には、たとえば工程（Ｓ３０）によって感湿部１の他方端１ｂが湿潤した状態を維持するように、工程（Ｓ４０）の間供給部３による感湿部１に対する水の供給が制御されていればよい。

以上のように、本実施の形態に係る蒸気量測定装置および蒸気量測定方法によれば、多孔質材料からなる感湿部１の一方端１ａに供給された水は感湿部１の他方端１ｂの表面に至り当該表面上で蒸発するため、感湿部１の他方端１ｂに設置された温度センサが測定する温度を湿球温度とみなすことができる。また、測定対象の空間の温度が高温である場合にも、感湿部１に供給された水の流量および液温を適切に設定することにより、該水の沸騰を抑制することができる。このとき、感湿部１の一方端１ａに供給される水の温度は測定対象の空間の湿球温度よりも低温となるが、感湿部１の長手方向の長さが３０〜３００ｍｍ程度であり、かつ温度センサ４が他方端１ｂに設けられているため、感湿部１の一方端１ａに供給された水の温度は感湿部１の他方端１ｂの表面近傍に至るまでに測定対象の空間の湿球温度に充分近づくことができる。その結果、湿球温度の測定精度に対する感湿部１に供給される水の温度の影響を低く抑えることができ、高温環境下においても湿球温度の測定精度が低下することを抑制することができる。また、本実施の形態に係る蒸気量測定装置および蒸気量測定方法によれば、露点温度を測定することもできるため、従来の結露していることを判断するために光学的な測定機構を有している露点計と比べて、露点温度を安価で簡便に測定することができる。

また、本発明に係る蒸気量測定装置は、感湿部１は一方端１ａにおいてのみ固定部２に固定されており、固定部２の固定穴２ｈから感湿部１の一方端１ａを取り外すことによって、固定部２に対する感湿部１の取り付けや取り換えを容易に行うことができる。

本実施の形態に係る感湿部１は円柱形状からなり、穴１Ｈの表面から感湿部１の表面までの感湿部１の厚みは感湿部１の周方向において等しく設けられていたが、これに限られるものではない。たとえば、図３および図４を参照して、穴１Ｈの表面から感湿部１の表面までの感湿部１の厚みが感湿部１の周方向において異なっていてもよい。また、感湿部１の長手方向に垂直な断面の形状は多角形であってもよい。また、図５を参照して、感湿部１と同一の中心軸を有する穴１Ｈの表面（内面）と感湿部１の表面との間の領域に、第２の穴１Ｋが複数設けられていてもよい。複数の第２の穴１Ｋは穴１Ｈの周方向に互いに等間隔に設けられてもよい。さらに、複数の第２の穴１Ｋは穴１Ｈに対していずれも等間隔で設けられていてもよい。これらの場合には、第２の穴１Ｋも感湿部１に供給された水の流路としての役割を果たすことができる。また、たとえば第２の穴１Ｋ内に排水管を設けても良い。あるいは第２の穴１Ｋを感湿部１に供給された水を排水するための流路としてもよい。このようにすれば、感湿部１の表面を湿潤させるために必要な水量以上の水が供給された場合、感湿部を冷却して表面に水蒸気を結露させて露点温度を測定する場合、あるいは感湿部１に供給される水の沸騰を抑制するために穴１Ｈへの供給水量を増加させた場合にも、余剰分を第２の穴１Ｋから感湿部１の外部へ排水することができる。また、感湿部１内における水の流れを円滑にすることができ、感湿部１内における水圧と感湿部１外（たとえば配管１３内等）における水圧とを同等とすることで、感湿部１の表面から過剰に水が溢れだすことを抑制することができる。また、これらの第二の穴は第４のセンサや配線を取り付ける穴としてもよく、さらに水の流路としてのみでなく、保水のための空隙（多孔質材料の細孔の一部）として機能させることもできる。

また、本実施の形態において、感湿部１の穴１Ｈは他方端１ｂにおいて栓５により塞がれていたが、これに限られるものではない。たとえば、図６を参照して、感湿部１に設けられた穴１Ｈは長手方向に一方端１ａから他方端１ｂまで貫通せずに、他方端１ｂから一定距離だけ離れた内側まで形成されていてもよい。たとえば、穴１Ｈは他方端１ｂから２〜４ｍｍ程度内側まで形成されていてもよい。このようにすれば、穴１Ｈは他方端１ｂにおいて多孔質材料で塞がれていることになる。その結果、穴１Ｈに供給された水は穴１Ｈの他方端１ｂ側の端部から毛細管現象により他方端１ｂの表面に到達することができる。また、このような形状を有する感湿部１も、射出成形法や押出成形法を用いることにより容易に作製することができる。

また、このような構成とした場合には、湿球温度を定期的に測定する際において本工程（Ｓ４０）を実施する直前に改めて先の工程（Ｓ３０）を実施することにより、感湿部１の他方端１ｂが再び湿潤した状態となるように、供給部３による感湿部１に対する水の供給を制御してもよい。

なお、図１に示すように、感湿部１内に栓５が設けられている場合、温湿度サイクル下に置かれると感湿部１を構成する多孔質材料と栓５を構成する材料との熱膨張係数等の差異により感湿部１が変形する場合がある。また、高温環境下において栓５が完全に乾燥すると、栓５が変性する可能性もある。この場合、他方端１ｂにおける温度センサ４の周囲の状態が変化するため、温度センサ４の測定精度が悪化するおそれがある。そのため、上記のように栓５を用いずに感湿部１を構成すれば、多孔質材料からなる感湿部１は温湿度サイクル下においても、あるいは一度完全に乾燥しても、変形や変性が生じにくいため測定精度の低下を抑制することができる。

先の行程（Ｓ２０）において、感湿部１の他方端１ｂが一方端１ａよりも鉛直方向において上方に固定された場合には、感湿部１の表面から測定空間への蒸発量よりも多い水量を感湿部１に供給して、感湿部１の表面から水を溢れださせてもよい。この場合には、たとえば、感湿部１の表面から溢れ出た水を回収する排水回収機構を固定部２に設けて、回収した水を循環利用してもよい。このようにすれば、測定対象の空間の温度（乾球温度）が高温であって固定部２も高温に熱せられる場合に、感湿部１への供給水量を多くすることができるため、固定部２によって感湿部１に供給された水が著しく高温に加熱されて沸騰することを抑制することができる。さらにこの場合において、排水回収機構と供給部３とを接続する配管に圧力センサ（図示しない）を設けて、蒸気量測定装置内の静圧（圧力）の測定に利用してもよい。

（実施の形態２）
以下、図６を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態に係る蒸気量測定装置および蒸気量測定方法は、実施の形態１に係る蒸気量測定装置および蒸気量測定方法と基本的に同様の構成を備えるが、感湿部１の表面の水分量を測定する第２のセンサ８と、第２のセンサの測定値に基づいて、供給部３が感湿部１の一方端１ａに供給する水の水量を制御する水量制御部９とをさらに備える点で異なる。

第２のセンサ８は、感湿部１の表面上に、感湿部１の長手方向における一方端１ａから他方端１ｂに延びるように配設されている。具体的には、第２のセンサ８は、３対の電極、８ａ−８ｂ、８ｃ−８ｄ、８ｅ−８ｆと、固定部２を介してそれらに接続されている測定回路とで構成されている。

電極８ａ、８ｂは、感湿部１の長手方向に一方端１ａから他方端１ｂまで感湿部１の表面に沿って互いに平行に配設されている。さらに、他方端１ｂにおける長手方向に垂直な表面（端面）上であって、温度センサ４と感湿部１の長手方向から見て重なる領域まで、電極８ａ、８ｂは感湿部１の表面に沿って互いに平行に配設されている。電極８ｃ、８ｄは、感湿部１の一方端１ａから他方端１ｂまで、感湿部１の表面に沿って線間距離が大きくなるように配設されて、他方端１ｂからそれぞれ感湿部１の内部に入り、穴１Ｈの内側の空間に至ってから感湿部１の長手方向に互いに平行となるように他方端１ｂ側から一方端１ａ側に向けて設置されている。電極８ｅ、８ｆは、感湿部１の一方端１ａから他方端１ｂまで、感湿部１の表面に沿って線間距離が大きくなるように配設し、感湿部１の他方端１ｂの表面の空間に長手方向に互いに平行となるように配設されている。なお、電極８ｃ、８ｄおよび電極８ｅ、８ｆは、感湿部１の一方端１ａから他方端１ｂまで、感湿部１の表面に近い空間上に配設されていてもよい。

電極８ａ、８ｂ間の静電容量は、感湿部１の一方端１ａから他方端１ｂまでの表面の湿潤状態（水分量）に応じて変化する。厳密には、電極８ａ、８ｂが小さい線間距離で配置された空間において、その区間の線間に存在する誘電率が高い物質の量に応じて電極８ａ、８ｂ間の静電容量が変化する。水は空気、水蒸気、セラミックスよりも誘電率が大幅に大きい。また、感湿部１の表面は感湿部１の中心軸を対称として水分量が分布することから、電極８ａ、８ｂ間の静電容量は感湿部１の表面の湿潤状態（水分量）に応じて変化する。具体的には、感湿部１の表面の水分量が多いときには電極８ａ、８ｂ間の静電容量は増加し、感湿部１の表面の水分量が少ないときには電極８ａ、８ｂ間の静電容量は低下する。そのため、予め感湿部１の表面の水分量と電極８ａ、８ｂ間の静電容量との関係を確認しておけば、感湿部１の表面に沿って一方端１ａから他方端１ｂに配設されている２本の電極８ａ、８ｂ間の静電容量を測定することによって、感湿部１の表面の湿潤状態（水分量）を求めることができる。さらに予め感湿部１の他方端１ｂの湿潤状態（水分量）と感湿部１の表面の水分量の関係を確認しておけば、２本の電極８ａ、８ｂ間の静電容量を測定することによって、感湿部１の他方端１ｂの湿潤状態（水分量）を求めることができる。また、第２のセンサ８により測定された静電容量に基づいて、感湿部１の他方端１ｂが湿潤している状態に対する感湿部１の表面の水分量の過不足を判断することもできる。電極８ｃ、８ｄ間の静電容量は、感湿部１の穴１Ｈの内部の水の水位に応じて変化する。具体的には、互いに平行となるように配設されている２本の電極８ｃ、８ｄの先端部分において、水に触れている長さに応じて静電容量が変化する。供給部３から穴１Ｈを経て供給される水の水位が低いときには電極８ｃ、８ｄ間の静電容量は低下する。そのため、予め感湿部１の穴１Ｈの内部の水の水位と電極８ｃ、８ｄ間の静電容量との関係を確認しておけば、電極８ｃ、８ｄ間の静電容量を測定することによって、感湿部１の穴１Ｈの内部の水の水位を求めることができる。さらに予め感湿部１の他方端１ｂの湿潤状態（水分量）と感湿部１の穴１Ｈの内部の水位との関係を確認しておけば、電極８ｃ、８ｄ間の静電容量を測定することによって、感湿部１の他方端１ｂの湿潤状態（水分量）を求めることができる。電極８ｅ、８ｆ間の静電容量は、感湿部１の他方端１ｂの表面の水滴の大きさに応じて変化する。具体的には、互いに平行となるように配設されている２本の電極８ｅ、８ｆの先端部分において、水に触れている長さに応じて静電容量が変化する。感湿部１の他方端１ｂの表面の水滴が小さいときには電極８ｅ、８ｆ間の静電容量は低下する。そのため、予め感湿部１の他方端１ｂの表面の水滴の大きさと電極８ｅ、８ｆ間の静電容量との関係を確認しておけば、電極８ｅ、８ｆ間の静電容量を測定することによって、感湿部１の他方端１ｂの表面上の水滴の大きさを求めることができる。さらに予め感湿部１の他方端１ｂの湿潤状態（水分量）と他方端１ｂの表面上の水滴の大きさとの関係を確認しておけば、電極８ｅ、８ｆ間の静電容量を測定することによって、感湿部１の他方端の湿潤状態（水分量）を求めることもできる。また、該静電容量を長時間監視して急峻な変化を検出することで、懸垂液滴の落下を検知することもできる。なお、電極８ａ、８ｂ間、電極８ｃ、８ｄ間、電極８ｅ、８ｆ間の測定パラメータは、静電容量に限られるものではなく、誘電率として測定してもよい。

水量制御部９は供給部３と第２のセンサ８とに接続されている。水量制御部９は、第２のセンサ８の測定値が入力されると、該測定値に基づいて供給部３によって感湿部１に供給される水量を制御する。具体的には、水を供給する工程（Ｓ３０）において、感湿部１の他方端１ｂが湿潤したときの感湿部１の水分量を確認する工程（Ｓ３１）を実施してもよい。たとえば、感湿部１の他方端１ｂを湿潤させたときの静電容量を第２のセンサ８により測定しておき、これを基準値としておく。さらに、温度を測定する工程（Ｓ４０）では、感湿部１の他方端１ｂの湿潤状態（水分量）を測定する工程（Ｓ４１）と、確認する工程（Ｓ３１）において感湿部１の他方端１ｂが湿潤したとき確認された感湿部１の他方端１ｂの湿潤状態（水分量）と、測定する工程において測定された感湿部１の他方端１ｂの湿潤状態（水分量）とを比較する工程（Ｓ４２）と、比較する工程の結果に基づいて感湿部１の一方端１ａに供給する水の量を調整する工程（Ｓ４３）とを含んでもよい。工程（Ｓ４１）において第２のセンサ８により測定される静電容量が工程（Ｓ３１）において定めた基準値よりも低い場合には、工程（Ｓ４３）において水量制御部９により感湿部１の一方端１ａへの供給水量を増すように供給部３を制御する。このようにすることにより、工程（Ｓ４０）において感湿部１の表面を湿潤させることができ、温度センサ４により測定される湿球温度の測定精度を向上させることができる。

また、工程（Ｓ３１）において、第２のセンサ８により測定された静電容量と感湿部１の他方端１ｂの湿潤状態（水分量）との関係と、感湿部１の他方端１ｂの湿潤状態（水分量）と感湿部１の一方端１ａへの適切な供給水量との関係とを確認してもよい。工程（Ｓ４３）では、これらの関係に基づいて水量制御部９による制御を行ってもよい。

感湿部１の表面の湿潤状態を水量制御部９により制御する場合、毛細管現象による多孔質材料の内部での水の移動に作用することができるが、表面の水膜の厚さを顕著に増すことは困難である。また、毛細管現象による水の移動が蒸発速度よりも少ない場合は、表面の湿潤を維持することが困難である。その場合は、水の排出機構にクランプやバルブを設け、それを制御部９により制御してもよい。たとえば、該バルブを閉じることにより、流れの抵抗を増やすことで穴１Ｈ内（感湿部１内）の圧力を上昇させることができる。このようにすれば、毛細管現象のみによらず、感湿部１の内部と測定空間との圧力差により感湿部１の表面に水を強制的に出すことができる。

また、水量制御部９によって感湿部１の一方端１ａに供給する水量を増加させたり、あるいは、上記バルブ等により感湿部１内の圧力を上昇させたりすることなく、工程（Ｓ４１）において感湿部１の他方端１ｂの水分量の増加がみられた場合には、感湿部１表面で測定空間の水蒸気が結露していると判断することができる。これは、感湿部１の一方端１ａに供給される水の量または水圧に対して制御がされていない状態においては、穴１Ｈから毛細管現象により感湿部１の表面に到達する水の量は増加しないと考えられるためである。この場合は、温度センサ４により測定される温度に基づいて感湿部１の表面近傍の温度を推定し、その温度を露点温度として演算することで，水蒸気量を求めることができる。

また、図７を参照して、第２のセンサ８は、３本の電極８ａ、８ｂ、８ｆと、該電極８ａ、８ｂ、８ｆと接続されている測定回路とで構成されていてもよい。電極８ａ、８ｂは、感湿部１の一方端１ａから他方端１ｂまで表面に沿って互いに平行に配設されている。一方、電極８ａ、８ｆは、感湿部１の他方端１ｂの表面上であって温度センサ４と感湿部１の長手方向において同軸上に位置する領域に、当該長手方向に沿って互いに平行に配設されている。図７では、先の説明の電極８ｅは電極８ａで代用できるため、電極８ｅは配設されていないことに注意する。このとき、電極８ａ、８ｆ間の静電容量は、感湿部１の他方端１ｂの表面上に生じた水滴の量に応じて変化する。たとえば、感湿部１の他方端１ｂが一方端１ａよりも鉛直方向において下方に配置されている場合、他方端１ｂの表面には鉛直方向の下方に垂れるように水滴が生じる。

この場合、電極８ａ、８ｆ間の静電容量に応じて感湿部１の一方端１ａへの供給水量を水量制御部９によって制御してもよい。具体的には、たとえば測定対象の空間に設置された感湿部１に対して供給部３により一方端１ａへある一定以上の水量を供給すると、電極８ａ、８ｆ間の静電容量が上昇から低下に転ずる。このとき、感湿部１の他方端１ｂの表面において水滴の落下が生じている。そのため、電極８ａ、８ｆ間の静電容量が上昇から低下に転ずる前後での当該静電容量の最大値と最小値を予め求めておき、その範囲内に電極８ａ、８ｆ間の静電容量が収まるように、工程（Ｓ４３）において水量制御部９により感湿部１の一方端１ａへの供給水量を制御してもよい。このようにしても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

この場合においても、供給部３により感湿部１の一方端１ａに供給された水量以上の水滴の増加または水滴の落下が観測された場合は、露点温度として演算する方が精度よく水蒸気量を求めることができる場合がある。また、固定部２や固定部２近傍において感湿部１を供給水により冷却することにより結露が起きる場合は、その結露水（凝縮水）を他方端１ｂの表面近傍まで、毛細管現象あるいは重力等で移動させることができる。これにより、他方端１ｂへの供給水量を減らすことができ、かつ、精度の高い湿球温度の測定ができる。結露水の分布状態についても、各電極８ａ、８ｂ、８ｆ間の測定値に基づいて供給部３や排水機構のバルブを制御することで、より精度の高い水蒸気量の測定ができる。

また、図８（ａ）、図８（ｂ）および図９を参照して、電極８ａ〜８ｆについて説明する。図９は、第２のセンサ８を構成する電極８ａ、８ｂは、感湿部１の他方端１ｂにおいて、穴１Ｈと他方端１ｂとの間に位置する領域であって温度センサ４が設置された領域の近傍に平行に埋設されていてもよい。たとえば、他方端１ｂにおいて感湿部１の長手方向に垂直な方向に延びる２つの穴が、温度センサ４と配線１４とを挟むように形成されていてもよい。このようにすると、温度センサ４により近い位置での感湿部１の湿潤状態（水分量）を把握できるようになることから、温度センサ４により測定される湿球温度の測定精度を向上させることができる。また、電極８ｃ、８ｄは、感湿部１の他方端１ｂで内部に入り、穴１Ｈの内側で平行となるように配設する。栓５がない場合は図８（ｂ）のように感湿部１の他方端１ｂに至るまでは感湿部１の表面に近い空間に配設し、穴１Ｈの端から内部に入り、平行となるように配設する。また、電極８ｅ、８ｆは、感湿部１の他方端１ｂに至るまでは感湿部１の表面に沿ってまたは表面に近い空間に配設し、他方端１ｂの表面に対して垂直方向に平行に配設する。このとき、予め地球の重力や感湿部１の形状の影響によって水滴が発生する位置を確認し、電極８ｅ、８ｆの先端部の平行部分を該位置にあわせて配設する。

なお、第２のセンサ８は、固定部２を介して取り付けられていたが、これに限られるものではない。たとえば、固定部２とは別体の固定具（図示しない）を用いて感湿部１に対して上述のように配設されていてもよい。このようにしても、感湿部１の他方端１ｂの湿潤状態（水分量）を測定することができる。

感湿部１の他方端１ｂの表面近傍への水の供給は、上述したように、結露水（凝縮水）を利用することもできる。また、その調整は、ポンプや水頭圧を利用して排水機構に設けられたバルブで制御しても良い。

（実施の形態３）
以下、図１０を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態に係る蒸気量測定装置および蒸気量測定方法は、基本的には実施の形態１および実施の形態２と同様の構成を有するが、感湿部１に供給する水の水温を測定する第３のセンサ１０と、第３のセンサ１０の測定値に基づいて供給部３が感湿部１の一方端１ａに供給する水の水温を制御する水温制御部１１とを備える点で異なる。

第３のセンサ１０は、固定部２と接続して固定された供給部３の配管１３内に設けられており、工程（Ｓ３０）および／または工程（Ｓ４０）において感湿部１の一方端１ａに供給される水の温度を測定する。たとえば、温度を測定する工程（Ｓ４０）において、感湿部１の一方端１ａに供給される水の水温を制御する工程（Ｓ４４）を実施してもよい。このようにすれば、たとえば測定対象の空間の温度（乾球温度）が高温であるために固定部２が高温に熱せられる場合であって、第３のセンサ１０により感湿部１に供給される水が固定部２により加熱されて沸騰していることが確認できたときには、感湿部１に供給する水量、および排水管１５より排出する水量を増やすように水温制御部１１を制御することができる。

本実施の形態において、第３のセンサ１０の測定値に基づいて水温制御部１１により感湿部１に供給される水の温度を制御することにより、湿球温度の測定精度に対する感湿部１に供給される水の温度の影響を低減したが、これに限られるものではない。たとえば、第３のセンサ１０の測定値に基づいて水量制御部９により感湿部１に供給される水の流量を制御してもよい。このようにすることにより、たとえば測定対象の空間の温度（乾球温度）が高温であって固定部２が高温に熱せられている場合にも、感湿部１の一方端１ａに供給される水の沸騰を抑制して適切な量の水を供給することができるため、湿球温度の測定精度に対する感湿部１に供給される水の温度の影響を低減することができる。

また、本実施の形態において、第３のセンサ１０は、固定部２と接続して固定された供給部３の配管１３内に設けられていたがこれに限られるものではない。第３のセンサ１０は、固定部２と接続されていない供給部３の配管１３内に設けられていてもよい。この場合、第３のセンサ１０が設けられた配管１３から感湿部１の一方端１ａに至るまでの間の水温上昇を予め求めておくことにより、湿球温度の測定精度に対する感湿部１に供給される水の温度の影響を低減することができる。

また、第３のセンサ１０は、たとえば穴１Ｈ（あるいは図５を参照して第２の穴１Ｋ）の内側等、感湿部１の内部に設けられていても良い。このようにすれば、第３のセンサ１０および温度センサ４により測定された温度から、感湿部１に供給された水の温度による湿球温度の測定精度への影響の程度を確認することができる。湿球温度を用いて水蒸気量を演算する際に、該影響を考慮することにより、水蒸気量の算出誤差を低減することができる。同様に、露点温度を用いて水蒸気量を演算する場合にも、第３のセンサ１０および温度センサ４により測定された温度に基づいて感湿部１の他方端１ｂの表面近傍の温度を予測することで、より正確な水蒸気量を求めることができる。

実施の形態２および実施の形態３において、水量制御部９によって供給部３から感湿部１に供給される水量を制御する方法の他の例を説明する。感湿部１の他方端１ｂの湿潤状態（水分量）の基準値をｘ、感湿部１の他方端１ｂの湿潤状態（水分量）の測定値をｙ（ｔ）とする。ｔは時間を表す。水量制御部９では、まず、ｙ（ｔ）の変化をみて、ｙ（ｔ）が何秒後に基準値ｘに到達するかを予測する。予測時間をＴとする。予測時間Ｔが予め設定された制御基準時間ＴＴよりも長ければ、Ｔが小さくなるように供給部３を制御して、感湿部１に供給する水量を増加させる。逆に、予測時間Ｔが予め設定された制御基準時間ＴＴよりも短ければ、Ｔが大きくなるように供給部３を制御して給水量を減少させる。この制御は、３対の電極の静電容量、すなわち、電極８ａ、８ｂ間の静電容量、電極８ｃ、８ｄ間の静電容量、電極８ｅ、８ｆ間の静電容量のいずれに対しておこなってもよい。また、この制御を３対の電極の静電容量を組み合わせたベクトル値に対して行ってもよい。

本実施の形態１〜３において、感湿部１の他方端１ｂの形状は任意に選択することができる。具体的には、図１および図３〜図７の例では、感湿部１の他方端１ｂの形状は、感湿部１の長手方向に対して垂直に形成された円形状であるが、これに限られるものではない。また、図８および図９の例では、感湿部１の他方端１ｂは半球型に構成されており、かつ穴１Ｈの他方端１ｂ側の端部も半球型に構成されているが、これに限られるものではない。たとえば、感湿部１の他方端１ｂは、感湿部１の長手方向において外側に凸形状である曲面が形成された領域を有していてもよい。あるいは、感湿部１の他方端１ｂの形状は半球状であってもよい。このとき、図８（ｂ）のように、穴１Ｈは一方端１ａから他方端１ｂまで貫通していてもよい。また、穴１Ｈは貫通していなくてもよく、この場合には、図８（ａ）のように、他方端１ｂ側の端部の形状が半球型であってもよい。また、他方端１ｂには長手方向において内側に凹形状である曲面が形成された領域を有していてもよい。この場合、後述するように、他方端１ｂが一方端１ａよりも鉛直方向において上方に配置されている場合には、当該凹形状の領域は保水皿としての役割を担うことができる。さらにこのとき、第２のセンサ８を保水皿としての当該凹形状の領域内部にまで配設してもよい。これにより、他方端１ｂは乾燥を容易に防止することができ、湿潤した状態を容易に維持することができる。温度センサ４は、これらいずれの場合においても、他方端１ｂの表面近傍に配置されていればよい。このようにしても、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。

また、本実施の形態において、感湿部１は測定空間に他方端１ｂが突出するように配置されている限りにおいて、測定空間に対し任意に配置されることができる。たとえば、他方端１ｂが一方端１ａよりも鉛直方向において上方に配置されてもよいし、他方端１ｂが一方端１ａよりも鉛直方向において下方に配置されてもよい。

本実施の形態１〜３に係る蒸気量測定装置において、配線１４は固定部２に敷設されており、感湿部１を固定部２に配置したときに、感湿部１の他方端１ｂに設けられた温度センサ４と配線１４とが接続されるように設けられているが、これに限られるものではない。たとえば、配線１４のうち感湿部１の穴１Ｈ内に引き回されている部分は、感湿部１に予め一体として交換可能に設けられていてもよい。この場合、配線１４において感湿部１と一体として設けられている部分と、固定部２に敷設されている部分とは、たとえば固定部２の内部において接続される。このようにしても、感湿部１の他方端１ｂに設けられた温度センサ４に接続される配線１４の引き回しを簡便にすることができる。その結果、感湿部１の取り換え作業も容易に行うことができる。

また、本実施の形態１〜３に係る蒸気量測定装置において、固定部２の固定穴２ｈには、感湿部１の一方端１ａを感湿部１の長手方向に位置決めするガイドが形成されていてもよい。このようにすれば、より容易に感湿部１を固定部２に着取り付けることができる。

ここで、上述した実施の形態と一部重複する部分もあるが、本発明の特徴的な構成を列挙する。

本発明に係る蒸気量測定装置は、多孔質材料からなる柱状の感湿部１と、感湿部１の長手方向における一方端１ａを固定する固定部２と、感湿部１の一方端１ａに水を供給する供給部３と、感湿部１の長手方向における他方端１ｂに設置された第１のセンサ（温度センサ４）とを備える。感湿部１において、供給部３により供給された水は一方端１ａから他方端１ｂに流通する。

これにより、多孔質材料からなる感湿部１の一方端１ａに供給された水は感湿部１の他方端１ｂの表面に至り当該表面上で蒸発するため、感湿部１の他方端１ｂに設置された温度センサ４が測定する温度を湿球温度とみなすことができる。また、測定環境によっては、測定対象の空間を規定する処理室の壁面２０に固定する固定部２が加熱体として感湿部１の一方端１ａを加熱することにより、感湿部１に供給された水が加熱され、沸騰する場合がある。しかし、感湿部１に供給された水は加熱体としての固定部２と接続されている感湿部１の一方端１ａを経て他方端１ｂに流通するため、当該水の流量および液温を適切に設定することにより、当該水の沸騰を抑制することができる。このとき、感湿部１の一方端１ａに供給される水の温度は測定対象の空間の湿球温度よりも低温となるが、感湿部１の測定対象の空間に突出する長手方向の長さを３０〜３００ｍｍ程度であり、かつ温度センサ４が他方端１ｂに設けられているため、感湿部１の一方端１ａに供給された水の温度は感湿部１の他方端１ｂの表面近傍に至るまでに測定対象の空間の湿球温度に充分近づくことができる。その結果、湿球温度の測定精度に対する感湿部１に供給される水の温度の影響を低く抑えることができ、高温環境下においても湿球温度の測定精度が低下することを抑制することができる。

上記蒸気量測定装置は、上記感湿部１の表面の水分量を測定する第２のセンサ８と、第２のセンサ８の測定値に基づいて、供給部３が感湿部１の一方端１ａに供給する水の水量を制御する水量制御部９とをさらに備えてもよい。

このようにすれば、水量制御部９は、感湿部１の表面が湿潤するように、第２のセンサ８の測定値に基づいて感湿部１に供給される水量を制御することができる。そのため、温度センサ４による湿球温度の測定時には常に感湿部１の表面が充分に湿潤しているようにすることができる。また、第２のセンサ８により水蒸気の結露が起きていると判断される場合は、温度センサ４による測定値をもとに露点温度から水蒸気量を求めることでより正確な値を得ることができる。

上記第２のセンサ８は、感湿部１の表面上に、長手方向における一方端１ａから他方端１ｂに延びるように配設されていてもよい。

これにより、第２のセンサ８は、感湿部１の長手方向における一方端１ａから他方端１ｂまでの表面全体の水分量を測定することができるため、該表面全体が湿潤していることを確認した上で温度センサ４により湿球温度を測定することで、精度の高い湿球温度の測定値を得ることができる。さらに、水量制御部９を備えている場合には、第２のセンサ８の測定値に基づいて、該表面全体が湿潤するように感湿部１に供給する水量を制御することができる。この結果、精度の高い湿球温度の測定値を得ることができる。

上記供給部３は感湿部１に供給する水の温度を測定する第３のセンサ１０を含み、第３のセンサ１０の測定値に基づいて、供給部３が感湿部１の一方端１ａに供給する水の水温を制御する水温制御部１１とをさらに備えてもよい。

これにより、たとえば測定対象の空間の温度（乾球温度）が高温であるために固定部２が高温に熱せられる場合であって、第３のセンサ１０により感湿部１に供給される水の温度が固定部２により加熱されて沸騰していることが確認できたときには、感湿部１に供給する水量を増やすように水温制御部１１を制御することができる。この結果、感湿部１の一方端１ａに供給される水の沸騰を抑制できるため、湿球温度の測定精度に対する感湿部１に供給される水の温度の影響を低減することができる。

上記感湿部１の内部には一方端１ａから長手方向に延びる穴１Ｈが設けられており、第１のセンサ（温度センサ４）から穴１Ｈの内部を介して一方端１ａまで延びるように配置された配線１４をさらに備えてもよい。

これにより、感湿部１の他方端１ｂに設けられた温度センサ４に接続される配線１４の引き回しを簡便にすることができる。その結果、感湿部１の取り換え作業も容易に行うことができる。

上記感湿部１は、射出成形法または押出成形法により形成された多孔質材料からなっていてもよい。射出成形法を用いることにより、上記形状の感湿部１を容易に、かつ正確に形成することができる。また、押出成形法を用いることにより、棒状の感湿部１や直線的な細孔を有する感湿部１を容易に形成することができる。押出成形法を用いた場合には、感湿部１に形成されるＯリングの溝等は成型後に加工すればよい。

本発明に従う蒸気量測定方法は、表面近傍の温度を計測することにより水蒸気量を測定する蒸気量測定方法であって、多孔質材料からなる感湿部１を準備する工程（Ｓ１０）と、感湿部１の長手方向における一方端１ａを測定対象の空間を規定する処理室の壁面２０に固定する工程（Ｓ２０）と、感湿部１の一方端１ａに水を供給する工程（Ｓ３０）と、感湿部１の長手方向における他方端１ｂの温度を測定する工程（Ｓ４０）とを備える。水を供給する工程（Ｓ３０）では、感湿部１の長手方向における他方端１ｂが湿潤するまで水を供給する。温度を測定する工程（Ｓ４０）では、感湿部１の他方端１ｂが湿潤した状態で他方端１ｂに設置された第１のセンサ（温度センサ４）により温度を測定する。

これにより、工程（Ｓ２０）において他方端１ｂが測定対象の空間に突出するように固定された感湿部１に対して、工程（Ｓ３０）で他方端１ｂを湿潤させた上で、工程（Ｓ４０）において他方端１ｂに設置された温度センサ４により温度を測定するため、温度センサ４の測定した温度を測定対象の空間の湿球温度とみなすことができる。

上記水を供給する工程（Ｓ３０）は、感湿部１の他方端１ｂが湿潤したときの感湿部１の表面の水分量を確認する工程（Ｓ３１）を含んでもよい。上記温度を測定する工程（Ｓ４０）は、感湿部１の他方端１ｂの湿潤状態（水分量）を測定する工程（Ｓ４１）と、確認する工程（Ｓ３１）において感湿部１の他方端１ｂが湿潤したとき確認された感湿部１の表面の水分量と、測定する工程（Ｓ４１）において測定された感湿部１の他方端１ｂの湿潤状態（水分量）とを比較する工程（Ｓ４２）と、比較する工程の結果に基づいて感湿部１の一方端１ａ水の水量を調整する工程（Ｓ４３）とを含んでもよい。

このようにすれば、予め工程（Ｓ３１）において確認しておいた感湿部１の他方端１ｂが湿潤しているときの感湿部１の表面の水分量を基準値として、工程（Ｓ４０）において温度センサ４により温度を測定するときの感湿部１の表面の水分量の過不足を比較判断することができる（Ｓ４２）。これにより、感湿部１の他方端１ｂが湿潤していることを確認した上で、温度センサ４により温度を測定することができる。さらに比較した結果に基づいて、工程（Ｓ４３）において感湿部１に供給される水量を調整することにより、感湿部１の他方端１ｂを確実に湿潤させた上で温度センサ４により温度を測定することができる。この結果、工程（Ｓ４０）において温度センサ４により測定された温度は、より高い精度で湿球温度を示すことができる。また、感湿部１の他方端１ｂの湿潤状態（水分量）を測定する工程（Ｓ４１）において、感湿部１の一方端１ａに供給された水量以上の水滴の増加が判断された場合に、感湿部１の他方端１ｂの表面近傍の温度を露点温度として測定してもよい。この場合、固定部２や固定部２近傍の感湿部１を供給水により冷却することで結露が起きる場合は、結露水の移動や分布状態についても判断しながら、感湿部１の一方端１ａに供給する水量や、感湿部１内の圧力を制御してもよい。このようにすることで、より精度の高い水蒸気量の測定ができる。

上記温度を測定する工程（Ｓ４０）は、感湿部１の一方端１ａに供給される水の水温を制御する工程（Ｓ４４）を含んでもよい。

これにより、感湿部１の一方端１ａに供給される水の温度を測定対象の空間の湿球温度と同程度とすることができる。この結果、精度の高い湿球温度の測定値を得ることができる。

上記温度を測定する工程（Ｓ４０）において、感湿部１の表面の水分量は感湿部１の表面の誘電率として測定されてもよい。

このようにすれば、感湿部１の表面の水分量を正確に測定することができる。そのため、上述のように感湿部１の他方端１ｂが湿潤した状態であることを確認した上で精度の高い湿球温度を測定することができるとともに、感湿部１に係る構造は簡易であるため、たとえば取り換え作業等においても取り扱いが容易である。

上記感湿部１を準備する工程（Ｓ０１）は、射出成形法または押出成形法により形成された多孔質材料を用いて感湿部１を準備してもよい。射出成形法を用いることにより、上記形状の感湿部１を容易に、かつ正確に形成することができる。射出成形法で作ったセラミックス多孔質体であれば、通水路、センサー固定構造、多孔質体の取付け構造などが簡単に形成できしかも精度が良いため取替えが容易にできる。また、押出成形法を用いることにより、棒状の感湿部１や直線的な細孔を有する感湿部１を容易に形成することができる。押出成形法を用いた場合には、感湿部１に形成されるＯリングの溝等は成型後に加工すればよい。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、上述の実施の形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は上述の実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。

本発明は、２００℃を超える高温環境下や、測定装置（感湿部）のへの汚れや水滴の付着，水蒸気の結露が起きるような環境下において、簡便で安価に水蒸気量を測定する水蒸気測定装置および蒸気量測定方法として、特に有利に適用される。

１ 感湿部、１ａ 一方端、１ｂ 他方端、１Ｈ 穴、１Ｋ 第２の穴、２ 固定部、２ｈ 固定穴、３ 供給部、４ 温度センサ、５ 栓、７ 演算部、８ 第２のセンサ、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆ 電極、９ 水量制御部、１０ 第３のセンサ、１１ 水温制御部、１３ 配管、１４ 配線、１５ 排水管、２０ 壁面、２０ｈ 壁穴、１００ 蒸気量測定装置。

Claims (6)

1. 多孔質材料からなる、柱状の感湿部と、
   前記感湿部の長手方向における一方端を、測定対象の空間を規定する処理室の壁面に固定する固定部と、
   前記固定部を介して前記感湿部の前記一方端に水を供給する供給部と、
   前記感湿部の前記長手方向における他方端に設置された第１のセンサとを備え、
   前記第１のセンサは、前記感湿部を構成する多孔質材料の内部に設置されており、
   前記感湿部の内部において、前記供給部により供給された水は前記一方端から前記他方端まで流通する、蒸気量測定装置。
2. 前記感湿部の表面の水分量を測定する第２のセンサと、
   前記第２のセンサの測定値に基づいて、前記供給部が前記感湿部の前記一方端に供給する水の水量を制御する水量制御部とをさらに備える、請求項１に記載の蒸気量測定装置。
3. 前記第２のセンサは、前記感湿部の前記表面上に、前記長手方向における前記一方端から前記他方端に延びるように配設されている、請求項２に記載の蒸気量測定装置。
4. 前記供給部は前記感湿部に供給する水の水温を測定する第３のセンサを含み、
   前記第３のセンサの測定値に基づいて、前記供給部が前記感湿部の前記一方端に供給する水の水温を制御する水温制御部とをさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の蒸気量測定装置。
5. 前記感湿部の内部には前記一方端から前記長手方向に延びる穴が設けられており、
   前記第１のセンサは、前記感湿部の前記他方端と前記穴の前記他方端側の端部との間に設置されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の蒸気量測定装置。
6. 前記穴の内部に留まっている水を前記感湿部の外部に排水するための排水部をさらに備
   え、
   前記排水部の前記他方端側の端部は、前記穴の内部において前記穴の前記他方端側の端部よりも前記一方端側に配置されている、請求項５に記載の蒸気量測定装置。

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