JPH01219664A - 湿度測定法 - Google Patents
湿度測定法Info
- Publication number
- JPH01219664A JPH01219664A JP63046956A JP4695688A JPH01219664A JP H01219664 A JPH01219664 A JP H01219664A JP 63046956 A JP63046956 A JP 63046956A JP 4695688 A JP4695688 A JP 4695688A JP H01219664 A JPH01219664 A JP H01219664A
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- JP
- Japan
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- humidity
- vibrator
- mpu
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- air
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- Pending
Links
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- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/028—Material parameters
- G01N2291/02845—Humidity, wetness
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は空気の湿度を測定する方法に関する。
従来より湿度の計測１！術として、旧来よりの乾湿法湿
度計の毛髪湿度計のほか、サーミスタ湿度センサ、塩化
リチウム湿度センサ、塩化リチウム露点センサ、セラミ
ック湿度センサ、抵抗型高分子膜湿度センサ、容量型高
分子膜湿度センサ、水晶湿度センサ、マイクロ波湿度セ
ンサ等、様々な新しい技術が開発されている。超音波を
湿度測定に利用することも提案されている。例えば特開
昭６０−９３３４５号公報は超音波による湿度情報信号
作成回路を開示する。ただし、この公報に提案された発
明では超音波を情報の伝達手段として使用しているのみ
で、湿度測定の手段としては従来同様の転球・湿球によ
る方法を用いている。
度計の毛髪湿度計のほか、サーミスタ湿度センサ、塩化
リチウム湿度センサ、塩化リチウム露点センサ、セラミ
ック湿度センサ、抵抗型高分子膜湿度センサ、容量型高
分子膜湿度センサ、水晶湿度センサ、マイクロ波湿度セ
ンサ等、様々な新しい技術が開発されている。超音波を
湿度測定に利用することも提案されている。例えば特開
昭６０−９３３４５号公報は超音波による湿度情報信号
作成回路を開示する。ただし、この公報に提案された発
明では超音波を情報の伝達手段として使用しているのみ
で、湿度測定の手段としては従来同様の転球・湿球によ
る方法を用いている。
本発明は、超音波そのものを湿度測定手段に用いて空気
の湿度を簡単且つ正確に計測することを目的としたもの
である。
の湿度を簡単且つ正確に計測することを目的としたもの
である。
本発明は、所定の距離を保って対向配置した一対の振動
子の一方に超音波を発振させると同時に他方にその超音
波を受信し、そのさいの発振エネルギーと受信エネルギ
ーを計測することによって一方の振動子から他方の振動
子に空気中を伝播した超音波の減衰係数を求め、該一対
の振動子近傍の空気温度を計測し、得られた減衰係数と
測定温度から空気湿度を演算によって求めることを特徴
とする。
子の一方に超音波を発振させると同時に他方にその超音
波を受信し、そのさいの発振エネルギーと受信エネルギ
ーを計測することによって一方の振動子から他方の振動
子に空気中を伝播した超音波の減衰係数を求め、該一対
の振動子近傍の空気温度を計測し、得られた減衰係数と
測定温度から空気湿度を演算によって求めることを特徴
とする。
すなわち本発明は、空気中に伝播する音は温度と湿度に
よってその減衰係数が変化することを利用するものであ
り、所定の距離を伝播した超音波の減衰係数（または減
衰率）を超音波発振エネルギーと受信されたエネルギー
とから求め、そのときの減衰係数とその時の空気温度か
ら湿度を算出するものである。
よってその減衰係数が変化することを利用するものであ
り、所定の距離を伝播した超音波の減衰係数（または減
衰率）を超音波発振エネルギーと受信されたエネルギー
とから求め、そのときの減衰係数とその時の空気温度か
ら湿度を算出するものである。
〔発明の詳述］
空気中に伝播する音波は温度と湿度によってその減衰係
数が変化することはよく知られている。
数が変化することはよく知られている。
例えば第１図は、温度２０℃において空気中を伝播する
音波の減衰係数と相対温度との関係を示している。この
図に見られるように、音波の周波数が大きくなるほど湿
度変化によって減衰係数は大きく変化する。音の強さ（
１）の平面波が距離Ｘ （ｓＩ）進んだとき、空気の吸
収によってその強さが（Ｉ×）に減衰したならば。
音波の減衰係数と相対温度との関係を示している。この
図に見られるように、音波の周波数が大きくなるほど湿
度変化によって減衰係数は大きく変化する。音の強さ（
１）の平面波が距離Ｘ （ｓＩ）進んだとき、空気の吸
収によってその強さが（Ｉ×）に減衰したならば。
！、＝ ｌｅ−”
で表すことができ、 Ｍ（１／＋）が減衰係数である。
この減衰係数は第１図のように空気の湿度と温度によっ
て変化する。第１図では横軸は相対湿度で表示したもの
であるが、横軸を絶対湿度で表示することもできる。た
だし、この場合には異なった曲線となる。
て変化する。第１図では横軸は相対湿度で表示したもの
であるが、横軸を絶対湿度で表示することもできる。た
だし、この場合には異なった曲線となる。
したがって、この自然法則を利用すれば音波とくに周波
数の高い超音波の所定距離間の減衰係数と温度からその
ときの空気湿度を求めることができる。つまり、所定距
離間の超音波減衰係数と湿度との相関を温度毎に予め求
めておき、計測された所定距離間の超音波減衰係数と計
測温度を該既知相関と比較すればそのときの湿度を求め
ることができる。なお従来例として先に挙げた特開昭６
０−９３３４５号公報は超音波の減衰係数と温度をパラ
メータとして湿度を求める原理については何ら記載がな
い。
数の高い超音波の所定距離間の減衰係数と温度からその
ときの空気湿度を求めることができる。つまり、所定距
離間の超音波減衰係数と湿度との相関を温度毎に予め求
めておき、計測された所定距離間の超音波減衰係数と計
測温度を該既知相関と比較すればそのときの湿度を求め
ることができる。なお従来例として先に挙げた特開昭６
０−９３３４５号公報は超音波の減衰係数と温度をパラ
メータとして湿度を求める原理については何ら記載がな
い。
第２図に３本発明に従う湿度測定器の例を示した。１は
センサ部、２は測定器本体である。センサ部１は、振動
子３と４を一定の距離を保って保持するようにしただけ
の極めて簡単な構造を有している。すなわち、Ｕ型管５
の相対向する管端にケース６と７を取付け、このケース
６と７に、振動子３と４を互いに対向するように設けた
ものである。振動子３と４はいずれも電極間に圧電振動
子を挿入した通常の圧電素子であり、その一方を超音波
発振側、他方を受信側（マイク）として使用する。また
感温針８がＵ型管５の中央部に取付けられている。振動
子３と４の導線はＵ型管５内に配線され、感温針８の導
線と共に、Ｕ型管５の中央部に設けた把持管９内を経て
測定器本体２のコネクタ一端子１０に接続される。
センサ部、２は測定器本体である。センサ部１は、振動
子３と４を一定の距離を保って保持するようにしただけ
の極めて簡単な構造を有している。すなわち、Ｕ型管５
の相対向する管端にケース６と７を取付け、このケース
６と７に、振動子３と４を互いに対向するように設けた
ものである。振動子３と４はいずれも電極間に圧電振動
子を挿入した通常の圧電素子であり、その一方を超音波
発振側、他方を受信側（マイク）として使用する。また
感温針８がＵ型管５の中央部に取付けられている。振動
子３と４の導線はＵ型管５内に配線され、感温針８の導
線と共に、Ｕ型管５の中央部に設けた把持管９内を経て
測定器本体２のコネクタ一端子１０に接続される。
測定器本体２は持ち運び可能なケーシング内に超音波発
振回路、変換器、アンプ、検波器などの超音波発受信に
必要な機器類とマイコンが組み込んだものであり、湿度
表示メータ１１．温度表示メータ１２．絶対湿度／相対
湿度の切替スイッチ１３゜パイロットランプ１４．電源
スィッチ１５などが表示パネル１６に取付けである。な
お２図示しないが持ち運び用の把手等が必要に応じてケ
ーシングに取付けられる。
振回路、変換器、アンプ、検波器などの超音波発受信に
必要な機器類とマイコンが組み込んだものであり、湿度
表示メータ１１．温度表示メータ１２．絶対湿度／相対
湿度の切替スイッチ１３゜パイロットランプ１４．電源
スィッチ１５などが表示パネル１６に取付けである。な
お２図示しないが持ち運び用の把手等が必要に応じてケ
ーシングに取付けられる。
第３図はセンサ部１と測定器本体２の機器類のブロック
図である。いま、振動子３を超音波発振側（送波側）、
振動子４を超音波受信側（受波側）として使用する場合
には、超音波発振回路１８で作られた高周波電流によっ
て送波側振動子３より超音波が照射され、受波側振動子
４で受ける。その音のエネルギーは受渡側振動子４で電
圧の変化に置き換えられるが９発生電流は微弱であるの
で増幅器１９で増幅し、さらに、送波側振動子３で発振
した周波数の電流を検波器２ｏにて検出し、余分なノイ
ズＮｔＬをフィルタ２１でカットする （これは受波側
振動子４が送波側振動子３の発振音だけでなく自然界の
音を拾うからである）。その後、変換器２２を通してマ
イクロコンピュータ−２３に入カシその受信エネルギー
と発振エネルギーの比を計算する。エネルギー量につい
ては、電流値をマイクロコンピュータ−２３においてＷ
／ｍ”に換算する。他方、感温針８からの信号もリニア
ライザ２４を経てマイクロコンピュータ−２３に入力さ
せる。そしてマイクロコンピュータ−２３で演算された
湿度信号は相対湿度表示部２５または絶対湿度表示部２
６に切替部２７を経て送信され、温度信号は温度表示部
２８に送信される。なお振動子３と４は同機能特性をも
つ圧電素子を用いてもよいが２発振側と受信側（マイク
側）とでは特性の異なる圧電素子を使用してもよいこと
は勿論である。
図である。いま、振動子３を超音波発振側（送波側）、
振動子４を超音波受信側（受波側）として使用する場合
には、超音波発振回路１８で作られた高周波電流によっ
て送波側振動子３より超音波が照射され、受波側振動子
４で受ける。その音のエネルギーは受渡側振動子４で電
圧の変化に置き換えられるが９発生電流は微弱であるの
で増幅器１９で増幅し、さらに、送波側振動子３で発振
した周波数の電流を検波器２ｏにて検出し、余分なノイ
ズＮｔＬをフィルタ２１でカットする （これは受波側
振動子４が送波側振動子３の発振音だけでなく自然界の
音を拾うからである）。その後、変換器２２を通してマ
イクロコンピュータ−２３に入カシその受信エネルギー
と発振エネルギーの比を計算する。エネルギー量につい
ては、電流値をマイクロコンピュータ−２３においてＷ
／ｍ”に換算する。他方、感温針８からの信号もリニア
ライザ２４を経てマイクロコンピュータ−２３に入力さ
せる。そしてマイクロコンピュータ−２３で演算された
湿度信号は相対湿度表示部２５または絶対湿度表示部２
６に切替部２７を経て送信され、温度信号は温度表示部
２８に送信される。なお振動子３と４は同機能特性をも
つ圧電素子を用いてもよいが２発振側と受信側（マイク
側）とでは特性の異なる圧電素子を使用してもよいこと
は勿論である。
マイクロコンピュータ−２３には、使用したセンサ２の
配置（振動子３と４の距離を成る値に定めた状態）にお
ける振動子３から発振した音波の強さおよび振動子４で
受信した音波の強さと、その時の空気温度および空気湿
度との相関を周波数毎に予め記録しておき、この記録デ
ータつまり音波の減衰係数と空気温度および一空気湿度
との既知データに基づいて測定された入力値から湿度を
演算しその結果を湿度表示部に出力する。
配置（振動子３と４の距離を成る値に定めた状態）にお
ける振動子３から発振した音波の強さおよび振動子４で
受信した音波の強さと、その時の空気温度および空気湿
度との相関を周波数毎に予め記録しておき、この記録デ
ータつまり音波の減衰係数と空気温度および一空気湿度
との既知データに基づいて測定された入力値から湿度を
演算しその結果を湿度表示部に出力する。
このようにして本発明によると、音波特に超音波を利用
したマイコン演算によって瞬時に空気温度を読み取るこ
とができるようになり、従来の材料特性を利用した湿度
感知器のように測定値に経時変化を起こすようなことは
なく、常に正確な湿度測定ができる。
したマイコン演算によって瞬時に空気温度を読み取るこ
とができるようになり、従来の材料特性を利用した湿度
感知器のように測定値に経時変化を起こすようなことは
なく、常に正確な湿度測定ができる。
第１図は温度２０°Ｃにおける音波の減衰係数と相対湿
度の関係を周波数毎に示した関係図、第２歯は本発明法
を実施するのに好適な湿度測定装置の全体斜視図、第３
図は第２図の装置のブロック図である。 １・・湿度センサ部、 ２・・測定器本体。 ３．４・・振動子、 ５・・Ｕ型管、 ８・・感温
針、 ９・・把持部、１１・・湿度表示メータ。 １２・・温度表示メータ、２３・マイクロコンピュータ
−０
度の関係を周波数毎に示した関係図、第２歯は本発明法
を実施するのに好適な湿度測定装置の全体斜視図、第３
図は第２図の装置のブロック図である。 １・・湿度センサ部、 ２・・測定器本体。 ３．４・・振動子、 ５・・Ｕ型管、 ８・・感温
針、 ９・・把持部、１１・・湿度表示メータ。 １２・・温度表示メータ、２３・マイクロコンピュータ
−０
Claims (1)
- 所定の距離を保って対向配置した一対の振動子の一方に
超音波を発振させると同時に他方にその超音波を受信し
、そのさいの発振エネルギーと受信エネルギーを計測す
ることによって一方の振動子から他方の振動子に空気中
を伝播した超音波の減衰係数を求め、該一対の振動子近
傍の空気温度を計測し、得られた減衰係数と測定温度か
ら空気湿度を演算によって求めることからなる湿度測定
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63046956A JPH01219664A (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 湿度測定法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63046956A JPH01219664A (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 湿度測定法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01219664A true JPH01219664A (ja) | 1989-09-01 |
Family
ID=12761737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63046956A Pending JPH01219664A (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 湿度測定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01219664A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02120660A (ja) * | 1988-10-28 | 1990-05-08 | Murata Mfg Co Ltd | 湿度センサ |
| JPH11173925A (ja) * | 1997-12-15 | 1999-07-02 | Takenaka Komuten Co Ltd | 環境状態測定方法及び装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59193345A (ja) * | 1983-03-14 | 1984-11-01 | ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ | ガス混合物のガス状成分の濃度を測定する装置 |
-
1988
- 1988-02-29 JP JP63046956A patent/JPH01219664A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59193345A (ja) * | 1983-03-14 | 1984-11-01 | ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ | ガス混合物のガス状成分の濃度を測定する装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02120660A (ja) * | 1988-10-28 | 1990-05-08 | Murata Mfg Co Ltd | 湿度センサ |
| JPH11173925A (ja) * | 1997-12-15 | 1999-07-02 | Takenaka Komuten Co Ltd | 環境状態測定方法及び装置 |
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