JPH01295147A - 水蒸気の露点測定方法及び装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、センサ面における露滴の形成の指示のために
使用される、湿度に依存した電気値を、センサ面の温度
を制御することによって安定した露量に対応する目標値
に保持しかつセンサ面の温度を測定する、気体中の水蒸
気の露点を測定する方法、並びにこの方法を実施するた
めの装置に関する。

従来の技術 直接的な露点測定は上記の方法では、センサ面が露点温
度に冷却されるときセンサ面において水蒸気が露滴に凝
結され、かつこの凝結を湿度に依存する電気値の対応す
る値から検出可能であることに基づいている。その場合
凝結の始まりにおいて測定された、センサ面の温度が露
点温度である。露滴は、センサ面の温度が露点温度以下
に低下するとき勿論その状態を維持し、その際凝結の量
は時間に依存して増加する。

従って露点温度の連続指示に対して、センサ面の温度を
丁度、露点凝結の始まりに相応する値に保持することが
必要である。温度制御はこの目的のＩこめである。

露滴の検出に対して使用される湿度に依存する電気値は
大概の場合は容量であるが、例えばオーミック抵抗また
はインピーダンスとすることもできる。

この方法を用いた露点の正確な測定には次のことが前提
となっている。すなわち湿度に依存する電気値を、それ
が露点温度において有する値に一義的に対応させること
ができること、および湿度に依存する電気値の制御に対
する目標値かこの値に相応することである。これら条件
は、センサが清潔である限り、所定のセンサに対して難
なく満たされる。

発明が解決しようとする問題点 これに対してセンサが汚れているとき、所定のセンサに
対して求められかつ設定された目標値は通例もはや有効
でなくなる。センサの汚れか原因になって、水蒸気の毛
管凝縮または油性の汚れの膜での水分の溶解が生じると
湿度に依存する電気値が、露点温度を大幅に上回る温度
で既に変化を来し、その結果センサ面の汚れがあると露
点温度より高い温度で既に、清潔なセンサに相応する目
標値に達する可能性がある。

その場合温度調整はセンサ面の温度を、誤って露点温度
として指示されかつ評価されるこの比較的高い温度に制
御することになる。それ故に汚れは著しい測定誤差を惹
き起こすことになる一７＝ 。汚れのあるセンサによって露点温度を正確に求めるた
めに、汚れのあるセンサの湿度に依存する電気値が露点
においてとる値が分かっていなければならない。しかし
この値は汚れの種類および程度に依存して極めて著しく
変化する。

西独国特許第３２３１９９５号明細書から、容量性の露
点センサの汚れを、露形成の際に存在するセンサインピ
ーダンスの位相角を測定しかつ汚れに対する尺度として
使用することによって検出することが公知である。しか
しこの手段では汚れによって惹き起こされる測定誤差は
排除されない。つまりセンサの清掃が必要であることが
指示されるか、または測定された汚れが所定の限界値を
上回ったとき自動清掃過程が關始されるにすぎない。

本発明の課題は、センサ面の汚れの作用が自動的に補償
され、その結果汚れたセンサ面でも、汚れの種類および
程度に無関係に、露点が正確に測定される、冒頭に述べ
た形式の方法を提供することである。

問題点を解決するための手段 本発明によれば、この課題は次のようにして解決される
。すなわち、目標値を設定調整するために、露点温度よ
り上方にある値のセンサ面の温度を低下させかつ該低下
に周期的な時間的な温度変化を重畳し、かつ湿度に依存
する電気値の周期的な時間的な変化の同時発生の際に、
周期的な時間的な変化の単調な変化への転移の際に測定
された、湿度に依存する電気値の値を目標値として使用
するのである。

本発明は、次の認識に基いている。すなわち、湿度に依
存する電気値の汚れにより生じる変化は露点温度より上
方の温度領域においてセンサ面の温度変化に追従し、一
方露点温度より下方の領域ではそれぞれの温度は、上昇
中であるかまたは下降中であるかに係わりなく、凝結さ
れた滴の量の連続的な増加、ひいては湿度に依存する電
気値の単調な変化を惹き起こすということである。それ
故に温度低下に重畳される周期的な温度変化を用いて湿
度に依存する電気値の汚れのため生じた変化を凝結が原
因で生じた変化とは明確に区別することができる。湿度
に依存する電気値の時間的な経過の、周期的な時間的な
変化から単調な変化への転移は、露点において生じ、か
つこの転移の際に測定された、湿度に依存する電気値の
値をセンサ面の汚れに対する量として認識かつ評価可能
である。この値が湿度に依存する電気値に対する目標値
として使用されるとき、センサ面の温度は正確に露点に
保持される。

センサ面の汚れは通例緩慢にしか変化しないので、目標
値の決定および設定は比較的大きな時間間隔において行
われれば十分である。

気体中の水蒸気の露点を測定する方法の別の有利な実施
例によれば、湿度に依存する電気値の制御に対する制御
パラメータは湿度に依存する電気値の制御量の振動の解
析に基いて連続的に補正される。

この実施例により、湿度に依存する電気値の制御が連続
的に最適な仕方で経過するようにすることかできる。湿
度に依存する電気値の、固定設定されたパラメータを用
いての制御の場合には、検出すべき露点温度の領域全体
において外部から操作を加えることなしには不安定性ま
たは不都合な制御特性を回避することはできない。本発
明による振動解析によって制御パラメータを連続的に、
検出された不安定性が取り除かれかつ最適な制御特性が
得られるように補正することかできる。

さらに本発明によれば湿度に依存する電気値に依存する
電気信号を送出する、センサ面を有する電気センサ素子
と、上記センサ面の温度を制御する電気的な加熱および
冷却装置と、センサ面の温度に依存する電気信号を送出
する電気的な温度センサを有する露点センサと、該露点
センサに接続されている、湿度に依存する電気信号を制
御量として受取りかつ上記電気的な加熱および冷却装置
に、湿度に依存する電気信号を目標値に保持するように
する制御量を送出する制御装置とを備えた本発明の方法
を実施するための装置は本発明によれば、上記制御装置
がカスケードに配置されている主制御器および追従制御
器を含んでおり、かつ上記主制御器が湿度に依存する電
気信号を制御量として受取りかつ湿度に依存する電気信
号の目標値を基準量として受取りかつ所望温度値信号を
送出しかつ上記追従制御器が上記主制御器から送出され
た所望の温度値信号を基準量として受取りかつ上記温度
センサから送出された温度に依存する信号を制御量とし
て受取りかつ調整量を電気的な加熱および冷却装置に送
出する装置が提供される本発明の方法およびこの方法を
実施するための装置の有利な構成および実施例はそれぞ
れ、請求項２ないし１３および請求項１５および１６に
記載されている。

実施例 次に本発明を図示の実施例につき図面を用いて詳細に説
明する。

第１図に図示の、気体中の水蒸気の露点を直−１２＝ 接測定するための装置は、加熱および冷却装置として用
いられるペルチェ効果素子１４上に取り付けられている
電気的なセンサ素子１２と、このセンサ素子１２の表面
温度に応動する温度センサ１６とを備えた測定値検出器
ＩＯを含んでいる。ペルチェ効果素子１４は支持体１８
上に取り付けられている。

直接的な露点測定では気体の水分含有量を測定するため
に水蒸気の非理想的な気体特性、すなわちセンサ素子１
２の表面における気体が露点温度である所定の温度にま
で冷却されたときの分子間力に基いた凝結能力が利用さ
れる。気体の水蒸気の分圧と凝結温度（露点温度）との
間の関係は、飽和蒸気圧曲線によって与えられている。

それは、直接測定量゛露点温度″をすべでの別の湿度量
に換算するための基礎である露点測定のためにセンサ素
子１２の表面が測定すべき気体中にさらされる。すなわ
ち測定値検出器ＩＯを直接プロセス中に配設するか、ま
たは気体をプロセスから取り出しかつ測定値検出器１０
が配設されている測定チャンバ内に導入することによっ
て行うのである。ペルチェ効果素子１４を用いてセンサ
素子１２は、その表面に水蒸気の凝結によって露滴が形
成されるまで冷却される。凝結の発生はセンサ素子１２
を用いて検出される。つまり温度センサ１６を用いて同
時に測定される温度が露点温度である。

センサ素子１２を引き続き一層低い温度に冷却すると露
滴の大きさ、従って凝結された水の量は増加するが、そ
の時測定される温度はもはや・　気体の湿度の大きさに
対するデータとして有用ではない。従って出来るだけ正
確に、凝結が始まったときのセンサ温度を検出すること
が肝要である。連続的な露点測定に対してセンサ温度は
温度調整によって、凝結された水の前以て決められた量
が維持されるようにして常時露点温度の値に保持される
。第１図に図示の、測定値検出器１０に接続されている
電子回路は、湿度に依存した電気値の制御並びに温度制
御のために用いられる。

電気センサ素子１２は、露点温度に達した際の露滴の形
成と凝結された水の前以て決められた量の維持とか出来
るだけ高い精度および感度でもって検出されかつ監視さ
れるように構成されていな（すればならない。この目的
のためにセンサ素子の少なくとも１つの電気特性が、凝
結された水の量の形成に依存して有意な形で変化しなけ
ればならない。この目的のために多かれ少かれ申し分な
く適している種々の形式の電気センサ素子か公知である
。凝結の形成の証明のために使用される電気特性は２つ
のセンサ電極間の容量であることが多い。つまり容量は
、センサ電極か凝結水に覆われると水の比較的高い誘電
率のため乾いた状態における値に比して跳躍的に上昇す
る。別のセンサ素子では、凝結水を介して結合された２
つの電極間の導電率の上昇が検出される。最後に、セン
サ素子のインピーダンスの測定によって抵抗成分および
容量成分を凝結の検出のために用いることも公知である
。

第１図に図示の露点測定装置に対しては先願の西独国特
許出願第３７２０１８９．ｉ５２号明細書に記載のセン
サ素子が特別申し分なく適している。第２図はこのよう
に構成されたセンサ素子１２の非常に簡単化された平面
図を示し、かつ第３図はこのセンサ素子の部分を断面図
にて拡大して示している。このセンサ素子は、湿気に不
感の絶縁材料から成る基板１１２を有している。第３図
かられかるように、基板１１２はアルミニウムから成る
分離層１１４を介挿してペルチェ効果素子１４上に取り
付けられている。分離層とは反対側の、基板１１２の自
由な上表面は、その水蒸気の露点を測定しようとする気
体にさらされているセンサ面１１８を形成しており、そ
の結果この面の上には露点温度への冷却の際に凝結によ
って露滴が形成される。

センサ面１１８に、第２図ではわかりやすくするために
非常に簡単に図示されている２つの電極構造体１２０お
よび１３０が形成されている。電極構造体１２０は多数
の平行な歯１２２を有するコム形状をしており、これら
歯の一端はそれに直角に延在しているウェブ１２４に連
結されている。ウェブ１２４の端部には、接続導体の接
触接続のために用いられる幅広になっている接触接続面
１２６が形成されている。その際接続導体を介して電極
構造体１２０は露点測定装置の電子回路に接続されてい
る。電極構造体１３０は全く同じように、しかし鏡面対
称的な配置関係において、歯１３２．ウェブ１３４およ
び接触接続面１３６から成っている。２つの電極構造体
の歯１２２および１３２は、測定過程に対して作用する
本来のセンサ領域を形成する、基板１１２の小さな中央
領域に存在する。歯１２２．および１３２は交互に互い
にかみあうように配設されており、その際電極構造体１
２０の歯１２２は電極構造体１３０の歯１３２間の中間
空間内にありかつ逆に電極構造体１３０の歯＋３２は電
極構造体１２０の歯１２２間の中間空間内にある。従っ
て２つの平行に隣接する歯がそれぞれ、異なった電極構
造体に属する電極部分を成している。それぞれの電極構
造体の歯間の中間空間は、それぞれの中間空間に他方の
電極構造体の歯が２つの隣接する歯から十分な間隔を置
いて位置するような幅になっている。このことは殊に、
２つ電極構造体１２０ないし１３０の複数の隣接する歯
１２２，１３２の断面を、第２図に比へて拡大して示し
ているＭ３図から明らかである。

２つの電極構造体１２０，１３０のそれぞれの歯１２２
および１３２は、歯のすべての自由な面積を完全に覆っ
ている湿気に不感の絶縁層１４０によって被覆されてい
る。従って歯１２２および１３２は一方において基板１
１２の分離材料によってかつ他方において絶縁層１４０
によって完全に、露点を測定しようとする気体から絶縁
されている。第３図に図示の実施例では、２つの隣接す
る歯を覆っている絶縁層の間にそれぞれ、基板１１２表
面まで達しているギヤシブ１４２が存在している。

電極構造体１２０および１３０並びに歯を被覆する絶縁
層１４０は基板１１２上に、薄膜技術およびプリント配
線板技術から公知である従来の方法に従って製造するこ
とができる。電極構造体１２０，１３０は例えばホトリ
ソグラフィー法により適当な金属被覆、例えはタンタル
または白金から形成される。絶縁層１４０は、化学的に
安定し、電気的に絶縁性でしかも完全に湿気に不感の材
料から形成しなければならない。このためにガラス、ラ
ッカまたは適当な金属酸化物も使用することができる。

絶縁層の材料は、公知の方法のいずれかに従って電極構
造体上に被着させることができる。電極構造体１２０．
１３０に対して使用される金属の酸化物が必要な特性を
有しているとき、絶縁層１４０は場合に応して導体金属
の表面酸化によっても形成することができる。

第２図ではわかりやすくするためにそれぞれの電極構造
体における歯の数は誇張して少なく−】９− かつ隣接する歯間の間隔は誇張して大きく図示されてい
る。実際にはそれぞれの電極構造体１２０．１３０は非
常に多くの数の歯を有している。このセンサ素子の特別
重要な特徴は隣接する歯間の間隔の選定である。すなわ
ち間隔は５０μｍより小さくかつ有利には約２０μｍで
ある。

第２図および第３図の原理に従って製造されたセンサ素
子の実際に使用された実施例では電極構造体１２０，１
３０は、酸化アルミニウムから成る基板１１２に被着さ
れているタンタルから形成された。それぞれの電極構造
体は、幅が２１μｍでありかつ長さが２ｍｍである５０
の歯から成るコム体を有している。２つの電極構造体の
互いにかみ合う歯の間の間隔は１９μｍである。それ故
に２つの互いにかみ合うコム構造体によって形成される
本来のセンサ領域は僅が２×４＋ｎｍの面積しか成して
いない。絶縁層１４０は、高濃密でかつこれにより湿気
に不感の酸化タンタルから成っており、その際酸化タン
タルは１６０ｎｍの厚みにおいて電極構造体のタンタル
の表面酸化物によって形成されている。

このセンサ素子は、２つの電極構造体の隣接する歯間の
間隔が露点温度に達した際に形成される、最大の凝結滴
粒のオーダにあるかまたはそれよりやや小さな滴粒によ
って作動される。

つまりこれにより、露点温度に達した際に最初に形成さ
れる凝結滴粒が、隣接する歯１２２および１３２間のギ
ヤツブ１４２０幅全体を直ちに充たすことが実現される
。先願の上記特許出願明細書に詳しく記載されているよ
うに、この結果として２つの電極構造体間で測定される
インピーダンスが飛躍的に変化する。その理由は比較的
大きな導電率の凝結滴粒がギャップ１４２の比較的小さ
な容量をいわば短絡しかつ歯を被覆する絶縁層１４０の
著しく大きな容量間の導電結合を形成するからである。

それ故に２つの電極構造体間のインピーダンスの測定に
よって、つながっている霜層が形成される以前に、最初
の凝結滴粒の形成の際に既に露点温度に達したことを検
出することができる。

インピータンスに代わってセンサ素子の容量Ｃ２を測定
することもできる。この容量は乾燥時容量Ｃｏから露点
温度に達した際に著しく大きな露点時容量Ｃ１に移行す
る。第１図に図示の、露点測定装置の実施例ではセンサ
容量Ｃ１をこのように測定することによって動作する。

測定値検出器１０は、電気信号Ｓ２が取り出される第１
の接続線１０ａを有している。この信号はセンサ素子１
２の湿度に依存する電気値、従って第２図および第３図
に図示のセンサ素子を使用した場合にはそのインピーダ
ンスＺに依存している。接続線１０ａにインピーダンス
評価回路２０が接続されており、この評価回路は信号Ｓ
２から引き続く処理に適した、露点検出に対して使用さ
れる湿度に依存した電気値、従ってこの場合はセンサ容
量ＣＦである電気信号を形成する。簡単にするためにこ
の信号は同様ＣＦによって示されている。

測定値検出器１０は、温度センサ１６の温度に依存する
電気値に依存している電気信号ＳＴが取り出される第２
の接続線１０ｂを有している。温度センサ１６は例えば
、温度に依存する電圧を発生するサーモエレメント、ま
たはそのオーミック抵抗が検出すべき温度領域において
温度とともに変化する抵抗温度計とすることができる。

図示の実施例では、温度センサ１６は型名ＰＴ１００の
、薄膜技術にて製造された白金抵抗温度計である。従っ
て接続線１０ｂで取り出される電気信号ＳＴは温度セン
サ１６の抵抗値に依存している。接続線１０ｂに、温度
評価回路２２が接続されている。この温度評価回路は信
号ＳＴから、引き続く処理に適している、温度センサ１
６によって測定された、センサ素子１２の表面の温度Ｔ
、を表わす電気信号を形成する。簡単にするためにこの
信号もＴＦによって示されている。

インピーダンス評価回路２０および温度評価回路２２は
マイクロコンピュータ３０の入力側３０ａないし３０ｂ
に接続されており、その際必要の場合にはそれぞれにＡ
Ｄ変換器を介挿することができる。マイクロコンピュー
タ３０においてセンサ温度ＴＦは、比較回路３１によっ
て示されているように、マイクロコンピュータにおいて
計算された目標温度値Ｔ８と比較される。この比較によ
り得られた差Ｔｓ−ＴＦは温度制御器の機能を有する機
能ブロック３２において、マイクロコンピュータ３０の
出力側３０Ｃから送出される温度制御信号ＳＴの発生の
ために使用される。

機能ブロック３２はむちろん、その他の図示の機能ブロ
ック同様に、マイクロコンピュータにおいて具体的な形
で存在するものではない。

つまり機能ブロックはむしろマイクロコンピュータの種
々のプログラムルーチンを表しているのである。

マイクロコンピュータ３０の出力側３０ｃに接続されて
いるＤＡ変換器２４は温度制御信号Ｓｏを電圧Ｕ工に変
換する。この電圧は、電力出力段２５の入力側に供給さ
れて、そこでペルチェ効果素子１４に対する電流ＩＰが
測定値検出器ｌＯの第３の接続線１０ｃに供給される。

この電流ＩＰは周知のようにその極性にしたがって加熱
電流かまたは冷却電流のどちらかである。出力段２５に
供給される電圧Ｕ−ｒによってペルチェ電流Ｉ　は、差
Ｔ　ｓ−Ｔ　Ｆが零になるように調整される。公知の方
法によればペルチェ電流１、はこの目的のために周期的
に極性を反転することができ、その結果この電流は交互
に加熱電流および冷却電流として作用し、その際電圧Ｕ
　がオンオフ比を、目標温度Ｔ８に等しい平均センサ温
度ＴＦが生じるように決めるのである。すなわち構成部
分１２，１６．２２．３１，３２，２４．２５．１４は
、センサ温度Ｔ　を常時目標温度Ｔ８に追従制御する温
度制御回路を形成する。この温度制御回路においで、セ
ンサ温度ＴＦは制御量であり、目標温度Ｔ　は基準量お
よびペルチェ電流ＩＰは調整量である。

目標温度Ｔ　が露点温度Ｔｐに等しいように考慮される
とき、この温度調整によってセンサ温度Ｔ　は常時、露
点温度ＴＰの値に保持されＦ る。そこで温度評価回路２２の出力側に接続されている
温度指示器２６は調整された状態において露点温度を指
示する。

マイクロコンピュータ３０は従来のように、信号ＴＦに
よって調整された状態において指示される測定された露
点温度ＴＰを、機能ブロック３３によって図示されてい
るように、すべての所望の水分量を取り出すために処理
することができる。この目的のために飽和蒸気圧曲線が
表としてマイクロコンピュータ３０に記憶されている。

露点温度のこの評価は一般に周知であるので、これ以上
の詳しい説明は省略する。

第１図の露点測定装置では、マイクロコンピュータ３０
はその従来の課題に対して付加的に、センサ素子１２の
表面の凝結された水の安定した質量を得るためにセンサ
温度ＴＦを調整する、湿度に依存した電気値を制御する
ようにしている。この目的のＩこめにマイクロコンピュ
ータ３０において、入力側３０ａに供給されるセンサ容
量Ｃ０が、別の比較回路３４によって示されているよう
に、マイクロコンピュータにおいて計算された、露点に
対応する容量目標値Ｃ１と比較される。この比較によっ
て得られた差値Ｃ−Ｃ，は、ＰＩＤ制御器として構成さ
れている、湿度に依存する電気値の制御器の機能を果た
す機能ブロック３５において、比較回路３１においての
比較のために使用される目標値Ｔ８の発生のために使用
される。目標温度Ｔｓは機能ブロック３５における制御
によって、差ＣＦ−Ｃ１が零になるように、従ってセン
サ容量Ｃが露点の容量目標値Ｃ１をとるように、制御さ
れる。容量目標値Ｃ，が真の露点温度におけるセンサ容
量に相応することを前提として、このようにしてセンサ
温度ＴＦは制御によって露点温度ＴＦに保持される。そ
の場合温度信号Ｔ、によって図示されている温度を温度
指示器２６において指示することによって制御された状
態において露点温度ＴＰが指示される従ってセンサ素子
１２からインピーダンス評価回路２０およびマイクロコ
ンピュータ３０の機能ブロック３４．３５を介して温度
制御回路に至っている第２の制御回路が設けられている
。この第２の制御回路においてセンサ容量ＣＦは制御量
でありかつ露点容量目標値Ｃ１は基準量である。第２の
制御回路の調整量Ｔ８は同時に温度制御回路の基準量を
形成する。すなわちカスケード制御が行われており、そ
の際外側の第２の制御回路は内側の温度制御回路を内包
している。機能ブロック３５によって表される、外側の
制御回路の湿度に依存した電気値の制御器は主制御器と
して作用し、かつ内側の制御回路の温度制御器３２は追
従制御器として作用する。

内側の制御は、センサ素子１２の表面温度Ｔｐが出来る
だけ短い時間において、制御器３５が規定する目標温度
値Ｔ８に追従制御するように作用する。温度制御器２６
の制御パラメータは全体の温度領域において使用条件が
著しく異っている場合でも一定に維持される。この内側
の温度制御に対する重要な条件は、それが外側の制御よ
り迅速に経過することである。

測定値検出器１０の容量ＣＦ（または一般には使用の湿
度に依存する電気値）をセンサ温度ＴＦの変化によって
制御する外側の制御は本来の露点検出のために用いられ
る。

測定値検出器１０が直接プロセス中に配設されず、プロ
セスから取り出された気体が導入される測定チャンバに
配設されるとき、その都度のセンサ温度ＴＦは回路ブロ
ック２８によって図示されている測定チャンバ温度の並
列な制御に対する目標値としても用いられる。この制御
は、測定チャンバ温度が前置て決められた値だけセンサ
温度より上方に保持されるように行われ、その際この値
はセンサ温度の種々異なった温度領域に対して種々異な
っていてよい。測定チャンバ温度制御器２８によって測
定チャンバの温度に対して平行して管に付随した加熱装
置の温度も制御される。

既述のカスケード制御を用いて、湿度に依存する電気値
の制御を簡単化するために著しく簡単になっている温度
制御の特性が利用される：ａ）気体の温度変化に基いた
障害は湿度に依存する電気値の制御に影響せずにすむ。

というのはこの障害は別個の内側の温度調整によって抑
圧されるからである。

ｂ）水蒸気凝結（または蒸発）に基いたセンサ表面にお
けるエネルギー収支の変化による湿度に依存する電気値
の調整内部での帰還は、別個の内部の温度調整によって
補償される。

その理由はエネルギー収支の変化は別個の温度制御器に
よって制御されるからである。

マイクロコンピュータ３０を、制御回路に組み入れるこ
とによって、障害の影響を排除しかつ最適な制御特性を
実現するために調整の自動制御が可能になる。この目的
のためにマイクロコンピュータ３０は殊に次の機能を果
たす：１、ＰＩＤ制御器３５の制御パラメータは制御区
間のダイナミック特性に応じて系によって自動的に適応
するように決めつれる。

２、センサーＯの湿度に依存する電気値の、露点に相応
する値に対する目標値、従って既述の実施例ではセンサ
容量Ｃの値Ｃ１は系によって自動的に、誤った測定を来
すおそれがある、センサの汚れが補償されるように、決
められる。

３、汚れの補償サイクルにおいて同時にペルチェ効果素
子１４の温度の制御に対する追従制御器３２の時定数Ｔ
Ｚｌが決められる。すなわちこの目的のｌこめにマイク
ロコンピュータ３０は内側の温度制御回路と共働する。

この機能を以下に説明する。

露点調整の自動最適化 制御の通常の状態においては、機能ブロック３５によっ
て図示されているＰＩＤ制御によって約０，５ないし１
ｓのサイクル時間ΔＬ　を有する時間的に一定のサイク
ルにおいてその都度、先行の目標値Ｔ′Ｓとは目標値変
化ΔＴ、だけ異なっている新しい温度目標値Ｔｓが決め
られる： ＴＳ−１′Ｓ＋ＡＴＳ（１） サイクル当たりの目標値変化ΔＴ８に対して次の式 ％式％ が成り立つ。その際に、、Ｋ　　、Ｋｄはそれぞれ、機
能ブロック３５のＰＩＤ制御の積分、比例ないし微分制
御に対する制御パラメータである。図示の測定装置の特
殊性は、制御パラメータに、、Ｋ　　、Ｋｄが固定調整
されずに、系によって制御区間の時間特性に依存して変
化することにある。

制御パラメータの補正は常に、サイクルΔＬｘにおいて
決められた目標値補正ΔＴ８が著しく大きく、かつそれ
故に系が振動し始めるとき、または気体中の湿度の変化
によってもはや凝結または蒸発が生じなくなる程上記目
標値補正ΔＴｓが小さいときに行われる。

制御パラメータの補正は、第１図において機能ブロック
３６によって図示されているプログラムルーチンによっ
て、機能ブロック３７によって図示されている、制御回
路の振動解析の結果に基いて行われる。第４図は実施例
として、センサ容量Ｃの、目標値ＣＩだけ減衰する振動
を示している。この振動は振動持続時間ｔＭおよび間に
１つの負の振幅Ｃ６を有している２つの連続する正の振
幅ＣＡ、ＣＢを有している。これらの値ｔＭ、ＣＡおよ
びＣＢから、露点制御の伝達関数の極の実部Ｐ２Ｒおよ
び虚部Ｐ２Ｊを次の式に従って計算することができる：
これらの関係は、Ｃ２の振動が減衰しているのか、振動
が丁度その時増大していくのかまたは一定の振幅を有す
る振幅が生じているのかに係わりなく成り立つ。

機能ブロック３７によって図示されている振動解析は、
装置の始動の都度の立ち上がり過程において、また通常
の制御過程においてもぞれぞれのΔｔ　サイクル毎に呼
び出される。振動解析の結果として機能ブロック３７は
２つの振動パラメータＰ２ＲおよびＰ２Ｊの値を機能ブ
ロック３６に送出する。

外側の制御回路におけるセンサ容量ＣＦの振動に代わっ
て、内側の制御回路におけるセンサ温度Ｔ、の振動を同
じく申し分なく振動解析のために用いることができる。

以下の説明はこの例に対しても同じように当てはまる。

センサ容量Ｃまたはセンサ温度ＴＦのデジタル標本値か
ら振動曲線の最大値および最小値を正確に検出するとい
う問題がある。つまりランダムな変動と真の振動とを区
別することができかつ長時間振動も検出されなければな
らない。この問題の解決のために機能ブロック３７にお
ける振動解析は、第５図の波形図に基いて説明する゛３
微分方式゛′によって行われる。

第５図の波形図Ａは、均一な時間間隔においてセンサ容
量Ｃ０から時間を表すアナログ曲線の関数として取り出
されている連続するデジタル標本値を示している。標本
値は直線の区間によって結ばれており、これによりアナ
ログ曲線は近似的にソミュレートされている。振動は平
均値Ｃを中心としてほぼ正弦波状に経過する波形図Ｂに
おいて、アナログ曲線の相応する部分の微分の極性でも
ある、連続する標本値間の曲線部分の勾配の極性が図示
されている。値＋１は正の極性に、従って上昇する曲線
部分に相応し、かつ値−１は負の極性、従って下降する
曲線部分に相応する。極性はそれぞれの曲線部分に対し
て、第２の標本値が存在するとき初めて検出することが
できる。それ故に波形図Ｂに示すように先行する曲線部
分に対しての極性変化時点は時間的に波形図Ａにおける
この曲線部分の第２の標本値と一致する、すなわち１標
本化時間遅れて極性変化が生ずる。

波形図Ａの第１の標本値は座標系の原点にあ＝３６− る。波形図Ｂにおいて、その前に存在する曲線部分（波
形図Ａには図示されていない）の勾配が正の極性を有し
ていたものと仮定しである。

この正の極性は波形図Ｂにおいて、第２の標本値が存在
するまで固定される値十ｌに相応する。第２の標本値の
時点において、第１の標本値と第２の標本値との間の勾
配が同様正の極性を有していたことが検出される。それ
故に波形図Ｂにおいて第２の標本値と第３の標本値との
間において、これら２つの標本値間の曲線部分が降下す
ること、すなわち負の勾配を有しているにも拘わらず、
引き続き値＋１が検出される。

第３の標本値が存在して初めて、先行する曲線部分が負
の勾配を有していたことを検出することができる。それ
故に、第３の標本値および第４の標本値の間の勾配が再
び正であるにも拘わらず、波形図Ｂの極性曲線は第３の
標本値の時点においてそれ以後第４の標本値の存在まで
固定される値−１に移行する。新たな極性変化は第４の
標本値の時点で漸く検出され、その結果この時点におい
て波形図Ｂの曲線は再び値−１から値＋１に移行する。

波形図Ｂの極性曲線の、波形図Ａの標本値からの後続の
過程はこれまでの説明から難無く理解できる。

振動曲線の勾配の維持される極性変化は極大値（最小値
または最大値）を示している。このように維持される極
性変化は、曲線経過におけつ短時間の障害によって発生
する突発的に発生する極性変化から区別されなければな
らない。

このように波形図Ａにおいて第１の曲線部分と第２の曲
線部分との間で極性変化が認められるが、この極性変化
は第２の曲線部分と第３の曲線部分との間の新たな極性
変化によって再び帳消しになる。このような散発する極
性変化が誤って極大値と解釈されることを防止するため
に、マイクロコンピュータ３０において計数値変数Ｅ　
が波形図Ｂの極性変化に依存して、波形図Ｃに図示され
ているように調整される。

極大値に相応するようにしてもよい、波形図Ｂの極性変
化の都度、計数値変数Ｅ　は″″ｌ″′たけ大きくなる
。しかしこの変数は直接それに続く極性変化において再
びｌ″だけ小さくなる。これに対して極大値を知らせる
極性変化に次の曲線部分において新たな極性変化が続か
ないとき、計数値変数Ｅ　が新たに°゛ｌ″だけ大きく
なることによって極大値が確認される。

波形図Ｃから、計数値変数Ｅ　　＝２に達したとき、第
１の最大値に達していることが明らかである。そこで先
行する極性変化に相応する標本値ＣＡｌが固定され、か
つこの極性変化の時点から振動持続時間の測定のための
時間が計数される。

振動の最小値はＥ　　＝４のとき達しており、かつ第２
の最大値はＥ　　＝６のとき達している。この第２の最
大値に相応する極性変化において所属の標本値ＣＢ１が
決定されかつ時間測定が終了する。測定された時間が振
動持続時間ＬＭである。２つの最大値の振動振幅は標本
値から得られる： ＣＡ−ＣＡ１−ｃｏ　　　　　　　　　　　（５）ＣＢ
−ＣＢ１−Ｃｍ　　　　　　　　　　　（６）Ｃｏｌか
振動の最小値における標本値であれば、振動の平均値は に従って得られる。

このようにして振動パラメータＰ２ＲおよびＰ２Ｊの計
算に対して必要なすべての値が取り出される。

通例第２の最大値は再び新たな振動測定に対する出発点
として使用される。それ故に計数値変数は′０″にリセ
ットされずに、Ｅ　−２にセットされる。

次のステップでさらに、このようにして解析された振動
か制御の自動最適化に対して適しているかとうかか判定
されなければならない。例えは検出された゛振動″は、
求められた振動振幅が振動平均値Ｃに比べて著しく小さ
いとき、・自動最適化に対して有用でないものと認めら
れる。さらに測定された量ＣＣｔ　　からＡ’　　　　
Ｂ’　　　　Ｍ 計算された振動パラメータＰ２ＲおよびＰ２Ｊが振動の
判断基準を満足しなければならない。振動曲線の指数関
数に従った時間的な下降を規定する減衰時定数１Ｄが、
測定された振動持続時間ｔＭより著しく短いことは許さ
れない。この条件は第６図の波形図に図示されている。

波形図Ａでは減衰時定数ｔＤは測定された振動持続時間
ｔＭより大きく、かつ波形図Ｂではそれはほんの僅か小
さいだけである。これら２つの振動は制御パラメータの
補正のために許容することができる。これに対して波形
図Ｃにおいて減衰時定数１Ｄは測定された振動持続時間
ｔＭに対して非常に小さい。すなわちこれら振動は許容
されない。

実施された振動解析に基いて、制御パラメータに、、Ｋ
　　、Ｋｄの補正に対するすべての前提条件が満たされ
ているとき、機能ブロック３６によって図示されている
プログラムルーチンが次のようにして新たな制御パラメ
ータを計算する： ＴＺｌ　　を汚れ補償ザイクルにおいて測定された、温
度制御器３２の時定数とし、 ”Ｚ２　　を振動解析から計算された、センサ素子１２
の熱的な遅延度の時定数とし、 Ｔ　　を指数関数に従った非周期的な限界例における湿
度に依存した電気値の制御の時定数とする とき、３つの時定数に所属する非周期的な限界例の新た
な制御パラメータに対して次の式が成り立つ： その際パラメータＸ、ＹおよびＴ　はその前の制御パラ
メータＫ　　’　、　Ｋ、’　、Ｋｄ’並びに振動解析
により得られた振動パラメータＰ２Ｒ’Ｐ２Ｊかも次の
式に従って計算されるべきである： その際 露点調整の自動最適化理論はここで、Ｔ２２およびＹに
対して計算された値に対してＴ２２　〉　Ｏ Ｙ〉０ が成り立たなければならない。というのはＹに対する値
は理論によればＫｄを式（８）に従って計算するために
非常に小さな正の補正値であるからである。

式（８）、（９）、（１０）が示すように、非周期的な
限界例における理想的な立ち上がり振動過程の時定数Ｔ
　に対するそれぞれの前置て決められた値に制御パラメ
ータに、、に、、Ｋｄの典型的な組が相応する。

ペルチェ効果素子の出力が制限されているため、露点制
御の微分成分の制限が必要である。

微分成分は、露点制御器が障害に迅速に応答するために
重要である。事実、既述の自動最適化は常に、別の量を
大幅に上回っている微分成分を送出する。ペルチェ効果
素子の制限された冷却出力を考慮するために、Ｋ、に対
して次の限界値が維持されるように考慮される： Ｋｄ、＜１０−Ｋ。

汚れの補償 第７図は、測定値検出器ｌＯの汚れの、センサ容量Ｃと
センサ温度Ｔ、との間の関係に対する影響を示している
。

曲線■は、清潔なセンサに相応する。それは、センサ温
度ＴＦの低下の際、露点温度Ｔ、にほぼ達するまでは、
センサ容量ＣＦは乾燥時容量Ｃｏに相応することを示し
ている。露点温度Ｔｐに達する直前に漸くセンサ容量は
僅かに上昇して、それから露点温度ＴＩ：おいて正確に
、乾燥容量Ｃｏより著しく大きい値に上昇する。すなわ
ち露点センサは、センサ温度Ｔ、が、センサ容量が図示
の値Ｃ１をとるように調整されるとき、実質的に正確に
露点温度Ｔ　に保持される。

曲線■は汚れのあるセンサに相応する。センサ温度ＴＦ
が低下するとセンサ容量ＣＦは、水蒸気の毛管凝縮また
は油性の汚れの膜での水分の溶解のために、センサ温度
がまだ露点温度より相当上にあるとき既に上昇する。汚
れの種類に応じてセンサ容量ＣＦのこの上昇は、露点の
上方１００　’０まである温度において既Ｉこ始まる可
能性がある。

そこでセンサ容量ＣＦが温度調整により清潔なセンサの
場合と同じ値Ｃ１に保持されるとき、センサ温度ＴＦは
露点Ｔｐではなくて、−層高い値ＴＦ′に相応する。こ
れにより露点温度の測定の際に測定誤差Ｔが生じる。露
点センサが正確な露点温度ＴＰに保持されるように、こ
の制御は、センサ容量ＣＦが温度制御によって値０１′
に保持されるように行われなければならない。

値Ｃ１′は勿論、曲線■を形成する、汚れの種類および
程度に対してのみ当てはまる。汚れの別の種類および／
または程度はそれぞれ、露点Ｔ　におけるセンサ容量Ｃ
０の別の値を形成する。

第１図の開穴装置においてマイクロコンピュータ３０に
おいて機能ブロック３８によって図示されているプログ
ラムルーチンによって、温度調整に対するガイド量とし
て使用される容量値Ｃｒが自動的に、それが露点Ｔｐに
おけるセンサ容量ｃ＝ｃｌ’に正確に相応するように調
整される。このようにしてセンサの汚れの既述の作用か
自動的に補償される。

この目的のために、露点温度の上方にある測定信号ＣＦ
の汚れにより生じる変化と、露点温度におけるおよび露
点温度以下の水蒸気の表面凝結によって惹き起こされる
変化とを区別することを可能にする方法が採用される。

この方法が基礎としている原理を第８図の波形図を用い
て説明する。第８図の波形図Ａはセンサ温度ＴＦを時間
の関数として示している。

波形図Ａの左側の部分では、センサ温度Ｔ、が露点温度
Ｔ　の上方の領域において周期的に変化するものとしで
ある。比較的簡単に示すために、正弦波状の変化をする
と仮定したい。この変化は露点センサの熱慣性のために
勿論比較的緩慢に生じる。さらに変化の振幅はわかりや
すくするために誇張して大きく図示されている。

波形図Ａの右側の部分において露点温度の下方の領域に
おけるセンサ温度ＴＦの相応の変化が図示されている。

波形図Ｂは、波形図Ａの温度変化の際に汚れたセンサで
はセンサ容量ＣＦがどのように変化するかを時間ｔの関
数として示している。

露点温度の上方の領域において温度変化と容量変化との
間の関係が第７図の曲線■によって示されている。この
領域において汚れたセンサの容量は、曲線■によって規
定される、容量−温度特性曲線の経過に相応してセンサ
温度とは反対方向に変化する。この容量変化は汚れたセ
ンサの乾燥時容量Ｃと露点容量０１′との間の領域にあ
る。

これに対して清潔なセンサの容量はこの領域では、第７
図から直接明らかであるように、変化しない。というの
は曲線■によって示された、清潔なセンサの容量−温度
特性曲線はこの領域では水平方向に経過するからである
。清潔なセンサはこの領域における温度変化では変わら
ず乾燥時容量Ｃ６を保つ。

これに対して露点より下方の領域において汚れたセンサ
の容量は、波形図の右側部分にて図示されているように
、センサ温度の変化にもはや追従しない。この領域では
汚れたセンサの容量は、センサ素子の表面に形成された
露凝結によって決まってくる。汚れが原因の凝結はそれ
以上は生じない。凝結された水の量は露点より十分下方
にある温度では徐々に増加する。それ故にこの領域では
、センサ温度が変化するときでも、センサ容量ＣＦの漸
次の増加が生ずる。

第１図に図示の露点側歪装置では、露点温度の下方およ
び上方にある温度での汚れたセンサのこのように異なっ
た特性が、露点に相応するセンサ容量Ｃ１を測定するた
めに利用される。

第９図は、汚れ補償サイクルを、それが殊に露点時の容
量値ＣＩを測定するための装置の始動の都度どのように
実施されるかについて示している。このサイクルはさら
にセンサの乾燥時容量Ｃｏ１並びに追従制御器の時定数
ＴＺ１も明らかにしている。

第９図の波形図は、汚れ補償サイクル期間中の、系によ
って強制される、センサ温度ＴＦの時間的な経過および
これによって惹き起こされる、油性の膜で完全に汚れて
いるセンサのセンサ容量Ｃ２の時間的な経過を示してい
る。このように汚れたセンサではセンサ容量ＣＦは、露
点温度Ｔ　の約６０°Ｃ上方にある温度で既に上昇する
。

汚れ補償サイクルの開始時において例えばセンサの、ｌ
　２０　’Ｏの最大温度までの加熱が行われる。この加
熱は、センサがすべての湿気を放出した場合に生じるの
だが、センサ容量ＣＦが安定した状態に留とまるまでの
間行われる。これにより乾燥時容量Ｃｏを測定すること
ができる。図示の実施例では汚れは、１２０°Ｃのセン
サ温度において漸く水の蒸発が完全に実現される程に強
い。その時センサ容量Ｃ１は乾燥時容量ｃｏ−８９ｐＦ
に低下している。

この加熱フェーズにおいてセンサは、達した最高温度か
ら出発して、最大の冷却電力で、センサ容量ＣＦの最初
の上昇が観察されるようになるまでの間、冷却される。

図示の実施例においてこの最初の上昇はセンサ温度が約
１１５６Ｃに降下した時点で既に生じる。

この時点から、センサ温度の比較的緩慢に段階的に下降
が生じる。これにより、相応に上昇するセンサ容量Ｃ１
に段階的な上昇が強制的に加わることになる。第８図に
基いて説明したように、この汚れにより生じる、センサ
容量の周期的な時間的な変化は、センサ温度が露点の上
方にある限りにおいてのみ発生する。露点温度Ｔ　　を
下回るや否や、周期的な時間的な変化に代わって、セン
サ容量の突然のそれから漸次の増大が始まる。この変化
の時のセンサ温度が露点温度Ｔ　であり、かつこの温度
において測定されたセンサ容量ＣＦが、新たな容量目標
値として記憶される露点容量ＣＦである。図示の実施例
では、容量目標値ＣＩ＝　２１．８　ｐＦが検出される
。

第９図の波形図から、例として選択された汚れたセンサ
の特性曲線、すなわちセンサ容量の、第１Ｏ図に図示さ
れているセンサ温度に関した依存関係が導き出される。

この特性曲線から１汚れ補償のだめの既述の方法によっ
てセンサ容量Ｃの汚れにより生しる増加かＣｉの選択に
よって無視されることが明らかである。さらにこの方法
は、目標値Ｃ１が正確に急峻な特性曲線部分の基点にあ
って、かつ著しく高いところには来ないように作用する
。このことは、凝結か厚くなるに従ってますます緩慢に
なる系のダイナミンク特性に対しても、制御の既述の自
動最適化に対しても有利である。

センサ温度ＴＡの指示は汚れ補償サイクルの期間中一定
に保持されかつザイクルの終了時点後漸く再び投入接続
され、そこでこの指示は新たな露点温度まで指数関数的
に経過していく。

自動的な汚れ補償のための既述の方法の実施に対して、
センサ温度の段階的な降下の速度を正しく選択すること
が重要である。

有利な手段によって、降下速度が自動的に最適に設定さ
れるように実現できる。

既述のように、加熱フェーズの終了後ペルチェ効果素子
は最初、センサ容量Ｃ１の上昇が初めて検出されるまで
の間、最大の冷却電流で作動される。

これからセンサ温度の段階的な低減が行われる。最初セ
ンサ温度は（温度制御の目標値Ｔ。

の低下によって）ｌ’ｏだけ低減されかつそれから、セ
ンサ容量ＣＦが飽和状態に移行するまでの間、新たな温
度値に保持される。このことはセンサ容量の汚れにより
生じる増大を表わしている。これに基いて再びセンサ温
度の、ｌ′Ｃの低減が行われる。以下同じように低減さ
れる。

このようにして、段階頻度、従って平均下降速度は自動
的にその都度の条件に、ＣＦ値の周期的な時間的な変化
を申し分なく検出しかつ評価できるように、整合される
。

センサ容量が飽和状態にもはや達せず、恒常的に上昇す
るとき、このことは、センサ温度が露点を上回ったこと
を指示している。それからセンサ容量ＣＦが最後に達し
た値から新たな目標値Ｃ１が決められる。

第１１図の波形図は、センサ温度の段階的な下降を一層
明らかにする、第９図の温度曲線の拡大部分図であり、
かつ第１１図の波形図Ｂはセンサ容量Ｃ１の相応の周期
的な時間的な変化を示している。第１１図には、時定数
ＴＺｌを汚れ補償サイクルにおける温度曲線の経過から
どのように求めることができるかについても図示されて
いる。

センサ容量ＣＦの周期的な時間変化は、センサ温度ＴＦ
の段階的な低減とは別の方法においても発生することが
できる。例えばセンサ温度ＴＦを交互に、２°Ｃだけ低
減しかつそれから再びｌ′Ｃだけ高めることができ、そ
の結果下降する温度曲線に温度振動か重畳される。その
場合センサ容量の上昇に、露点温度の上方にある領域に
おいて、周期的な時間変化を生せしめる相応の振動が重
畳されることになる。

センサが汚れていないとき、ＣＦの周期的な時間変化は
発生せず、センサ容量の最初の上昇は露点で漸く行われ
かつそれは飽和減少の生じない恒常的な上昇に相応する
。この場合目標値Ｃは、乾燥時容量値Ｃｏより前置て決
められｌ た値たけ大きい値に、例えば Ｃ＝　　Ｇｏ　＋　　０．２ｐＦ にセットされる。

最後に汚れ補償サイクルの終了時に、サイクルの期間中
に観察された容量および温度変化に基いた制御パラメー
タに、、　Ｋ　　およびＫｄに対する仮の粗に設定され
た値が決定される。それからこの粗い調整パラメータに
よって湿度に依存する電気値の通常の制御が始まるが、
通例この制御にはまだ振動が生じている。というのは見
い出された調整パラメータは非常におおざっばにしか系
に整合されていないからである。

しかしそれから既述の振動解析および自動最適化を用い
て、Ｋ　　、に、、Ｋｄに対する粗に設定された値およ
び容量振動のパラメータＰ２Ｒ’Ｐ２Ｊから正確な制御
パラメータが決定される既述の汚れ補償サイクルは、述
べたように、装置の始動の都度実施されかつ場合によっ
ては比較的長い時間間隔において繰り返される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の気体中の水蒸気露点の測定装置のブ
ロック回路図であり、第２図は、第１図の装置に使用す
ることができるセンサ素子の平面図であり、第３図は、
第２図のセンサ素子の一部を拡大して見た断面図であり
、第４図は、第１図の装置における湿度に依存する電気
信号の時間的経過の一例を示す波形図であり、第５図は
、第１図の装置において実施される振動解析を説明する
ための線図であり、第６図は、第１図の装置において発
生することができる湿度に依存する電気信号の種々異な
った振動形を示す線図であり、第７図は、清潔な露点検
出センサおよび汚れた露点検出センサにおけるセンサ容
量とセンサ温度との間の関係を示す線図であり、第８図
は、第１図の装置における汚れに無関係な温度調整を実
現するための目標値の設定の際に適用される原理を説明
するための線図であり、第９図は、第１図の装置におい
て汚れの補償のために実施されるサイクルの時間経過を
示す線図であり、第１０図は、第９図の線図かられかる
、汚れのある露点検出センサにおけるセンサ容量とセン
サ温度との間の関係を示す線図であり、第１１図は、第
９図に図示された、汚れ補償のサイクルの時間経過を一
部拡大して示す部分線図である。 ｌＯ・・・測定値検出器、１２・・・センサ素子、１４
・・・ペルチェ効果素子、１６・・・温度センサ、２０
・・・インピーダンス評価回路、２２・・・温度評価回
路、２４・・・ＡＤ変換器、２５・・・出力段、２６・
・・温度指示器、２８；　３２・・・温度制御器、３０
−＝　−７イクロコンピュータ、３３・・・露点評価部
、３５・・・湿度に依存する電気値の制御部、３６・・
・制御パラメータの補正部、３７・・・振動解析部、３
８・・・汚れ補償部、ＣＦ・・・センサ素子の容量、Ｃ
Ｃ・・・乾燥時の容量、Ｓ２・・・センサ素子０　”　
　　ｌ の湿度に依存する量に依存する電気信号、ＳＴ・・・湿
度センサの温度に依存する電気値に依存する電気信号 −５６＝ ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、５ 一トーーーーーーーー）ｖ　　　　　　　　　　　　　
　　　ｒ−。 ［ ＦＩＧ、６ ＦＩＧ、７ ＦＩＧ、８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、センサ面における露滴の形成の指示のために使用さ
   れる、湿度に依存した電気値を、センサ面の温度を制御
   することによって安定した露量に対応する目標値に保持
   しかつセンサ面の温度を測定する、気体中の水蒸気の露
   点を測定する方法において、 目標値を設定するために、露点温度より上方にある値の
   センサ面の温度を低下させかつ該温度低下に周期的な時
   間的な温度変化を重畳し、かつ湿度に依存した電気値の
   周期的な時間変化の同時の発生の際に、周期的な時間変
   化の、単調な変化への転換の際に測定された、湿度に依
   存した電気値の値を目標値として使用することを特徴と
   する水蒸気の露点測定方法。 ２、センサ面の温度を前以て決められた値だけ低下させ
   、かつ湿度に依存した電気値の周期的な時間変化を該量
   の単調増加まで監視する請求項１記載の水蒸気の露点測
   定方法。 ３、センサ面の温度の段階的な変化を湿度に依存した電
   気値の変化に依存して開始する請求項２記載の水蒸気の
   露点測定方法。 ４、センサ面を最初、気体の露点の上方にある温度に、
   湿度に依存した電気値が一定の値をとるまでの間加熱し
   、かつ上記一定の値を乾燥時の値として測定し、かつそ
   れからセンサ面の温度を段階的に低下させ、かつ湿度に
   依存した電気値の最初の変化が検出されたときに、周期
   的な時間的な温度変化の重畳を開始する請求項１から３
   までのいずれか１項記載の水蒸気の露点測定方法。 ５、湿度に依存した電気値は容量である請求項１から４
   までのいずれか１項記載の水蒸気の露点測定方法。 ６、湿度に依存した量の制御に対する制御パラメータを
   湿度に依存した電気値またはセンサ温度の振動の解析に
   基いて連続的に補正する請求項１から５までのいずれか
   １項記載の水蒸気の露点測定方法。 ７、振動の解析によって、２つの連続する振動最大値に
   おける振動振幅および該振動最大値間の時間間隔を求め
   る請求項６記載の水蒸気の露点測定方法。 ８、振動最大値を検出するために、湿度に依存する電気
   値またはセンサ温度の経過の複数の連続する曲線部分の
   勾配の極性を評価する請求項７記載の水蒸気の露点測定
   方法。 ９、振動最大値の発生を指示する、２つの曲線部分間の
   極性変化を記憶しかつ直接続いて新たに極性変化があれ
   ば上記記憶を消去し、これに対して新たな極性変化がな
   ければ上記振動最大値を確認する請求項８記載の水蒸気
   の露点測定方法。 １０、極性変化の記憶のために計数値変数を所定の値だ
   け変化し、かつ振動最大値を確認するために上記計数値
   変数を新たに同じ値だけ同じ方向に変化する請求項９記
   載の水蒸気の露点測定方法。 １１、湿度に依存した電気値の制御はＰＩＤ制御である
   請求項６から１０までのいずれか１項記載の水蒸気の露
   点測定方法。 １２、湿度に依存した電気値の制御によって制御量とし
   て温度目標値を発生し、かつ温度目標値をカスケードに
   おいて後置接続された、その制御量がセンサ面の温度で
   ある温度制御器に対する基準量として使用する請求項１
   １記載の水蒸気の露点測定方法。 １３、カスケードにおいて後置接続された温度制御器は
   固定に設定された制御パラメータを用いる制御器である
   請求項１２記載の水蒸気の露点測定方法。 １４、湿度に依存する電気値に依存する電気信号を送出
   する、センサ面を有する電気センサ素子と、上記センサ
   面の温度に影響を及ぼす電気的な加熱および冷却装置と
   、上記センサ表面の温度に依存する電気信号を送出する
   電気温度センサとを有する露点センサと、該露点センサ
   に接続されている、湿度に依存する電気信号を制御量と
   して受取りかつ上記電気的な加熱および冷却装置に、湿
   度に依存する電気信号を目標値に保持する制御量を送出
   する制御装置とを具備した、請求項１から１３までのい
   ずれか１項に記載の方法を実施するための装置において
   、 上記制御装置はカスケードに配置されている主制御器お
   よび追従制御器を含んでおり、かつ上記主制御器が湿度
   に依存する電気信号を制御量として受取りかつ湿度に依
   存する電気信号の目標値を基準量として受取りかつ温度
   目標値信号を送出しかつ上記追従制御器が上記主制御器
   から送出された温度目標値信号を基準量として受取りか
   つ上記温度センサから送出された温度に依存する信号を
   制御量として受取りかつ調整量を上記電気的な加熱およ
   び冷却装置に送出することを特徴とする水蒸気の露点測
   定装置。 １５、主制御器は、その制御パラメータが振動解析に基
   いて補正されるＰＩＤ制御器であり、かつ追従制御器は
   固定に設定された制御パラメータを有する制御器である
   請求項１４記載の水蒸気の露点測定装置。 １６、主制御器および追従制御器は、湿度に依存する電
   気値の目標値の設定も振動解析も制御パラメータの補正
   も実施する１つのマイクロコンピュータによって形成さ
   れている請求項１４または１５に記載の水蒸気の露点測
   定装置。