JPH0136117Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、水蒸気検出装置に係るもので、と
くに高温度下での水蒸気を検出するのに適した装
置に関する。

近年、100℃以上の高温においても湿分を検出
することのできる感知素子として、連続使用にも
安定性のあるセラミツク湿度センサが開発されて
いる。このセラミツク湿度センサは、セラミツク
素体をベースとし、その表面に例えばLiZnVO₄
から成る金属酸化物のガラス質の薄膜で被覆して
感湿層となし、さらにその両面に多孔質電極を焼
付けし、それに接続したリード線を電気回路に接
続して成るもので、前記セラミツク素体の厚さ方
向の電気抵抗が相対湿度に対して指数関数的に変
化する特性から湿度を電気信号として検知するよ
うにしたものである。

しかし、前記セラミツク湿度センサは、第１図
に示すように150〜170℃を越える頃から電気抵抗
がサーミスタ特性を示すため、温度上昇中の雰囲
気下（例えば、ボイラが運転を開始してから定常
運転に入るまでの過渡期の蒸気配管）では温度変
化に起因する電気抵抗変化が大きくなり、湿度変
化に起因する電気抵抗変化との判別が困難となる
という問題がある。

この考案の目的とするところは、昇温下でも正
しく湿度を検出できる水蒸気検出装置を提供する
ことにある。

この考案による水蒸気検出装置は、セラミツク
湿度センサと、そのセラミツク湿度センサに接続
されていて、そのセラミツク湿度センサの電気抵
抗特性に対応する所定電気信号を発生する第１信
号発生手段と、湿度零％状態における前記セラミ
ツク湿度センサの温度−電気特性に対応する所定
基準電気信号を発生する第２信号発生手段と、前
記第１信号発生手段と第２信号発生手段の出力を
比較する手段とから成る構成に特徴を有するもの
で、前記第２信号発生装置は、セラミツク湿度セ
ンサと同様に水蒸気検出位置に設置された温度計
と、この温度計出力が入力されたIC又はマイク
ロコンピユータから構成され、温度計としては、
熱電対又はサーミスタ等から構成されている。

上記の如く構成された水蒸気検出装置によれ
ば、第１信号発生手段は、セラミツク湿度センサ
の設置された場所の温度及び湿度に依存したセラ
ミツク湿度検出手段の電気的特性に基づく電気信
号を出力するが、一方の第２信号手段は、温度の
みに依存したセラミツク湿度検出手段の電気的等
性に基づく電気信号を忠実に出力するので、両者
を比較すれば、湿度のみに応答した電気信号を得
ることができる。

従つて、この考案によれば、高温になると一般
に電気抵抗が著しく低下するセラミツク湿度計を
使つて昇温下の正確な水蒸気の検出が可能とな
る。

この考案に係る水蒸気検出装置は、特に高温蒸
気〔低くて180℃（10気圧の飽和蒸気）、高くて過
熱蒸気による560゜〕を扱う発電プラントの蒸気漏
れ検知装置としてとくに有用である。

以下、添附図面に示した一実施例に基づいてこ
の考案を具体的に説明する。

この考案に係る水蒸気検出装置は、第２図に示
すように、主として点線１０で囲まれた被検出個
所内に設置されたセラミツク湿度センサ１１と、
このセンサ１１の電気特性に応じて電気信号を出
力する第１信号発生手段１２と、セラミツク湿度
センサ１１の湿度零％における電気特性に応じた
電気信号を出力する第２信号発生手段１３と、第
１信号発生手段１２と第２信号発生手段１３の出
力を比較する比較手段１４とから成る。

セラミツク湿度センサ１１は、例えばZnCr₂O₄
の２〜3μｍ粒子から成る多孔質のベースの表面
にLiZnVO₄から成る金属酸化物のガラス質の薄
膜で被覆して感湿層となし、さらにその両面に多
孔質電極を設け焼付けし、それにリード線を接続
したものを筒形ケーシングに収容したものを使用
するのが好ましい。

前記セラミツク湿度センサ１１は、第１図に示
すように、設置個所の温度及び湿度に依存する電
気抵抗特性を有する。

第１信号発生手段１２は、例えば演算増幅器か
ら構成され、この非反転入力端はアースされ、反
転入力端と出力端にセラミツク湿度センサ１１が
接続され、かつ反転入力端には抵抗Rsを介して
定電圧Vsが印加されている。この定電圧は、ツ
エナダイオード等の公知手段で発生できる。セラ
ミツク湿度センサ１１は、フイードバツク抵抗と
して作用するので、演算増幅器の電圧増幅度はＡ
＝Rf／Rsとなるので、出力端にはVs×Rf／Rsなる電圧 Voが出力される。Vs，Rsは定数であり、Rfは温
度及び湿度に依存し、第３図の点線で示すように
変化する。

第２信号発生手段１３は、例えば、熱電対また
はサーミスタ等で構成され、湿度検出個所１０内
に設置された温度計１５と、この温度計からの信
号が入力されるマイクロコンピユータ１６から成
る。マイクロコンピユータ１６は、湿度零％にお
ける第１信号出力Vo変化と同じ大きさの基準信
号Vo′を出力する。IC等を使つても、このような
基準信号を出力できるが、マイクロコンピユータ
を使つた場合、湿度センサ１１の経時変化をも考
慮して湿度零％における第１信号出力Voに極め
て近似した基準信号Vo′を出力できる。

比較手段１４は、例えば演算増幅器から構成さ
れ、非反転出力端には第１信号発生手段１２出力
Voが入力され、反転入力端には基準信号Vo′が
入力され、それら信号の差Vo−Vo′が出力端に
出力される。この信号差は、湿度を表わすもので
あり、例えば蒸気漏れ検知装置では、この信号差
が急激に上昇すれば蒸気漏れを警報できる。また
本装置を湿度の制御に使用する場合は、この出力
によつて所定の制御装置を駆動させることもでき
る。

以上に述べたように、この考案たる水蒸気検出
装置は、セラミツク湿度センサの使用において、
温度変化による擾乱を打ち消して、湿度による信
号のみを取り出せるので、温度上昇時の湿度を正
しく検出できるものであつて、とくに300程度℃
程度までの蒸気配管の蒸気漏れも検出することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、セラミツク湿度センサの電気抵抗特
性を示すグラフ、第２図はこの考案に係る水蒸気
検出装置を示す回路図、第３図は第１及び第２信
号発生手段の出力を示すグラフである。 １０…被検出個所、１１…セラミツク湿度セン
サ、１２…第１信号発生手段、１３…第２信号発
生手段、１４…比較手段、１５…温度計、１６…
マイクロコンピユータ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) セラミツク湿度センサと、そのセラミツク湿
   度センサに接続されていて、そのセラミツク湿
   度センサの電気抵抗特性に対応する所定電気信
   号を発生する第１信号発生手段と、湿度零％状
   態における前記セラミツク湿度センサの温度−
   電気特性に対応する所定基準電気信号を発生す
   る第２信号発生手段と、前記第１信号発生手段
   と第２信号発生手段の出力を比較する手段とか
   ら成ることを特徴とする水蒸気検出装置。 (2) 前記第２信号発生手段が、湿度検出位置に設
   置された温度計と、その温度計の指示値から湿
   度零％における前記セラミツク湿度センサの温
   度−電気特性に対応する所定基準電気信号を発
   生するマイクロコンピユータから成る実用新案
   登録請求の範囲第１項記載の水蒸気検出装置。