JPH0416755A

JPH0416755A - 露点検出装置

Info

Publication number: JPH0416755A
Application number: JP2121778A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Yagi; 秀明八木; Takahito Kojima; 小島　隆仁
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1990-05-11
Filing date: 1990-05-11
Publication date: 1992-01-21
Anticipated expiration: 2013-11-11
Also published as: JP2823936B2

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１本発明は、相対湿度の変化に対応して電気抵抗値または
電気容量が変化するセラミック湿度センサまたは高分子
湿度センサ等を利用して露点温度の検出を行う露点検出
装置に関する。

［従来の技術］従来より、露点検出装置としては、金属管をグラスウー
ルで覆い、その上に導電性コイルを巻き、塩化リチウム
の水溶液を塗布した構造をした感湿部を持つ塩化リチウ
ム露点センサが存在する。

この塩化リチウム露点センサは、導電性コイルに電流を
流すと、この導電性コイルが発熱することにより塩化リ
チウムを塗布した物体の温度が上昇する。すると、塩化
リチウムの水蒸気圧が周囲の気体の水蒸気圧と等しくな
るまで温度が上昇する。この温度から露点温度を求める
ものである。

し発明が解決しようとする課題］ところが、塩化リチウム露点センサの感湿部は、グラス
ウールに塗布した塩化リチウムが劣化し易いので、３月
に一度くらい塩化リチウムを取替えなければならない。

なお、感湿部が腐食性のガスなどに触れると、さらに早
く塩化リチウムが劣化してしまう。このため、高価で保
守に人手が必要になるという課題があった。

丈な、塩化リチウム露点センサが結露した場合には、塩
化リチウムが溶出することにより露点センサとして性能
を発揮することができず、精度良く露点温度を測定でき
ないという課題があった。

このような塩化リチウム露点センサを用いないで露点温
度を検出するものとして、電気抵抗式湿度センサ、温度
センサおよびマイクロコンピュータを用いた構造が考え
られる。ところが、この構造においては、湿度センサお
よび温度センサからの出力をＡ／Ｄ変換器でディジタル
化してマイクロコンピュータに送り、マイクロコンピュ
ータで演算を行い、その結果をＤ／Ａ変換器でアナログ
化して露点温度を得るものであるが、複雑な構造となる
とともに非常に高価なものとなる。

本発明は、簡易な構造で、しかも安価で保守に人手がい
らず、精度良く露点温度を測定できる露点検出装置の提
供を目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明の露点検出装置は、雰囲気中の相対湿度の変化に対応して電気抵抗値または
電気容量が曲線状に変化する湿度センサを有し、前記雰
囲気中の相対湿度を検出する湿度検出手段と、前記雰囲気中の温度を検出する温度検出手段と、この温
度検出手段の検出温度のときの前記湿度検出手段の検出
相対湿度に関する第ト湿度出力を、予め設定された設定
雰囲気温度のときの相対湿度に関する第２湿度出力に補
正する第１補正手段と、前記設定雰囲気温度のときの前
記検出相対湿度の変化に対応して曲線状に変化する前記
第２湿度出力を、直線状に変化する第３湿度出力に変換
する第１近似手段と、前記第３湿度出力の変化に対応して曲線状に変化する、
前記設定雰囲気温度のときの露点温度を、直線状に変化
する第１露点出力に変換する第２近似手段と、前記第１露点出力を、前記温度検出手段の検出温度のと
きの露点温度に関する第２露点出力に補正する第２補正
手段とを備えた技術手段を採用した。

［作用］温度検出手段により雰囲気中の温度を検出する。

そして、雰囲気中の相対湿度の変化に対応して電気抵抗
値または電気容量が曲線状に変化する湿度センサを有す
る湿度検出手段から検出温度に温度依存した検出相対湿
度に関する第１湿度出力が出る。

この第１湿度出力は、第１補正手段によって予め設定さ
れた設定雰囲気温度のときの相対湿度に関する第２湿度
出力に補正される。このため、第２湿度出力は、検出相
対湿度から検出温度による温度依存分が打ち消され、雰
囲気中の温度の変化に拘らずある相対湿度に対して常に
一定の出力となる。なお、第２ｉ度出力は、湿度検出手
段の検出相対湿度が変化すると曲線状に変化する出力で
ある。

この第２湿度出力は、第１近似手段によって第３湿度出
力に変換される。なお、第３湿度出力は、第２湿度出力
の変化（曲線状出力）に近似した直線状に変化する出力
（直線状出力）である。

この第３湿度出力に対応した露点温度は、相対湿度と露
点温度との関係より、第２近似手段によって第１Ｈ点出
力に変換される。なお、このときの露点温度は、設定雰
囲気温度のときの検出相対湿度に対応した設定雰囲気温
度のときの露点温度に関する出力であり、検出相対湿度
の変化に対応して曲線状に変化する出力である。また、
第１露点出力は、第３湿度出力の変化（直線状出力）を
相対湿度と露点温度との関係より第２近似手段で設定雰
囲気温度のときの露点温度に変換したことから露点温度
に対し直線状に変化する出力（直線状出力）である。

この第１露点出力は、第２１正手段によって温度検出手
段の検出温度のときの露点温度に関する第２露点出力に
補正される。このため、第２露点出力は、検出温度に温
度依存したものとなり、雰囲気中の温度の変化に対応し
た露点温度の出力となる。

よって、雰囲気中の相対湿度および温度から正確な露点
温度が求められる。

［発明の効果］露点温度の検出に、相対湿度の変化に対応して電気抵抗
値または電気容量が変化する湿度センサを利用すること
により塩化リチウム露点センサを用いた従来装置と比較
して耐久性を向上できる。

湿度センサが結露しても性能が低下することはないので
、長期間精度良く露点温度を測定できる。

このため、湿度検出手段の保守管理が非常に簡易なもの
となり、安価で保守に人手がいらない露点検出装置を提
供できる。

また、マイクロコンピュータを用いた装置と比較して構
造が簡易で安価なものとなる。

［実施例］本発明の露点検出装置を図に示す実施例に基づき説明す
る。

（実施例の構成〉第１図ないし第９図は本発明の実施例で、第１図は空気
調和装置の露点温度制鄭用の露点検出装置を示す図であ
る。

この露点検出装置１は、湿度検出回路２、温度検出回路
３、第１補正回路４、第１近似回路５、第２近似回路６
および第２補正回路７を備える。

湿度検出回路２は、本発明の湿度検出手段であって、セ
ラミック湿度センサ２１、交流電源２２、抵抗体２３お
よび増幅器２４を有する。

セラミック湿度センサ２１は、ナシコン系（Ｎａ！＋ｇ
　Ｚｒ２　　・Ｓ　ｉ、　Ｐ３−９ｏ１２）を原料とし
た多孔質セラミックからなる感湿体を備え、雰囲気中の
相対湿度を検出するものである。このセラミック湿度セ
ンサ２１は、相対湿度が増加するにしたがって電気抵抗
値が対数的に減少するものである（第２図のグラフ参照
）。

交流電源２２は、セラミック湿度センサ２１に交流電流
を供給するものである。抵抗体２３は、セラミック湿度
センサ２１の出力側に接続され、例えば電気抵抗値が４
０にΩとされている。増幅器２４は、セラミック湿度セ
ンサ２１と抵抗体２３との分圧出力を増幅した検出相対
湿度に関する第１湿度出力を第１近似回路５に送るもの
である。この第１湿度出力は、セラミック湿度センサ２
１の電気抵抗値が減少するにしたがって増加する、すな
わち、相対湿度が増加するにしたがって増加する出力電
圧である。また、第１湿度出力は、相対湿度だけでなく
雰囲気温度に温度依存したものである（例えば第３図の
グラフのＡ参照）。

温度検出回路３は、本発明の温度検出手段であって、白
金薄膜抵抗体からなる温度センサを有し、検出温度に対
応して温度センサの電気抵抗値が変化することによって
出力電圧が変化する。この温度検出回路３は、雰囲気中
の温度を検出して、その検出温度に関する温度出力を第
１補正回路４および第２補正回路７に送る。

第１補正回路４は、本発明の第１１ｉ正手段であって、
湿度検出回路３から出力された検出相対湿度に関する第
１湿度出力と温度検出回路３から出力された検圧温度に
関する温度出力とを入力する。

そして、第１補正回路４は、温度依存した第ト湿度出力
を温度依存を取り除いた第２湿度出力に補正して第１近
似回路５に送る。この第２湿度出力は、予め設定された
設定雰囲気温度（例えば２０″Ｃ）のときの相対湿度に
関する出力電圧である（第４図のグラフのＢ、Ｃ参照）
。

第１近似回路５は、本発明の第１近似手段であって、対
数増幅器などから構成されている。この第１近似回路５
は、第２湿度出力（曲線状出力）を相対湿度に対して直
線状に近似し、これを第３湿度出力（直線状出力）とし
て第２近似回路６に送る。この第３湿度出力は、雰囲気
温度に温度依存しない相対湿度に関する出力電圧である
（第５図のグラフ参照）。

第２近似回路６は、本発明の第２近似手段であって、折
れ線近似回路などから構成されている。

この第２近似回路６は、相対湿度と露点温度との関係（
第６図のグラフのＤ参照）より、設定雰囲気温度（例え
ば２０°Ｃ）のときの相対湿度の増加に対応して曲線状
に増加する露点温度（例えば第７図のグラフのＥ参照）
を、直線状の第１露点出力（直線状出力）に変換して第
２補正回路７に送る。

この第１露点出力は、設定雰囲気温度のときの相対湿度
に対応した露点温度に関する出力である。

したがって、第１露点出力は、設定雰囲気温度のときの
露点温度に関する出力電圧である（第８図のグラフ参照
）。

第２補正回路７は、本発明の第２補正手段であって、温
度検出回路３から出力された検出温度（例えば１０℃）
に関する温度出力と第２近似回路６から出力された設定
雰囲気温度（例えば２０℃）のときの露点温度に関する
第１露点出力を入力する。この第２補正回路１は、第１
露点出力を第２露点出力に温度補正して表示回路（図示
せず）才たは空気調和装置（図示せず）等に送る。この
第２露点出力は、検出温度に温度依存する露点温度（例
えば第６図のグラフのＦ参照）に関する出力電圧であり
、露点温度に対し直線状の出力である（例えば第９図の
グラフ参照）。

（実施例の作用）本実施例の露点検出装置１の作動を第１図ないし第９図
に基づき説明する。

交流電源２２からセラミック湿度センサ２１に交流電流
が供給されると、セラミック湿度センサ２１の電気抵抗
値が検出相対湿度（例えば雰囲気温度１０℃、相対湿度
５０％ＲＨ）に対応した値となる（第２図のグラフ参照
）。そして、セラミック湿度センサ２１の電気抵抗値と
抵抗体２３の電気抵抗値との分圧出力が増幅器２４で増
幅された後に、検出相対湿度に関する第１湿度出力（第
３図のグラフのＡ参照）が第１補正回路４に送られる。

このとき、温度検出回路３から検出温度（例えば１０°
Ｃ）に関する温度出力も第１補正回路４に送られる。

第１湿度出力と温度出力とを入力した第１補正回路４は
、第１湿度出力から雰囲気温度の温度依存を取り除くた
めに、第４図のグラフに示すように、第１湿度出力（Ｂ
）を設定雰囲気温度（例えば２０℃）のときの相対湿度
に関する第２湿度出力（ｃ）に変換して第１近似回路５
に送る。

第２湿度出力を入力した第１近似回路５は、検出温度の
温度依存を取り除かれた第２湿度出力を、第５図に示す
ように、この第２湿度出力に近似した直線状の第３湿度
出力に変換する。このため、第３湿度出力は、湿度検出
回路２の第１湿度出力（相対湿度）が増加するにしたが
って直線状に増加する出力となる。よって、湿度検出回
路２から送られてきた第１湿度出力が検出相対湿度（例
えば５０％ＲＨ）である場合には、第５図のグラフに示
すように、第１近似回路５から出力電圧ａＶ（例えばフ
ルスケールの１／２・　０５■）の第３湿度出力が得ら
れることとなる。

第３湿度出力を入力した第２近似回路６は、設定雰囲気
温度（例えば２０℃）のときの相対湿度の変化に対応し
て曲線状に変化する露点温度（第７図のグラフのＥ参照
）を作ることにより、その露点温度に対し直線状の第１
露点出力（第８区のグラフ参照）に変換する。このため
、第１露点出力は、第１近似回路５の出力（設定雰囲気
温度のときの相対湿度）が増加するにしたがって直線状
に増加する出力が得られる。よって、第１近似回路５か
ら送られてきた出力が出力電圧Ａ（例えば相対湿度５０
％ＲＨ）である場合には、第６図のグラフに示すように
、第２近似回路６から出力電圧（例えば本来は露点温度
０．１℃であるが９３℃を示す）ｂＶの第１露点出力が
得られることとなる。

つづいて、温度検出回路３の温度出力と第２近似回路６
の第１露点出力とを入力した第２補正回路７は、未だ第
１露点出力が検出温度に温度依存しないものであるため
、第１露点出力を温度出力に応じて検出温度に温度依存
した第２露点出力を作る。すなわち、第６図のグラフの
Ｆに示すように、温度検出回路３により雰囲気温度１０
℃が検出されている場合には、露点温度として０１℃が
得られ、第２露点出力は第９図のグラフに示すように、
ｃＶの露点出力となる。

（実施例の効果）以上の実施例により、セラミック湿度センサ２１および
温度検出回路３を利用して露点温度を検出することがで
きるので、塩化リチウム露点センサを用いた従来装置と
比較して耐久性を向上できる。

しかも、セラミック湿度センサ２１が結露しても検出性
能が低下することはないので、長期間精度良く露点温度
の測定を行うことができる。このため、セラミック湿度
センサ２１の保守管理か非常に簡易な露点検出装置１を
提供できる。

また、マイクロコンピュータ、Ａ／Ｄ変換器およびＤ／
Ａ変換器等の高価な部品を用いないで、簡易な回路構成
で露点温度を検出できるので、マイクロコンピュータを
用いた露点検出装置と比較して構造が簡易で安価なもの
となる。

（変形例）本実施例では、湿度センサとして相対湿度の変化に対応
して電気抵抗値が変化するセラミック湿度センサを用い
たが、湿度センサとして相対湿度の変化に対応して電気
抵抗値あるいは電気容量（静電容量）が変化する高分子
湿度センサを用いても良い。なお、電気容量が変化する
高分子（例えばメタクリル酸メチルなど）湿度センサは
、第１０図のグラフに示すように、相対湿度が増加する
にしたがって電気容量が増加するものである。

この湿度センサをセラミック湿度センサ２１と交換して
第１図の湿度検出回路２に組み込んだ場合には、電気容
量の変化を電気的に増幅して第１補正回路４に送ること
によって実施例と同一の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第９図は本発明の実施例を示す。第１図は露点検出装置を示す概略図、第２図は雰囲気温
度に対応して変化するセラミック湿度センサの電気抵抗
値と相対湿度との関係を表すグラフ、第３図は雰囲気温
度に対応して変化する湿度検出回路の出力電圧と相対湿
度との関係を表すグラフ、第４図は相対湿度と第２湿度
出力電圧との関係を表すグラフである。第５図は相対湿
度と第３湿度出力電圧との関係を表すグラフ、第６図は
雰囲気温度に対応して変化する露点温度と相対湿度との
関係を表すグラフ、第７図は相対湿度と露点温度との関
係を表すグラフ、第８図は露点温度と第１露点出力電圧
との関係を表すグラフ、第９図は露点温度と第２露点出
力電圧との関係を表すグラフである。第１０図は本発明の変形例で、雰囲気温度に対応して変
化する高分子湿度センサの電気容量と相対湿度との関係
を表すグラフである。図中１・・・露点検出装置２・・・湿度検出回路（湿度検出手段）３・・・温度検
出回路（温度検出手段）４・・・第１補正回路（第１補
正手段）５・・・第１近似回路（第１近似手段）６・・
・第２近似回路（第２近似手段）７・・第２補正回路（
第２補正手段）２１・・・セラミック湿度センサ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）（ａ）雰囲気中の相対湿度の変化に対応して電気
抵抗値または電気容量が曲線状に変化する湿度センサを
有し、前記雰囲気中の相対湿度を検出する湿度検出手段
と、（ｂ）前記雰囲気中の温度を検出する温度検出手段と、（ｃ）この温度検出手段の検出温度のときの前記湿度検
出手段の検出相対湿度に関する第１湿度出力を、予め設定された設定雰囲気温度のときの相対湿度に関す
る第２湿度出力に補正する第１補正手段と、（ｄ）前記設定雰囲気温度のときの前記検出相対湿度の
変化に対応して曲線状に変化する前記第２湿度出力を、
直線状に変化する第３湿度出力に変換する第１近似手段
と、（ｅ）前記第３湿度出力の変化に対応して曲線状に変化
する、前記設定雰囲気温度のときの露点温度を、直線状に変化する第１露点出力に変換する第２近似手段
と、（ｆ）前記第１露点出力を、前記温度検出手段の検出温
度のときの露点温度に関する第２露点出力に補正する第
２補正手段とを備えた露点検出装置。