JPH06281564A - 湿度センサ - Google Patents

湿度センサ

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JPH06281564A
JPH06281564A JP8948293A JP8948293A JPH06281564A JP H06281564 A JPH06281564 A JP H06281564A JP 8948293 A JP8948293 A JP 8948293A JP 8948293 A JP8948293 A JP 8948293A JP H06281564 A JPH06281564 A JP H06281564A
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JP
Japan
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humidity
air
temperature
relative humidity
sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP8948293A
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English (en)
Inventor
Ryusuke Kamanaka
龍介 鎌仲
Masaru Baba
勝 馬場
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Nepon KK
Original Assignee
Nepon KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】施設園芸用温室内のような高湿度雰囲気におい
て90%以上の相対湿度を精度良く検知することのできる
湿度センサを提供する。 【構成】本発明の湿度センサは、直通管11またはU字管
12内に送風機17を用いて高湿度(相対湿度90%以上) の
被測定空気を吸込み、当該空気の温度を第1(加熱前)
温度センサ13で測定し、次いで当該空気をヒータ14で加
熱し、加熱した空気の温度を第2(加熱後)温度センサ
15で測定した後に加熱された空気の相対湿度を湿度セン
サ16で測定し、次いで、空気の加熱前温度(X3)、加熱後
温度(X1)、加熱空気の相対湿度(X2)を基にして、演算回
路23において、被測定湿度(Y%)を相関式Y=a・X1
+b・ X2 +c・X3+d(ただし、a〜dは分析にて得
る定数)に基いて計算し、その相対湿度を湿度表示器25
により表示するとともに当該相対湿度に基いて機器制御
系26により必要な機器の操作を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は湿度センサ、例えば相対
湿度が90%以上の施設園芸用温室内の相対湿度を正確に
検出することができる湿度センサに関する。
【0002】
【従来の技術】施設園芸用温室(以下、単に温室とい
う。)における作物の栽培において、高湿度による病気
発生がしばしば問題となり、特に作物がぬれた場合には
病原菌増殖の大きな原因となることが知られている。作
物のぬれの原因は大きく別けると二つあり、一つは作物
の表面の温度が空気の露点温度以下になることによる結
露であり、もう1つは、被覆材内面への結露が作物へ落
下することである。これに関して後者に対しては、結露
の流下性を持つ資材や、特に内張(カーテン)用として
吸湿性、透湿性を持つ資材が利用されるなどして改善が
進んでいるが、前者に対しては種々の対策が考案されて
はいるが、まだ開発途上であり、特に作物への結露発生
要因である高湿度状態の検出も難しい状況にある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】湿度を検知する湿度セ
ンサとしては、古くから乾湿球湿度計が知られている
が、それに加えて毛髪式湿度計、伸縮型湿度計、デジタ
ル型湿度計が開発されている。例えばデジタル型湿度計
では、くしをかみ合わせた形状の対向電極の上に感湿剤
を塗布し、湿気を吸うと感湿剤の抵抗が低下することを
利用し、湿度を抵抗値の変化によって検知する。しか
し、湿度計を実際に使用する場合、センサの特性上相対
湿度が90%を超えると湿度を正確に測定することができ
ない現状にある。一方、温室栽培においては、結露が発
生しそうな条件の有無を検知することが重要であり、相
対湿度が90%を超える高湿度においても正確に湿度を検
出することができるセンサが求められているが、それは
きわめて高価なものである。そこで本発明の課題は、高
湿度すなわち90%以上の相対湿度であってもそれを正
確に検出することのできる安価で購入が容易な湿度セン
サを提供するにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題は、直通管(11)
内に吸込口(18)から取込む空気の流れに沿い上流側から
第1温度センサ(13)、ヒータ(14)、第2温度センサ(1
5)、湿度センサ(16)の順に配置し、第1温度センサ(13)
が測定した加熱前空気温度、第2温度センサ(15)が測定
した加熱後空気温度および湿度センサ(16)が測定した加
熱後空気の相対湿度(%) の3要素を回路部(28)の入力
回路(22)を介して演算回路(23)に入力し、演算回路(23)
が該3要素から演算して得た相対湿度を出力回路(24)
を経て出力部(29)の湿度表示器(25)にて表示することを
特徴とする湿度センサを提供することによって解決され
る。
【0005】
【作用】本発明は、高湿度の空気の相対湿度を測定する
センサにおいて、被測定空気を加熱することによって当
該空気の本来の相対湿度を低下させその低下した相対湿
度を測定し、加熱前と後の空気の温度を同時に測定し、
被測定空気の加熱前の温度、加熱後の温度および加熱後
の相対湿度の3つから本来の相対湿度を演算し表示させ
る。このように、空気を加熱することで湿度センサの精
度が保証されている領域まで相対湿度を下げ、そのとき
精度良く測定された相対湿度および加熱前後の空気温度
によって本来の相対湿度を演算して、表示するもので、
高湿度の雰囲気にある温室の相対湿度を安価な装置で正
確に測定することが可能になるのである。
【0006】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例により具体的に
説明する。図1と図2は本発明第1実施例と第2実施例
の断面図、図3は図1、図2の2つの実施例の入力部、
回路部、出力部を示すブロック図で、これらの図におい
て、11は直通管、12はU字管、13は第1温度センサ( 加
熱前温度センサ) 、14はヒータ、15は第2温度センサ(
加熱後温度センサ) 、16は湿度センサ、17は送風機、18
は吸込口、19は吹出口、21は電源回路、22は入力回路、
23は演算回路、24は出力回路、25は湿度表示器、26は機
器制御系、27は入力部、28は回路部、29は出力部であ
る。
【0007】図1の例ではほぼ真直ぐな直通管11を用
い、管の吹出口19には送風機17を配置し、空気は矢印1
方向に直通管11内に入り吹出口19から直通管11外に排出
される。空気の流れの上流側、すなわち吸込口18に近い
ところには第1温度センサ13を配置し、それによって加
熱前の空気の温度を測定する。
【0008】直通管11内の第1温度センサ13の下流に
は、次にヒータ14が配置され、ヒータ14は直通管11内を
流れる空気を加熱する。直通管11内のヒータ14の下流に
は次に第2温度センサ15が配置され、それはヒータ14に
よって加熱された空気の温度を測定する。同じ直通管11
内で、第2温度センサ15の下流には湿度センサ16が配置
され、加熱された空気の相対湿度を測定する。管の吹出
口19には送風機17が配置され、空気矢印2方向に吹出
す。
【0009】図1に示すセンサ15を含む直通管11は湿度
を測定しようとする温室( 図示せず。) 内に配置する。
温室内の相対湿度が通常の湿度センサでは正確に測定す
ることのできない高湿度であっても、空気をヒータ14で
昇温させることによりその相対湿度は低下するため、通
常の湿度センサでも加熱された空気の相対湿度であれば
正確に測定することができる。
【0010】上記したところは、空気調和衛生工学便覧
第1巻(社団法人空気調和・衛生工学会)昭和62年第
2版第1刷I−109頁に記載の湿り空気線図(大気圧
760mmHg)から理解され、例えば同線図によると、空気中
の水分の変化がなければ(絶対湿度が変化しなければ)
温室の室温21℃のときの相対湿度92%は室温が4℃上昇
して25℃になると72%に低下する。図4はこの湿り空気
図を基に作成した線図で、前記した相対湿度の低下は両
端に矢印を付けた太線で示す。
【0011】図2の第2実施例ではヒータ14からの放射
熱の影響がある場合に備え、図1の直通管11をU字管12
に代える。図2の例における第1、第2温度センサ13と
15、ヒータ14、湿度センサ16の配置は図1の例の場合と
同じである。
【0012】U字管12を用いることにより、ヒータから
の放射の影響による第1・第2温度センサ13・15の誤差
を避けることができる。吹出空気の再循環を避けるた
め、吸込口18と吸出口19の位置は図2のようにずらす
か、双方の間に遮へい板等を配置する。
【0013】図1の例において、ヒータ14の放射熱を遮
断するためにヒータ14の上流側と下流側に放射熱スクリ
ーン20を配置してもよい。図2の例ではそのようなスク
リーンは設けない。
【0014】しかし、図1、図2の装置で湿度センサ16
が検知する湿度は、温室内のあるがままの空気の湿度で
はなく、当該空気を加温した後の湿度である。本発明で
は図3の回路を用いて、加温空気の湿度から加温前の温
室内の現にあるがままの空気の相対湿度を求める。
【0015】図2の回路において、電源回路21は、第1
温度センサ13、第2温度センサ15、湿度センサ16から成
る入力部27、入力回路22、演算回路23、出力回路24から
成る回路部28および湿度表示器25、機器制御系26から成
る出力部29へ電源を供給する。電源回路21、入力回路2
2、出力回路24、湿度表示器25、機器制御系26は知られ
た構成の回路を用いる。
【0016】演算回路23は例えばマイコンを用い、この
マイコンで湿度センサ16が検知した加温空気の相対湿度
から加温前の相対湿度を演算する。次いで、演算された
相対湿度を湿度表示器25で表示するとともに、当該相対
湿度に対応して機器制御系26により温室内の温風発生
機、送風機などの機器の制御を行う。
【0017】この演算には、前出の空気調和衛生工学便
覧にあるような湿り空気の諸関係式を用いる。しかし、
演算は複雑であり、演算回路にはマイコン等による処理
が不可欠である。そこで、演算回路の負担を減らすた
め、関係式の簡略化も検討してみた。すなわち、被測定
空気の加熱前後の温度、被測定空気の加温後の相対湿度
から、下記の相関式を想定し、実際の空気状態から各係
数を一般的に知られた統計処理手法の重回帰分析により
求めた。式(1) Y=a・X1+b・ X2 +c・X3+d ただし Y: 被測定空気の加熱前相対湿度(%) X1 : 被測定空気の加熱後温度(℃) X2 : 被測定空気の加熱後相対湿度(%) X3 : 被測定空気の加熱前温度(℃) a〜d : 定数
【0018】実際に温室の湿度測定で問題となる温度0
〜30℃、相対湿度80〜100 %の範囲の空気を1kcal/kg
の割合で加熱したときの空気の温度および相対湿度変化
のデータから前述した重回帰分析により導き出した各係
数の分析結果は、 a=3.15441 b=1.29279 c=−3.34822 d=−9.7 r=0.9997 となった。ただし、rは相関係数でその最大値は1であ
る。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】上記した分析の適合結果を表1、表2に示
した。左から第1・・・第4欄はそれぞれ加熱後温度、
加熱後相対湿度、加熱前温度、加熱前相対湿度( 真の
値) であり、右の3つの欄Y′、e1 、 e2 はそれぞれ
計算値、残差[(真の値) −(計算値)〕、誤差率(残差
は真の値の何%か)を示す。
【0022】ここで表1の第1行をみると、第3列の加
熱前温度は0℃で第4列の加熱前相対湿度は100 %であ
った。これを1kcal/kg の割合で加熱すると、第1列の
加熱後温度は4.14℃で第2列の加熱後相対湿度はこの温
度上昇により74.4%となった。同じ行の右から4列をみ
ると、このとき測定された加熱前温度、加熱後温度およ
び加熱後相対湿度から得られる加熱前相対湿度の計算値
は99.54 となる。残差[(真の値) −(計算値)〕は100
−99.54 =0.46であり、最終列の誤差率すなわち残差は
真の値の何%かをみると0.46である。つまり式(1) によ
って得られた計算値はあくまで近似値ではあるが、真の
値との誤差は0.46%しかないことになる。
【0023】前記した分析は次の認識に基づく。湿り空
気の性質を表わす温度、相対湿度、絶対湿度、水蒸気分
圧、比容積およびエンタルピなどの内、2つの要素が決
まれば残りの要素も特定される。本発明においては、加
熱前の相対湿度を計算するにおいて、加熱前の空気温度
を測定し、その空気を一定量加熱する。その結果、空気
温度は上昇しそれを測定し、さらに低下した相対湿度も
測定し、これらの値を基にして加熱前の相対湿度を求め
る。なお、この過程において絶対湿度は不変である。こ
のとき必要とされる高湿度領域では、重回帰分析を利用
した簡易式を用いても計算による加熱前相対湿度と真の
加熱前相対湿度の差は0.5 %以内であり、かなり精度良
く加熱前相対湿度を推定しうることが判明した。
【0024】
【発明の効果】以上述べてきたように本発明によれば、
相対湿度が90%を超え従来一般の湿度計では精度良く測
定することのできなかった高湿度の空気の相対湿度を、
一般の湿度計を用いて高精度に検知することが可能にな
り、温室において結露が発生する条件のうち重要な要素
である温室内の高湿度を容易に、かつ、正確に検知する
ことが可能となり、温室管理に有効であることが確かめ
られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明第1実施例の断面図である。
【図2】本発明第2実施例の断面図である。
【図3】本発明実施例の回路のブロック図である。
【図4】室温と相対湿度との関係を示す湿り空気線図で
ある。
【符号の説明】
11 直通管 12 U字管 13 第1温度センサ(加熱前温度センサ) 14 ヒータ 15 第2温度センサ(加熱後温度センサ) 16 湿度センサ 17 送風機 18 吹込口 19 吹出口 20 放射熱スクリーン 21 電源回路 22 入力回路 23 演算回路 24 出力回路 25 湿度表示器 26 機器制御系 27 入力部 28 回路部 29 出力部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直通管(11)内に吸込口(18)から取込む空
    気の流れに沿い上流側から第1温度センサ(13)、ヒータ
    (14)、第2温度センサ(15)、湿度センサ(16)の順に配置
    し、 第1温度センサ(13)が測定した加熱前空気温度、第2温
    度センサ(15)が測定した加熱後空気温度および湿度セン
    サ(16)が測定した加熱後空気の相対湿度(%)の3要素
    を回路部(28)の入力回路(22)を介して演算回路(23)に入
    力し、 演算回路(23)が該3要素から演算して得た相対湿度を出
    口回路(24)を経て出力部(29)の湿度表示器(25)にて表
    示することを特徴とする湿度センサ。
  2. 【請求項2】 演算回路(23)が該3要素から演算して
    得た相対湿度を出力回路(24) を経て出力部(29) の機
    器制御系(26) へ入力し、それによって機器制御系(2
    6)は施設園芸用温室の所定の機器を制御する請求項1
    記載の湿度センサ。
  3. 【請求項3】 ヒータ(14)の上流側と下流側にそれぞれ
    放射熱スクリーン(20)を配置してなる請求項1記載の湿
    度センサ。
  4. 【請求項4】 直通管(11)に代えてU字管(12)を配置し
    た請求項1記載の湿度センサ。
  5. 【請求項5】 演算回路(23)においては、相関式 Y=a・X1+b・ X2 +c・X3+d (ただし、Y : 被測定空気の加熱前相対湿度( %) X1 : 被測定空気の加熱後温度( ℃) X2 : 被測定空気の加熱後相対湿度( %) X3 : 被測定空気の加熱前温度( ℃) a〜d : 定数 に基づき被測定空気の加熱前相対湿度を求め、当該相対
    湿度を湿度表示器(25)にて表示することを特徴とする請
    求項1記載の湿度センサ。
JP8948293A 1993-03-25 1993-03-25 湿度センサ Pending JPH06281564A (ja)

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