JPH0684946B2 - 露点検出器 - Google Patents
露点検出器Info
- Publication number
- JPH0684946B2 JPH0684946B2 JP60226017A JP22601785A JPH0684946B2 JP H0684946 B2 JPH0684946 B2 JP H0684946B2 JP 60226017 A JP60226017 A JP 60226017A JP 22601785 A JP22601785 A JP 22601785A JP H0684946 B2 JPH0684946 B2 JP H0684946B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dew point
- temperature
- circuit
- humidity
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は湿度検出回路に一部温度補正回路を付加した簡
単な回路で、マイコン処理でも難しいとされた露点検出
が可能となった露点検出器を安価に提供することを目的
とするもので、一般空調、工場空調、バイオ機器の露点
管理、薬品、農業用ハウス、倉庫等の露点コントロール
に使用するものである。
単な回路で、マイコン処理でも難しいとされた露点検出
が可能となった露点検出器を安価に提供することを目的
とするもので、一般空調、工場空調、バイオ機器の露点
管理、薬品、農業用ハウス、倉庫等の露点コントロール
に使用するものである。
（従来の技術） 露点センサとしては、塩化リチウム露点センサが高等な
回路を使用せず直接出力が得られる。
回路を使用せず直接出力が得られる。
（発明が解決しようとする問題点） しかしこのセンサは、塩化リチウム水溶液を使用してい
ることから、結露させると塩化リチウムが溶出してしま
う欠点がある。また塩化リチウム露点センサは酸アルカ
リ雰囲気、溶剤雰囲気に弱く、良くメインテナンスする
ことが必要で使いづらい。こうしたことから半導体湿度
センサ例えばセラミック湿度センサと温度センサを利用
して露点を出すことが提案された。この場合、水の飽和
蒸気圧表（JISZ8806）から換算して算出する。または、
かなり精度を要求されるＡ−Ｄコンバータ付マイコンで
近似式処理又は飽和蒸気圧表を記憶させて露点を算出さ
せることができるが大がかりな装置となり、コストも高
いものとなる。
ることから、結露させると塩化リチウムが溶出してしま
う欠点がある。また塩化リチウム露点センサは酸アルカ
リ雰囲気、溶剤雰囲気に弱く、良くメインテナンスする
ことが必要で使いづらい。こうしたことから半導体湿度
センサ例えばセラミック湿度センサと温度センサを利用
して露点を出すことが提案された。この場合、水の飽和
蒸気圧表（JISZ8806）から換算して算出する。または、
かなり精度を要求されるＡ−Ｄコンバータ付マイコンで
近似式処理又は飽和蒸気圧表を記憶させて露点を算出さ
せることができるが大がかりな装置となり、コストも高
いものとなる。
（問題点を解決するための手段） 本発明は以上の如き欠点を解消するために考えられたも
ので、一般的なアナログ式湿度検出回路と簡単な温度補
正回路とを組合せることにより、マイコン処理並みの広
い温度、湿度域で精度を有する露点検出回路を提供する
ことを目的とする。
ので、一般的なアナログ式湿度検出回路と簡単な温度補
正回路とを組合せることにより、マイコン処理並みの広
い温度、湿度域で精度を有する露点検出回路を提供する
ことを目的とする。
本発明は発振器と、これに接続した湿度センサと、その
出力に接続した交流直流変換増幅器と、この増幅器出力
に接続した非線形増巾回路とより成る露点検出回路にお
いて、前記湿度センサに温度補正素子を設けると共に前
記露点検出回路の出力端子と、温度センサとに接続され
た温度補正演算回路を設け、前記温度補正素子により前
記湿度センサ自体の温度補正をすると共に前記露点検出
回路の非線形増巾回路により相対湿度と露点との関係か
ら或る温度で露点値を求め、得られた露点値に対し現在
における温度で温度補正し、その温度補正した露点値を
得ること特徴とする露点検出器にある。
出力に接続した交流直流変換増幅器と、この増幅器出力
に接続した非線形増巾回路とより成る露点検出回路にお
いて、前記湿度センサに温度補正素子を設けると共に前
記露点検出回路の出力端子と、温度センサとに接続され
た温度補正演算回路を設け、前記温度補正素子により前
記湿度センサ自体の温度補正をすると共に前記露点検出
回路の非線形増巾回路により相対湿度と露点との関係か
ら或る温度で露点値を求め、得られた露点値に対し現在
における温度で温度補正し、その温度補正した露点値を
得ること特徴とする露点検出器にある。
（実施例） 以下図面について本発明の露点検出器の測定回路の構成
及び作用について述べる。
及び作用について述べる。
第１図は本発明の露点検出器のブロックダイヤグラムを
示す回路図であり、１は湿度センサ用電源発振器、２は
これに接続したセラミツク湿度センサ、３はセラミツク
湿度センサに接続したサーミスタ等の温度補正素子、４
は湿度センサの出力端に接続した交流−直流変換回路、
５は交流−直流変換回路の出力に接続した非線形増巾回
路、６はある一定温度（例えば20℃）の露点の出力端
子、７はその露点出力端子に接続した温度補正演算回
路、８は温度補正演算回路の入力側に接続した温度セン
サ,9はある一定温度の露点出力を温度補正演算により得
られた露点値の出力端子を示す。
示す回路図であり、１は湿度センサ用電源発振器、２は
これに接続したセラミツク湿度センサ、３はセラミツク
湿度センサに接続したサーミスタ等の温度補正素子、４
は湿度センサの出力端に接続した交流−直流変換回路、
５は交流−直流変換回路の出力に接続した非線形増巾回
路、６はある一定温度（例えば20℃）の露点の出力端
子、７はその露点出力端子に接続した温度補正演算回
路、８は温度補正演算回路の入力側に接続した温度セン
サ,9はある一定温度の露点出力を温度補正演算により得
られた露点値の出力端子を示す。
上記回路のうち湿度センサの抵抗の相対温度変化をある
一定の温度の露点出力とした出力端子６までがセラミッ
ク湿度センサーを利用した湿度検出回路である。
一定の温度の露点出力とした出力端子６までがセラミッ
ク湿度センサーを利用した湿度検出回路である。
本発明に使用するセラミック湿度センサとしては金属酸
化物系セラミック材料が熱的に安定している点で耐久
性、広範囲の測定可能、廉価で容易に電気信号に変換可
能といった高信頼度のセラミック湿度センサを使用する
ものである。
化物系セラミック材料が熱的に安定している点で耐久
性、広範囲の測定可能、廉価で容易に電気信号に変換可
能といった高信頼度のセラミック湿度センサを使用する
ものである。
金属酸化物系セラミック湿度センサとしてはAl2O3原料
を主体とした多孔質焼結体よりなる感湿体又はTiO2とV2
O5の多孔質焼結体よりなる感湿体等が知られており、湿
度の測定原理は金属酸化物の多孔質焼結体をベースと
し、その微粒子結晶の表面を水分検知に利用した感湿抵
抗体であり、多孔質を通じて雰囲気の蒸気量に応した水
分子が微粒子結晶表面に物理的に吸脱着することによ
り、セラミックのバルク方向の電気抵抗が指数的に変化
することを利用したものである。この場合苛酷な使用条
件により、セラミックセンサの汚れが進んだ場合、セラ
ミックヒータによる加熱クリーニング（約500℃、１分
間）を行うことにより、常に自己浄化を行い、精度の良
い測定ができるように構成されている。
を主体とした多孔質焼結体よりなる感湿体又はTiO2とV2
O5の多孔質焼結体よりなる感湿体等が知られており、湿
度の測定原理は金属酸化物の多孔質焼結体をベースと
し、その微粒子結晶の表面を水分検知に利用した感湿抵
抗体であり、多孔質を通じて雰囲気の蒸気量に応した水
分子が微粒子結晶表面に物理的に吸脱着することによ
り、セラミックのバルク方向の電気抵抗が指数的に変化
することを利用したものである。この場合苛酷な使用条
件により、セラミックセンサの汚れが進んだ場合、セラ
ミックヒータによる加熱クリーニング（約500℃、１分
間）を行うことにより、常に自己浄化を行い、精度の良
い測定ができるように構成されている。
このようなセラミック湿度センサは応答性が極めてよ
く、速やかに吸脱着現象を起こすことから約20秒以内に
雰囲気湿度を測定できるが、これには湿度−抵抗特性の
温度依存性があり、相対湿度の増加につれて、センサ抵
抗が指数的に減少する。また温度によっ抵抗値が変化す
るので、湿度計測の精度を上げるには温度補償サーミス
タのような温度補正素子をセラミック湿度センサにつけ
る必要がある。セラミック湿度センサの感湿特性の温度
依存性を第６図に示す。
く、速やかに吸脱着現象を起こすことから約20秒以内に
雰囲気湿度を測定できるが、これには湿度−抵抗特性の
温度依存性があり、相対湿度の増加につれて、センサ抵
抗が指数的に減少する。また温度によっ抵抗値が変化す
るので、湿度計測の精度を上げるには温度補償サーミス
タのような温度補正素子をセラミック湿度センサにつけ
る必要がある。セラミック湿度センサの感湿特性の温度
依存性を第６図に示す。
以上のような理由で第１図に示す湿度センサ２にはサー
ミスタの如き温度補正素子３を設けて測定精度をあげる
ようにしてある。
ミスタの如き温度補正素子３を設けて測定精度をあげる
ようにしてある。
すなわち、本発明の湿度検出回路では、セラミック湿度
センサの温度依存性による誤差を補正した測定値を交流
−直流変換回路４で交流−直流変換後、非線形増巾回路
５を通して直接直線状出力としてある一定温度（例えば
20℃）の露点値を端子６に得る。
センサの温度依存性による誤差を補正した測定値を交流
−直流変換回路４で交流−直流変換後、非線形増巾回路
５を通して直接直線状出力としてある一定温度（例えば
20℃）の露点値を端子６に得る。
一方露点と相対湿度の関係は第５図に示すグラフのよう
な複雑な少なくとも２次以上の関数となる。そして露点
の温度に対する変化は第５図に示すように温度変化に対
し平行移動であり直線状で１次関数となる。
な複雑な少なくとも２次以上の関数となる。そして露点
の温度に対する変化は第５図に示すように温度変化に対
し平行移動であり直線状で１次関数となる。
本発明は以上の現象に着目し、前に述べた温度補正され
た湿度出力を露点との関係特性曲線と合うように非線形
増巾回路５でその出力曲線を上記グラフの露点−相対湿
度の関係を示す特性曲線と合致するよう調節制御する。
この曲線を合致させる操作でコンピュータで相対湿度を
露点に換算する操作が不用となる。このようにして出力
端子６に得られる露点出力は第５図のある一定温度（例
えば20℃の曲線を示す）のものであり、これを温度補正
回路７において温度補正すると第５図の各温度の曲線を
表現することになり、所要の温度補正された露点の出力
が端子９に得られる。この操作により相対湿度変化およ
び温度変化があっても温度補正された正確な露点出力が
得られる。ここで生ずる誤差は相対湿度と露点との関係
曲線の合せ込みと温度補正の精度によるものである。
た湿度出力を露点との関係特性曲線と合うように非線形
増巾回路５でその出力曲線を上記グラフの露点−相対湿
度の関係を示す特性曲線と合致するよう調節制御する。
この曲線を合致させる操作でコンピュータで相対湿度を
露点に換算する操作が不用となる。このようにして出力
端子６に得られる露点出力は第５図のある一定温度（例
えば20℃の曲線を示す）のものであり、これを温度補正
回路７において温度補正すると第５図の各温度の曲線を
表現することになり、所要の温度補正された露点の出力
が端子９に得られる。この操作により相対湿度変化およ
び温度変化があっても温度補正された正確な露点出力が
得られる。ここで生ずる誤差は相対湿度と露点との関係
曲線の合せ込みと温度補正の精度によるものである。
本発明の露点検出器に使用する非線形増巾回路としては
第２図に示すような対数増巾回路または第３図に示す折
れ線近似回路を使用して相対湿度と露点との関係曲線の
合せ込みをするだけで、コンピュータに近似式を記憶さ
せる必要なく換算値が高精度で得られる。
第２図に示すような対数増巾回路または第３図に示す折
れ線近似回路を使用して相対湿度と露点との関係曲線の
合せ込みをするだけで、コンピュータに近似式を記憶さ
せる必要なく換算値が高精度で得られる。
第４図は非線形増巾回路として対数増巾回路を採用し、
その出力端子に温度補正回路７を接続し、相対湿度変化
による湿度センサの抵抗変化を直接にある一定温度の露
点に変換して得られた出力を更に温度補正して、正確な
露点を得るようにした回路の一例詳細図を示すものであ
る。
その出力端子に温度補正回路７を接続し、相対湿度変化
による湿度センサの抵抗変化を直接にある一定温度の露
点に変換して得られた出力を更に温度補正して、正確な
露点を得るようにした回路の一例詳細図を示すものであ
る。
本発明によると、相対湿度と露点の関係曲線を簡単な非
線形回路で作りあげるという簡単な処理で各温度での飽
和水蒸圧表を記憶させ、温度を読み出すとかなり高度な
近似式をマイコンに記憶させ演算処理することなく、相
対湿度と露点との変換ができ、非常にコンパクトで誤差
の少ない露点検出器が廉価で提供できる。
線形回路で作りあげるという簡単な処理で各温度での飽
和水蒸圧表を記憶させ、温度を読み出すとかなり高度な
近似式をマイコンに記憶させ演算処理することなく、相
対湿度と露点との変換ができ、非常にコンパクトで誤差
の少ない露点検出器が廉価で提供できる。
本発明の装置で温度補正された湿度入力を非線形増巾処
理し、直接ある温度での露点出力を得ることが重要なポ
イントである。
理し、直接ある温度での露点出力を得ることが重要なポ
イントである。
なお、一般的に相対湿度検出器を通して露点に変換する
という変換誤差は、これをマイコンで処理するとアンロ
グからデジタルえの変換の誤差および演算誤差が問題と
なるが、本発明において使用する簡易回路は廉価にもか
かわらずほとんど非線形増巾回路の調整で出力曲線を標
準曲線に合致させるだけで決まり、誤差は極めて少ない
のが特徴である。
という変換誤差は、これをマイコンで処理するとアンロ
グからデジタルえの変換の誤差および演算誤差が問題と
なるが、本発明において使用する簡易回路は廉価にもか
かわらずほとんど非線形増巾回路の調整で出力曲線を標
準曲線に合致させるだけで決まり、誤差は極めて少ない
のが特徴である。
本発明の露点検出回路に湿度センサおよび温度センサの
固定抵抗の擬似入力を入れた場合と、理論値との誤差
（℃DP）を第１表に示す。
固定抵抗の擬似入力を入れた場合と、理論値との誤差
（℃DP）を第１表に示す。
第１表に示すように、本発明では簡易な回路で、広い範
囲にわたってほとんど誤差ないことが判る。なお、温度
補正を必要としない湿度センサを使用するときは、非線
形処理回路の調整および温度補正回路の追加でよいこと
は云うまでもない。
囲にわたってほとんど誤差ないことが判る。なお、温度
補正を必要としない湿度センサを使用するときは、非線
形処理回路の調整および温度補正回路の追加でよいこと
は云うまでもない。
（発明の効果） 本発明においては湿度検出回路の非線形回路を露点と相
対湿度の関係曲線に合致するよう調製すること簡単な温
度補正回路を付加するだけのコンパクトで簡易な回路で
マイクロ処理程度の誤差の少ない露点検出器を廉価に提
供できる工学上大なる利点がある。
対湿度の関係曲線に合致するよう調製すること簡単な温
度補正回路を付加するだけのコンパクトで簡易な回路で
マイクロ処理程度の誤差の少ない露点検出器を廉価に提
供できる工学上大なる利点がある。
第１図は本発明の露点検出器のブロックダイアグラムを
示す回路配置図、 第２図は第１図中の非線形処理回路として対数増巾回路
を使用する場合の一例回路図、 第３図は第１図中の非線形処理回路として折れ線近似回
路を使用する場合の一例回路図、 第４図は本発明の詳細回路を示す回路図、 第５図は相対湿度と露点との関係を示す非線形グラフを
示す図面、 第６図はセラミック湿度センサの感湿特性の温度依存性
を示す特性図である。 １……発振器、２……セラミック温度センサ ３……温度補正素子、４……交流・直流変換回路 ５……非線形増巾回路、６……露点の出力端子 ７……温度補正演算回路、８……温度センサ ９……温度補正露点値の出力端子 A1〜A6……増幅器、Tr……ペアトランジスタ
示す回路配置図、 第２図は第１図中の非線形処理回路として対数増巾回路
を使用する場合の一例回路図、 第３図は第１図中の非線形処理回路として折れ線近似回
路を使用する場合の一例回路図、 第４図は本発明の詳細回路を示す回路図、 第５図は相対湿度と露点との関係を示す非線形グラフを
示す図面、 第６図はセラミック湿度センサの感湿特性の温度依存性
を示す特性図である。 １……発振器、２……セラミック温度センサ ３……温度補正素子、４……交流・直流変換回路 ５……非線形増巾回路、６……露点の出力端子 ７……温度補正演算回路、８……温度センサ ９……温度補正露点値の出力端子 A1〜A6……増幅器、Tr……ペアトランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−32152（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−36046（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−60695（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−183357（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−42191（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−25247（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】発振器と、これに接続した湿度センサと、
その出力に接続した交流直流変換増幅器と、この増幅器
出力に接続した非線形増巾回路とより成る露点検出回路
において、前記湿度センサに温度補正素子を設けると共
に前記露点検出回路の出力端子と、温度センサとに接続
された温度補正演算回路を設け、前記温度補正素子によ
り前記湿度センサ自体の温度補正をすると共に前記露点
検出回路の非線形増巾回路により相対湿度と露点との関
係から或る温度で露点値を求め、得られた露点値に対し
現在における温度で温度補正し、その温度補正した露点
値を得ること特徴とする露点検出器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60226017A JPH0684946B2 (ja) | 1985-10-12 | 1985-10-12 | 露点検出器 |
| US06/918,755 US4801211A (en) | 1985-10-12 | 1986-10-14 | Humidity and dew point detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60226017A JPH0684946B2 (ja) | 1985-10-12 | 1985-10-12 | 露点検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6287842A JPS6287842A (ja) | 1987-04-22 |
| JPH0684946B2 true JPH0684946B2 (ja) | 1994-10-26 |
Family
ID=16838480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60226017A Expired - Lifetime JPH0684946B2 (ja) | 1985-10-12 | 1985-10-12 | 露点検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0684946B2 (ja) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5242191A (en) * | 1975-09-30 | 1977-04-01 | Shinkosumosu Denki Kk | Air abnormality measuring device |
| JPS5260695A (en) * | 1975-11-14 | 1977-05-19 | Hitachi Ltd | Gas detecting mechanism |
| JPS5636046A (en) * | 1979-09-01 | 1981-04-09 | Shinei Kk | Detecting device for relative humidity |
| JPS5832152A (ja) * | 1981-08-20 | 1983-02-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 湿度検出装置 |
| US4503707A (en) * | 1983-03-28 | 1985-03-12 | Ondyne Inc. | Hygrometry probe |
| JPS6225247A (ja) * | 1985-07-25 | 1987-02-03 | Nippon Denso Co Ltd | 車両用窓のための曇除去装置 |
-
1985
- 1985-10-12 JP JP60226017A patent/JPH0684946B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6287842A (ja) | 1987-04-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |