JPH08122293A - 湿度・温度検出装置および空調ダクト挿入形湿度・温度発信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度検出素子と湿度検出素子および信号処理
回路との間の浮遊容量の影響をべた配線パターンの設置
により取り除くことによって、容量形の湿度検出素子を
用いた湿度検出を高精度にて検出できる。 【構成】 容量式の温度検出素子９が出力する湿度検出
信号を導出する第１の配線パターンと、上記湿度検出信
号を処理して出力する信号処理回路を含む第２の配線パ
ターンと、上記温度検出素子９が出力する温度検出信号
を導出する第３の配線パターンとを有し、該第１および
第２の配線パターンとの間に、０ボルト電位パターンの
べた配線パターンを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、建物の室内の空調状
況をモニタするため、空調ダクトに取り付けられて用い
られる湿度・温度検出装置および空調ダクト挿入形湿度
・温度発信装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の空調ダクト挿入形湿度発信
装置を示し、１は空調ダクト内に挿入される細長い容器
である円筒状の保護管、２はこの保護管１に連設されて
空調ダクト外に取り付けられ、かつ内部に電子回路等を
有する大形のケースである。

【０００３】そして、上記保護管１内の先端部には湿度
検出素子３が設けられ、ケース２内には電源回路，湿度
検出素子３の信号処理回路，出力変換回路などの回路基
板４が設置されている。

【０００４】また、５は空調保護管１内に設けられて、
湿度検出素子３の設置部を熱的に仕切るシール部材であ
る。なお、上記湿度検出素子３としては容量式や抵抗式
のものが用いられ、容量式の場合には、上記信号処理回
路から交流信号を湿度検出素子３に印加し、このときの
容量変化による周波数の変化を電圧変換するような回路
構成が採用される。

【０００５】さらに、６は湿度検出素子３と回路基板４
とを接続するシールドケーブルで、これらの湿度検出素
子３および回路基板４とが離れている場合の浮遊容量の
影響を少なくしている。

【０００６】そして、この実施例では、空調ダクト内の
空気中の湿度を湿度検出素子３により検出し、この検出
出力をシールドケーブル６を介して回路基板４の信号処
理回路に伝え、必要な信号変換処理を行った上で、ケー
ス２の外部へ出力する。

【０００７】なお、上記のような浮遊容量の影響をでき
るだけ少なくするため、図６に示すように、湿度検出素
子３と信号処理回路などの回路部とを同一回路基板７上
に近接して搭載するものも提案されている。なお、８は
回路基板７，４間を接続する通常のケーブルである。

【０００８】これにより、上記のようにシールドケーブ
ル６を用いた場合に、このシールドケーブル間の容量
が、感度すなわち湿度検出素子３の容量変化に対する出
力の変化量を小さくしてしまったり、シールドケーブル
６の変形による浮遊容量の変化を招いたり、これに伴っ
て出力が不安定化したりするのを回避できる。

【０００９】一方、図６において上記空調の制御を高精
度に実施する必要から、細長い円筒状の保護管１内に、
図７に示すように、温度検出素子９を合わせて設置する
場合があり、このときには温度検出素子９と上記湿度検
出素子３および信号処理回路１０などの回路部とが同一
基板１１上に近接することになる。なお、温度検出素子
９は例えばＰｔ１００Ωであって、３線式で測定する。
また、１２，１３は信号処理回路１０の外部に設けられ
た、既述のような出力変換回路および電源回路である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように同一基板上にある温度検出素子９と湿度検出素子
３および信号処理回路１０とは、電気回路上完全に独立
して設けられるため、湿度検出素子３および信号処理回
路１０の電位に対して温度検出素子９の配線パターンの
電位は不定である。

【００１１】このため、温度検出素子９の配線パターン
と湿度検出素子３および信号処理回路１０の配線パター
ンとの間の浮遊容量Ｃａも不定となり、この浮遊容量分
が上記容量形の湿度検出素子３での容量変化分にプラス
されて、湿度計測結果に誤差を伴ったり、出力不安定を
招いたりするなどの問題点があった。

【００１２】請求項１の発明は上記のような従来の問題
点を解消するためになされたものであり、温度検出素子
と湿度検出素子および信号処理回路との間の浮遊容量の
影響をこれらの間に介装したべた配線の設置により取り
除くことによって、容量形の湿度検出素子を用いた湿度
検出を高精度にて検出できる湿度・温度検出装置を得る
ことを目的とする。

【００１３】また、請求項２の発明は空調ダクト内の空
気の湿度および温度を高精度にて検出し、かつ出力でき
る空調ダクト挿入形湿度・温度発信装置を得ることを目
的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る湿
度・温度検出装置は、容量式の湿度検出素子が出力する
湿度検出信号を導出する第１の配線パターンと、上記湿
度検出信号を処理して出力する信号処理回路を含む第２
の配線パターンと、上記温度検出素子が出力する温度検
出信号を導出する第３の配線パターンと、該第１および
第２の配線パターンと第３の配線パターンとの間に、０
ボルト電位パターンのべた配線パターンとを配線基板に
配置したものである。

【００１５】請求項２の発明に係る空調ダクト挿入形湿
度・温度発信装置は、空調ダクト内の中央部付近に先端
が挿入され、その先端内部に湿度検出素子および温度検
出素子を収納する細長い保護管を設けるとともに、該保
護管内に、湿度検出信号配線基板，信号処理回路基板，
べた配線基板，温度検出信号配線基板，および出力配線
基板を設け、上記空調ダクトの外部に取り付け可能な上
記保護管に一体連設したケース内に、上記出力配線基板
から出力される信号を外部へ導出する外部配線接続端子
を設けたものである。

【００１６】

【作用】請求項１の発明における湿度・温度検出装置
は、信号処理回路の０ボルト電位パターンのべた配線パ
ターンを、湿度検出信号を導出する第１の配線パターン
および信号処理回路を含む第２の配線パターンと温度検
出信号を導出する第３の配線パターンとの間に介装する
ことで、上記の湿度検出信号を導出する第１の配線パタ
ーンおよび温度検出信号を導出する第３の配線パターン
間に浮遊容量が発生することで、これが容量式の上記湿
度検出素子の容量値に加算されて、湿度検出値に誤差を
生じたり、出力値を不安定にするのを防止する。

【００１７】また、請求項２の発明における空調ダクト
挿入形湿度・温度発信装置は、０ボルト電位パターンを
用いて空調ダクト中を流れる空気中の湿度を、浮遊容量
による影響を少なくして、高精度に検出し、この検出デ
ータをダクト外へ発信出力可能にする。

【００１８】

【実施例】以下に、この発明の一実施例を図について説
明する。図１において、３は基本容量が例えば１２５Ｐ
Ｆで、１％ＲＨの温度変化に対して０．２ＰＦ変化する
容量形の湿度検出素子、９は例えばＰｔ１００Ωであっ
て、３線式で測定する抵抗形の温度検出素子で、これら
は図示しない容器としての細長い円筒状の保護管１に設
置されている。

【００１９】また、１０は上記湿度検出素子３の出力信
号を処理して出力する信号処理回路で、これが上記出力
信号である検出容量値を周波数変換する容量―周波数変
換回路１０ａと、この容量―周波数変換回路１０ａの出
力周波数を電圧変換する周波数―電圧変換回路１０ｂと
を有する。

【００２０】さらに、１２は信号処理回路１０の出力を
外部回路にあった信号（直流電圧）に変換処理する出力
変換回路、１３は信号処理回路１０および出力変換回路
１２に電力を供給する電源回路であり、この電源回路１
３および出力変換回路１２は、図５および図６に示すよ
うな上記保護管１に連続し、かつ空調ダクト外に取り付
けられるケース２内に設置される。

【００２１】図２は上記保護管１およびケース２を有す
る空調ダクト挿入形湿度・温度発信装置を示す断面図で
あり、保護管１の先端部には上記のような湿度検出素子
３および温度検出素子９が設置され、これらは４段構成
の配線基板ブロック１５の信号処理回路パターンや配線
パターンを介して、保護管１の基部内の出力配線基板１
６に接続されている。

【００２２】また、この出力配線基板１６上には上記出
力変換回路１２および電源回路１３が設けられており、
これらがケース２内に設置した外部配線接続端子１７上
の各種信号の端子や電源端子に個別的に各リード２０を
介して接続されている。なお、これらの各端子からは、
各種信号を外部に導出し、一方、外部から電源用の電力
を導入するリード線束（ケーブル）１８が、コネクタ１
９を介して導出されている。

【００２３】図３は上記配線基板ブロック１５の詳細を
示す概念図であり、２１は上記信号処理回路１０の各種
回路部品２２とともに、図４（ａ）に示すような信号処
理回路パターンｅが設けられた信号処理回路基板、２３
はこの信号処理回路基板２１の下部に所定間隙を介して
配置された図４（ｂ）に示すような湿度検出信号導出用
の配線パターンｆを持った湿度検出信号配線基板であ
る。

【００２４】また、２４は湿度検出信号配線基板２３の
下部に所定間隙を介して配置された、図１に示すような
信号処理回路１０の０ボルト電位パターン２４ａを形成
するために、図４（ｃ）に示すように全面べた配線ｇと
して設けられたべた配線基板、２５はこのべた配線基板
２４の下部に一定間隙を介して設けられ、温度検出信号
を導出する図４（ｄ）に示すような配線パターンｈが設
けられた温度検出信号配線基板である。これら基板２
１，２３，２４，２５は積層されて１枚の基板となって
いる。また、図４の端子ア〜コは図１の端子ア〜コに対
応している。

【００２５】なお、上記信号処理回路パターンおよび湿
度検出信号配線基板２３上の配線パターンには湿度検出
素子３が接続され、温度検出信号配線基板２５の配線パ
ターンには温度検出素子が接続されている。

【００２６】次に動作について説明する。この発明で
は、保護管１内に湿度検出素子３および温度検出素子９
を備えており、空調ダクト内において湿度を検出する湿
度検出素子３の出力である容量の変化が、容量―周波数
変換回路１０ｂで周波数に変換され、この周波数の変化
が周波数―電圧変換回路１０ａで電圧に変換されてケー
ス２内の出力変換回路１２に入力される。

【００２７】そして、この出力変換回路１２では、その
電圧出力を直流信号に変換して外部回路へ出力すること
になる。なお、このとき温度検出素子９の出力も保護管
１内に導かれ、さらに、上記外部回路へと導出される。

【００２８】かかる空調ダクト内の空気の湿度信号およ
び温度信号は、保護管１内の上記配線基板ブロック１５
に導入される。この配線基板ブロック１５は、図３にも
示すように、信号処理回路基板２１および湿度検出信号
配線基板２３と温度検出信号配線基板２５との間に、０
ボルト電位パターン２４ａを持ったべた配線基板２４が
配置されているため、湿度検出信号導出用のパターンｆ
に対する温度検出信号導出用のパターンｈからの浮遊容
量の変化の影響を受けることがない。

【００２９】また、図１に示すように、単に、０ボルト
電位パターン２４ａとの間に僅かな浮遊容量が発生する
が、これらの浮遊容量は上記信号処理回路パターンｅや
湿度検出信号配線基板２３上の配線パターンｆには影響
を与えることはない。この結果、湿度の検出データの計
測誤差や出力不安定が発生することを防止することがで
きる。

【００３０】なお、上記信号処理回路１０の回路部品２
２は全て１層目の信号処理回路基板２１側に搭載されて
おり、殆どの回路部品２２は表面実装され、スルーホー
ルは少なくされている。湿度検出素子３や温度検出素子
９はリード部品であるため、上記のようなスルーホール
が用いられ、シールド効果がない部分も生じる場合があ
るが、上記浮遊容量の影響を受けることはない。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、容量式の温度検出素子が出力する湿度検出信号を導
出する第１の配線パターンと、上記湿度検出信号を処理
して出力する信号処理回路を含む第２の配線パターン
と、上記温度検出素子が出力する温度検出信号を導出す
る第３の配線パターンとを有し、該第１および第２の配
線パターンと第３の配線パターンとの間に、０ボルト電
位パターンのべた配線パターンを配置した構成としたの
で、温度検出素子と湿度検出素子および信号処理回路と
の間の浮遊容量の影響をべた配線パターンの設置により
取り除くことができ、従って容量形の湿度検出素子を用
いた湿度検出を高精度にて検出できるものが得られる効
果がある。

【００３２】また、請求項２の発明によれば、空調ダク
ト内の中央部付近に先端が挿入され、その先端内部に湿
度検出素子および温度検出素子を収納する細長い保護管
を設けるとともに、該保護管内に、湿度検出信号配線基
板，信号処理回路基板，べた配線基板，温度検出信号配
線基板，および出力配線基板を設け、上記空調ダクトの
外部に取り付け可能な上記保護管に一体連設したケース
内に、上記出力配線基板から出力される信号を外部へ導
出する外部配線接続端子を設けるように構成したので、
空調ダクト内の空気の湿度および温度を高精度にて検出
し、かつ出力できるものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による湿度・温度検出装置
を示すブロック図である。

【図２】この発明の一実施例による空調ダクト挿入形湿
度・温度発信装置を示す断面図である。

【図３】図２における配線基板ブロックの詳細を示す概
念図である。

【図４】図２における配線基板ブロック各部の詳細を示
す配線基板のパターン図である。

【図５】従来の空調ダクト挿入形湿度発信装置を示す概
念図である。

【図６】従来の他の空調ダクト挿入形湿度発信装置を示
す概念図である。

【図７】従来の湿度・温度検出装置を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１ 保護管（容器） ２ ケース ３ 湿度検出素子 ９ 温度検出素子 １０ 信号処理回路 １２ 出力変換回路 １３ 電源回路 １６ 出力配線基板 １７ 外部配線接続端子 ２１ 信号処理回路基板 ２３ 湿度検出信号配線基板 ２４ べた配線基板 ２５ 温度検出信号配線基板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 細長い容器内の先端部に設置された温度
   検出素子および容量式の湿度検出素子と、該湿度検出素
   子が出力する湿度検出信号を導出する第１の配線パター
   ンと、上記湿度検出信号を処理して出力する信号処理回
   路を含む第２の配線パターンと、上記温度検出素子が出
   力する温度検出信号を導出する第３の配線パターンと、
   該第１および第２の配線パターンと第３の配線パターン
   との間に配置され、かつ上記信号処理回路の０ボルト電
   位パターンがべた配線として設けられたべたパターンを
   有する配線基板とを備えた湿度・温度検出装置。
2. 【請求項２】 空調ダクト内の中央部付近に先端が挿入
   され、該先端の内部に湿度検出素子および温度検出素子
   を収納する細長い保護管と、該保護管内に設けられて、
   上記湿度検出素子が出力する湿度検出信号を導出する配
   線パターンが設けられた湿度検出信号配線基板と、上記
   湿度検出信号を処理して出力する信号処理回路を含む信
   号処理回路パターンが設けられた信号処理回路基板と、
   上記温度検出素子が出力する温度検出信号を導出する配
   線パターンが設けられた温度検出信号配線基板と、該温
   度検出信号配線基板と上記湿度検出信号配線基板および
   信号処理回路基板との間に配置され、かつ上記信号処理
   回路の０ボルト電位パターンがべた配線として設けられ
   たべた配線基板と、上記信号処理回路の出力を変換処理
   する出力変換回路および電源回路が設けられた出力配線
   基板と、上記空調ダクトの外部に取り付け可能に上記保
   護管に一体連設されて、上記出力配線基板から出力され
   る信号を外部へ導出する外部配線接続端子を持ったケー
   スとを備えた空調ダクト挿入形湿度・温度発信装置。