JPH11511242A

JPH11511242A - 湿潤ガスの露点測定の方法と装置

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Publication number: JPH11511242A
Application number: JP8536294A
Authority: JP
Inventors: オロフソナンデル，スベン
Original assignee: オロフソナンデル，スベン
Priority date: 1995-06-02
Filing date: 1996-05-31
Publication date: 1999-09-28
Anticipated expiration: 2016-05-31
Also published as: EP0829008B1; US6022138A; JP3632100B2; WO1996038723A1; DE69622712D1; DE69622712T2; ES2179944T3; GB9511204D0; EP0829008A1; AU5829296A

Abstract

(57)【要約】湿潤ガス（Ａ）の流れが表面（２）の上を通過し、湿気センサ（５）が表面（２）より下流のガスの流れの中に位置取りされ、冷却が表面に供給され、表面（２）より下流のガスの湿気含有量（Ｍ）が監視され、露点温度（Ｔ_D）での湿潤ガスからの湿気の凝縮による湿気含有量の低下の検出によって制御されながら測定する表面（２）の温度が測定されることを包含する湿潤ガスの露点温度の測定方法である。本方法を実行するための装置も、又、記述される。表面（２）はヒートポンプ（３）に接触する熱伝導性物質の層であり得るし、あるいは、コイル状のチューブ（40）の壁の部分であり得る。

Description

【発明の詳細な説明】湿潤ガスの露点測定の方法と装置本発明は、湿潤ガスの露点温度の測定の方法及びこのような測定を遂行するための適切な装置に関する。湿潤ガスのサンプルが接触表面の上に湿潤ガスからの水滴もしくは代替的な霜を形成するように、飽和して凝縮する温度は、“露点”温度として周知のものである。一般に露点温度が０℃を超える場合には、湿潤ガスが露点温度で水滴を形成するように凝縮し、露点温度が０℃より下では、湿潤ガスが霜を形成するように凝縮する。０℃より下の露点は、時に、霜点と呼ばれるけれども、本文脈の中では、用語“露点温度”に０°超及び０°より下の両方の露天を包含させるものとする。例えば、半導体又は製作工程に使用される治金用加熱炉のような炉の中の雰囲気を構成するような湿潤ガスの露点温度の測定が、しばしば重要なものとなる。露点温度は、例えば、光ファイバー製造の生産工程で使用されている１以上の製品や触媒や装置を損傷から保護するため、極端に低い値に保持されなければならないようなガスの中の水分含有量の測定の提供を可能にする。露点温度の測定は、ガス供給の際のガスパイプラインを湿気の腐食から保護するためにも、又、重要である。加えて、ガスシリンダの内容物の露点の測定は、このシリンダの中のガス純度の測定を提供することになる。事実、露点温度の測定及び露点温度の測定装置に対しての工業的な応用は、おびただしい数にのぼり且つ変化に富んでいる。１つの周知の湿潤ガスの露点温度の測定方法は、鏡面の上を超えて流れるガスの流れの通過を含んでいる。発光ダイオード（L.E.D.）のような光源は鏡面方向に向けられ、光感知検出器は鏡面反射のL.E.D.の放射光を検出するような位置取りにされる。湿潤ガスの中の湿気が鏡面の上に露又は霜を形成するように凝縮されるに至るまでに鏡面温度を除冷するため、冷却システムが使用される。L.E.D. からの放射光の進路の中に存在する鏡面の上に形成された露（あるいは霜）は、光を本来の進路からそらせ（あるいは発散させ）て、フォトダイオードの検出光量を減少させる要因となる。フォトダイオードと冷却システムとの間にサーボループを準備することにより、水の分子の鏡面の上への凝縮の速度と鏡面からの蒸発の速度とを等しくさせて水（あるいは霜）の一定の質量を鏡面の上に維持させ、それによって一定の光の発散のレベル、したがって光の検出のレベルを提供するような鏡の平衡温度を保持するための鏡の温度の制御が可能にされる。このようなことが露点温度において起こされる。このタイプの装置は、よく冷却鏡温度計と呼ばれる。しかしながら、この方法は、信頼性のある検出を可能にされたL.E.D.による放射光の発散を提供するためには、鏡面の上の凝縮に充分な湿気の量が必要であるという欠点を有している。測定されるべき湿潤ガスが比較的乾燥している場合、例えば、湿気含有量が100万当り10部（あるいはそれ以下）の場合、この方法は、フォトダイオード検出器からの読みの減少を得るのに起こさなければならない充分な凝縮量に到達するまでに、かなりの時間、典型的には数分間を必要とする可能性がある。結果として、鏡の除冷温度が、充分な凝縮量に達する前に露点を充分に下回った値にまで減少してしまう可能性がある。このことが比較的短かい時間で露点温度を決定するときの精度を制約することになる。その理由は、平衡状態に達するまでに鏡の温度が露点温度の上下に比較的大きな値で振られることになるからである。このようにして、露点温度の測定は、ガスの湿気含有量が非常に低い場合、すなわち、（露点が大略−60℃から−100℃の間に相当する）100 万当り10部乃至1/10部の間の湿気含有量の場合には、正確な測定をするのに１時間を越える時間を必要とする可能性がある。加えて、ダストあるいはその他の微粒子が鏡の上に存在していて、それがL.E.D．とフォトダイオード検出器との間の本来の光の進路からL.E.D．からの光を発散させる、あるいはそらせる要因となっている場合には、露点温度の測定が不正確なものに導かれるという問題の発生する可能性がある。なお、さらには、（例えばある種の炭化水素ガスのように）湿潤ガスの露点温度よりもっと高い温度において湿気含有量の測定対象のガス自身が凝縮する場合には、鏡が湿潤ガスの露点温度に到達する前でさえこのガスの分子が鏡面の上に凝縮して光をそらせ／発散させるために、問題が発生してしまうであろう。ある蒸気圧及び温度の条件の下では、０℃より下にまで冷却された純水が過冷却液体になり得る。０℃より下の露点（すなわち、“霜点”）を測定しようとするとき、上述の“冷却鏡湿度計”法では、他の１つの欠点が現れる。冷却鏡湿度計は、個々の水の分子が鏡に付着するときに霜点温度で起こる個々の水の分子の凝縮を検出することは不可能である。個々の水の分子の移動度の不足のために、これらの分子は過冷却水とは反対の氷に対応する平衡水蒸気圧を有することになるであろう。鏡は、水の分子が自分自身を結合させて光を発散させるのに充分な大きさの分子グループに成長するまで、冷却され続けるであろう。もし分子グループが自分自身を氷あるいは霜の結晶に配列させるのであるならば、冷却された鏡の温度は最終的にはガスの霜点温度に相当する温度で平衡状態に達するであろう。しかしながら、個々の水の分子は、個々の水の分子により大きな移動度を付与することになるであろう過冷却の液体のグループに自分自身を配列することが可能である。後者の場合においては、冷却された鏡の温度は、最終的には、付与の水蒸気圧に対する霜点温度よりも数度低い可能性のある霜点温度で安定化するであろう。純水も氷も共に良好な電気の絶縁体であり、それ故に電子的な手段によって純水と氷との間を区別することが不可能なので、清浄な空気あるいはガスの中の露点温度あるいは霜点温度の測定に正確な読みが必要であるならば、氷あるいは水が形成されたか否かを決定するためには、冷却鏡温度計の操作者は鏡面の上に焦点を結んでいる顕微鏡の使用を必要とする。上述の欠点を１つ以上回避する、あるいは最小化する湿潤ガスの露点温度の測定方法を提供することが、本発明の１つの目的である。本発明の第１の観点からすれば、湿潤ガスの露点温度の測定方法は、表面の上を超えて湿潤減ガスの流れを通過させるステップと、該表面の温度を測定するステップと、該表面より下流のガスの流れの中に湿度センサを位置取りさせるステップと、該表面の温度を徐々に下げるように該表面に冷却を供給するステップと、該表面が冷却されている間該表面より下流のガスの湿気含有量を監視するステップと、湿潤ガスの露点温度での湿潤ガスからの湿気の凝縮による該表面より下流のガスの湿気含有量の低下を検出するステップと、露点温度が得られるようにと測定温度の制御をするために検出された前記湿気の凝縮による湿気含有量の低下を使用するステップと、を包含する。検出された湿気含有量の低下は、露点温度が得られるようにする前記表面の温度の測定値の制御に使用することが可能である。好適には、検出された前記湿気の凝縮による湿気含有量の低下は、少なくとも露点温度の測定期間中は露点温度が得られるように前記表面を実質的に前記湿潤ガスの露点温度に保持するために前記表面の冷却の制御に使用される。本発明の１つの効果は、この方法が水の分子の凝縮に対して選択的な感度を有するものであることであり、それによって、ダストの存在及び／又は湿度含有量の測定のなされるべきガスの凝縮の存在によって結果的に生ずる正確性のリスクの回避あるいは削減にある。さらには、高感度の湿気センサの使用によって、非常に迅速な、典型的には数秒以内の湿気含有量の変化の検出の達成が可能であり、それによって種々な使い方によって効果を及ぼし得る露点温度の迅速測定を可能ならしめる。なおさらには、湿気含有量の極めて小さな変化でさえも検出が可能であり、その結果、０℃より下の露点温度における極めて少量の霜の凝縮が、氷の結晶あるいは過冷却水の小滴の形成に先立って極めて速やかに、典型的には数秒以内に検出され得る。本発明の特別に単純な実施例においては、露点温度に対する単一の直接的な値が、湿気の凝縮による湿気含有量の低下の検出時の、あるいは検出直後の表面の温度の単純測定によって入手され得る。このことが、露点温度に対する瞬時的な “スポットチェック”値を提供する。好適なる実施例においては、前記表面に対しての冷却の供給は、湿気の凝縮による湿気含有量の低下の検出に応答して制御される。冷却された表面は、続いて、例えばガスの流れによる暖化運転を許容させるために単純に冷却を削減あるいは中断して、あるいは、必要時には、又、外部加熱を加えて、温度の上昇を許容させる。表面の冷却が止められた後にも表面から下流のガスの湿気含有量の監視を継続することによって、湿気含有量は表面からの凝縮した湿気の蒸発によって増加し、続いて湿気の凝縮による低下よりも以前の湿気含有量に実質的に等しい最終的な湿気含有量にまで低下することが監視され得る。好適には、前記表面への冷却の供給は、それから他の１つの湿気の凝縮及び蒸発のサイクルの開始のために、最終的な湿気含有量の検出に応じて再開されて欲しい。湿気の凝縮及び蒸発のサイクルは少なくとも２回は実施され得るのものであり、好適には数回実施されて欲しい。湿潤ガスの露点温度の平均値は、１つのこのような湿気の凝縮と蒸発とのサイクルに亘っての表面の平均温度の計算によって入手可能である。好適には、露点温度の平均値は、そのようなサイクルの数回に亘っての表面の平均温度の計算によって入手されて欲しい。冷却表面の平均温度は、単純な前記サイクルの最高及び最低の温度のピークの中間点の決定を含む、どのような適切な技法によてでも、あるいは、さらに以下の中で議論するような温度曲線サイクルの形状のより洗練された分析によってでも決定され得る。だが、どのような特別な方法が使用されるにしても、表面温度の変化に伴う表面の上への凝縮あるいは表面からの蒸発の迅速で鋭敏な検出の使用により、表面のサイクリックな温度変動における温度の範囲は、典型的には、１℃ より小さい従来の技術に比べて実質的に限定されたものとなり得るものであり、例えば実際の露点温度に対して大略±0.1℃に限定されていて、それによって有意により正確な測定を可能ならしめることになることが、本発明の特別な効果である。本発明のさらに好適な形態は、表面より上流のガスの湿気含有量の監視を包含する。表面より上流の湿気含有量と表面より下流の湿気含有量との間の差を監視することは、テストされるべき湿潤ガスの湿気含有量の根本的な変化、すなわち、表面の温度変化による前記表面への凝縮あるいは前記表面からの蒸発によって起こるものではない湿気含有量の変化からは独立しての、表面より下流のガスの湿気含有量の低下の検出を可能ならしめている。上記で既に示してあるように、測定は以前から知られているシステムよりも実質的により速やかに、典型的には数分よりはむしろ数秒以内になされ得ることが、本発明の特別な効果である。だが、あるケースでは、ミリセカンドでさえ測定され得る分数秒以内で起こる変化を検出するために、そして／あるいは１ppmの分数倍で測定される湿気含有量の極めて小さな変化を検出するために、より迅速な測定さえもが必要とされている。第２の観点では、本発明は、又、湿気センサを準備するステップと、湿気センサの出力を露点温度の読みの値に変換するようにプログラムされたプロセッサ手段を準備するステップとを包含する露点温度の測定方法を提供しているが、この方法は、ガスのサンプルの露点温度を測定し、該露点温度の読みの測定値を前記露点温度の読みの値と比較して、該露点温度の読みの測定値と前記露点温度の読みの値とが不一致の場合に、前記プロセッサ手段を再プログラミングすることによってプロセッサ手段をキャリブレートするステップを包含するものである。好適には、湿気センサの出力のプロセッサ手段をキャリブレートするのに使用する露点温度の測定は、本発明の方法及び装置を使用して有利に、多かれ少なかれ連続的に実施されるものである。だが、他の形態の露点温度測定装置、例えば、ここに前述したような理由で一般的には余り好ましくない、従来型の光学システムも、又、キャリブレーションの目的に使用され得る。このタイプの露点温度の測定方法（及び対応する装置）を使用して、露点の温度変動の感度をより大きくさえ、典型的には、±0.1℃乃至±0.001℃にさえ増大させることが可能である。なおさらには、数マイクロセカンドのような短い期間内に起こる湿気含有量の変化が検出され得る。このことは、実質的に“リアルタイム”の露点温度の測定の達成を可能にする。本発明の第３の観点に従えば、湿潤ガスの露点温度の測定装置は、表面と、この表面の温度を徐々に低下させるように表面に冷却を供給するために形成され配置される冷却システムと、前記表面の上を超えて通過するガスの湿気含有量を監視する湿気センサと、湿潤ガスの露点温度における湿潤ガスの湿気の凝縮によるガスの監視された湿気含有量の低下を検出するための検出器手段と、前記表面の温度を測定するための温度測定手段と、を備える。好適には、装置は、さらに、露点温度の入手が可能なように、少なくとも露点温度の測定期間中は前記表面を実質的に前記湿潤ガスの露点温度に保持するよう、前記表面の冷却の制御をするための冷却制御手段を備えていて欲しい。この冷却制御手段は、検出器手段と制御システムとの間のフィードバックループを備え得る。検出器手段は、湿潤ガスからの湿気の凝縮による湿気含有量の低下を検出器手段により検出したときに、信号をフィードバックループを介して冷却システムに送信することに適合され得る。冷却システムは、検出器手段からの信号を受信し、信号を受信したときに表面の冷却を中止（あるいは減少）させることに適合され得る。信号を受信したときに、冷却システムは、好適には表面温度の低減を中止するように自動的にスイッチオフされて欲しい。代替案として、冷却システムは、検出器手段からの信号を受信したときに表面の温度を増加させるように表面加熱を開始することに適合する加熱手段を備えられ得る。冷却システムは、検出器手段からのさらなる信号の受信に適合され得るものであり、その信号の受信で冷却システムは、表面の温度を再び徐々に低減させるように、自動的にスイッチオン状態に戻される。冷却システムは、又、加熱手段が装備されている場合に、冷却システムによるさらなる信号受信があるときに加熱手段の表面加熱の中止要因となることに適合され得る。検出器手段は、スイッチを備え得る。代替案として、検出器手段は、３項目制御器を備え得る。この装置は、さらに、前記表面の温度測定処理のための信号処理手段を備え得る。好適には、信号処理手段は、期間中の平均値が測定露点温度となる露点温度の測定期間中の前記表面の温度の平均値を計算するのに適合されていて欲しい。本発明に従えば、まさに、単一の湿気センサが使用され得る。だが、必要ならば、表面に向けて移動するガスの湿気含有量を監視するための第２の湿気センサも、又、使用され得る。単一の処理手段が、第１の湿気センサ及び第２の湿気センサによって監視される湿気含有量の処理に適したものにされ得る。好適には、単一の処理手段は、ガスの湿気含有量の根本的な変化（すなわち、冷却された表面への凝縮あるいは冷却された表面からの蒸発に関係しない変化）を検出するために、第１の湿気センサによって監視される湿気含有量を第２の湿気センサによって監視される湿気含有量と比較する、あるいはその逆を行うことに適合させられていて欲しい。検出手段、冷却制御手段及び単一の処理手段のすべてがマイクロプロセッサの中に装備され得る。マイクロプロセッサは、装置の１以上の別個の運転モードでの運転を可能にさせるように、効果的に事前にプログラムされている。例えば、マイクロプロセッサは、測定された湿気含有量の読みに対する（例えば数マイクロセカンド以内の）瞬時の露点温度の値を付与するため、１つの、あるいは各々の湿気センサをキャリブレートするようにプログラムされ得る。かくして、例えば、前記冷却された表面の連続的な冷却が実用的でないような場合、あるいは、測定されるべき露点温度が装置の冷却システムの冷却の能力を超えたところにある場合には、見積り露点温度を入手することが可能である。装置が１連の露点温度の測定を行う期間中に冷却システムの冷却能力以内で機能している間にも、キャリブレーションは蓄積されているデータを使用して達成され得る。このやり方での瞬間の露点温度値を付与梳くための少なくとも１つの湿気センサのキャリブレーションが、実質的に“リアルタイム”の露点温度の測定を達成せしめ得る。両方のセンサが瞬時の露点温度を付与するべくキャリブレートされる場合には、マイクロプロセッサは、２つの湿気センサのいずれかの突然の故障を特定し、他方の湿気センサから得られる湿気レベルの読みに基づいた露点温度の読みを標示し続けるようにプログラムされ得る。装置には、欠陥のあるセンサの交換がなされるまで障害指示の表示をするための障害指示手段を効果的に装備し得る。第２の湿気センサは、湿潤ガスの露点温度の直接的な読みを入手するようにキャリブレートされた、事前キャリブレート湿気センサであり得る。信号処理手段は、事前キャリブレート湿気センサから得られる露点温度の測定に対するサーボシステムを備え得る。比較手段が、この露点温度の測定値を前記表面の温度の計算された平均値と比較するために装備され得る。サーボシステムと比較手段とは、マイクロプロセッサの中に装備され得る。サーボシステムは、比較された露点温度の測定値と表面の温度の計算された平均値とが一致しない場合に、事前キャリブレート湿気センサを再びキャリブレートするように形成され配列され得る。サーボシステムは、事前キャリブレート湿気センサの再キャリブレートの実施のための適切なコンピュータソフトウエアを便宜的に使用する。マイクロプロセッサは、又、温度測定装置の故障及び／又は冷却システムの故障の場合に、装置がキャリブレートされた第２（上流）の湿気センサから得られる露点温度の読みを表示することによって運転を継続するようにプログラムされ得る。マイクロプロセッサは、湿気の凝縮が開始される時の前記表面の温度を未確認露点温度の測定値として表示するようにプログラムされている、“スポットチェック”モードを提供するようにプログラムされ得る。露点温度の測定期間の終了に続いて、未確認露点温度の読みは、露点温度の測定期間中の前記表面の平均温度の計算によって確認され、あるいは矯正される。迅速スポットチェックの読みは、例えばガスシリンダの自動充填のような応用の中での動作中にしばしば要求される。本発明に従って、電気信号を提供する種々な迅速反応の敏感な湿気感知システムが使用され得る。好適には、例えば静電容量変化のような湿気レベルの変化に対して、直接的な電気的応答を生成する湿気センサが使用されていて欲しい。このタイプの適切なセンサは当業界では周知であり、100万当りの部数(ppm)湿気の見地からの読み出し値を付与するようにキャリブレートされ得る。１つの例は、多孔質酸化珪素の層と非多孔質シリカのウエハとを備える。代替案としては、湿気センサは多孔質酸化アルミニウムの層と非多孔質アルミニウムウエハとを備える。このようなセンサは、100万当り１部以下に至るまでの湿気含有量の測定能力があり、湿気含有量のレベルの微細な変化にも迅速に応答するものである。代替案としては、この湿気センサあるいは各々の湿気センサは、振動結晶タイプのものであり得る。このような湿気センサの使用は、迅速応答システムの達成を可能ならしめるものであり、このシステムの中では、前記表面の温度は露点温度の上下で速やかに変動させられ得る。温度センサは白金抵抗型のものであり得るが、好適には冷却される表面の中に搭載されていて欲しい。冷却システムは、ペルチェデバイスと関連する熱電式ヒートポンプを備え得る。前記表面は、ヒートポンプに接触する高熱伝導性材料の層を備え得る。代替案としては、前記表面は、湿潤ガスの流れが通され得る中空チューブ乃至はパイプの壁の一部を形成し得る。前記中空チューブ乃至はパイプの一部は、曲げるかあるいはコイル状にするかされ得る。冷却システムは、曲げるかあるいはコイル状にするかされた中空チューブ乃至はパイプの部分の沈漬する液状の冷媒溜を備えることが可能であり、この流体溜の温度は、流体の中に沈漬している電導性の構成要素を通って流れる電流量によって、あるいは液状の冷媒と熱的接触状態にある熱電式のヒートポンプによって制御される。冷却システムは、冷却達成のためには、代替案として気体の膨脹を利用し得る。前記中空チューブ乃至はパイプの一部は１つの部屋の中に突っ込まれ、高圧ガスはオリフイスを通ってその部屋の中に膨脹進入するのを許容され、それによってこの中空チューブ乃至はパイプの一部の上に冷却効果を生みださせることが可能である。該部分は、望ましくはコイル状態にされていて欲しい。効果があることには、本発明による装置は可搬式である。非常に低い露点温度が測定されなければならない場合に、前記表面に充分な低温を達成させるためには、１つより数の多い上述のタイプの冷却システムが採用され得る。装置は、さらに、追加的な温度測定手段を包含することが可能であり、マイクロプロセッサは、この測定手段からの読みを装置から得られる露点温度の読みの相対温度の見地での表現のために利用することが可能である。この追加的な温度測定手段は、望ましくは、冷却される前記表面から離れた場所にある露点温度の監視対象の湿潤ガスの中にさらされていて欲しい。今度は、本発明の好適なる実施例が例示法によってのみ添付の図面を参照して記述されるであろう。この中では、図１は、本発明による湿潤ガスの露点温度の測定装置の概略説明図であり、図２は、図１の装置の中に組み込まれる湿気センサの概略の側断面図であり、図３は、図１の装置の中に組み込まれた図２の湿気センサから得られる“湿気” 対“時間”の概略のグラフと、図１の装置の中に組み込まれた温度センサから得られる“温度”対“時間”の概略のグラフと、を示しており、図４は、本発明の代替案の実施例の概略の部分図であり、図５は、事前キャリブレート湿気センサの概略のキャリブレーション曲線を示しており、図６は、代替案の露点温度測定装置を概略図で示しており、図７は、本発明による露点温度測定装置の他の１つの実施例を概略図で示しており、図８（ａ）は、図７の装置の環状部Ｄの拡大図であり、図８（ｂ）は、図７の装置の断面線Ｃ−Ｃ’沿いの断面図であり、図９（ａ）は、極低温露点温度測定用の図７の装置の修正版の一部の断面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）の装置のチューブのコイル状部分の斜視図であり、図10は、図７の装置の修正版の概略説明図であり、図11は、図７の装置の他の１つの修正版の概略説明図である。図１は、湿潤ガスの露点温度の測定装置を略図的に図解するものである。この実施例においては、湿潤空気であるガスＡがパイプ１の内面に沿って流れる。湿潤空気Ａは、白金箔の表面２と接触しながら白金箔の表面２を超えて通過し、白金箔は熱電式のヒートポンプユニット３の上に搭載され、ヒートポンプユニット３はパイプ１の壁の中に搭載されている。ヒートポンプユニットは、ペルチェ結晶を組み込んだ熱電モジュール４を収容していて、白金箔の表面２を冷却するために電流供給源11を介して電気動力供給され、それによって白金箔の表面２の温度を徐々に低下させる。湿気センサ５は、白金箔の表面２より下流に搭載されていて、このセンサが接触する湿潤空気の湿気含有量を測定することによって、一般にはこのセンサの上方領域内にある空気の湿気含有量を監視する。湿気センサ５はキャパシタンス型のもので、湿潤空気の中に存在する湿気によるキャパシタンスの変化を測定する。図２は、このようなセンサの（極端に拡大した）概略の断面を詳細に示している。湿気センサは、金（Au）箔の上方外側層 10と金箔の下方外側層12とを備える。金の上側箔の直下にはクロム（Cr）箔の層 14があり、その下には多孔質酸化珪素（SiO）の層16がある。酸化珪素の層16の下には、非多孔質シリコン（Si）のウエハ18がある。シリコンウエハの下には、他の１つのクロム箔の層20が金の下方外側箔の上に堆積されている。湿気センサ５の全体がコンデンサとして動作する。湿潤空気Ａの中の水の分子は、金箔とクロム箔との上側層を通って通過して多孔質酸化珪素の層16の中に自身を堆積させ、かくして金の２層の間のキャパシタンスの中に変化を生みださせる要因となっている。湿気センサ５によって検出されるキャパシタンスの変化は、変換器６によってアナログ信号、あるいは代替的にデイジタル信号に変換されるが、この変換器６は、湿気センサ５のキャパシタンスの変化に基づく回路内の周波数の変化を監視するものである。白金抵抗型の温度センサ７が白金箔の表面２の中に組み込まれていて、抵抗の測定値が制御ユニット８の中で温度の読みに変換される。白金箔の表面２の温度が徐々に低減されるとき、白金箔の表面は、最終的には、湿潤空気Ａの中の湿気が白金箔の表面２の上に凝縮し出す温度にまで達するであろう。このことは、白金箔の表面２が白金箔の表面２の上を通り抜ける湿潤空気の露点温度Ｔ_Dに達するときに起こることになる。この凝縮が現れたときには、白金箔の表面２より下流の湿潤空気の湿気含有量を監視している湿気センサ５は、以前には安定していた（湿気が白金箔の表面２の上に凝縮し出す前の湿潤空気の湿気含有量に相当する）湿気含有量Ｍ_cを下回っての湿気含有量の低下を感知するであろう。この低下は、湿気センサ５の上流の白金箔の表面２の上へ凝縮し出した幾つかの分子によって引き起こされる、湿気センサ５の上を通過する湿潤空気サンプルの中の水の分子の濃度の低下によるものである。変換器６からの出力を受信する検出器ユニット９は、湿気含有量のこの低下を検出する。検出器ユニット９は、フィードバックループの中で電流供給源11に結合される。この低下を検出すると、検出器９は、今までに露点温度Ｔ_Dより下に低下してしまっている白金箔の表面２の温度の低減を中止させるように、ヒートポンプユニット３への電流の供給を終結させる。白金箔の表面は、次には、（湿潤空気Ａの流れとの接触及び周辺雰囲気温度によって）除々に暖まり始める。白金箔の表面２の温度Ｔが露点温度Ｔ_Dに達してこれを超えるとき、白金箔の表面２の上に凝縮していた水が蒸発して、引き続いての湿気含有量の上昇を白金箔の表面２より下流にある湿気センサ５によって監視させる要因となる。図３は、変換器６、検出器９及び制御ユニット８に接続されたマイクロプロセッサ20によって記録された（時間ｔに対してプロットした）湿気Ｍと温度Ｔのカーブを図解する。時間ｔ₄ においては、全ての凝縮物が白金箔の表面２から蒸発してしまい、湿気センサ５からの湿気含有量の読みはその本来のレベルＭ_cにまで急落し戻っている。この時点で検出器ユニットは、白金箔の表面２の温度をもう一度下げ始めるように、ヒートポンプユニット３への電流の供給を再開し、このようにして他の１つの同様な湿気の凝縮と蒸発とのサイクルを開始させる。図３に示すように、このサイクルの期間は（ｔ₅−ｔ₁）に等しい。凝縮と蒸発との１サイクルの後、信号プロセッサを包含するマイクロプロセッサは、実施されたサイクルに亘っての表面２の平均温度を計算する。図３に示すカーブは明白にするために誇張されているが、しかし、現実には、露点温度Ｔ_D の上下の温度Ｔの山と谷とは、大略0.1℃以下の振幅を有するに過ぎない。計算された平均温度が露点温度の測定値を提供する。数サイクルに亘っての読みが入手される場合には、代わりに２以上のこのようなサイクルに亘る表面２の平均温度が測定露点温度の入手のために計算され得る。１実施例においては、検出器ユニット９は、複数の凝縮と蒸発とのサイクルの期間を通して表面２の温度Ｔを実質的に露点温度Ｔ_Dに維持するようにヒートポンプユニット３へ流れる電流を制御し、これによって実行されるべき露点温度の極めて正確な決定を可能にさせるように３項目制御器になっている。図４に概略を図解する本発明の修正実施例にいては、装置は、表面２より下流に配置された湿気センサ５と同一のタイプの、表面２より上流に配置される湿気センサ13をさらに備えている。上流側センサ13のキャパシタンス出力は（図示していない）変換器によってアナログ信号あるいはデイジタル信号に変換され、変換器出力はマイクロプロセッサ20に供給される。この実施例では、下流側センサ５の変換器６からの信号が直接マイクロプロセッサ20に供給されている。（必要な場合には適切なタイムラグを考慮して）センサ５、13の中の１つの監視され湿気含有量Ｍをこれらのセンサの他方の監視された湿気含有量から差し引くことにより、結果としての差の信号は、表面への湿気の凝縮あるいは表面からの湿気の蒸発によらずに起こる湿潤ガスＡの湿気含有量のどのうような変化にも影響を及ぼされないものになるが、ここに、湿潤ガスＡの湿気含有量の変化は、例えば、空気の流れがパイプ１に入る以前での速やかに変化する環境の支配を受けての湿気含有量の急変要因になっている場合に発生し得る。差信号は、それから、マイクロプロセッサの中に組み込まれ得る検出器ユニットに供給されて、前と同様にして露点温度が測定されるが、この差信号は図３に示すのと同じ湿気カーブＭに従うものとなる。上流配置のサンセ13は、露点温度の値をセンサ13から得られるキャパシタンスの読みから直接的に入手できるようにさせるために、事前にキャリブレートされる。上流配置のセンサは、湿潤ガスの露点温度の測定に関するどのような既知の技法を使ってでも事前キャリブレーションをなされ得るけれども、望ましくは、図１の装置を使用してキャリブレートされて欲しい。図５は、事前キャリブレーションを施された上流配置のセンサ13に対する、キャパシタンス対露点温度のキャリブレーションカーブを図解する。事前キャリブレーションを施された上流配置のセンサ13を図１の露点温度の測定装置と組み合わせて使用することにより、上流配置のセンサ13から直接的に得られる露点温度Ｔ_Dの値は、図１の装置を使って得られる値Ｔ_Dと比較され得る。この比較は、比較値が対応しないか、あるいは実質的に差異を生じている場合に、再キャリブレーションあるいは上流配置のセンサのキャリブレーションカーブの調整を実施するように適切にプログラムすることの可能なマイクロプロセッサの中で実施される。この再キャリブレーションを実行するのに使用されるデータは、望ましくはマイクロプロセッサに蓄積されているデータであって欲しく、この蓄積データは直接読取の、あるいは事前キャリブレーションの施された上流配置のセンサ13と下流配置のセンサとの間の最も最近の比較した読みを代表するものであって欲しい。しかしながら、事前キャリブレーションの施した上流配置のセンサ13は、図６に図解されるように、この再キャリブレーションシステムを達成するために、どのような他の既知の露点温度の測定装置30との代替的組合せでも使用することが可能であろう。露点温度の測定値の比較は、マイクロプロセッサの中で、あるいは他の比較及び再キャリブレーション装置32の中で実施されるであろう。図７は、本発明の他の１つの実施例を示しており、この実施例の中では、冷却されるべき表面が、薄いステンレススチールのチューブ40の壁の（図示していない）内表面の一部を形成していて、そのチューブを通して監視されるべきガスのサンプルが流れるようになっている。図８（ａ）に詳細を示すように、この実施例においては、上流側湿気センサ42と下流側湿気センサ44とが１つのアルミニウムブロックのハウジング46の中搭載されていて、監視されるべきガスＡの流れは、このハウジングの中へ入口33を通って、そしてこのハウジングの中から出口34を通ってそれぞれに通過することが可能である。ガスＡは、例えば、中にハウジング46及び湿気センサ42、44が位置取りされている（図示していない）ガスライン乃至はパイプを通って流れることが可能である。上流側湿気センサ42及び下流側湿気センサ44は、薄いチューブ40の入口48及び出口50にそれぞれに隣接して配置される。ハウジング46は、２つの片割れに機械加工されてボルトで共締めされる。絶縁材料43がハウジング46を取り囲む。図７に示すように、チューブ40はコイル状の区画52を有し、このコイル状の区画は熱伝導性液体51を収容する封入容器54の中に収納される。コイル封入容器54 の基礎壁はペルチェ結晶の熱電式ヒートポンプユニット56の上側表面で規定され、このヒートポンプユニットはマイクロプロセッサ60に電気接続58され、マイクロプロセッサは熱電式ヒートポンプユニット56の運転を制御するようにプログラムされている。薄いチューブ40の入口48からは、チューブ40か区画53沿いに封入容器54に向けて延び、封入容器の所でチューブ40は封入容器の上側の壁を通って封入容器の中に入ってコイル状の区画52を形成するようにらせん形状に下がり、コイル状の区画の下端部はペルチェ結晶ユニットに接近して配置される。チューブ40は、それから封入容器54の中を真っ直ぐに立ち上がって通り、封入容器の上側の壁を通って封入容器の外へ出るが、出た所からは区画63沿いにセンサハウジング46の所まで延び、そこで出口50で終わっている。マイクロプロセッサ60に電気接続59される温度センサ62はチューブ40のコイル状の区画52の下側部分64の上に搭載される。各湿気センサ42、44は金メッキのピン45を介して電子回路65、66に電気接続され、この電子回路はマイクロプロセッサ60に電気接続され、マイクロプロセッサは、順に、湿気センサ及び温度センサからの読取り値を表示し、測定された露点温度を表示する表示装置61に接続される。熱絶縁の材料64はコイル封入容器54を取り囲み、ペルチェ結晶ユニット56は吸熱器69の上に搭載される。図８（ｂ）に示すように、コイル状の区画52と入口48 との間のチューブ40の区画53及びコイル状の区画52と出口50との間のチューブ40 の区画63は、それぞれに熱伝導性材料55で包まれ、この熱伝導性材料は外側管材 67に囲まれ、外側管材は、順に、チューブの区画53、63の外側に発生する凝縮を阻止するために熱絶縁の材料57で被覆される。中に湿気センサ42、44が搭載されているハウジング46は、金属ブロックの形態にされており、この金属ブロックは、２つの湿気センサを実質的に同一温度に維持する助けになっている。ハウジング46の周囲温度を超える露点温度が測定される筈の場合には、ハウジング46及びチューブの区画53、63はこれらの上での凝縮を阻止するように加熱される。湿気センサ42、44は、酸化珪素から構成される吸湿性誘電体を有する、図１の装置に関連して前述したようなキャパシタンス型のものである。これらの湿気センサは、特に湿気のレベルの低い所では非常に速い応答時間と良好な識別ポテンシャルとを有している。誘電体の吸収孔の中に保持されている水の分子の数は、センサの活性サイドと接触する水蒸気圧及びセンサの温度に依っている。サンプルガスの湿気濃度の変化は、センサのキャパシタンスの値の即時変化の要因になるであろう。関連センサ回路65、66は、センサのキャパシタンスの値を周波数に変換するのに役立っている。サンプルガスの湿気含有量が変化するとき、これらの回路から送信される出力周波数も、又、変化するであろう。温度サンセ62は、冷却コイルの最も冷えている部分の中の温度に等しい読みを与えるように注意深く位置取りされて、コイル状の区画52に熱的に結合をなされる。温度測定のどのような不確実性もが、露点温度の測定に同一の不確実性を加えることになるであろう。図７及び図８の装置が初回用に給電されるとき、マイクロプロセッサはセンサ 42、44に関係するデータの持ち合わせがなく、センサは最初に５〜20℃のどれかの値になるであろう露点温度を有する周囲の空気を放流される必要がある。（両方のセンサが同一の空気を放流されるので、実際のレベルは重要なものではない）。センサが周囲の空気と平衡するに至るまでの数分の後に、マイクロプロセッサはそれぞれのセンサに対するデータを蓄積する。周囲の空気の放流はそれからシリンダからの乾燥空気あるいは乾燥ガスで置換される。乾燥空気あるいは乾燥ガスに関する情報は、乾燥空気あるいは乾燥ガスが周囲の空気よりも有意に低い湿気含有量を有するのであれば重要なものではない。このことがマイクロプロセッサに両方のセンサが機能していることの確認を可能にさせ、各々のセンサの感度の粗基準の習得を許容する。乾燥空気は、それから、知られている５つの別個の湿気濃度を提供するために周囲の空気の量を増加させて混合される。各濃度は少なくとも１時間測定器具を介して放流される。第５番目の濃度の放流の終端では、測定器具は、必要な場合に湿気濃度（ppm湿度）の見地からの読み出しの値を付与するように、２つのシリコンセンサを自動的にキャリブレーとすることが可能である。この初期キャリブレーションは、蓄積され、そして、サンプルガスが正常な湿気含有量の脈動をする間でのマイクロプロセッサの読取る読みの値との比較によって、装置の動作寿命のある間でのセンサ42、44のドリフトあるいは性能低下を検出することにも、又、使用され得る。サンプルガスが（露点温度での場合を除いて）湿気の濃度を変えることがないとすれば、マイクロプロセッサにセンサ全部の再キャリブレーションの自動的な実施を可能ならしめるために、上述のテストを繰り返して行うことが可能である。図７及び図８の装置の運転は、図１及び図４の装置の運転と同様であり、チューブ40のコイル状の区画52を通り抜ける湿潤ガスに対する図３に示すタイプの湿気の凝縮と蒸発との１回以上のサイクルに亘ってのチューブ40のコイル状の区画 52の温度の変動を行わせるように、マイクロプロセッサはペルチェ結晶ユニット 56を制御し、温度の読みＴは温度センサ62から読み取られる。任意の付与の時刻における１つの湿気センサの周波数信号を他の１つの湿気センサの周波数信号から差し引いて得られる差の信号は、湿気の読みＭとして捕えられる。特定の湿潤ガスの露点温度を測定するために、チューブ40の入口48と出口50とが監視されるべきガスラインに接続され、チューブ40には毎分約100mlの小さなガスの流量での放流が行われる。選択された流量は運転に対して臨界的なものではないけれども、得られる露点温度の読みは凝縮コイルの中に収容されている圧力に依存することに注目しなければならない。ラインの圧力での露点温度が必要ならば、流量制御弁がチューブ40の出口50の所に配置されるべきである。マイクロプロセッサ60は、２つの湿気センサ42、44の差の周波数の吟味によって凝縮サイクルのスタートを検出するようにプログラムされていて、（凝縮サイクルのスタートを指示する）湿気含有量の低下が識別されるや否や、マイクロプロセッサはペクチェ結晶ユニット56をスイッチオフして、それによってコイルの温度Ｔを上昇させる要因をつくり出す。マイクロプロセッサは、同様に、蒸発サイクルのスタートを認識し、又、両方の湿気センサが再びガスの同一湿気含有量にさらされるとき、蒸発サイクルの完了を認識する。代替案の手順では、湿気含有量の低下が識別されるや否や、ペルチェ結晶ユニット56に対する電流が逆転され、その結果ヒートポンプはコイルの温度Ｔを上昇させるように動作する。運転モードの選択が利用可能である。露点温度の連続監視のために、新しい凝縮／蒸発サイクルが前回のサイクルの終わりのときに自動的にスタートさせられるであろう。迅速スポットチェックの読みが入手可能なように、マイクロプロセッサは、凝縮の開始時にコイルの温度を未確認露点温度の読みとして表示するようにプログラムされる。この読みは真の露点温度より約0.1deg Ｃ低い可能性があるであろう。蒸発サイクルに続いて、露点温度の読みは、凝縮温度と蒸発温度とを平均することによって修正されるであろう。この読みは有効な露点温度として表示することが可能であろう。蒸発サイクルの明確な識別が湿気が凝縮し続いて蒸発してしまったことを確認し、それによって表示された露点温度の読みが有効であることを確認する。各々の確認された露点温度の読み取りの後で、コイルがサンプルガスに湿気を加えもしなければサンプルガスから湿気を取り去りもしないときのサイクルタイムの中の２つの湿気センサの周波数が、マイクロプロセッサによって蓄積される。現在のデータと履歴データとの間の周期的な比較が、それからはなされ得る。既知の露点温度に対応するセンサ周波数も、又、蓄積され、周期的に以前のデータと比較されるであろう。ある時間測定器具が運転を続けた後には、マイクロプロセッサは以下に対する能力を有する。すなわち、１）湿気センサの何らかの変化あるいは性能低下に関する陳述の付与２）湿気センサの交換の必要時期までの残余の有用期間の値踏みの付与３）凝縮／蒸発サイクルの状態に拘わりなく瞬時の湿度変化が記録され得るように上流側センサ42の周波数に基づいての生の露点温度信号の表示選択の提供。この運転モードは、鏡の連続冷却の実行が不可能なとき、あるいはコイルの最大の冷却能力を超える露点温度の測定がなされるときに利用され得る。後者のケースはマイクロプロセッサは、測定器具がコイルの冷却能力の範囲内で動作している間に蓄積されたデータを利用して、湿気センサの結果を最大冷却能力を超えた所にまで外挿する。４）温度測定システムあるいは冷却システムの故障の場合には、装置は上流側センサ42から読み取った露点温度の読みを表示することによって運転を継続し得る。要求される補修のための動作を識別するために、アラームメッセージがマイクロプロセッサから与えられるであろう。５）湿気センサ42、44の中の１つの突発故障の場合には、測定器具は良好なセンサに関連しての周波数の読みに基づいた露点温度の読みを表示し続けるであろう。障害指示は、欠陥センサが置換され終わるまで、マイクロプロセッサから表示されるであろう。チューブ40を通るサンプルガスの流れが、例えば塩化水素（ＨCl）ガスあるいは湿った塩素のように、金属に対してひどい腐食性のあるものであるならば、ステンレススチールの代わりに、チューブ40は、例えばＰＴＦＥあるいはケブラ（商標）のようなより腐食耐性の大きい材料から作られる。このような材料に関係する熱伝導性の問題を克服するために、チューブ40のコイル状の区画52には、より高い熱伝導度を有する材料の成形品が内側に嵌め込まれる。湿気センサのハウジング46は、ガラス、白金、金あるいは珪素から作られるであろう。図９（ａ）及び図９（ｂ）は、大略−100 ℃にまで下がる非常に低い露点温度乃至は露点温度の測定をするときに使用するための、チューブ40のコイル状の区画52の設計上の変動を示している。この実施例では、コイル状の区画52は実質的に平坦ならせん形部分71を備え、このらせん形部分は、３つのユニットのスタック68の最上部のものの熱電式のヒートポンプユニット56の上側表面73に実質的に平行に配置されている。らせん形部分71は、ヒートポンプユニット56のらせん形部分に熱的に結合する熱伝導性材料51に取り囲まれる。熱伝導性材料は絶縁材料64に取り囲まれている。ヒートポンプユニット56のベースは吸熱器 69の上に搭載され、この吸熱器を通って例えば液体窒素のような冷却液、あるいは冷却ガスが流れるが、液体窒素は追加の冷却を提供するために沸騰除去されることを許容されている。温度センサ62は、らせん形部分61の中心あるいは中心付近で、らせん形部分71に搭載される。図10は、図７に示す本発明の実施例の変形を示す。この実施例では、サンプルの湿潤ガスが通り抜けるチューブ40のコイル状の区画52は、ガス膨脹を使って冷却される。コイル状の区画52は、加圧ガスがオリフィス72を通って流入し得る部屋70の中に収められる。出口74は、膨脹ガスが部屋70から出て行くのを許容している。部屋70は熱絶縁材料64に包まれる。部屋70の中への加圧ガスの流入は空気差動弁74で制御され、この空気作動弁は、順次電気−空圧変換器76を介してマイクロプロセッサ60によって制御される。チューブ40のコイル状の区画52の冷却が必要なときには、圧搾空気あるいは圧搾ガスがオリフイス72に供給される。高い動力の消費及び高温表面の可能性の存在のために、液体の冷媒及びヒートポンプユニットの使用の望ましくない、（例えば石油精製においてのような）危険な環境の中にガスのサンプルラインの配置がある場合においては、この配置が特に適している。（破線で示す）電気ケーブル80が、電気的障壁装置78を介してマイクロプロセッサ60と湿気センサ及び温度センサ62との間を走っているが、この電気的障壁装置は、設備装置の中に組み込まれている回路のどれかに障害が発生でもすると危険領域Ｈの中に伝送される電力を制限するためのツェナダイオードを備えている。運転員は、安全領域Ｓからマイクロプロセッサの読取り／プログラミングが可能である。図10の装置は可搬式になっていて、圧搾ガスは比較的小さなシリンダから供給され、電気動力は本質的に安全なバッテリを使って供給される。図11は、似た部分には同一の参照番号を付した、図７の装置の他の１つの修正版を示している。この配置は、高湿度レベルのとき及び100 ℃にも高くなる露点温度の測定がなされるべきときに使用される。この場合、湿気センサ42、44及びコイル状のチューブ40が監視対象の暖かい湿った雰囲気の中に置かれ、組込みセンサ回路65、66が、部屋あるいは湿ったガスのサンプルＢの流れるダクト90の外に配置されている。追加の温度センサ92が（断面図で示す）ダクト90の内部に装備され、配置されていて、このダクト90を通って湿潤ガスの流れＢがチューブ40のコイル状の区画 52を遠く離れて通過する。追加の温度センサ92からの読みは、露点温度の読みが、相対湿度に関して要求される場合に、マイクロプロセッサが使用する。（相対湿度は“部分蒸気圧”の“飽和蒸気圧”に対する割合に等しい。露点温度Ｔ_Dは蒸気圧に直接関連付けられており、飽和蒸気圧はガスの温度に依存する）。相対湿度の読みＲ_H及び／又は露点温度の読みＴ_Dは、表示装置61に出力される。この装置は、それ故、オーブン、部屋あるいはダクトの中の露点温度と相対湿度との両方を測定するのに特に適している。図７乃至図11のいずれかの装置において、チューブ40に露点温度を測定すべきガスの供給を以て放流するのを保証するために、センサのウハジング46の出口34 に接続される（図示していない）吸引ポンプの存在が可能である。

【手続補正書】【提出日】１９９７年１２月５日【補正内容】請求の範囲１．湿潤ガス（Ａ）の流れを表面（２）を超えて通過させるステップと、該表面の温度を測定するステップと、前記表面より下流のガスの流れの中に湿気センサ（５）を位置取りさせるステップと、前記表面の温度（Ｔ）を徐々に低減させるように前記表面に冷却を供給するステップと、前記表面が冷却されている間、前記表面より下流のガスの湿気含有量を監視するステップと、湿潤ガスの露点温度での湿潤ガスからの湿気の凝縮により前記表面より下流のガスの湿気含有量が減少するのを検出するステップと、露点温度（Ｔ_D）の入手のための測定する対象温度の制御に、検出された前記湿気の凝縮による湿気含有量の減少を使用するステップと、を包含する湿潤ガスの露点温度の測定方法。２．露点温度（Ｔ_D）の入手のための前記表面（２）の温度の測定値の制御のために、前記検出された湿気含有量の変化が使用されてなる、請求項１に記載した方法。３．少なくとも露点温度を測定する期間中は前記表面を実質的に前記湿潤ガス（Ａ）の露点温度（Ｔ_D）に維持するための前記表面（２）の冷却の制御のために、検出された前記湿気の凝縮による湿気含有量（Ｍ）の減少が使用されてなる、請求項１及び２のいずれかに記載した方法。４．露点温度（Ｔ_D）に対する単一の値が、湿気の凝縮による湿気含有量の変化を検出するときの前記表面（２）の温度の測定によって入手されてなる、請求項１及び２のいずれかに記載した方法。５．前記表面（２）への冷却の供給が、湿気の凝縮による湿気含有量（Ｍ）の減少を検出するときに、削減乃至は中断されてなる、前記請求項のいずれかに記載した方法。６．冷却の削減乃至は中断がなされるときに、前記表面（２）の温度（Ｔ）を上昇させるために、外部加熱が前記表面（２）に加えられてなる、請求項５に記載した方法。７．前記表面からの凝縮した湿気の蒸発によって湿気含有量（Ｍ）が増加するときに、該増加に続いて湿気含有量が減少して最終的な湿気含有量(Ｍc)が湿気の凝縮による湿気含有量の減少以前の湿気含有量と実質的に等しくなるまで、前記表面（２）より下流のガスの湿気含有量を監視し続けるステップをさらに含有してなる、請求項５及び６のいずれかに記載した方法。８．前記表面（２）への冷却の供給が、最終的な湿気含有量(Ｍc)を検出したときに増加され、あるいは再開されて、少なくとも該最終的な湿気含有量（Ｍc）より下への湿気含有量のさらなる低下を検出するまでは継続されてなる、請求項７に記載した方法。９．最初の湿気含有量の低下の開始と前記最終的な湿気含有量(Ｍc)より下への湿気含有量のさらなる低下の開始との間の期間として定義される、湿気の凝縮と蒸発との１サイクルに亘っての前記表面（２）の平均温度として露点温度（Ｔ_D ）が計算されてなる、請求項８に記載した方法。 10．湿気の凝縮による湿気含有量の低下で開始される湿気の凝縮と蒸発とのサイクルの連続する少なくとも２サイクルが実行され、露点温度（Ｔ_D）が２以上の連続するサイクルの期間に亘っての前記表面（２）の平均温度として計算されてなる、請求項８に記載した方法。 11．前記表面（２）の温度変動が実質的に露点温度（Ｔ_D）の上下0.1℃の間に限定されてなる、請求項７乃至10のいずれかに記載した方法。 12．前記表面（２）より上流のガスの湿気含有量を監視するステップと、前記表面より下流のガスの湿気含有量と前記表面より上流のガスの湿気含有量との間の差を監視するステップとをさらに包含してなる、前記請求項のいずれかに記載した方法。 13．湿気センサ（５）と、該湿気センサの出力を露点温度の読取り値に変換するようにプログラムされたプロセッサ手段（60）とを準備するステップを包含し、該プロセッサ手段の方法が、ガスのサンプルの露点温度（Ｔ_D）を該ガスのサンプルの冷却期間中に該ガスのサンプルが露点温度（Ｔ_D）を横切るときの該ガスのサンプルの温度を測定するステップを包含する方法を使用して測定し、該露点温度の測定値を前記露点温度の読取り値と比較し、そして前記露点温度の測定値と前記露点温度の読取り値とが一致しない場合に前記プロセッサ手段を再びプログラミングして該プロセッサ手段をキャリブレートすることをさらに包含してなる、露点温度の測定方法。 14．ガスのサンプルの露点温度（Ｔ_D）が、請求項１乃至11のいずれかによる方法を使用して測定されてなる、請求項13に記載した方法。 15．表面（２）と、該表面の温度（Ｔ）を除々に低減させるために該表面に冷却を供給するように形成され配列された冷却システム（３、51、56）と、前記表面の上を通過して前記表面より下流にあるガス（Ａ）の湿気含有量を監視する湿気センサ（５、44）と、湿潤ガスの露天温度（Ｔ_D）での湿潤ガスの湿気の凝縮によって起こる監視されるガスの湿気含有量（Ｍ）の低下を検出する検出器手段（９、60）と、前記表面の温度を測定する温度測定手段（７、62）と、を備える、湿潤ガスの露点温度測定装置。 16．露点温度（Ｔ_D）を入手するために少なくとも露点温度の測定期間中は前記表面を実質的に前記湿潤ガス（Ａ）の露点温度に維持するように前記表面（２）の制御を行う冷却制御手段（６、９、60）をさらに備えてなる、請求項15に記載した装置。 17．前記冷却制御手段は、検出器手段（９）と冷却システム（３）との間にフィードバックループを備えてなり、該検出器手段は、湿潤ガス（Ａ）からの湿気の凝縮による湿気含有量（Ｍ）の減少が該検出器手段によって検出されるときに該フィードバックループを介して該冷却制御手段に信号を送信することに適合してなる、請求項16に記載した装置。 18．前記検出器手段（９）が３項目制御器を備えてなる、請求項16及び17のいずれかに記載した装置。 19．露点温度の測定期間中の前記表面（２）の温度（Ｔ）の平均値を計算して該平均値を測定された露点温度（Ｔ_D）として出力するように前記表面（２）の温度測定の処理をするべくプログラムされた信号処理手段（20、60）をさらに備えてなる、請求項16及び17のいずれかに記載した装置。 20．前記検出器手段と冷却制御手段と信号処理手段とがマイクロプロセッサ（60 ）の形態の中に一緒に装備されてなる、請求項19に記載した装置。 21．湿気含有量の減少信号を検出器手段（９）から受信するときに前記表面の温度を上昇させるように前記表面（２）の加熱を開始するべく形成された加熱手段をさらに備えてなる、請求項17に記載した装置。 22．前記表面（２）より上流のガス（Ａ）の湿気含有量を監視する第２の湿気センサ（13、42）をさらに備えてなる、請求項15乃至21のいずれかに記載した装置。 23．前記第２の湿気センサ（13、42）が、湿潤ガス（Ａ）の露点温度（Ｔ_D）の直接的な読みを得られるように事前にキャリブレートされてなる、請求項22に記載した装置。 24．前記信号処理手段（20、60）が、露点温度の測定期間中に前記第２の湿気センサ（13、42）から得られる露点温度の直接的な読みを、計算された前記表面（２）の温度（Ｔ）の平均値と比較して、比較した直接的な読みと計算された平均値とが一致しない場合に事前にキャリブレートされた第２の湿気センサを再びキャリブレートするようにプログラムされてなる、請求項19及び20のいずれかに基づいた請求項22に記載した装置。 25．各湿気センサ（５、13、42、44）が湿気センサのさらされる雰囲気の湿気含有量の変化と共に変動する電気的なキャパシタンスを有するタイプのものからなる、請求項15乃至24のいずれかに記載した装置。 26．前記冷却システムがペルチェ結晶を組み込んだ熱電式のヒートポンプ（３、56）を備えてなる、請求項15乃至25のいずれかに記載した装置。 27．前記表面（２）が前記ヒートポンプ（３）に接触する熱伝導性材料の層を備えてなる、請求項26に記載した装置。 28．前記表面が湿潤ガス（Ａ）の流れの通り抜け得るパイプ（40）の壁の部分の内表面を構成してなる、請求項15乃至26のいずれかに記載した装置。 29．前記冷却システムが前記チューブ（40）の一部を、中に沈漬させる熱伝導性液体（51）の貯溜槽を備えてなり、該液状冷媒が熱電式の温度制御手段（56）によって制御されてなる、請求項28に記載した装置。 30．前記冷却システムが、制限オリフイス（72）を有する該オリフイスを介しての圧縮ガスの供給対象となっている部屋（70）を備えてなり、前記チューブ（40 ）の一部が、該部屋の中に配置されて該チューブの部分による該部屋（70）の中への圧縮ガスの膨脹放出が該チューブ部分を冷却する結果を生みだしてなる、請求項28に記載した装置。 31．前記装置が可搬式にされてなる、請求項30に記載した装置。 32．追加の温度測定手段（92）をさらに備え、本装置から入手される露点温度の読みを相対温度の見地から表示するために、信号処理手段（20、60）が該温度測定装置からの読みを利用してなる、請求項19及び20のいずれかに記載した装置。 33．前記信号処理手段（20、60）が、測定された湿気含有量の読みに対する瞬時の露点温度の値を提供するために、湿気センサ（５、13、42、44）の中の少なくとも１つのセンサを事前にキャリブレートするようにプログラムされてなる、請求項19及び20のいずれかに基づいた請求項22に記載された装置。 34．前記信号処理手段（20、60）が、湿気センサのいずれか１つに起こった故障を特定して、引き続いて事前にキャリブレートされた湿気センサの機能している残りのセンサから得られる露点温度の読みを表示するために、両方の湿気センサ（５、13、42、44）を事前にキャリブレートするようにプログラムされてなる、請求項33に記載した装置。 35．温度測定手段（７、62）あるいは冷却システム（３、51、56）のどこかに故障が発生したときに、事前にキャリブレートされた第２の湿気センサ（13、42）から得られる露点温度の読みを表示することにより装置の運転が継続されるように、前記信号処理手段（20、60）がプログラムされてなる、請求項19及び20のいずれかに依存する請求項23に記載した装置。 36．前記信号処理手段（20、60）が、装置の運転期間中の湿気センサ（５、13、 42、44）の少なくとも１つのセンサからの読みに基づく該少なくとも１つのセンサの有用な動作寿命の見積りを行うようにプログラムされてなる、請求項19及び 20のいずれかに依存する請求項22乃至35のいずれかに記載した装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．湿潤ガス（Ａ）の流れを表面（２）を超えて通過させるステップと、該表面の温度を測定するステップと、前記表面より下流のガスの流れの中に湿気センサ（５）を位置取りさせるステップと、前記表面の温度（Ｔ）を徐々に低減させるように前記表面に冷却を供給するステップと、前記表面が冷却されている間、前記表面より下流のガスの湿気含有量を監視するステップと、湿潤ガスの露点温度での湿潤ガスからの湿気の凝縮により前記表面より下流のガスの湿気含有量が減少するのを検出するステップと、露点温度（Ｔ_D）の入手のための測定する対象温度の制御に、検出された前記湿気の凝縮による湿気含有量の減少を使用するステップと、を包含する湿潤ガスの露点温度の測定方法。２．露点温度（Ｔ_D）の入手のための前記表面（２）の温度の測定値の制御のために、前記検出された湿気含有量の変化が使用されてなる、請求項１に記載した方法。３．少なくとも露点温度を測定する期間中は前記表面を実質的に前記湿潤ガス（Ａ）の露点温度（Ｔ_D）に維持するための前記表面（２）の冷却の制御のために、検出された前記湿気の凝縮による湿気含有量（Ｍ）の減少が使用されてなる、請求項１及び２のいずれかに記載した方法。４．露点温度（Ｔ_D）に対する単一の値が、湿気の凝縮による湿気含有量の変化を検出するときの前記表面（２）の温度の測定によって入手されてなる、請求項１及び２のいずれかに記載した方法。５．前記表面（２）への冷却の供給が、湿気の凝縮による湿気含有量（Ｍ）の減少を検出するときに、削減乃至は中断されてなる、前記請求項のいずれかに記載した方法。６．冷却の削減乃至は中断がなされるときに、前記表面（２）の温度（Ｔ）を上昇させるために、外部加熱が前記表面（２）に加えられてなる、請求項５に記載した方法。７．前記表面からの凝縮した湿気の蒸発によって湿気含有量（Ｍ）が増加するときに、該増加に続いて湿気含有量が減少して最終的な湿気含有量(Ｍc)が湿気の凝縮による湿気含有量の減少以前の湿気含有量と実質的に等しくなるまで、前記表面（２）より下流のガスの湿気含有量を監視し続けるステップをさらに含有してなる、請求項５及び６のいずれかに記載した方法。８．前記表面（２）への冷却の供給が、最終的な湿気含有量(Ｍc)を検出したときに増加され、あるいは再開されて、少なくとも該最終的な湿気含有量(Ｍc)より下への湿気含有量のさらなる低下を検出するまでは継続されてなる、請求項７に記載した方法。９．最初の湿気含有量の低下の開始と前記最終的な湿気含有量(Ｍc)より下への湿気含有量のさらなる低下の開始との間の期間として定義される、湿気の凝縮と蒸発との１サイクルに亘っての前記表面（２）の平均温度として露点温度（Ｔ_D ）が計算されてなる、請求項８に記載した方法。 10．湿気の凝縮による湿気含有量の低下で開始される湿気の凝縮と蒸発とのサイクルの連続する少なくとも２サイクルが実行され、露点温度（Ｔ_D）が２以上の連続するサイクルの期間に亘っての前記表面（２）の平均温度として計算されてなる、請求項８に記載した方法。 11．前記表面（２）の温度変動が実質的に露点温度（Ｔ_D）の上下0.1℃の間に限定されてなる、請求項７乃至10のいずれかに記載した方法。 12．前記表面（２）より上流のガスの湿気含有量を監視するステップと、前記表面より下流のガスの湿気含有量と前記表面より上流のガスの湿気含有量との間の差を監視するステップとをさらに包含してなる、前記請求項のいずれかに記載した方法。 13．湿気センサ（５）と、該湿気センサの出力を露点温度の読取り値に変換するようにプログラムされたプロセッサ手段（60）とを準備するステップを包含し、該プロセッサ手段の方法が、ガスのサンプルの露点温度（Ｔ_D）を測定し、該露点温度の測定値を前記露点温度の読取り値と比較し、そして前記露点温度の測定値と前記露点温度の読取り値とが一致しない場合に前記プロセッサ手段を再びプログラミングして該プロセッサ手段をキャリブレートするステップを包含してなる、露点温度の測定方法。 14．ガスのサンプルの露点温度（Ｔ_D）が、請求項１乃至11のいずれかによる方法を使用して測定されてなる、請求項13に記載した方法。 15．表面（２）と、該表面の温度（Ｔ）を除々に低減させるために該表面に冷却を供給するように形成され配列された冷却システム（３、5L、56）と、前記表面の上を通過して前記表面より下流にあるガス（Ａ）の湿気含有量を監視する湿気センサ（５、44）と、湿潤ガスの露天温度（Ｔ_D）での湿潤ガスの湿気の凝縮によって起こる監視されるガスの湿気含有量（Ｍ）の低下を検出する検出器手段（９、60）と、前記表面の温度を測定する温度測定手段（７、62）と、を備える、湿潤ガスの露点温度測定装置。 16．露点温度（Ｔ_D）を入手するために少なくとも露点温度の測定期間中は前記表面を実質的に前記湿潤ガス（Ａ）の露点温度に維持するように前記表面（２）の制御を行う冷却制御手段（６、９、60）をさらに備えてなる、請求項15に記載した装置。 17．前記冷却制御手段は、検出器手段（９）と冷却システム（３）との間にフィードバックループを備えてなり、該検出器手段は、湿潤ガス（Ａ）からの湿気の凝縮による湿気含有量（Ｍ）の減少が該検出器手段によって検出されるときに該フィードバックループを介して該冷却制御手段に信号を送信することに適合してなる、請求項16に記載した装置。 18．前記検出器手段（９）が３項目制御器を備えてなる、請求項16及び17のいずれかに記載した装置。 19．露点温度の測定期間中の前記表面（２）の温度（Ｔ）の平均値を計算して該平均値を測定された露点温度（Ｔ_D）として出力するように前記表面（２）の温度測定の処理をするべくプログラムされた信号処理手段（20、60）をさらに備えてなる、請求項16及び17のいずれかに記載した装置。 20．前記検出器手段と冷却制御手段と信号処理手段とがマイクロプロセッサ（60 ）の形態の中に一緒に装備されてなる、請求項19に記載した装置。 21．湿気含有量の減少信号を検出器手段（９）から受信するときに前記表面の温度を上昇させるように前記表面（２）の加熱を開始するべく形成された加熱手段をさらに備えてなる、請求項17に記載した装置。 22．前記表面（２）より上流のガス（Ａ）の湿気含有量を監視する第２の湿気センサ（13、42）をさらに備えてなる、請求項15乃至21のいずれかに記載した装置。 23．前記第２の湿気センサ（13、42）が、湿潤ガス（Ａ）の露点温度（Ｔ_D）の直接的な読みを得られるように事前にキャリブレートされてなる、請求項22に記載した装置。 24．前記信号処理手段（20、60）が、露点温度の測定期間中に前記第２の湿気センサ（13、42）から得られる露点温度の直接的な読みを、計算された前記表面（２）の温度（Ｔ）の平均値と比較して、比較した直接的な読みと計算された平均値とが一致しない場合に事前にキャリブレートされた第２の湿気センサを再びキャリブレートするようにプログラムされてなる、請求項19及び20のいずれかに基づいた請求項22に記載した装置。 25．各湿気センサ（５、13、42、44）が湿気センサのさらされる雰囲気の湿気含有量の変化と共に変動する電気的なキャパシタンスを有するタイプのものからなる、請求項15乃至24のいずれかに記載した装置。 26．前記冷却システムがペルチェ結晶を組み込んだ熱電式のヒートポンプ（３、56）を備えてなる、請求項15乃至25のいずれかに記載した装置。 27．前記表面（２）が前記ヒートポンプ（３）に接触する熱伝導性材料の層を備えてなる、請求項26に記載した装置。 28．前記表面が湿潤ガス（Ａ）の流れの通り抜け得るパイプ（40）の壁の部分の内表面を構成してなる、請求項15乃至26のいずれかに記載した装置。 29．前記冷却システムが前記チューブ（40）の一部を、中に沈漬させる熱伝導性液体（51）の貯溜槽を備えてなり、該液状冷媒が熱電式の温度制御手段（56）によって制御されてなる、請求項28に記載した装置。 30．前記冷却システムが、制限オリフイス（72）を有する該オリフイスを介しての圧縮ガスの供給対象となっている部屋（70）を備えてなり、前記チューブ（40 ）の一部が、該部屋の中に配置されて該チューブの部分による該部屋（70）の中への圧縮ガスの膨脹放出が該チューブ部分を冷却する結果を生みだしてなる、請求項28に記載した装置。 31．前記装置が可搬式にされてなる、請求項30に記載した装置。 32．追加の温度測定手段（92）をさらに備え、本装置から入手される露点温度の読みを相対温度の見地から表示するために、信号処理手段（20、60）が該温度測定装置からの読みを利用してなる、請求項19及び20のいずれかに記載した装置。 33．前記信号処理手段（20、60）が、測定された湿気含有量の読みに対する瞬時の露点温度の値を提供するために、湿気センサ（５、13、42、44）の中の少なくとも１つのセンサを事前にキャリブレートするようにプログラムされてなる、請求項19及び20のいずれかに基づいた請求項22に記載された装置。 34．前記信号処理手段（20、60）が、湿気センサのいずれか１つに起こった故障を特定して、引き続いて事前にキャリブレートされた湿気センサの機能している残りのセンサから得られる露点温度の読みを表示するために、両方の湿気センサ（５、13、42、44）を事前にキャリブレートするようにプログラムされてなる、請求項33に記載した装置。 35．温度測定手段（７、62）あるいは冷却システム（３、51、56）のどこかに故障が発生したときに、事前にキャリブレートされた第２の湿気センサ（13、42）から得られる露点温度の読みを表示することにより装置の運転が継続されるように、前記信号処理手段（20、60）がプログラムされてなる、請求項19及び20のいずれかに依存する請求項23に記載した装置。 36．前記信号処理手段（20、60）が、装置の運転期間中の湿気センサ（５、13、 42、44）の少なくとも１つのセンサからの読みに基づく該少なくとも１つのセンサの有用な動作寿命の見積りを行うようにプログラムされてなる、請求項19 及び20のいずれかに依存する請求項22乃至35のいずれかに記載した装置。