JPS5819549A - 含水量検出方法およびその装置 - Google Patents
含水量検出方法およびその装置Info
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- JPS5819549A JPS5819549A JP11899181A JP11899181A JPS5819549A JP S5819549 A JPS5819549 A JP S5819549A JP 11899181 A JP11899181 A JP 11899181A JP 11899181 A JP11899181 A JP 11899181A JP S5819549 A JPS5819549 A JP S5819549A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
- G01N27/121—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid for determining moisture content, e.g. humidity, of the fluid
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、含水量の検出方法およびその装置に関するも
ので、特に絶対湿度により抵抗値が変化する湿度検出素
子を用いて、周囲の相対湿度や気温、気流の影響を受け
ることなく含水量を検出するようにした方法と装置に関
するものである。
ので、特に絶対湿度により抵抗値が変化する湿度検出素
子を用いて、周囲の相対湿度や気温、気流の影響を受け
ることなく含水量を検出するようにした方法と装置に関
するものである。
５ｎ０２、Ｆ８２０Ｂ、０ｒ２０Ｂ、Ｍｇ０ｒ２ｏ４等
の金属酸化物半導体の抵抗値が、雰囲気中の絶対湿度に
より変化することはよく知られている。また耐熱性合成
樹脂等の抵抗値が絶対湿度により変化することも広く知
られている。このような湿度検出素子を含水量の検出に
応用する場合に、湿度検出素子は雰囲気中の絶対湿度を
検出するもので、直接に含水量を検出するものでないた
め、以下の問題が生じる。
の金属酸化物半導体の抵抗値が、雰囲気中の絶対湿度に
より変化することはよく知られている。また耐熱性合成
樹脂等の抵抗値が絶対湿度により変化することも広く知
られている。このような湿度検出素子を含水量の検出に
応用する場合に、湿度検出素子は雰囲気中の絶対湿度を
検出するもので、直接に含水量を検出するものでないた
め、以下の問題が生じる。
■ 雰囲気中の絶対湿度は、含水量のみでなく、気流に
よっても変化する。また被検物質からの水の一蒸発速度
は気温によっても変化する。
よっても変化する。また被検物質からの水の一蒸発速度
は気温によっても変化する。
■ 雰囲気中の水蒸気には、被検物質中から蒸発したも
のだけでなく、元々大気中に含まれていへものもあり、
通常は元々大気中に含まれていた水蒸気の方が多い。
のだけでなく、元々大気中に含まれていへものもあり、
通常は元々大気中に含まれていた水蒸気の方が多い。
、本発明は、雰囲気中に自然に含まれる水蒸気や、気温
、気流の影響を受けることなく、被検物質中の含水量を
検出することを目的とする。
、気流の影響を受けることなく、被検物質中の含水量を
検出することを目的とする。
本発明の方法は、ヒータにより湿度検出素子を加熱する
とともに、被検物質をも加熱し、含水量に直接対応する
水蒸気を高濃度で得ることにより、含水量を検出するよ
うにしたものである。
とともに、被検物質をも加熱し、含水量に直接対応する
水蒸気を高濃度で得ることにより、含水量を検出するよ
うにしたものである。
本発明の装置は、湿度検出素子に抵抗と電源を接続し、
位置制御手段によりヒータと被検物質の距離を一定に保
ちながら被検物質を加熱し、発生した水蒸気による湿度
検出素子の抵抗値の変化を、前記抵抗への印加電圧の変
化として検出するようにしたものである。
位置制御手段によりヒータと被検物質の距離を一定に保
ちながら被検物質を加熱し、発生した水蒸気による湿度
検出素子の抵抗値の変化を、前記抵抗への印加電圧の変
化として検出するようにしたものである。
以下に図面を参照しつつ、本発明の方法および装置の実
施例について説明する。
施例について説明する。
第１図は、本発明に用いる湿度センサの１例を示すもノ
テ、図中（１）は５ｎ０２、Ｆ ｅ２０８、Ｃｒ２Ｏ３
、Ｍ ｇ Ｃｒ２０４等の金属酸化物半導体で、図示し
ない一対の電極が印刷により設けられたアルミナ製の円
筒状一体（２）の表面に塗布されており、金属酸化物半
導体（１）および基体（２）により湿度検出素子を構成
している。（３）は電極用のピンでリード線により電極
に接続されている。（４）はヒータで、基体（２）の内
部に挿通されており、金属酸化物半導体（１）および図
示しない被検物質を防爆用の金網（５）を介して加熱ス
る。（６）は、湿度センサのカバーで、その底面には防
爆用金網（５）が、その頂面には図示しない防爆用金網
が設けられて、被検物質の加熱により発生した水蒸気を
湿気検出素子へと導く。また（８）は、位置制御手段で
、被検物質とヒータ（４）および湿度検出素子との間隔
を例えば１ｆｆ程度に規制するものである。なお、ヒー
タ（４）は、湿度検出素子および被検物質の双方を必要
な温度に加熱しうるように、必要な加熱温度に合せて程
々の位置に設けてもよい。また位置制御手段（８）は、
必ずしも湿度センサに取りつける必要はなく、例えば湿
度センサをアーム等に固定して、アームを位置制御手段
としてもよい。
テ、図中（１）は５ｎ０２、Ｆ ｅ２０８、Ｃｒ２Ｏ３
、Ｍ ｇ Ｃｒ２０４等の金属酸化物半導体で、図示し
ない一対の電極が印刷により設けられたアルミナ製の円
筒状一体（２）の表面に塗布されており、金属酸化物半
導体（１）および基体（２）により湿度検出素子を構成
している。（３）は電極用のピンでリード線により電極
に接続されている。（４）はヒータで、基体（２）の内
部に挿通されており、金属酸化物半導体（１）および図
示しない被検物質を防爆用の金網（５）を介して加熱ス
る。（６）は、湿度センサのカバーで、その底面には防
爆用金網（５）が、その頂面には図示しない防爆用金網
が設けられて、被検物質の加熱により発生した水蒸気を
湿気検出素子へと導く。また（８）は、位置制御手段で
、被検物質とヒータ（４）および湿度検出素子との間隔
を例えば１ｆｆ程度に規制するものである。なお、ヒー
タ（４）は、湿度検出素子および被検物質の双方を必要
な温度に加熱しうるように、必要な加熱温度に合せて程
々の位置に設けてもよい。また位置制御手段（８）は、
必ずしも湿度センサに取りつける必要はなく、例えば湿
度センサをアーム等に固定して、アームを位置制御手段
としてもよい。
本発明に用いる検出回路の一例を第２図に示す。
図において、０υは湿度検出素子でその両端には直列に
抵抗０２ （１３および電源Ｑ４が接続されている。０
時は湿度センサのヒータで、湿度検出素子０υおよび被
検物質を加熱する。ヒータ０υによる加熱によって、被
検物質から発生した水蒸気が湿度検出素子Ｑｌ）にふれ
、その抵抗値が変化すると、抵抗α］への印加電圧が変
化し、増幅器ＱＯを介して、ブザー、メータ等の報知手
段Ｑ７１に信号が送られる。
抵抗０２ （１３および電源Ｑ４が接続されている。０
時は湿度センサのヒータで、湿度検出素子０υおよび被
検物質を加熱する。ヒータ０υによる加熱によって、被
検物質から発生した水蒸気が湿度検出素子Ｑｌ）にふれ
、その抵抗値が変化すると、抵抗α］への印加電圧が変
化し、増幅器ＱＯを介して、ブザー、メータ等の報知手
段Ｑ７１に信号が送られる。
第３図は、他の検出回路を示すもので、負特性サーミス
タ（至）０傷およびトランジスタ（１）を用いる他は、
第２図の回路と同一である。
タ（至）０傷およびトランジスタ（１）を用いる他は、
第２図の回路と同一である。
サーミスタａ枠は周囲の温度を検出するもので湿度検出
素子０］）の周囲温度への依存性を補償する。
素子０］）の周囲温度への依存性を補償する。
サーミスタ０侍は、被検物質の温度を検出して、ヒータ
００への電源を制御するだめのトランジスタ翰のベース
電位を変化させ、被検物質の表面加熱温度を安定化する
ものである。
００への電源を制御するだめのトランジスタ翰のベース
電位を変化させ、被検物質の表面加熱温度を安定化する
ものである。
なおここでは、湿度検出素子として金属酸化物半導体を
用いたが、耐熱性合成樹脂等を湿度検出素子として用い
てもよい。
用いたが、耐熱性合成樹脂等を湿度検出素子として用い
てもよい。
次に、第１図の湿度センサを用いる場合の、含水量の検
出過程について説明する。
出過程について説明する。
位置制御手段（８）により被検物質とヒータ（４）の間
隔を一定に保ち（例えばＩＨ程度に）、ヒータ（４）に
通電し、被検物質の表面を加熱する。これによって被検
物質から、多量の水蒸気が発生し、防爆用金網（５）を
介して湿度検出素子に接続し、上部の防爆用金網から周
囲へ移動する。ここで発生する水蒸気の量は、加熱温度
がｔｌぼ一定なので被検物質の含水量のみで定まる。ま
た周囲の気流は、湿度センサのカバー（６）で遮断され
、検出に影響を与えない。従って、微量の水分を周囲の
気温や気流の影響、また大気中に自然に含まれる水蒸気
の影響を受けることなく高精度で検出できる。
隔を一定に保ち（例えばＩＨ程度に）、ヒータ（４）に
通電し、被検物質の表面を加熱する。これによって被検
物質から、多量の水蒸気が発生し、防爆用金網（５）を
介して湿度検出素子に接続し、上部の防爆用金網から周
囲へ移動する。ここで発生する水蒸気の量は、加熱温度
がｔｌぼ一定なので被検物質の含水量のみで定まる。ま
た周囲の気流は、湿度センサのカバー（６）で遮断され
、検出に影響を与えない。従って、微量の水分を周囲の
気温や気流の影響、また大気中に自然に含まれる水蒸気
の影響を受けることなく高精度で検出できる。
以下に本発明の効果の確認のため行った試験例について
説明する。゛なお各試験例において、湿度センサには５
ｎ０２を用いたものを用い、検出回路には第３図のもの
を用いた。いずれの場合も湿度検出素子の加熱温度は大
気中で１８０°Ｃとした。
説明する。゛なお各試験例において、湿度センサには５
ｎ０２を用いたものを用い、検出回路には第３図のもの
を用いた。いずれの場合も湿度検出素子の加熱温度は大
気中で１８０°Ｃとした。
第４図は、中白糖の含水量と湿度検出素子の電気伝導度
の関係を示すもので、横軸は含水量を重量％濃度で縦軸
は電気伝導度をμσ年単位示したものである。１から、
中白糖中の含水量を精度よく検出しうろことがわかる。
の関係を示すもので、横軸は含水量を重量％濃度で縦軸
は電気伝導度をμσ年単位示したものである。１から、
中白糖中の含水量を精度よく検出しうろことがわかる。
本発明による衣類、砂糖、セメント原料、紙の含水量の
検出結果を第１表に示す。表においてＴは試料の表面加
熱温度を℃単位で、ＲＯは素子の大気中での抵抗値を、
Ｒは試料と接触中の抵抗値をそれぞれ示す。
検出結果を第１表に示す。表においてＴは試料の表面加
熱温度を℃単位で、ＲＯは素子の大気中での抵抗値を、
Ｒは試料と接触中の抵抗値をそれぞれ示す。
試料（１）〜（４）は、衣料用の電気乾燥器への本発明
の適用の可能性を示すだめのもので、試料として水洗後
に脱水した木綿布を、５０℃の乾燥器中で゛冬時間乾燥
したものを用いた。試料（５）〜（８）、および（９）
〜（１３は粉末の乾燥度の検出に、本発明を用いたもの
で、試料（５）〜（８）は中白糖を、試料（９）〜α埠
は、セメントの原料である石灰石の微粉末を用いたもの
である。試料α′３〜ａ→は製紙等へ、本発明を適用し
うろことを示すもので、各含水量の新聞紙を用いて検出
を行った。
の適用の可能性を示すだめのもので、試料として水洗後
に脱水した木綿布を、５０℃の乾燥器中で゛冬時間乾燥
したものを用いた。試料（５）〜（８）、および（９）
〜（１３は粉末の乾燥度の検出に、本発明を用いたもの
で、試料（５）〜（８）は中白糖を、試料（９）〜α埠
は、セメントの原料である石灰石の微粉末を用いたもの
である。試料α′３〜ａ→は製紙等へ、本発明を適用し
うろことを示すもので、各含水量の新聞紙を用いて検出
を行った。
゛ 第５図に、本発明による検出結果の周囲温度への依
存性を示す。サーミスタを用いない第２図の検出回路に
よる結果を実線で、サーミスタを用いて、試料の加熱温
度を一定にし、また素子の周囲温度への依存性を補償し
た結果を破線で示す。試料には１．８ＬＡＬｔ％の水を
含有する中白糖を用いた。
存性を示す。サーミスタを用いない第２図の検出回路に
よる結果を実線で、サーミスタを用いて、試料の加熱温
度を一定にし、また素子の周囲温度への依存性を補償し
た結果を破線で示す。試料には１．８ＬＡＬｔ％の水を
含有する中白糖を用いた。
図から明らかなように、温度補償を行わない場合には、
同一の試料に対して素子の電気伝導度は、０°Ｃから４
０℃への温度変化に伴い、５倍程度も変化する。水蒸気
圧の温度依存性が極めて大きいこと・および素子の周囲
温度依存性はさして大きくないことを考えると、この原
因は周囲温度の変化による被検物質の加熱温度の変化に
あるものと考えられる。これに対して、サーミスタを用
いて被検物質の加熱温度を一定に保ち、また素子へ周囲
温度への依存性を補償した場合には、周囲温度によらず
安定した検出が行える。
同一の試料に対して素子の電気伝導度は、０°Ｃから４
０℃への温度変化に伴い、５倍程度も変化する。水蒸気
圧の温度依存性が極めて大きいこと・および素子の周囲
温度依存性はさして大きくないことを考えると、この原
因は周囲温度の変化による被検物質の加熱温度の変化に
あるものと考えられる。これに対して、サーミスタを用
いて被検物質の加熱温度を一定に保ち、また素子へ周囲
温度への依存性を補償した場合には、周囲温度によらず
安定した検出が行える。
第１図は、本発明に用いる湿度センサの１実施例を示す
。１部切り欠き部つき側面図、第２図および第３図は、
本発明に用いる検出回路の一実施例を示すものである。 第４図は、本発明を用いて砂糖の一種である中白糖の含
水量を検出した結果を、第５図は本発明による検出結果
の周囲温度への依存性を示すものである。 第１図 第２図 第３ｍ 第４図
。１部切り欠き部つき側面図、第２図および第３図は、
本発明に用いる検出回路の一実施例を示すものである。 第４図は、本発明を用いて砂糖の一種である中白糖の含
水量を検出した結果を、第５図は本発明による検出結果
の周囲温度への依存性を示すものである。 第１図 第２図 第３ｍ 第４図
Claims (2)
- （１） 絶対湿度により抵抗値が変化する湿度検出素
子と、前記湿度検出素子を加熱するとともに被検物質を
も加熱するヒータと、湿度検出素子へ被検物質からの水
蒸気を導く気体導入手段を備えた湿度センナを用い、前
記ヒータにより被検物質を加熱し、被検物質中の水分を
気化させ、前記気体導入手段により水蒸気を湿度センサ
に接触させ、湿度センサの抵、抗値の変化により被検物
質中の水分を検出するようにしたことを特徴とする含水
量検出方法。 - （２）絶対湿度により抵抗値が変化する湿度検出素子と
、前記湿度検出素子を加熱するとともに被検物質を加熱
するヒータと、湿度検出素子へ被検物質からの水蒸気を
導く気体導入手段とを備えた湿度センサの前記湿度検出
素子に直列に抵抗および電源を接続し、前記抵抗への印
加電圧を増幅してブザー、メータ等の報知手段へ入力す
る増幅手段を設けるとともに、前記湿度センサと被検物
質との間隔を一定にする位置制御手段を設けたことを特
徴とする含水量検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11899181A JPS5819549A (ja) | 1981-07-28 | 1981-07-28 | 含水量検出方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11899181A JPS5819549A (ja) | 1981-07-28 | 1981-07-28 | 含水量検出方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5819549A true JPS5819549A (ja) | 1983-02-04 |
Family
ID=14750295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11899181A Pending JPS5819549A (ja) | 1981-07-28 | 1981-07-28 | 含水量検出方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5819549A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4755470A (en) * | 1984-12-22 | 1988-07-05 | Agfa Gevaert Aktiengesellschaft | Process and an apparatus for measuring the relative equilibrium moisture content |
-
1981
- 1981-07-28 JP JP11899181A patent/JPS5819549A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4755470A (en) * | 1984-12-22 | 1988-07-05 | Agfa Gevaert Aktiengesellschaft | Process and an apparatus for measuring the relative equilibrium moisture content |
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