JPS59183357A - 湿度測定プロ−ブ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、一般に物理状態を測定する装置、特に温度
および圧力で補償した湿度測定プローブに関するもので
ある。

〔従来技術〕

アルミニウム酸化物式の湿度測定プローブまたはセンサ
は例えば米国特許第３．　Ｏ７５，３８５号、第３．１
２１．８５３号、第３．５２３．２４４号。

第：３．５３９．９１７号および第３．９８７．６７６
号により周知である。これらのセンサは、抵抗とコンデ
ンサの少なくとも一方を使用して湿気を検知し、かつそ
の代表的な例ではアルミニウムのような金属の第１導電
性層、アルミニウム酸化物のような湿度測定材料層およ
びサンドウィンチ状にアルミニウム酸化物上に形成され
た金殖の第２４電性層を含む。第２導電性層は光分薄く
て湿気を湿度測定材料層まで通し、第１導亀性層と第２
導電性層の間のインピーダンスを変化させる。

アルミニウム酸化物式湿度計は元来非直線性である。従
って、正確な測定をするには補正ステップをとらねばな
らない。米国特許第３，９８７，６７６号に開示したよ
うに、今までの努力は湿気の変化に対してインピーダン
スが非直勝的に変化する改良したアルミニウム酸化物式
センサを製造することに向けられた。しかしながら、大
抵のアルミニウム酸化物式センサは非直線性のアナログ
出力を供給する。従来、各プローブを外部補助素子に接
続してプローブ出力を直線化する必要があった。更に、
もしコンピュータ・システムと一緒にプローブが使用さ
れるならば、出力はアナログ信号からデジタル信号に変
換されなければならない。多数のプローブを使用ずれば
、各グローブ出力を直線化してデジタル変換するのに多
数の外部装置が必要である。

各プローブが直線化されたデジタル出力信号を供給する
ように、それ自体直線化性能およびアナログ／デジタル
変換性能を持つことが望ましい。デジタル出力信号が露
点、水の蒸気分圧。

温度および圧力を示し、かつこれらの値の各々が共通の
データ・リンクを通じてマルチ・プローブ・システムへ
伝送されることも望ましい。

その上、湿気測定値が異なる湿気出力信号を供給するた
めに温度または圧力の関数として処理されろことが時に
は望ましい。

〔発明の目的〕

この発明は、第１に、内部直線化性能およびアナログ／
デジタル変換性能を持つプローブを提供することである
。

湿度測定プローブでは、第２の目的が湿気。

温度および圧力を検知し、湿気測定値を直線化しかつ直
線化された湿気測定値、温度測定値および圧力測定値を
示すデジタル出力信号を供給するだめの装置な提供する
ことである。

第３の目的は、湿気および温度を検知しかつ温度の関数
である湿気被関係出力信号を発生するだめの湿度測定プ
ローブを提供することである。

第４の目的は、湿気、温度および圧力を検知しかつ温度
および圧力の関数である２つの湿気被関係出力信号を発
生するための湿度測定グローブを提供することである。

第５の目的は、各プローブから共通のデータ・リンクを
通じてモニタ装置へ多数の測定値を伝送するためのマル
チ・プローブ・システムを提供することである。

〔発明の構成〕

この発明を具体化した湿度測定プローブは、ハウジング
と、このハウジング内にあって湿気を検知しかつ非直線
性の湿気関係信号を供給するだめの湿気センサと、前記
ハウジング内にあって前記湿気関係信号を直線化しかつ
湿気測定値を示すデジタル出力信号を供給するための湿
気信号処理回路とを備える。

プローブのハウジングはヘッドおよびこのヘッドから延
びる中空のステムすなわちプレード従って、このグロー
ブのハウジングヘ一体化されたセンサおよび信号処理回
路を有する独立型のユニットである。

一実施例では、プローブは湿気を検知して湿気被関係信
号を供給するための第１センサと、温度を検知して温度
被関係信号を供給するための第２センサと、前記湿気被
関係信号を直線化しかつ前記湿気被関係信号および前記
温度被関係信号をデジタル出力信号に変換するための信
号処理回路とを備える。

一例によれば、湿気センサは容量性のアルミニウム酸化
物式センサである。湿気センサの容量Ｑづ、湿気に関係
して変る。第１信号処理回路は、湿気センサな、発振器
を含む信号処理回路へ結合ずろ。発振器は矩形波を発生
し、その周波数ｉｌ″ｉ：湿気センサの容量と関係刊け
られる。温度センサはツェナー・ダイオード式センサで
ある。

温度センサは直流電圧を供給し、そのレベルは温度と関
係付けられる。第２信号処理回路は、温度センサな、電
圧／周波数変換器を含む信号処理回路へ結合する。電圧
／周波数変換回路は、温度センサによって供給された電
圧信号を矩形波に変える。矩形波の周波数は温度センサ
の電圧レベルと関係伺けられる。

信号処理回路はマイクロプロセッサな含む。

このマイクロプロセッサは湿気被関係信号および温度被
関係信号を連続して読み取るようにプログラムされる。

第１信号処理回路および第２信号処理回路をマイクロプ
ロセッサへ結合するための手段はマルチプレクサである
。矩形波の湿気被関係信号はマルチプレクサの一方の入
力端子へ供給され、矩形波の温度被関係信号はマルチプ
レクサの他方の入力端子へ供給される。

マイクロプロセッサはマルチプレクサへ結合され読み取
りたい方の信号を選択する。

他の例では、プローブはハウジング内にあって圧力を検
知しかつ圧力被関係信号を供給するための第３センサも
含む。マイクロプロセッサは圧力被関係信号を、圧力を
表わすデ・ノタル出力信号に変換する。この例は、更に
、温度セン丈および圧力センサを第２信号処理回路へ結
合するだめの手段を含む。この結合手段は別のマルチプ
レクサである。

マイクロプロセッサは、直列データ出力信号を発生して
、直線化された湿気値、温度値および圧力値をモニタ装
置へ送るための手段を含む。

多数のプローブが共通のデータ・リンクによって１つの
モニタ装置へ結合され得るように、マイクロプロセッサ
は直列データ入力信号に１選択的に応答するための手段
を更に含む。

マイクロプロセッサは、湿気値、温度値および圧力値を
、ユーザによって消去可能なメモリへ入れられたプリセ
ット限界と比較するようにプログラムされる。マイクロ
プロセッサの出力は比較の結果に基づいてセットないし
クリヤーされる。出力は警報をトリガするために使用で
きる。

この発明の他の実施例では、マイクロゾロセッサは、温
度および圧力の関数として湿気被関係信号を処理しかつ
温度および圧力の関数として別なデジタル湿気被関係信
号を供給する。

この発明の種々の他の特色や利点は、この発明の一実施
例を示す添伺図面および以下の説明から明らかになる。

〔発明の実施例〕

この発明を具体化した湿度測定プローブ１０は第１図に
示されている。例示のために、この発明を、湿気、温度
および圧力の物理状態を測定スるプローブについて説明
するが、この発明の範囲から逸脱しないかぎり、別な異
なる物理状態やパラメータを測定するために、この発明
を具体化したグローブを用いることもできる。

とＮに例示した実施例では、湿度測定グローブ１０はハ
ウジング１２を含む。このハウジング１２は、取り外し
自在の力・ζ−１８でふたされるくぼみ１６を提供する
ヘッド１４を有する。

ハウジング１２は、ヘッド１４へ結合されてヘッド１４
から外へ延びる中空のステムすなわちプレー　ｐ２ｏも
含む。湿度測定プローブ１０はデータ・リンク２２によ
って外部モニタ装置へ電気的に接続されることができる
。物理状態や・Ｓラメ−タを検知して直線化されたデジ
タル出力を供給するセンサ・信号処理系３０は、湿度６
４１ｉ　２ゾロ−ブ１０のヘッド１４およびステム２０
内に収容されろ。湿度測定プローブ１０は物理状態を検
知ずろ一体化された性能を有する単独の自蔵ユニットで
あり、物理状態のアナログ測定値を直線化し、このアナ
ログ測定値をデジタル１８号に変換し、そして測定値を
表わす直列データを、データ・リンク２２中の１本のラ
インを辿してマスク・ユニットすなわちモニタ装置へ伝
送する。

センサ・信号処理系３０は湿気センサ３２、温度センサ
３４および信号処理回路５０を含む。

他の実施例では、センサ・信号処理系３０′は圧力上ン
Ｖ３６も含む。湿気センサ３２、温度センサ３／１およ
び湿気センサ３６は温度測定フロツ】Ｏのスデム２０に
収容され、信号処理回路５０はヘッド】４に収容される
。湿度測定プローブ１０はこの発明の範囲から逸脱しな
いかぎり唯一のセンサ（例えば湿気センサ３２）だけを
含んでよいことが分る。第３図に示したセンサ・信号処
理系３０は湿気センサ３２２よび温度センサ３４を含む
。第４図に示したセンサ・信号処理系３０′は湿気セン
サ３２および温度センサ３４に加えて圧力センサ３６も
含む。

湿気センサ３２は、湿気を検知するならどんなセンサで
も良いが、望ましい実施例ではアルミニウム酸化物の容
量性センサである。アルミニウム酸化物センサはその代
表的な例が第２図に示す仕方で構成される。アルミニウ
ム酸化物センサは、２枚の導電性金属層間のインピーク
゛ンスの変化を測定することによって湿気を検知する。

湿気センサ、３２は導電性アルミニウム・ベース４０お
よ゛びこのベース４０上のアルミニウム酸化物（湿度測
定）層４２を角む。第１電極４４はベース４０に接触し
ている。他の導電性層４６は酸化物層４２に接触して第
２電画になろ。リード線４８は湿気センサ３２を信号処
理回路５０へ電気的に結合する。

センサ・信号処理系３０は、第３図に示されるように湿
気センサ３２、湿気信号処理面％５２、温度センサ３４
、温度信号処理回路５４、信号ゾロセッサ５６（例えば
マイクロプロセッサ）、消去可能なメモリ５８、ホトカ
プラ６０およびデジタル出力部６２を含む。湿気センサ
３２は導電性ライン６４によって湿気信号処理回路５２
へ結合される。この湿気信号処理回路５２は導電性ライ
ン６６によってマイクロプロセッサ５６へ結合される。

温度センサ３４は導電性ライン６８によって温度信号処
理回路５４へ結合されろ。この温度信号処理回路５４は
導電性ライン７０によってマイクロプロセッサ５６へ結
合されろ。

マイクロプロセッサ５６と消去可能なメモリ５８とは、
これらの間に双方向通信路を提供する多数の導電性ライ
ン７２によって結合されろ。

マイクロプロセッサ５６は２本の導電性ライン７４およ
び７６によってホトカプラ６０へ結合される。ライン７
４はマイクロプロセッサ５６へ入力を提供し、ライン７
６はホトカプラ６０へ出力を提供する。マイクロプロセ
ッサ５６は導電性ライン７８によって出力部６２へも結
合される。

湿度測定ゾローブ１０は単一の導電性データ・リンク９
０によってマスク・ユニットすなわちモニタ装置８０へ
結合されることかできる。

モニタ装置８０はブイスジレイ８２および入力部として
のキーボード８４を含み得る。データ・リンク９０は入
力ライン８６および出力ライン８８の両方に役立つ。

センサ・信号処理系３σは第４図にもつ・と詳しく示さ
れている。第４図においても第３図と同じ部品は同一符
号で示す。湿気信号処理回路５２は、入力端子１０２お
よび出力端子１０４を有する発振器１００を含む。入力
端子１０２はライン６４によって湿気センサ３２へ結合
される。湿気センサ３２は湿気に関係した電圧を供給す
る。この電圧に応答して発振器１００は周波数が湿気と
の関係で変る一連の電気・？ルス（矩形波）を発生する
。発振器１００は、慣用の発振器で良いが、望ましい実
施例ではナショナル・セミコンダクタ社が製造している
ＬＭ　５５６デユアル・タイマである。

温度信号処理回路５４け、入力端子１】２および出力端
子１１４を有する電圧／周波数変換器１１０を含む。第
３図に示したセンサ・信号処理系３０の場合には電圧／
周波数変換器１１０の入力端子】］２がライン６８によ
って温度センサ３４へ結合される。この温度センサ３４
は温度に関係した直流電圧を発生する。電圧／周波数変
換器１１０は温度センサ３４の発生した直流電圧を一連
の電気・ξルス（矩形波）に変換するか、その周波数は
直流電圧との関係で変る。

望ましい実施例では温度センサ３４はナショナル・セミ
コンダクタ社で製造されたＬＭ３３５温度センサである
。温度センサ３４は検知素子と１−てツェナー・ダイオ
ード（図示しない）を含む。望ましい実施例では、電圧
／周波数変換器１１０はナンヨナル・セミコンダクタ社
で製造されたＬＭ３３１変換器である。

第３図に示したセンサ・信号処理系３０では、発振器１
００、電圧／周波数変換器１１０の出力端子１０４．１
１４がそれぞれライン６６゜７０によってマイクロプロ
セッサ５６へ直接結合される。

第４図に示したセンサ・信号処理系３０′は圧力センサ
３６を含む。この圧力センサ３６は、圧力を検知する慣
用の素子で良いか、その−例ではブリツノ回路である。

第・１図に示したように、温度センサ３４および圧カセ
ンザ３６は第１の信号選択手段１２０を介して電圧／周
波数変換器１１０へ結合される。第１の信号選択手段１
２０は、第１入力端子１２４および第２入力端子１２６
を有するマルチプレクサ１２２である。このマルチプレ
クサ１２２は出力端子１２８および選択入力端子１３０
も有する。第１入力端子１２４はジイン６８によって温
度センサ３４へ結合される。第２人力端子１２６は導電
性ライン１３２によって圧力センサ３６へ結合される。

マルチプレクサエ２２の出力端子１２８は導電性ライン
１３４によって電圧／周波数変換器１１０の入力端子１
１２へ結合される。マルチプレクサ１２２の選択入力端
子１３０は導電性ライン１３６によってマイクロプロセ
ッサ５６の選択出力端子１３５へ結合される。

マルチプレクサ１２２は、マイクｏ　７’　ｏ　セッサ
５６が選択入力端子１３０に供給した選択信号に応答し
て、温度センサ３４がらの温度被関係信号および圧力セ
ンサ３６がらの圧カ被関係信号を電圧／周波数変換器１
１０へ選択的に供給する。望ましい実施例では、マルチ
プレクサ】２２はナショナル・セミコンダクタ社で製造
されたＣＤ／１０５３アナログ・データ・マルチプレク
サである。

センサ・信号処理系３０’では、発振器１００および電
圧／周波数変換器１１０が第２の信号選択手段１４０に
よってマイクロプロセッサ５６へ結合されろ。第２の信
号選択手段１４０は、第１入力端子１４４、第２入力端
子］４６、出力端子１４８および選択入力端子１５０を
有するマルチプレクサ１４２である。第１入力端子１４
４はライン６６によって発振器１００の出力端子１０４
へ結合される。マルチプレクサ１４２の第２入力端子１
４６はライン７０によって電圧／周波数変換器１１０の
出力端子１】４へ結合される。マルチプレクサ１４８の
出力端子１４８は導電性ライン１５４によってマイクロ
プロセッサ５６の入力端子１５２へ結合される。マルチ
プレクサ１４２の選択入力端子１５０は導電性ライン１
５８によってマイクロプロセッサ５６の選択出力端子１
５６へ電気的に結合される。

望ましい実施例では、マルチプレクサ１２２および１４
２は単一のアナログ・データ・マルチプレクサのそれぞ
れ一部である。マイクロプロセッサ５６からマルチプレ
クサ１２２，１４２のそれぞれ選択入力端子１３０，１
５０へ供給されたｒ！（択信号に応答して、マイクロプ
ロセッサト１２は湿気センサ３２および発振器１００に
、Ｊ、って供給された処理済みの湿気被関係信号、温度
センサ３４、マルチプレクサ１２２および電圧／周波数
変換器１１０によって供給された処理済みの温度被関係
信号、並びに圧力センサ３６、マルチプレクサ１２２お
よび電圧／周波数変換器１１０によって供給された処理
済みの圧力被関係信号をマイクロプロセッサ５６へ選択
的に人力させる。′ センサ・信号処理系３０および３０’には種々のマイク
ロプロセッサを使用できるが、望ましい実施例ではマイ
クロプロセッサ５６７￥イアフル社の製造した８７４８
マイクロプロセツサである。この８７４８マイクロプロ
セツサは演算プログラムを格納するため、のメモリを有
している。

選択出力端子１３５および１５６並びに入力端子１５２
に加えて、マイクロプロセッサ５６は直列データ出力端
子１６０、直列データ入力端子１６２、メモリ・アドレ
ス・ライン１６４．１６８およびデジタル出力端子１７
０も有している。直列データ出力端子１６０はライン７
４によってホトカプラ６０へ結合される。直列ゲータ入
力端子１６２はライン７６によってホトカプラ６０へ結
合されろ。消去可能なメモリ５８はメモリ・アドレス・
ライン１６４、データ入力ライン１６６およびデータ出
力ライン１６８によってマイクロプロセッサ５６へ結合
される。

たＫし、データ入力ライン１６６およびデータ出力ライ
ン１６８はバッファ１７２を介して消去可能なメモリ５
８へ結合される。マイクロプロセッサ５６のデジタル出
力端子１７０はライン７８によって出力部６２へ結合さ
れろ。

第３図に示したセンサ・信号処理系３０におけるように
、センサ・信号処理系３０′はデータ・リンクすなわち
単一のデータ伝送線９０によって外部のマスク・ユニッ
トずなわらモニタ装置８０へ結合される。

望ましい実施例では、消去可能なメモリ５８はインテル
社によって製造された２８１６電子式消去ｏＴ能なプロ
グラマゾル読み出し一専用メモリ（ＥＥＦＲＯＭ）であ
り、ノζツファ１７２はテキサス・インスツルー、メン
ツ社で製造された５Ｎ７４Ｌ３３７３であり、そしてホ
トカプラ６０はゼネラル・インス゛ツルーメント社が製
造したタイプ４Ｎ３７のオプティカル・アイソレーク／
ドライバである。

センサ・信号処理系３０′は内部電源装置１８０・によ
って駆動される。この電源装置１８０は導電性ライン１
８２によってモニタ装置８０へ結合される。ライン１８
２は湿度測定プローブ１０からのデータ・リンク２２中
に含めても良い。

電源装置１８０は、センサ・信号処理系３０または３０
′の種々の回路構成部品へ印加される基準電圧Ｖ１□、
および直流電圧■ｃｃを発生する。

例示（〜た実施例では、マイクロプロセッサ５６の出力
部６２ば、湿気、温度または圧力が所定の限界に達した
時にこれを示す視覚指示器または可聴指示器へ結合され
ることができる。温度測定プローブ１０の一体部分とし
て警報器を設けても良い。

消去可能なメモリ５８はセンサ・信号処理系３０または
３０′中の情報をプログラミングしかつ格納するための
手段となり、これは湿気センサ３２および湿度測定プロ
ーブ１０に特有のものである。プロ〜ゾ毎に湿気センサ
３２は違う。

従って、消去可能なメモリ５８は、ユーザに、湿度測定
プローブ１０をその湿気センサ３２に特有の情報でプロ
グラムさせる手段な提供する。

消去可能なメモリ５６は、ユーザに、識別コードおよび
警報器限界のような一時的警報をも格納させる。

センサ・信号処理系３０および３０′の動作は、第４図
に示したセンサ・信号処理系３０′および第５図に示す
フロー・チャートを参照することにより、一番良く分る
。マイクロプロセッサ５６は、第５図のフロー・チャー
トに示すプロセス・ステップを実行するためにそのメモ
リ中に／ステム・プログラムを有する。消去可能なゾロ
グラマプル・メモリ５８は、ユーザて、湿気センサ３２
および特定用途の湿度測定ゾローブ１０て特有のデータ
および情報でマイクロゾロセッサ５６をプログラムさせ
る。

マイクロプロセッサ５６で実行されるプログラムの第１
ステツプは・ξワー・アップ起動シーダンス２００であ
る。マイクロプロセッサ５６が・ξワ−・アップ起動シ
ーケンス２００の実行完了後、プログラムはステップ２
０２へ進む。

このステップ２０２では、マイクロゾロセッサ５６が処
理済みの湿気被関係信号、処理済みの温度被関係信号お
よび処理済みの圧カ被関係信号を読み取る。マイクロプ
ロセッサ５６は、このステップを行うために、選択出力
端子１３５および１５６をセットして湿気センサ３２、
温度センサ３４および圧カＩセンサ３６がらの処理済み
の信号をマイクロプロセッサ５６の入方端Ｊ′−１６２
へ選択的に供給させる。マイクロゾロセッサ５６は、選
択出力端子１３５および１５６の状態により、どの処理
済み信号が久方端子存在する信号は一連の電気ノξルス
（一般に矩形波）であり、その周波数が検知した状態と
関係付けられる。マイクロプロセッサ５６は次にステッ
プ２０４へ進む。

このステップ２０４では、マイクロプロセッサ５６は検
知した状態を表わすアナログ信号を、温度の°Ｃまたは
下或は圧力のプンイ（ｐｓｉ　）を示すデジタル値に変
換する。当業者には明らかなようにこれらは温度または
圧力を示す普通の単位である。マイクロプロセッサ５６
がアナログの温度被関係信号および圧カ被関係信号をデ
ジタル値に一度変換した後、ステップ２０６に進む。

このステップ２０６では、マイクロゾロセッサ５６のメ
モリヘプーログラムされたアルゴリズムは湿気被関係信
号のデジタル値を直線化する。

例示した実施例では、この湿気被関係信号は露点を表わ
す。他のアルゴリズムは露／ｒ’を別な湿気被関係信号
（これは蒸気圧を表わす）Ｋ変換する。温度値は温度の
関数として他の湿気値を求めるのに使用できる。圧力値
も圧力の関数と１〜て他の湿気値を求めるのに使用でき
る。従って、マイクロプロセッサ５６はアナログ信号を
、検知した湿気、温度および圧力を表わすデジタル値に
変換する。そして湿気直線化アルゴリズムは湿気被関係
信号を直線してデジタル湿気被関係信号を供給するのに
用いられる。

湿気直線化アルゴリズムは、予め選んだ湿気センサによ
り異なる湿気レベルにあると経験的に求められた露点測
定値を表わす多数のデータ点を使用させる。−例として
そのようなデータ点を５点使用するか、６点以上のデー
タ点を使用して直線化された値の精度をもつと高くして
も良い。データ点はマイクロプロセッサ５６のメモリに
格納される。

ｉｌｊ　Ｎｆｉの傾斜はさみ取り式はマイクロゾロセッ
サ５６のメモリに格納される。この式はＹ−ＭＸ−１−
Ｂ（たｇし、ＢはＸ座標がＯの時のＹ座標の値であり、
そしてＭは直線の傾斜である。）である。マイクロプロ
セッサ５６は隣接するデータ点間の直線セグメントを確
立する。変数Ｘは湿気センサ３２から読み取った筺であ
る。マイクロプロセッサ５６は、２つのデータ点（これ
らの間に湿気値Ｘが入る）を求め、かつ露点値を計算す
るための近似傾斜はさみ取り式を決定スル。マイクロプ
ロセッサ５６は、湿気センサ３２からの読み取り値をＸ
値として使用し、Ｙ値用の傾斜はさみ取り式を解くこと
により２つのデータ点間で露点を補間する。

湿気値か直線化された後で、直線化した湿気値（露点）
は、マイクロゾロセッサ５６によって様々な他の湿気被
関係値を割算するために利用されることができる。−例
として、蒸気圧が露点に対数的に関係付けられることは
周知である。従って、所定の露点値に対する等価蒸気圧
値はマイクロプロセッサ５６のメモリ内のテーブルに予
め格納されることができる。計算した露点は、この苫１
算した露点値に関係刊けられた蒸気圧値に達するために
蒸気圧テーブルへのインデツクスとしてマイクロプロセ
ッサ５６によって使用され得る。

他の例では、検知される環境中の水の濃度（容積）に達
するために、測定した圧力値は前述したように蒸気圧値
と一緒にマイクロゾロセッサ５６によって使用され得る
。水の容積（ｐｐｍ）は、蒸気圧値を測定した圧力値で
割りかつその商に１０６を掛けることにより、マイクロ
プロセッサ５６で割算される。

更に他の例では、メモリに格納した定数（Ｋ）、前述し
たように求めた蒸気圧値および測定した温度値を利用し
て、炭化水素溶液中の水の濃度（容量）がマイクロプロ
セッサ５６で計算できる。定数には検知中の特定の炭化
水素溶液中の水の溶解度である。定数にはマイクロプロ
セッサ５６のメモリ中に予め格納される。更に、種々の
温度での飽和蒸気圧はマイクロプロセッサ５６のメモリ
内のテーブルに予め格納される。

溶液の温度に関係した炭化水素溶液の飽和蒸気土用の成
る値を選択するために、マイクロプロセッサ５６は飽和
蒸気圧テーブルへのインデックスとして測定した温度値
を利用する。マイクロゾロセッサ５６は蒸気圧値を選択
した飽和蒸気圧値で割ってその曲に定数Ｋを掛ける。得
られた値は検知中の炭化水素溶液中の水の濃度（重量）
である。

今述べたばかりのアルゴリズムは、この発明を具体化し
たプローブを求めろことのできる湿気被関係・ξラメー
タを例示する。しかしながら、この発明で求めることの
できる湿気被関係・ξラメータは、上述したアルゴリズ
ムで述べたものだけに限定されるべきでない。

ステップ２０８では、デジタル湿気値、温度値および圧
力値はマイクロプロセッサ５６のメモリに格納される。

ステップ２１０では、マイクロプロセッサ５６は、格納
したデジタル値を、ユーザによって消去可能なメモリ５
８へ以前にプログラムされた警報限界と比較する。

ステップ２１２では、ステップ２１０で行われた比較に
基きマイクロプロセッサ５６は警報がセットされるべき
か否かを決定′する。もし警報かセットされるべきでな
いならば、マイクロゾロセッサ５６はステップ２１４へ
進む。逆に、もし警報がセットされるべきならば、マイ
クロプロセッサ５６はそのデジタル出力端子１７０にデ
ジタル出力をステップ２１６でセットする。

第４図に示したように、出力部６２（警報出力を表わす
）はマイクロプロセッサ５６のデジタル出力端子１７０
におけるデジタル出力に応答して作動される。

ステップ２１６を実行するか警報がセットされるべきで
ないと決定し゛た後、マイクロゾロセッサ５６はステッ
プ２１４を実行する。このステップ２１４では、直列デ
ータ入力端子１６２がマイクロプロセッサ５６によって
監視される。

マイクロゾロセッサ５６はモニタ装置８０からアドレス
・コー１２を受けかつステップ２１８へ進む。

このステップ２１８では、マイクロプロセッサ５６はそ
の直列データ入力端子１６２に受けた各アドレス・コー
ドをチェックして、そのアドレス・コードがこの特定の
マイクロプロセラ　　□す５６用のものがどうかを決定
する。もしアドレス・コートカ特定のマイクロプロセッ
サ５６用のものでないなら、マイクロゾロセッサ５６は
ステップ２０２に戻ってプログラム・シーケンスをもう
一度実行する。もしアドレス・コードがマイクロプロセ
ッサ５６用のものなら、マイクロプロセッサ５６はステ
ップ２１９を実行する。

このステップ２】９では、マイクロプロセッサ５６は、
検知した状態に対して格納した値をモニタ装置８０へ伝
送する。ステップ２１９を実行した後、マイクロプロセ
ッサ５６はステップ２０２に戻ってプログラム・シーケ
ンスをもう一度実行する。

マイクロゾロセッサ５６によって直列データ出力端子１
６０を通して伝送される信号は、２焦デジタル・データ
信号の直列ストリングであう。この直列ストリングは第
１のデジタル湿気被関係信号（露点）、第２のデジタル
湿気被関係信号（蒸気圧）、デジタル温度被関係信号お
よびデジタル圧力被関係信号を含み得ろ。従って、単一
のデータ・リンク９０を通じてモニタ装置８０へ複数の
状態被関係信号を伝送できる。

別な状態センサを湿度測定プローブ１０に含めても良い
ことが認められる。例えば、前述したように、湿気セン
サおよび温度センサに加えて、圧力センサも湿度測定プ
ローブ１０に含めることができる。しかしながら、湿度
測定プローブ１０およびセンサ・信号処理系３０′は湿
気センサ、温度センサおよび圧力センサに制限されない
。

湿気センサ３２、温度センサ３４および圧力センサ３６
並びに信号処理回路５０を一体に含みかつ測定した状態
を表わすデジタル信号の直列データ出力を提供する湿度
測定プローグ１０の１つのセ］」点は、多数の湿度測定
プローブ１゜をｒｌ−−一のモニタ装置８０へ接続し得
ることであろ、そのようなマルチ・プローブ・システム
が第６図に示されている。多、数の湿度測定プローブ１
０け図示のとおり共通のデータ伝送ライン２２０を通し
てモニタ装置すなわちマスク・ユニット８０へ結合され
る。図示のようにデータ伝送ライン２２０は各湿度測定
ゾローブＩＯＫ共通である。各湿度測定プローブ１０は
それ自体のマイクロプロセッサ５６（第４図参照）を含
み、このマイクロプロセッサ５６はその直列データ入力
端子１６２（第４図蚕照）を連続して監視することによ
りそれ自体のアドレス・コードを何時受けたかを決定ず
ろ。各湿度測定プローブ１０中のマイクロプロセッサ５
６は、それ自体のアドレス・コードを受けた時だけ、共
通のデータ伝送ライン２２０を通じてモニタ装置８０ヘ
デジタル信号を伝送する。湿度測定プローブ１０からの
データがモニタ装置８０によって制御されたシーケンス
でモニタ装置８０へ伝送されるように、各湿度測定プロ
ーブ１０は異なるアドレス・コードを有する。

この発明の範囲から逸脱しないかぎり湿度測定プローブ
１００種々の変形例を作れることが分る。髄に、他の信
号処理回路や信号選択手段を使用できる。更に、他の物
理状態センサを使用したり、上述した湿気センサ、温度
センサおよび圧力センサに付加したりすることができる
。

〔発明の効果〕

この発明によれば、補正ステップをとる必要がなく、プ
ローブ出力を外部で直線化したりアナログ／デジタル変
換する必要もなく、更に多数のプローブを使用しても１
個の外部モニタ装置ですませられる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化した湿度測定プローブの斜視
図、第２図は第１図に示した湿度測定プローブに用いら
れるアルミニウム酸化物湿気センサの断面図、第３図は
第１図に示した湿度測定ゾロ−ブに含まれるセンサ・信
号処理系の一例の機能ブロック図、第４図は第１図に示
した７Ｗ度測定ゾロ−ブに含まれるセンサ・信号処理系
の他の９−の機能ブロック図、第・５図は第１図に示し
た湿度測定プローブの動作ステップのフロー・チャート
図、第６図はこの発明によって構成された、多数の湿度
測定ゾロ−プを用いるマルチ・プローブ・システムの概
略図である。 １０・・・湿度測定プローブ、１，２・・・ノ・ウジン
グ、１４・・・ヘッド、２０・・・ステム、２２と９０
・°データ伝送ラインとしてのデータ・リンク、３０と
３０′・・・センサ・信号処理系、３２・・・湿気セン
サ、３４・・・温度センサ、３６・・・圧力センサ、５
０・・・信号処理回路、５２・・・湿気信号処理回路、
５４・・温度信号処理囲路、５６・・マイクロプロセッ
サ、５８・・・消去可能なメモリ、６０・・・ホトカゾ
ラ、６２・・・出力部、６４と６６と６８と７０と７２
と７４と７６・・・ライン、８０・・モニタ装置、１０
０・・・発振器、１１０・・・電圧／周波数変換器、１
２０と１４０・・・信号選択手段、】２２と１４２・・
・マルチプレクサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ハウジングと、このハウジング内にあって湿気を検
   知しかつ非直線性の湿気関係信号を供給するための湿気
   センサと、前記ハウジング内にあって前記湿気間・係信
   号を直線化しかつ湿気測定値を示すデジタル出力信号を
   供給するための湿気信号処理回路とを備えた湿度測定プ
   ローブ。 ２　ハウ、ジングと、このハウジング内にあって湿気を
   検出しかつ湿気関係信号を供給するための第１センサと
   、第２物理状態を検知しかつ第２信号を供給するための
   第２センサと、第１信号を直線化しかつ湿気測定値およ
   び第２物理状態測定値を示すデジタル出力信号を供給す
   るための信号処理回路とを備えた湿度測定プローブ。　
   　　　　　　　　　　　　　３　第２物理状態が温度で
   ある特許請求の範囲第２項記載の湿度測定プローブ。 第２物理状態が圧力である特許請求の範囲第２項記載の
   湿度測定プローブ。 単一のデータ伝送ラインを通して中央のモニタ装置へデ
   ジタル出力信号を伝送するための手段を更に備えた特許
   請求の範囲第２項記載の湿度測定プローブ。 物理状態を測定するプローブであって、ノ・ウジングと
   、このハウジング内にあり第１状態を検知しかつこの第
   １状態に関係した第１信号を供給するための第１センサ
   と、前記ハウジング内にあり第２状態を検知しかつこの
   第２状態に関係した第２信号を供給するための第２セン
   サと、前記ハウジング内にあり前記第２信号の関数とし
   て前記第１信号を処理しかつ前記第１状態に関係した第
   ３信号を供給するための信号処理回路とを備えたプロー
   ブ。 ハウジングと、このハウジング内にあって湿気を検知し
   かつ第１の湿気関係信号を供給するための第１センナと
   、前記ハウジング内［ｉって温度を検知しかつ温度関係
   信号を供給するだめの第２センサと、前記ハウジング内
   にあって前記温度関係信号の関数として前記第１の湿気
   関係信号を処理しかつ第２の湿気関係信号を供給するた
   めの信号処理回路とを備えた湿度測定プローブ。 ８　第１センサを信号処理回路へ結合する第１信号処理
   回路と、第２センサを前記信号処理回路へ結合する第２
   信号処理回路とを更に備えた特許請求の範囲第７項記載
   の湿度測定プローブ。 ９　第１信号処理回路は湿気に関係した周波数を有する
   一連の電気・ξルスを供給する手段を陰み、第２信号処
   理回路は温度に関係した周波数を不する一連の電気パル
   スに電圧を変換するための手段を含む特許請求の範囲第
   ８項記載の湿度測定プローブ。 １０　　ハウジング内にあって圧力を検知Ｉ〜かつ圧力
   被関係信号を供給するだめの第３センサと、回路へ結合
   する信号選択手段とを更に備え、信号処理回路は前記圧
   力被関係信号の関数として第１の湿気関係信号を更に処
   理しかつ第３の湿気関係信号を供給する特許請求の範囲
   第９項記載の湿度測定プローブ。 １１　　第１信号処理回路および第２信号処理回路を信
   号処理回路へ結合する信号選択手段を更罠備えた特許請
   求の範囲第１０項記載の湿度測定プローブ。 １２　　第１の湿気関係信号が露点である特許請求の範
   囲第１１項記載の湿度測定プローブ。 １３　　信号処理回路は、温度被関係信号および圧力関
   係信号を更に処理しかつ温度および圧力を示すデジタル
   信号を供給する特許請求の範囲第１２項記載の湿度測定
   プローブ。 １４、単一のデータ伝送ラインを通じて中央のモニタ装
   置へ第２の湿気関係信号および第３の湿気関係信号を伝
   送するための手段を更に備えた特許請求の範囲第１１項
   記載の湿度測定プローブ。 １５　　ハウジングはヘッドおよび中空のステムを含み
   、第１センサおよび第２センサは前記ステムに収容され
   、信号処理回路は前記ヘッドに収容される特許請求の範
   囲第７項記載の湿度測定プローブ。 １６　　ステムに収容され圧力を検知しかつ圧力被関係
   信号を供給するための第３センサと、この第３センサを
   信号処理回路へ結合するための手段とを更に備え、信号
   処理回路は前記圧力被関係信号の関数として第１の湿気
   関係信号を処理することにより第３の湿気関係信号を供
   給する特許請求の範囲第１５項記載の湿度測定プローブ
   。 １７　　少なくとも２つの物理状態を測定する装置で：
   Ｄ）って、第１状態を検知しかつ第１信号を発生するた
   めの手段と、第２状態を検知しかつ第２信号を発生する
   ための手段と、前記第１信号を直線化しかつ前記第１信
   号および前記第２イｂ号を、前記第１状態および前記第
   ２状態を示すデジタル出力信号に変換するための信号処
   理回路とを備えた測定装置。 １８、湿気および温度を測定して湿気測定値を直線化す
   る装置であって、第１のコン・ξ−メントになるヘッド
   および第２のコンノξ−メントになるステムを含むプロ
   ーブと、前記第２のコン・ξ−メント内にあり湿気を検
   知して湿気被関係信号を供給するための手段と、前記第
   ２のコン・ξ−ノント内にあり温度を検知して温度被関
   係信号を供給するだめの手段と、前記第１のコン・ξ〜
   メント内にあり前記湿気関係信号を直線化しかつ前記湿
   気関係信号および前記温度関係信号を、湿気および温度
   を示すデジタル信号に変換するための手段と、前記プロ
   ーブから単一のデータ伝送ラインを通してモニタ装置へ
   デジタル信月を伝送するための手段とを備えた測定装置
   。 １９　　第２のコン・ξ−メント内にあり湿気検知手段
   に関係した情報を格納するためのプログラマブル手段と
   、このゾログラマプル手段を信号処理回路へ結合するた
   めの双方向性手段とを更に備えた特許請求の範囲第１８
   項記載の測定装置。