JPS6046722B2

JPS6046722B2 - 湿度制御装置

Info

Publication number: JPS6046722B2
Application number: JP2419879A
Authority: JP
Inventors: 克行藤戸; 省朗長谷川; 武彦鵜ノ口; 昭彦吉田; 敦西野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1979-03-01
Filing date: 1979-03-01
Publication date: 1985-10-17
Also published as: JPS55116044A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は精度が高く、しかも応答が速くかつ安定に動
作する湿度制御装置を提供するものてある。

従来、湿度の検出・制御には毛髪や特殊な化学繊維の
湿度による伸縮を利用した湿度制御装置があるが、精度
が悪く、かつ応答が遅い等の欠点を有している。

また、湿度による潮解性塩のイオン伝導の変化や、導
電性微粒子を含む合成樹脂の膨潤性を利用し、電気抵抗
値の変化として検出するもの等かあるが、精度、応答性
、安定性、価格の点で満足できるものがない。

本発明は湿度検出素子として、タンタル、アルミニウ
ム、チタンのような弁作用金属基体の上に誘電体性陽極
酸化皮膜を形成しこの上に二酸化マンガンのような半導
体性金属酸化物皮膜を形成しさらにこの上に電極を形成
することにより作製された容量変化型の湿度検出素子を
用い、上記目的を達成するためになされたものである。

この容量変化型湿度検出素子は、応答が速く、比較的精
度が良く、安価に作製可能であるという特長を有してい
る。ただ、この湿度検出素子を容量素子という観点から
見ると、等価直列抵抗が高く、Ｔａｎδが大きいので、
精度良く計測するためには、この湿度検出素子を抵抗を
通じて充電し、その電圧が電源電圧の０．６〜０．７に
なるまでの時間を計測するのが一番精度の高い測定方法
である。第１図に本発明による湿度制御装置のブロック
回路の一例を示しており、図において１は湿度検出素子
、２は湿度をパルス幅に変換する湿度一パルス幅変換回
路であり、前述したように湿度検出素子１への充電時間
の比較による方式が用いられる。

３は任意に設定可能なパルス幅を発生するパルス発生回
路であり、ここで設定したパルス幅が設定湿度に対応す
る。

４はパルス遅延選択回路であり、時間比較回路５の出力
レベルにより、パルス幅発生回路３の出力を遅延させる
か、させないかが選択される。

また、時間比較回路５は、Ｄフリップフロップ等により
構成され、湿度一パルス幅変換回路２の出力と、パルス
遅延選択回路４の出力との終端時間の比較を行ないどち
らが早くパルス出力を終了したかの判定を行なう回路で
あり、その出力により加湿器または除湿器等の被制御機
器６の電源の入切を行なうものである。７はパルス発生
回路３と湿度一パルス幅変換回路２のスタートを指示す
るコントロール回路である。

このブロック回路の各部の動作と状態を第２図に示すタ
イムチャートにより説明する。なお、第１図の湿度一パ
ルス幅変換回路２の出力をＡ，パルス発生回路３の出力
をＢ，パルス遅延選択回路４の出力をＣ，時間比較回路
５の出力をｄとして−おり、第２図のＡｌ，ｂｌ，ｃｌ
は検出した湿度が設定湿度より低い場合の第１図のＡ，
ｂ，ｃの状態を表わし、第２図のＡ２，ｂ２，ｃ２は検
出した湿度が設定湿度より高い場合の状態である。また
、第２図のＴａｌ，ｔａ２は前述の２つの状態に対応す
る湿度一．パルス幅変換回路２のパルス幅に対応し、Ｔ
ｂは設定湿度に対応するパルス発生回路３のパルス幅に
対応する。そして、ＴＯ−Ｔｂはパルス遅延選択回路４
の遅延時間に対応している。今、湿度検出素子１により
検出された湿度が設一定湿度より充分低い場合を考える
と、この時の湿度に対応するパルスａ１が湿度一パルス
幅変換回路２より出力され、この時設定湿度に対応する
パルスＫｇがパルス発生回路３より出され、パルス遅延
選択回路４は、遅延された方が選択され出力（ｃ１）さ
れている。

この時、時間比較回路５の出力は“゜Ｈ゛レベルであり
、この時に、例えば被制御機器６が０Ｎされるようにな
つていると、被制御機器６が動作する。そして被制御機
器６、例えば加湿器が動作し湿度が高くなつてくると、
Ｔａｌが段々長くなり、ＴＯより大きくなつた瞬間に、
時間比較回路５の出力ｄが゜“Ｌ゛レベルとなり、加湿
器が０ＦＦされると同時に、パルス遅延選択回ノ路４の
出力は遅延されなくなり、パルス発生回路３の出力ｂと
このパルス遅延選択回路４の出力ｃとが同一となり、各
部の状態はＡ２，■，Ｃ２のようになるので湿度一パル
ス幅変換回路２の出力パルス幅がノイズやその他の原因
で微少量短くなつて・も時間比較回路５の出力ｄは反転
することがなく、安定な動作が保証される。このパルス
遅延選択回路４がないと、検出湿度と設定湿度が非常に
近づいた時不安定になり、この加湿器は０Ｎ−０ＦＦを
激しく繰り返すことになり、加湿器の寿・命や制御装置
の寿命が短くなる。また、湿度検出素子１の応答が速け
れば速い程、設定湿度近辺で、加湿器ＯＮ→湿度上昇一
加湿器ＯＦＦ→湿度低下→加湿器ＯＮのサイクルを激し
く繰り返すことになるが、このパルス遅延選択回路４の
遅延時間を適当に調整することにより最適なサイクルタ
イムを選ぶことが可能である。検出の応答の遅い素子を
使用する場合には、このよな問題は生じないが、実際の
湿度と検出湿度の間に相当の時間遅れが生じ、結果的に
は精度の悪い制御装置となる。このように本発明によれ
ば、応答の速い湿度検出素子を用いても安に動作するの
で、結果として精度・応答速度共に良好で安定に動作す
る湿度制御装置が得られる。なお、第１図で被制御機器
６を除湿器とし、時間比較回路５の出力が“Ｌ゛レベル
で除湿器０Ｎ，゜“Ｈ゛レベルで除湿器ＯＦＦとなるよ
うに構成すれば、前述と全く同様にして安定に精度・応
答性の優れた制御装置が得られる。

また、パルス遅延選択回路４は、第１図のパルス発生回
路３と時間比較回路５の間に入れる構成ではなく、湿度
一パルス幅変換回路２と時間比較回路５の間に入れる構
成も可能である。

但し、この場合パルス遅延選択回路４の制御入力が゜゜
Ｈ゛レベルで遅延せず“゜Ｌ゛レベルで遅延するような
ものとする必要があり、この場合も全く同様の効果が得
られる。また、このパルス選択遅延回路４を、コントロ
ール回路７と湿度一パルス幅変換回路２またはパルス発
生回路３との間に挿入し、どちらかのスタートを遅延さ
せたり、させなかつたりすることによつても同様の効果
が得られる。

第３図〜第５図に本発明の湿度制御装置の具体的な回路
の例を示しており、以下その具体的回路について説明す
る。

まず、第３図に示す具体例について説明すると、第３図
においてＣＯは湿度検出素子、Ｒはその充電抵抗、Ｓ１
はコントロール回路Ａ３よりの出力により湿度検出素子
ＣＯの充放電を切換えるスイッチ、Ｒｌ，Ｒ２はコンパ
レータＡｌ，Ａ２の基準電圧用分割抵抗である。

これらの部分が第１図における湿度一パルス幅変換回路
２を構成している。また、湿度設定用の可変抵抗ＲＶｌ
通常の容量素子Ｃ，スイッチＳ２，コンパレータ〜によ
りパルス発生回路３が構成されている。この出力は、遅
延回路ＤＬＹと選択用切換回路Ｓ３により構成されるパ
ルス遅延選択回路４に入る。八はＤフリップフロップで
あり、コンパレータＡ１の出力をＤ入力、選択用切換回
路Ｓ３の出力をクロック入力としている。この部分が時
間比較回路５に相当する。この出力は選択用切換回路Ｓ
３の制御を行なうと同時に、加湿器または除湿器等の被
制御機器６のＡＣ電源のスイッチＳ，の制御をも行なう
。この第３図の回路では、遅延回路ＤＬＹの遅延時間が
設定湿度の大小如何にかかわらず一定であるので、常に
最適の遅延時間が得られる。また、第４図に示す回路で
は、第３図に示す回路の場合と異なり、パルス遅延選択
回路４を含まずに等価的に第３図の回路と同様な効果が
得られるものてある。

第４図において、第３図と同一部分については同一符号
を付しており、コンパレータ〜の基準電圧を抵抗Ｒ３，
Ｒ，で分割することにより得、ＤフリップフロップＡ４
の出力で、スイッチ＼を切換えて、基準電圧を変化させ
る方法を用いている。そして、スイッチ■により抵抗Ｒ
３と並列に抵抗Ｒ５が接続される。この場合には、第３
図の遅延時間を最終出力レベルで変化させることに変つ
て任意に設定可能なパルス発生回路３のパルス幅を変化
させることになる。

また、この第４図の回路ではスイッチを使つてコンパレ
ータＡ２の基準電圧を変化させているが、もつと簡便に
は最終出力とコンパレータ〜の基準入力とを抵抗て接続
することも可能であるが、設定湿度の大小によりコンパ
レータＡ２の出力パルス幅の変動分も同時に変化するの
で常に最適な条件が得られず、色々な制約があり、自由
度も小さくなる。また、第４図の回路の場合、抵ｔ／Ｌ
Ｒ５およびスイッチＳ５をパルス発生回路３側でなく、
湿度一パルス幅変換回路２側の同様の位置でも良い。次
に第５図の回路について説明する。

なお、第５図において、第４図と同一箇所については同
一記号を付している。この第５図に示す回路では最終出
力のレベルにより、パルス発生回路３の設定用可変抵抗
器Ｒｖに直列に入れられた抵抗Ｒ６を短絡するスイッチ
Ｓ６を制御することにより上記実施例と同様な動作を行
なわせている。この第５図の回路では、設定湿度，すな
わち設定されたパルス幅に如何にかかわらず、同じ遅延
が可能となる。以上のように本発明によれば、加湿器ま
たは除．湿器の被制御機器を湿度に対して応答性が良く
かつ、精度が高く、しかも安定して運転の制御をするこ
とができ、優れた空調を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

ノ第１図は本発明の一実施例による湿度制御装置のブ
ロック回路図、第２図はそのブロック回路の動作を説明
するためのタイムチャート、第３図〜第５図はそれぞれ
本発明の湿度制御装置の具体的回路構成を示す電気回路
図である。一１，Ｃ０・・・・・湿度検出素子、２・・・・・湿度
一パルス幅変換回路、３・・・・・・パルス発生回路、
４・・・・・・パルス遅延選択回路、５・・・・・・時
間比較回路、Ｃ・・・・容量素子、Ｒ９Ｒｌ９Ｒ２９Ｒ
３９Ｒ４９Ｒ５９Ｒ６・゜Ｏ″一抵抗〜Ｒｖ゜゜゛゜゜
可変抵抗、Ｓｌ９Ｓ２９Ｓ３９Ｓ５９Ｓ６゜゜゜゜フス
イツチ、ＤＬＹ・・・・遅延回路、Ａｌ，Ａ２・・・・
・・コンパレータ。

Claims

【特許請求の範囲】１湿度を容量に変換する湿度検出素子と、前記湿度検
出素子の容量変化をこの湿度検出素子の充電時間に対応
するパルス幅の変化に変換する湿度−パルス幅変換回路
と、任意に設定可能なパルス幅のパルスを発生するパル
ス発生回路と、このパルス発生回路と前記湿度−パルス
幅変換回路との出力パルス幅の大小の時間的判別を行な
う時間比較回路と、この時間比較回路の出力レベルによ
り動作が制御され前記パルス発生回路と湿度−パルス幅
変換回路の出力パルスのうちいずれか一方をもう一方よ
り時間的にずらせる機能とを備えたことを特徴とする湿
度制御装置。２時間比較回路の出力レベルによりＯＮ、ＯＦＦされ
る遅延回路を設け、この遅延回路によりパルス発生回路
と湿度−パルス幅変換回路の出力パルスのうちいずれか
一方をもう一方より時間的にずらせたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の湿度制御装置。３パルス発生回路のスライスレベル電圧を時間比較回
路の出力レベルにより可変可能としたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の湿度制御装置。４パルス発生回路の充電抵抗を時間比較回路の出力レ
ベルにより可変可能としたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の湿度制御装置。