KR100246737B1 - 디지탈 습도계 - Google Patents

Abstract

본 발명의 디지탈 습도계는, 건구온도를 검출하기 위한 건구온도 검출부와, 노점온도를 검출하기 위한 노점온도 검출부와, 상기 검출된 건구온도와 노점온도로부터 상대습도를 연산하는 상태습도 연산부를 포함하여 구성되며, 디지탈 방식으로 노점온도를 측정함으로써 시간경과에 의한 경년변화를 제거할 수 있으며, 습증기선도에 의한 ±1.0 RH의 높은 정밀도의 완전선형화된 상대습도를 검출할 수 있는 효과가 있다.

Description

디지탈 습도계

본 발명은 습도계에 관한 것으로, 특히 장기간 사용하여도 검출정밀도가 저하되지 않으며 선형적 특성을 가지는 디지탈 습도계에 관한 것이다.

도 1은 종래의 기술에 의한 정전용량 변화식 또는 저항 변화식 습도계를 도시한 것으로, 전원을 공급하기 위한 전원부(10)와, 실제 정전용량의 변화나 저항변화로 공기중의 습도를 검출하기 위한 습도 검출부(20)와, 상기 습도 검출부(20)로부터 검출된 신호, 즉 정전용량의 변화값이나 저항변화값을 증폭하기 위한 증폭 회로부(30)와, 상기 증폭 회로부(30)를 통해 증폭된 신호를 전기신호로 변환하기 위한 신호변화부(40)와, 표시장치 등에 상기 검출된 습도값을 숫자로 표시하거나 후속단의 기기에 전기신호를 출력하도록 하기 위한 출력부(50)를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 습도검출부(20)는, 도 2에 도시한 바와 같이 습기를 흡수하기 위한 감습소자(21)와, 습기에 따라 저항 또는 정전용량이 변하는 회로패턴(22)과, 보호케이스 및 리드(lead)(4)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 종래의 습도계의 동작을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 감습소자(21)가 공기중의 습기를 흡수하면 상기 회로패턴(22)의 정전용량 또는 저항이 변화되어 증폭회로부(30)를 통해 증폭되며, 이 증폭된 신호는 신호변환부(40)에서 0V-10V 또는 4㎃-20㎃의 전기적 신호로 변환되어 상기 출력부(50)에서 액정등에 숫자로 표시하거나 후속단의 기기에 전기신호를 출력한다.

그러나 이러한 종래의 습도계는, 상기 감습소자가 사용기간이 경과함에 따라 공기중의 먼지 또는 불순물과 반응하여 소재내의 습기가 완전히 재건조되지 않아 경년변화를 일으킴으로써 출력값이 변화되어 검출 정밀도가 저하되며, 또한 고정밀도의 검출기를 만들려면 상기 회로패턴의 습도에 대한 출력변화가 비선형이기 때문에 상기 신호변환부에서 선형화시켜야 하므로 회로가 복잡해지며 검출정밀도 또한 ±3% 한정정인 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 디지탈 방식으로 노점온도를 계측하고, 측온소자를 사용하여 온도를 노점온도와 건구온도를 측정하여 습증기선도를 이용함으로써 선형화된 상대습도를 검출할 수 있는 디지탈 습도계를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디지탈 습도계는, 건구온도를 검출하기 위한 건구온도 검출부와, 노점 온도를 검출하기 위한 노점온도 검출부와, 상기 검출된 건구온도와 노점온도로부터 상대습도를 연산하는 상대습도 연산부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

제1도는 종래의 기술에 의한 습도계의 구성도.

제2도는 제1도의 습도 검출부의 단면도.

제3도는 본 발명에 의한 디지탈 습도계의 구성도.

제4도는 제3도의 노점 온도 검출부의 상세 구성도.

제5도는 제3도의 노점 온도 검출부의 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110 : 전원부 120 : 건구온도 검출부

130 : 노점온도 검출부 140 : 상대습도 연산부

150 : 출력부

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 좀 더 상세하게 설명하고자 한다.

본 발명의 디지탈 습도계는, 도 3에 도시한 바와 같이 전원을 공급하기 위한 전원부(110)와, 응결판에 이슬이 응결되는 것을 이용하여 노점온도를 검출하기 위한 노점 온도검출부(130)와, 상기 노점 온도 검출시 동시에 측온소자를 이용하여 건구 온도를 검출하기 위한 건구 온도 검출부(120)와, 상기 노점온도와 건구온도로부터 상대습도를 연산하기 위한 상대습도 연산부(140)와, 상기 상대습도를 출력하기 위한 출력부(150)를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 노점온도 검출부(130)는, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 이슬이 응결되며 일부영역은 빛이 투과할 수 있도록 투명한 투광부(132a)로 이루어진 응결판(132)과, 상기 응결판(132) 중 투광부(132a) 반대측 부분과 결합되어 응결판(132)을 소정온도로 냉각시키기 위한 응결판 냉각기(131)와, 상기 응결판(132) 중 투광부(132a)를 중심으로 상, 하에 응결판(132)과 일정 간격 이격되도록 배치된 한쌍의 수광소자(133a) 및 발광소자(133b)로 이루어진 응결 검출부(133)와, 상기 응결판(132)에 부착되어 응결이 검출되면 백금 등을 이용한 측온저항체를 사용하여 노점 온도를 측정하기 위한 노점온도 측정부(134)로 구성된다.

이때 먼지에 의한 오염을 최소화하려면 상기 발광소자(133b)를 응결판(132)의 하부에 배치하거나 또는 상기 응결판(132)을 수직으로 설치한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 디지탈 습도계의 습도측정방법은 다음과 같다.

상기 응결판(132)이 응결판 냉각기(131)에 의해 실온이하로 냉각되어 노점 이하가 되면, 상기 응결판(132)에 이슬이 맺히게 되고, 이에따라 응결판(132)의 투광부(132a)가 맺힌 이슬 때문에 불투명상태가 되어 투광부(132a) 하단에 위치한 발광소자(133b)에서 발생한 빛이 상기 투광부(132a)에서 산란되는데, 이와같이 빛이 산란되면 상기 수광소자(133a)에 입사되는 빛은 수광소자(133a)를 온시킬 만큼의 충분한 량이 되지 못하기 때문에 수광소자(133a)의 출력이 오프되며, 이 순간 상기 응결판(132) 위에 부착된 노점온도 측정부(134)에서는 노점온도를 측정하고, 건구온도 검출부(120)에서는 건구온도를 측정한다.

그리고 상기 측정된 건구온도와 노점온도는 상기 상대습도 연산부(140)로 출력되어 도 6에 도시된 바와같은 습증기 선도상의 상대습도를 연산하게 되며, 연산방법은 다음과 같다.

예를들어 상기 건구온도가 25℃이고, 노점온도가 18℃이면 먼저 상기 습증기 선도의 x좌표에서 25℃를 찾고, 다시 습증기 선도의 상대습도 100%RH인 지점의 노점온도 18℃를 찾으며, 상기 두 점에서 주어진 선을 따라 교점을 찾아 그 교점에서 상대습도 곡선을 따라 상대습도값을 찾으면 50%RH를 찾을 수 있다.

한편, 상기 노점온도와 건구온도를 이용하여 컴퓨터에서 상대습도를 연산할 수도 있는데, 이때는 상기 컴퓨터 내의 메모리에 각 건구온도에 대한 노점온도의 상대습도값을 저장하여두고, 보간법에 의해 중간위치점을 계산하여 찾을 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 디지탈 방식으로 노점온도를 측정함으로써 시간경과에 의한 경년변화를 제거할 수 있으며, 습증기선도에 의한 ±1.0RH의 높은 정밀도의 완전선형화된 상대습도를 검출할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 전원을 공급하기 전원부와, 상기 전원을 공급받고 측온소자에 의해 건구온도를 검출하기 위한 건구온도 검출부와, 상기 전원을 공급받고 응결판에 이슬이 응결되는 것을 이용하여 노점 온도를 검출하기 위한 노점온도 검출부와, 상기 검출된 건구온도와 노점온도로부터 상대습도를 연산하여 출력부로 출력하는 상태습도 연산부로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 디지탈 습도계.
2. 제1항에 있어서, 상기 노점온도 검출부는 노점온도 이하가 되면 이슬이 응결되는 응결판과, 상기 응결판의 온도를 노점온도 이하가 되도록 냉각하는 응결판 냉각기와, 상기 응결판에 이슬이 응결되는 것을 검출하기 위한 응결 검출부와, 상기 응결검출부에서 응결검출신호를 입력받아 측온소자에 의해 실제 노점온도를 측정하기 위한 노점온도 측정부로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 디지탈 습도계.
3. 제2항에 있어서, 상기 응결검출부는 상기 응결판에 투광부를 구비하고 그 투광부 상, 하에 수광소자와 발광소자를 배치하여, 상기 발광소자로부터 발광된 빛이 상기 투광부를 거쳐 수광소자에 들어가도록 구성된 것을 특징으로 하는 디지탈 습도계.