KR100875152B1 - 냉각 거울 이슬점 습도계 - Google Patents

냉각 거울 이슬점 습도계 Download PDF

Info

Publication number
KR100875152B1
KR100875152B1 KR1020070073574A KR20070073574A KR100875152B1 KR 100875152 B1 KR100875152 B1 KR 100875152B1 KR 1020070073574 A KR1020070073574 A KR 1020070073574A KR 20070073574 A KR20070073574 A KR 20070073574A KR 100875152 B1 KR100875152 B1 KR 100875152B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
dew point
received
mirror
optical fiber
Prior art date
Application number
KR1020070073574A
Other languages
English (en)
Inventor
요시유키 카나이
켄 이와키리
마사키 다케치
신고 마스모토
Original Assignee
야마타케 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 야마타케 코포레이션 filed Critical 야마타케 코포레이션
Priority to KR1020070073574A priority Critical patent/KR100875152B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100875152B1 publication Critical patent/KR100875152B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N19/00—Investigating materials by mechanical methods
    • G01N19/10—Measuring moisture content, e.g. by measuring change in length of hygroscopic filament; Hygrometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/56—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating moisture content
    • G01N25/66—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating moisture content by investigating dew-point
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/84—Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields

Abstract

냉각 거울 이슬점 습도계는 열전기 냉각 요소, 거울, 발광 유니트, 수광 유니트, 온도 검출기, 이슬점 증가 검출기, 및 제어 유니트를 포함한다. 제어 유니트는 이슬점 증가 검출기가 이슬점 상승을 검출할 때 정방향에 반대되는 방향으로 열전기 냉각 요소로 전류를 강제적으로 공급한다.
Figure R1020070073574
이슬점, 습도계, 발광 수단, 수광 수단.

Description

냉각 거울 이슬점 습도계{Cooled Mirror Dew-Point Hygrometer}
본 발명은 측정 대상 가스에 노출된 거울 표면이 펠티에(Peltier) 요소와 같은 열전기 냉각 요소를 사용하여 냉각되고 측정 대상 내에 포함된 증기 부분이 거울 표면상에서 응축되는 방식으로 이슬점으로서 이슬 응축의 증가/감소 없는 이슬점 상태로 검출하기 위한 냉각 거울 이슬점 습도계에 관한 것이다.
이슬점 검출 방법은 종래에 습도 측정 방법으로 알려져 있다. 이러한 검출 방법에서, 이러한 가스 내에 포함된 증기 부분이 응축되고, 이슬 응축 온도는 이슬점을 검출하기 위해 측정된다. 예를 들어, 다음의 종래의 냉각 거울 이슬점 습도계가 공지되어 있다. 거울은 냉동매개물, 냉동재, 전자 냉각기를 사용하여 냉각된다. 냉각된 거울의 표면에 의해 반사된 빛의 강도 변화가 검출되고, 거울 표면의 온도가 측정된다. 측정 대상 가스 내 수분의 이슬점이 검출된다.
그러한 냉각 거울 이슬점 습도계는 사용된 반사 빛 광선의 형태에 따라 두 종류로 분류된다. 하나는 일본 특허 공개번호 61-75235에 개시된 바와 같은 규칙적으로 반사된 빛을 사용하여 규칙적으로 반사된 빛 검출 구성이다. 다른 하나는 일본 특허 공개번호 63-309846에 개시된 바와 같은 산란된 빛을 사용하여 산란된 빛 검출 구성이다.
[규칙적으로 반사된 빛 검출 구성]
도 11은 규칙적으로 반사된 빛 검출 구성을 이용하는 종래의 냉각 거울 이슬점 습도계의 주요 부분을 도시한다. 냉각 거울 이슬점 습도계(101)는 측정 대상 가스가 안으로 흐르는 챔버(1) 및 챔버(1) 내에 배열된 열전기 냉각 요소(펠티에 요소; 2)를 포함한다. 볼트(4)가 구리 블록(3)을 통해 열전기 냉각 요소(2)의 냉각 표면(2-1)에 고정된다. 열흡수 핀(heat sink pin; 5)이 열전기 냉각 요소(2)의 가열 표면(2-2)에 부착된다. 구리 블록(3)에 고정된 볼트(4)의 상부 표면(4-1)은 거울 표면이다. 권선 온도 측정 저항기(winding temperature measurement resistor)(온도 검출 요소; 6)는 구리 블록(3)의 측면 부분 내에 묻혀 있다(도 13 참조). 발광 요소(light-emitting element; 7)와 수광 요소(light-receiving element; 8)는 챔버(1)의 상부에 배열된다. 발광 요소(7)는 볼트(4)의 상부 표면(거울 표면; 4-1)으로 비스듬히 빛을 제한한다. 수광 요소(8)는 발광 요소(7)로부터의 빛을 방출하면서 거울 표면(4-1)에 의해 규칙적으로 반사된 빛을 수신한다. 단열 부재(9)가 열전기 냉각 요소(2) 주위에 배치된다.
냉각 거울 이슬점 습도계(101)에서, 챔버(1) 내 거울 표면(4-1)은 챔버(1) 내로 흐르는 측정 대상 가스에 노출된다. 어떠한 이슬도 거울 표면(4-1) 상에 형성되지 않는다면, 발광 요소(7)로부터 방출된 거의 모든 빛은 규칙적으로 반사되고 수광 요소(8)에 의해 수신된다. 어떠한 이슬도 거울 표면(4-1) 상에 형성되지 않을 때, 수광 요소(8)에 의해 수신된 반사된 빛의 강도는 높다.
열전기 냉각 요소(2) 내에 흐르는 전류가 열전기 냉각 요소(2)의 냉각 표면(2-1)의 온도를 낮추도록 증가할 때, 측정 대상 가스 내에 포함된 증기는 거울 표면(4-1) 상에서 응축된다. 발광 요소(7)로부터 방출된 빛은 물분자에 의해 부분적으로 흡수되거나 불규칙적으로 반사된다. 이는 수광 요소(8)에 의해 수신된 반사된 빛(규칙적으로 반사된 빛)의 강도를 감소시킨다. 거울 표면(4-1)에 의해 규칙적으로 반사된 빛의 변화를 검출함으로써, 거울 표면(4-1) 상의 상태 변화, 즉 거울 표면(4-1) 상의 부착 수분(물방울)이 알려질 수 있다.
열전기 냉각 요소(2)에 공급된 전류, 즉 저온 측으로서의 거울(4) 측 상의 표면(2-) 및 고온 측으로서의 열흡수 핀(5) 측 상의 표면(2-2)을 가지는 정방향으로의 전류는 수광 요소(8)에 의해 수신된 반사된 빛의 양에 기초하여 제어되어서 거울 표면(4-1) 상의 이슬 응축 증가/감소가 없는 평형 상태, 즉 수광 요소(8)에 의해 수신된 반사된 빛의 양의 변화가 없는 평형 상태를 얻게 된다. 온도 검출 요소(6)는 이 대에 거울 표면(4-1)의 온도를 측정한다. 이는 측정 대상 가스 내 수분의 이슬점을 알 수 있게 한다.
[산란된 빛 검출 구성]
도 12는 산란된 빛 검출 구성을 이용하는 종래의 냉각 거울 이슬점 습도계의 주요 부분을 도시한다. 냉각 거울 이슬점 습도계(102)는 수광 요소(8)의 장착 위치를 제외하고 규칙적으로 반사된 빛 검출 구성을 이용하여 냉각 거울 이슬점 습도계(101)와 거의 동일한 배열을 가진다. 냉각 거울 이슬점 습도계(102)에서, 수광 요소(8)는 발광 요소(7)로부터의 빛을 방출하면서 거울 표면(407)에 의해 규칙적으 로 수신된 빛이 수신되지 않는 위치에 배열되지 않지만, 산란된 빛이 수신되는 위치에 배열된다.
냉각 거울 이슬점 습도계(102)에서, 거울 표면(4-1)은 챔버(1) 내로 흐르는 측정 대상 가스에 노출된다. 어떠한 이슬도 거울 표면(401) 상에 형성되지 않을 때, 발광 요소(7)로부터 방출된 거의 모든 빛은 규칙적으로 반사되고, 수광 요소(8)에 의해 수신된 빛 대부분은 매우 작다. 즉, 어떠한 이슬도 거울 표면(4-1) 상에 형성되지 않을 때, 수광 요소(8)에 의해 수신된 반사된 빛의 강도는 낮다.
열전기 냉각 요소(2) 내에서 흐르는 전류가 열전기 냉각 요소(2)의 냉각 표면(2-1)의 온도를 낮추기 위해 증가할 때, 측정 대상 가스 내에 포함된 증기는 거울 표면(4-1) 상에서 응축된다. 발광 요소(7)로부터 방출된 빛이 물분자에 의해 부분적으로 흡수되거나 불규칙적으로 반사된다. 이는 수광 요소(8)에 의해 수신된 불규칙적으로 반사된 빛(산란된 빛)의 강도를 증가시킨다. 거울 표면(4-1)에 의해 산란된 빛의 변화를 검출함으로써, 거울 표면(4-1) 상의 상태 변화, 즉 거울 표면(4-1) 상의 수분(물방울) 부착을 알 수 있다.
열전기 냉각 요소(2)에 공급된 전류, 즉 저온으로서의 거울(4) 측 상의 표면(2-1) 및 고온 측으로서의 열흡수 핀(5) 측 상의 표면(2-2)을 가지는 정방향으로의 전류가 수광 요소(8)에 의해 수신된 반사된 빛의 양에 기초하여 제어되어서 거울 표면(4-1) 상의 이슬 응축 증가/감소가 없는 평형 상태, 즉 수광 요소(8)에 의해 수신된 반사된 빛의 양 변화가 없는 평형 상태를 얻는다. 온도 검출 요소(6)는 이 때에 거울 표면(4-1)의 온도를 측정한다. 이는 측정 대상 가스 내 수분의 이슬 점을 알 수 있게 한다.
상기 냉각 거울 이슬점 습도계들 중 하나에서, 거울은 열전기 냉각 요소(2)에 의해 냉각되지만, 측정 대상 가스의 이슬점은 측정 동안 급격히 증가한다. 이 경우, 거울(4)이 냉각되는 때에, 이슬점은 측정될 수 없다. 일본 특허 공개번호 9-307030에서 볼 수 있는 바와 같이, 열전기 냉각 요소(2)로의 전류는 차단되고, 측정은 거울 표면(4-1)의 온도가 자연스럽게 이슬점 온도 주위로 올라갈 때까지 멈추게된다. 이슬점 온도의 측정은 이어서 재시작된다.
종래의 냉각 거울 이슬점 습도계에서, 측정 대상 가스의 이슬점이 측정 동안 급격히 증가할 때, 열전기 냉각 요소(2)로의 전류는 차단되고, 측정의 재시작은 열전기 냉각 요소(2)의 온도의 자연스러운 상승에 따라 달라지게 된다. 그러므로, 이슬점 온도의 측정까지는 긴 시간이 걸린다.
본 발명은 상술한 종래 문제를 해결하기 위해 이루어졌고, 측정 대상 가스의 이슬점이 측정시 급격히 증가할 때 거울 표면 온도를 빠르게 증가시키고 이슬점 온도의 측정까지 대기 시간을 크게 감소시킬 수 있는 냉각 거울 이슬점 습도계를 제공함을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적을 달성하기 위해, 정방향 전류를 수신하면서 저온 측으로서의 하나의 표면 세트 및 고온 측으로서의 다른 표면 세트를 가지는 열전기 냉각 요소, 열전기 냉각 요소의 일 표면상에 장착되고 측정 대상 가스에 노출된 거울 표면을 가지는 거울, 거울 표면에 빛을 가하기 위한 발광 수단, 산란된 빛과 발광 수단으로부터 거울 표면으로 방출된 규칙적으로 반사된 빛 중 하나를 수신하기 위한 수광 수단, 거울 표면의 온도를 검출하기 위한 온도 검출 수단, 측정 대상 가스의 이슬점의 상승을 검출하기 위한 이슬점 상승 검출 수단, 및 거울 표면 상의 이슬 응축 증가/감소를 가지지 않는 평형 상태로 설정하기 위해 정방향 내에 있는 열전기 냉각 요소로 공급된 전류를 산란된 빛과 수광 수단에 의해 수신된 규칙적으로 반사된 빛 중 하나의 빛 수신 양에 기초하여 제어하기 위한 제어 수단을 포함하고, 제어 수단은 이슬점 증가 검출 수단이 이슬점 상승을 검출할 때 역방향에서 정방향으로 전류를 열전기 냉각 요소로 공급한다.
본 명세서 내에 포함되어 있음.
본 발명은 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명될 것이다.
[제1 실시예: 산란된 빛 검출 구성]
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉각 거울 이슬점 습도계의 도식적인 배열을 도시한다. 냉각 거울 이슬점 습도계(201)는 센서 유니트(201A)와 제어 유니트(201B)를 포함한다.
거울(10)은 열전기 냉각 요소(펠티에 요소)(2)의 냉각 표면(2-1) 상에 장착된다. 거울(10)은 실리콘 칩의 거울-마감 표면(10-1)에 의해 얻어진다. 백금 얇은-필름 온도 측정 저항기(온도 검출 요소)(11)가 거울(10)과 열전기 냉각 요소(2)의 냉각 표면(2-1) 사이의 접착 표면에서 형성된다. 원주 열흡수기(18)가 열전기 냉각 요소(2)의 가열 표면(2-2)에 부착된다. J-형상 상부 단부를 가지는 스테인리스 강 튜브(17)가 열흡수기(18)를 따라 배치된다.
도 2a 내지 2e에 도시된 광섬유를 수신하는 다양한 형태의 튜브들(P)이 튜브(17)로서 사용될 수 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 튜브(P)에서, 발광 측상의 광섬유(F1) 및 수광 측 상의 광섬유(F2)는 평행하게 설정된다. 튜브(P)의 내부 벽 표면 및 발광과 수광 측들 상의 광섬유들(F1 및 F2) 사이의 공간은 포팅 재료(potting material)로 채워진다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 튜브(P)에서, 발광(또는 수광) 측 상의 광섬유(F1)는 수광(또는 발광) 측 상의 광섬유들(F21 내지 F24)에 평행하다. 도 2c에 도시된 바와 같이, 튜브(P) 내 좌측은 발광 측 상의 광 섬유(F1)인 반면에, 튜브(P) 내 우측은 수광 측 상의 광섬유(F2)이다. 도 2d에 도시된 바와 같이, 튜브(P)에서, 발광 측 상의 광섬유(F1) 및 수광 측 상의 광섬유(F2)가 혼합된다. 도 2e에 도시된 바와 같이, 튜브(P) 내 중심부는 수광(또는 발광) 측 상의 광섬유(F1)로 이루어지는 반면에, 튜브(P) 내 주변부는 발광(또는 수광) 측 상의 광섬유들(F2)로 이루어진다.
도 1에 도시된 냉각 거울 이슬점 습도계(201)는 튜브(17)로서 도 2a에 도시된 형태의 튜브(P)를 이용한다. 튜브(17)는 발광 측 상의 광섬유(17-1) 및 수광 측 상의 광섬유(17-2)를 수신한다. 발광 측 상의 광섬유(17-1) 및 수광 측 상의 광섬유(17-2)는 J-형상의 곡선진 부분을 가진다. 발광 및 수광 측들 상의 광섬유들(17-1 및 17-2)의 말단부들(101 및 102)은 발광 및 수광부들로서 기능한다. 말단부들(101 및 102)은 거울의 거울 표면(10-1)을 향하고 거울 표면(10-1)에 대해 소정의 각도로 기울어져 있다. 결과적으로, 광섬유(17-1)로부터의 빛의 조사(irradiation) 방향(광축)은 광섬유(17-2)로의 빛의 빛-수신 방향(광축)에 평행하게 설정된다. 이러한 광섬유들은 서로 인접하고 동일한 경사각으로 경사져 있다.
제어 유니트(201B)는 이슬점 온도 표시 유니트(12), 응축 센서(13), 펠티에 출력 제어기(14), 신호 변환기(15), 빛 수신 량 증가 검출기(16A), 및 전력 공급 유니트(19)를 포함한다. 이슬점 온도 표시 유니트(12)는 온도 검출 요소(11)에 의해 검출된 거울(10)의 온도를 표시한다. 응축 센서(13)는 소정 주기로 펄스 빛을 광섬유(17-1)의 말단부(101)로부터 거울(10)의 거울 표면(10-1)으로 비스듬히 가한다. 응축 센서(13)는 반사된 펄스 빛의 강도로서 광섬유(17-2)를 통해 수신된 반사 된 펄스 빛(산란된 빛)의 상부 및 하부 한계값 사이의 차이를 얻는다. 응축 센서(13)는 반사된 펄스 빛의 강도에 상응하는 신호(S1)를 펠티에 출력 제어기(14) 및 빛 수신 양의 급격한 증가 검출기(16A)로 보낸다.
수광 양의 급격한 증가 검출기(16A)는 응축 센서(13)로부터 반사된 펄스 빛에 상응하는 신호(S1)를 수신하고 광섬유(17-1)의 말단부(101)로부터 거울 표면(10-1)으로 조사를 하면서 산란된 빛의 빛 수신 양의 급격한 증가를 검출한다. 검출기(16A)는 펠티에 출력 제어기(14)로 역 전류 흐름 명령(S4)을 공급한다.
응축 센서(13)로부터 신호(S1)를 수신하면서, 펠티에 출력 제어기(14)는 반사된 펄스 빛의 강도와 소정의 임계값(th1)을 비교한다. 펠티에 출력 제어기(14)는 신호 변환기(15)에 제어 신호(S2)를 출력하여서 반사된 펄스 빛이 임계값(th1)에 도달하지 않을 때 신호(S1) 값에 따라 열전기 냉각 요소(2)로 전류를 증가시키거나, 제어 신호(S2)를 출력하여서 반사된 펄스 빛의 강도가 임계값(th1)을 초과할 때 신호(S1) 값에 따라 열전기 냉각 요소(2)로 전류를 감소시킨다.
수광 양의 급격한 증가 검출기(16A)로부터 역 전류 흐름 명령(S4)을 수신하면서, 펠티에 출력 제어기(14)는 반사된 펄스의 강도에 상응하는 신호(S1)에 기초하고 응축 센서(13)로부터 수신된 제어를 차단한다. 펠티에 출력 제어기(14)는 신호 변환기(15)로 열전기 냉각 요소(2)로의 순 전류(forward current)를 역방향 전류 값으로 강제적으로 전환하기 위한 신호(S2')를 보낸다. 신호 변환기(15)는 열전기 냉각 요소(2)로 전력 공급 유니트(19)를 거쳐 펠티에 출력 제어기(14)로부터의 제어 신호(S2 또는 S2')에 의해 명령된 전류(S3 또는 S3')를 공급한다.
[이슬점 온도의 측정]
냉각 거울 이슬점 습도계(201)에서, 센서 유니트(201A)는 측정 대상 가스 내에 놓여 있다.
응축 센서(13)는 광섬유(17-1)의 말단부로부터 거울(10)의 거울 표면(10-1)으로 소정 주기의 펄스 빛(도 3a)을 비스듬히 가한다. 거울 표면(10-1)은 측정 대상 가스에 노출되어 있다. 어떠한 이슬도 거울 표면(10-1)에 형성되지 않는다면, 공섬유(17-1)의 말단부로부터 방출된 거의 모든 펄스 빛은 규칙적으로 반사된다. 거울 표면(10-1)으로부터 반사되고 광섬유(17-2)를 통해 수신된 펄스 빛(산란된 빛)의 양은 작다. 어떠한 이슬도 거울 표면(10-1) 상에 형성되지 않을 때, 광섬유(17-2)를 통해 수신된 반사된 펄스 빛의 강도는 낮다.
응축 센서(13)는 반사된 펄스 빛의 강도로서 광섬유(17-2)를 통해 수신된 반사된 펄스 빛의 상부 및 하부 한계값들 사이의 차이를 얻는다. 응축 센서(13)는 반사된 펄스 빛의 강도에 상응하는 신호(S1)를 펠티에 출력 제어기(14) 및 수광 양의 급격한 증가 검출기(16A)로 보낸다. 이러한 경우, 반사된 펄스 빛의 강도는 대부분 0이고 임계값(th)에 도달하지 않는다. 펠티에 출력 제어기(14)는 열전기 냉각 요소(2)로의 전류를 증가시키기 위해 제어 신호(S2)를 신호 변환기(15)로 보낸다. 열전기 냉각 요소(2)로 공급될 전류(S3)는 열전기 냉각 요소(2)의 냉각 표면(2-1)의 온도를 하강시키도록 증가한다.
열전기 냉각 요소(2)의 냉각 표면(2-1)의 온도, 즉 거울(10)의 온도가 감소할 때, 측정 대상 가스 내에 포함된 증기는 거울(10)의 거울 표면(10-1) 상에서 응 축된다. 물분자들은 광섬유(17-1)의 말단부(101)로부터 펄스 빛을 부분적으로 흡수하거나 불규칙적으로 반사한다. 이는 광섬유(17-2)를 통해 거울 표면(10-1)으로부터의 빛의 반사된 펄스 빛(산란된 빛)의 강도를 증가시킬 수 있다.
응축 센서(13)는 수신된 반사된 펄스 빛의 각각의 펄스의 상부 및 하부 한계값들 사이의 차이를 얻는다. 더 구체적으로, 도 3b에 도시된 바와 같이, 반사된 펄스 빛의 각각의 펄스의 상부 한계값(Lmax)과 하부 한계값(Lmin) 사이의 차이(△L)는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 계산된다. 응축 센서(13)는 반사된 펄스 빛의 강도로서 △L을 정의한다. 응축 센서(13) 내 처리과정은 교란 빛에 의해 야기된 작동 오류를 방지하기 위해 반사된 펄스 빛으로부터 교란 빛(△X)을 제거한다. 교란 빛에 의해 야기된 작동 오류를 방지하기 위한 응축 센서(13) 내 펄스 빛을 사용하는 처리과정 구성은 펄스 조절 구성(pulse modulation scheme)이라고 불린다. 이러한 처리과정은 냉각 거울 이슬점 습도계(201) 내 센서 유니트(201A)로부터 챔버를 제거할 수 있게 한다.
광섬유(17-2)를 통해 수신된 반사된 펄스 빛의 강도가 임계값(th1)을 초과할 때, 펠티에 출력 제어기(14)는 열전기 냉각 요소(2)로 전류를 감소시키기 위해 제어 신호를 신호 변환기(15)로 보낸다. 이는 열전기 냉각 요소(2)의 냉각 표면(2-1)의 온도 감소를 방지하여서 이슬 응축을 방지하게 한다. 이슬 응축의 억제는 광섬유(17-2)를 통해 수신된 반사된 펄스 빛의 강도를 감소시킨다. 반사된 펄스 빛의 강도가 임계값(th1) 이하가 될 때, 열전기 냉각 요소(2)로의 전류를 증가시키는 제어 신호(S1)는 펠티에 출력 제어기(14)로부터 신호 변환기(15)로 보내진다. 이러한 작동을 반복함으로써, 열전기 냉각 요소(2)의 냉각 표면(2-1)의 온도가 조정되어서 광섬유(17-2)를 통해 수신된 반사된 펄스 빛의 강도는 임계값(th1)과 거의 같아진다. 조정된 온도, 즉 거울(10-1) 상의 이슬 응축이 평형 상태가 되는 온도가 이슬점 온도 표시 유니트(12) 상의 이슬점 온도로서 표시된다.
냉각 거울 이슬점 습도계(201)에서, 발광 측 상의 광섬유(17-1) 및 수광 측 상의 광섬유(17-2)의 장착부들은 하나의 부분으로 일체로 되어서, 검출 유니트(201A)의 간결함에 기여한다. 발광 측 상의 광섬유(17-1) 및 수광 측 상의 광섬유(17-2)가 튜브(17) 내에 수용되기 때문에, 발광 측 상의 광섬유(17-1)와 수광 측 상의 광섬유(17-2) 사이의 어떠한 정렬도 필요하지 않아서, 조립시 작동성을 향상시킨다.
냉각 거울 이슬점 습도계(201)에서, 챔버는 센서 유니트(201A)로부터 제거될 수 있고, 흡입 펌프, 흡입 튜브, 배기 튜브, 및 유량계가 제거될 수 있다. 구성요소들의 수가 줄어들 수 있어서, 센서 유니트(201A)의 크기를 더욱 줄어들게 한다. 이는 조립시 작동성을 향상시키고 비용을 줄일 수 있게 한다. 흡입 펌프, 흡입 튜브, 배기 튜브, 및 유량계가 장착될 필요가 없기 때문에, 습도계는 측정 영역(측정 대상 가스) 내에 쉽게 설치될 수 있다. 흡입 펌프, 흡입 튜브, 배기 튜브, 및 유량계가 센서 유니트(201A) 내에 장착될 필요가 없기 때문에, 결과적으로 생기는 습도계는 두 개의 구성요소들, 즉 센서 유니트(201A) 및 제어 유니트(201B)를 가지고, 따라서 휴대가 간편해진다.
[측정시 측정 대상 가스의 이슬점의 급격한 증가]
측정 대상 가스의 이슬점이 상술한 이슬점 온도 측정시 증가할 때, 거울 표면(10-1) 상의 응축 양은 급격히 증가한다. 광섬유(17-1)의 말단부(101)로부터 조사하면서 거울 표면(10-1)으로부터 산란된 빛의 양은 급격히 증가한다. 거울 표면(10-1)으로부터 광섬유(17-2)로 산란된 빛의 양은 급격히 증가한다. 응축 센서(13)는 반사된 펄스 빛의 강도로서 광섬유(17-2)를 통해 수신된 반사된 펄스 빛의 상부 및 하부 한계값들 사이의 차이를 얻는다. 이어서 응축 센서(13)는 반사된 펄스 빛의 강도에 상응하는 신호(S1)를 수광 양의 급격한 증가 검출기(16A)로 보낸다. 응축 센서(13)로부터 반사된 펄스 빛의 강도에 상응하는 신호(S1)를 수신하면서, 수광 양의 급격한 증가 검출기(16A)는 반사된 펄스 빛의 강도의 급격한 증가(이슬점의 급격한 증가)를 검출하고 역 전류 흐름 명령(S4)을 펠티에 출력 제어기(14)로 보낸다. 제1 실시예에서, 수광 양의 급격한 증가 검출기(16A)는 본 발명의 이슬점 증가 검출 수단에 상응한다.
도 4는 수광 양의 급격한 증가 검출기(16A)에서 반사된 펄스 빛의 강도의 급격한 증가를 검출하기 위한 처리과정을 도시한다. 수광 양의 급격한 증가 검출기(16A)는 응축 센서(13)로부터 반사된 펄스 빛의 강도에 상응하는 신호(S1)에 따라 수신된 산란된 빛의 양을 얻는다. 수광 양의 급격한 증가 검출기(16A)는 수신된 산란된 빛의 양과 소정의 임계값(α1)(S401 단계)을 비교한다.
수신된 산란된 빛의 양이 임계값(α1)과 같거나 이상일 때(S401 단계에서 YES), 수광 양의 급격한 증가 검출기(16A)는 수신된 산란된 빛의 양의 급격한 증가를 결정한다. 수광 양의 급격한 증가 검출기(16A)는 역 전류 흐름 명령(S4)을 펠티 에 출력 제어기(14)로 출력한다(S402 단계). 역 전류 흐름 명령(S4)은 수신된 산란된 빛의 양이 소정의 임계값(α2)(α2〈α1)와 같거나 작게 될 때까지 펠티에 출력 제어기(14)로 공급된다(S403 단계에서 YES).
이러한 실시예에서, 임계값(α1)은 펠티에 출력 제어기(14)로부터 신로(S2)에 기초한 일반적인 제어에서 수신된 산란된 빛의 양에 의해 취해질 수 없는 큰 값으로 설정된다. 임계값(α2)은 이슬점 온도 주위에서 수신된 산란된 빛의 양에 가까운 값으로 설정된다.
도 5는 수광 양의 급격한 증가 검출기(16A)에서 반사된 펄스 빛의 강도의 급격한 증가를 검출하기 위한 다른 처리과정을 도시한다. 수광 양의 급격한 검출기(16A)는 응축 센서(13)로부터 반사된 펄스 빛의 강도에 상응하는 신호(S1)로부터 수신된 산란된 빛의 양을 얻는다. 수광 양의 급격한 증가 검출기(16A)는 수광 양 변화로서 수신된 산란된 빛의 전류 양과 전류 양 전에 소정의 시간에 얻어진 전류 양 사이의 차이를 얻는다(S501 단계). 수광 양의 급격한 증가 검출기(16A)는 수광 양 변화가 증가 또는 감소를 지시할를 결정한다(S502 단계). 수광 양 변화가 증가를 지시하면(S502 단계에서 YES), 수광 양의 변화는 소정의 임계값(β1)과 비교된다(S503 단계).
수광 양의 증가가 임계값(β1)과 동일하거나 커지면(S503 단계에서 YES), 수광 양의 급격한 증가 검출기(16A)는 수신된 산란된 빛의 양의 급격한 증가를 결정하고 역 전류 흐름 명령(S4)을 펠티에 출력 제어기(14)로 출력한다(S504 단계). 역 전류 흐름 명령(S4)은 수광 양의 증가가 소정의 임계값(β2)(β2〈β1)과 같거나 더 작게 될 때까지 펠티에 출력 제어기(14)로 공급된다(S505 단계에서 YES).
이러한 실시예에서, 임계값(β1)은 펠티에 출력 제어기(14)로부터의 신호(S2)에 기초한 일반적인 제어의 수광 양의 증가에 의해 취해질 수 있다. 임계값(β2)은 0에 가까운 값으로 설정된다.
수광 양의 급격한 증가 검출기(16A)로부터 역 전류 흐름 명령(S4)을 수신하면서, 펠티에 출력 제어기(14)는 응축 센서(13)로부터 반사된 펄스 빛의 강도에 상응하는 신호(S1)에 기초한 제어를 차단한다. 펠티에 출력 제어기(14)는 신호 변환기(15)에 열전기 냉각 요소(2)로의 순 전류를 역 방향 전류 값으로 강제적으로 전환하기 위한 신호(S2')를 보낸다. 신호 변환기(15)는 열전기 냉각 요소(2)로 전력 공급 유니트(19)를 거쳐 펠티에 출력 제어기(14)로부터 제어 신호(S2')에 의해 나타난 전류(역 전류)(S3')를 공급한다.
열전기 냉각 요소(2)에서, 저온 측으로 기능하는 표면(2-1)은 고온 측으로 전환되는 반면에, 고온 측으로 기능하는 표면(2-2)은 저온 측으로 전환된다. 즉, 냉가 표면과 가열 표면은 전환된다. 거울(10)은 거울 표면 온도를 급속히 상승시키도록 분명히 가열된다. 거울 표면(10-1)의 온도가 이슬점 온도에 거의 도달할 때, 펠티에 출력 제어기(14)로부터의 제어 신호(S2')는 S2로 전환되어서, 일반적인 제어를 회복한다. 열전기 냉각 요소(2)로의 전류가 끊어지는 종래의 경우와 비교해서, 이슬점 온도 측정까지의 대기 시간은 크게 줄어들 수 있다.
도 6은 측정 대상 가스의 이슬점이 측정시 크게 증가할 때 거울 표면 온도를 도시한다. 도 6을 참조하면, 특징부(I)는 측정 대상 가스의 이슬점 온도의 변화를 나타내고, 특징부(II)는 열전기 냉각 요소로의 전류가 측정 대상 가스의 이슬점의 급격한 증가 동안 끊어질 때 이슬점 온도의 변화(종래 기술)를 나타내며, 특징부(III)는 역 전류가 측정 대상 가스의 이슬점의 급격한 증가 동안 열전기 냉각 요소 내에서 흐를 때 이슬점 온도의 변화(본 발명)를 나타낸다. 상기 그래프로부터 명백한 바와 같이, 측정 대상 가스의 이슬점의 급격한 증가 동안 역 전류를 흘리는 응답 시간은 전류가 끊어지는 경우의 시간보다 짧다.
도 1에 도시된 냉각 거울 이슬점 습도계(201)에서, 발광 측 상의 광섬유(17-1) 및 수광 측 상의 광섬유(17-2)를 수용하는 튜브(17)가 사용된다. 그러나, 도 7에 도시된 센서 유니트(201A')에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드(19)가 발광 측 상의 광섬유(17-1)의 위치 내에 배열될 수 있고, 광접합소자(photocoupler; 20)가 수광 측 상의 광섬유(17-2)의 위치 내에 배열될 수 있다.
[제2 실시예: 규칙적으로 반사된 빛 검출 구성]
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 냉각 거울 이슬점 습도계의 도식적인 배열을 도시한다. 냉각 거울 이슬점 습도계(202)에서, 발광 측 상의 광섬유(17-1) 및 수광 측 상의 광섬유(17-2)는 동일 방향이 아니게 배열되지만, 섬유들(17-1 및 17-2) 사이에 거울(10)을 대칭되게 개재시킨다. 발광 측 상의 광섬유(17-1) 및 수광 측 상의 광섬유(17-2)는 J-모양 곡선 부분들을 가진다. 곡선 부분들의 말단부들(101 및 102)은 거울(10)의 거울 표면(10-1)을 향하고 거울 표면(10-1)에 대해 소정의 경사 각도로 대칭되게 기울어져 있다.
[이슬점 온도의 측정]
냉각 거울 이슬점 습도계(202)에서, 센서 유니트(202A)는 측정 대상 가스 내에 위치한다.
응축 센서(13)는 소정 주기의 펄스 빛을 광섬유(17-1)의 말단부(101)로부터 거울(10)의 거울 표면(10-1)으로 비스듬히 가한다. 거울 표면(10-1)은 측정 대상 가스에 노출된다. 어떠한 이슬도 거울 표면(10-1) 상에 형성되지 않는다면, 광섬유(17-1)의 말단부(101)로부터 방출된 거의 모든 펄스 빛은 규칙적으로 바사되고 광섬유(17-2)를 통해 수신된다. 어떠한 이슬도 거울 표면(10-1) 상에서 형성되지 않을 때, 광섬유(17-2)를 통해 수신된 반사된 펄스 빛(규칙적으로 반사된 빛)의 강도는 높다.
응축 센서(13)는 반사된 펄스 빛의 강도로서 광섬유(17-2)를 통해 수신된 반사된 펄스 빛의 상부 및 하부 한계값들 사이의 차이를 얻는다. 응축 센서(13)는 반사된 펄스 빛의 강도에 상응하는 신호(S1)를 펠티에 출력 제어기(14) 및 수광 양의 급속한 감소 검출기(16B)로 보낸다. 이러한 경우, 반사된 펄스 빛의 강도는 높고 임계값(th2)을 초과한다. 펠티에 출력 제어기(14)는 신호 변환기(15)로 열전기 냉각 요소(2)로의 전류를 증가시키기 위해 제어 신호(S2)를보낸다. 열전기 냉각 요소(2)로 공급될 전류(S3)는 열전기 냉각 요소(2)의 냉각 표면(2-1)의 온도를 하강시키도록 증가한다.
열전기 냉각 요소(2)의 냉각 표면(2-1)의 온도, 즉 거울(10)의 온도가 감소할 때, 측정 대상 가스 내에 포함된 증기는 거울(10)의 거울 표면(10-1) 상에서 응축된다. 물분자들은 광섬유(17-1)의 말단부(101)로부터 펄스 빛을 부분적으로 흡수 하거나 불규칙하게 반사한다. 이는 광섬유(17-2)를 통해 거울 표면(10-1)으로부터의 빛의 반사된 펄스 빛(불규칙하게 반사된 빛)의 강도를 감소시킬 수 있다.
광섬유(17-2)를 통해 수신된 반사된 펄스 빛의 강도가 임계값(th2) 아래로 감소할 때, 펠티에 출력 제어기(14)는 신호 변환기(15)로 열전기 냉각 요소(2)로의 전류를 감소시키기 위해 제어 신호(S2)를 보낸다. 이는 열전기 냉각 요소(2)의 냉각 표면(2-1)의 온도 감소를 방지하여서 이슬 응축을 방지하게 한다. 이슬 응축의 억제는 광섬유(17-2)를 통해 수신된 반사된 펄스 빛의 강도를 증가시킨다. 반사된 펄스 빛의 강도가 임계값(th2)을 초과할 때, 열전기 냉각 요소(2)로의 전류를 증가시키는 제어 신호(S2)는 펠티에 출력 제어기(14)로부터 신호 변환기(15)로 보내진다. 이러한 작동을 반복함으로써, 열전기 냉각 요소(2)의 냉각 표면(2-1)의 온도가 조정되어서 광섬유(17-2)를 통해 수신된 반사된 펄스 빛의 강도는 임계값(th2)과 거의 동일해진다. 조정된 온도, 즉 거울(10-1) 상의 응축이 평형 상태에서 설정되는 온도가 이슬점 온도 표시 유니트(12) 상의 이슬점 온도로서 표시된다.
[측정시 측정 대상 가스의 이슬점의 급격한 증가]
측정 대상 가스의 이슬점이 상술한 이슬점 온도 측정 동안 증가할 때, 거울 표면(10-1) 상의 응축 양은 급격히 증가한다. 광섬유(17-1)의 말단부(101)로부터 조사를 하면서 거울 표면(10-1)으로부터 규칙적으로 반사된 빛의 양은 급격히 감소한다. 거울 표면(10-1)으로부터 광섬유(17-2)로 규칙적으로 반사된 빛의 양은 급격히 감소한다. 응축 센서(13)는 반사된 펄스 빛의 강도로서 광섬유(17-2)를 통해 수신된 반사된 펄스 빛의 상부 및 하부 한계값들 사이의 처리를 얻는다. 이어서 응축 센서(13)는 반사된 펄스 빛의 강도에 상응하는 신호(S1)를 수광 양의 급격한 감소 검출기(16B)로 보낸다. 응축 센서(13)로부터 반사된 펄스 빛의 강도에 상응하는 신호(S1)를 수신하면서, 수광 양의 급격한 감소 검출기(16B)는 반사된 펄스 빛의 강도의 급격한 감소(급격한 이슬점의 증가)를 검출하고 역 전류 흐름 명령(S4)을 펠티에 출력 제어기(14)로 보낸다. 제2 실시예에서, 수광 양의 급격한 감소 검출기(16B)는 본 발명의 이슬점 증가 검출기에 상응한다.
도 9는 수광 양의 급격한 감소 검출기(16B)에서 반사된 펄스 빛의 강도의 급격한 감소를 검출하기 위한 처리과정을 도시한다. 수광 양의 급격한 감소 검출기(16B)는 응축 센서(13)로부터 반사된 펄스 빛의 강도에 상응하는 신호(S1)에 따라 수신된 규칙적으로 반사된 빛의 양을 얻는다. 수광 양의 급격한 감소 검출기(16B)는 수신된 규칙적으로 반사된 빛의 양과 소정의 임계값(γ1)을 비교한다(S601 단계).
수신된 규칙적으로 반사된 빛의 양이 임계값(γ1)과 동일하거나 더 많을 때(S601 단계에서 YES), 수광 양의 급격한 감소 검출기(16B)는 수신된 규칙적으로 반사된 빛의 양의 급격한 감소를 결정한다. 수광 양의 급격한 감소 검출기(16B)는 역 전류 흐름 명령(S4)을 펠티에 출력 제어기(14)로 출력한다(S602 단계). 역 전류 흐름 명령(S4)은 수신된 규칙적으로 반사된 빛이 소정의 임계값(γ2)(γ2〈γ1)과 동일하거나 더 크게 될 때까지 펠티에 출력 제어기(14)로 공급된다(S603 단계에서 YES).
이러한 실시예에서, 임계값(γ1)은 펠티에 출력 제어기(14)로부터의 신 호(S2)에 기초한 일반적인 제어에서 수신된 규칙적으로 반사된 빛의 양에 의해 취해질 수 없는 작은 값으로 설정된다. 임계값(γ2)은 이슬점 온도 주위에서 수신된 규칙적으로 반사된 빛의 양에 가까운 값으로 설정된다.
도 10은 수광 양의 급격한 감소 검출기(16B)에서 반사된 펄스 빛의 강도의 급격한 감소를 검출하기 위한 다른 처리 과정을 도시한다. 수광 양의 급격한 감소 검출기(16B)는 응축 센서(13)로부터 반사된 펄스 빛의 강도에 상응하는 신호(S1)로부터 수신된 규칙적으로 반사된 빛의 양을 얻는다. 수광 양의 급격한 감소 검출기(16B)는 수광 양의 변화로서 수신된 규칙적으로 반사된 빛의 전류 양과 전류 양 전에 소정 시간에서 얻어진 전류 양과의 사이의 차이를 얻는다(S701 단계). 수광 양의 급격한 감소 검출기(16B)는 수광 양의 변화가 증가 또는 감소를 지시하는지를 결정한다(S702 단계). 수광 양의 변화가 감소를 지시한다면(S702 단계에서 YES), 수광 양의 변화는 소정 임계값(δ1)과 비교된다(S703 단계).
수광 양의 감소는 임계값(δ1)과 같거나 더 크다면(S703 단계에서 YES), 수광 양의 급격한 감소 검출기(16B)는 수신된 규칙적으로 반사된 빛의 양의 급격한 감소를 결정하고 펠티에 출력 제어기(14)로 역 전류 흐름 명령(S4)을 출력한다(S704 단계). 역 전류 흐름 명령(S4)은 수광 양의 감소가 소정의 임계값(δ2)(δ2〈δ1)과 같거나 더 작을 때까지 펠티에 출력 제어기(14)로 공급된다(S705 단계에서 YES).
이러한 실시예에서, 임계값(δ1)은 펠티에 출력 제어기(14)로부터의 신호(S2)에 기초한 일반적인 제어에서 수광 양의 감소에 의해 취해질 수 없는 큰 값 으로 설정된다. 임계값(δ2)은 0에 가까운 값으로 설정된다.
수광 양의 급격한 감소 검출기(16B)로부터 역 전류 흐름 명령(S4)의 수신하자마자, 펠티에 출력 제어기(14)는 응축 센서(13)로부터 반사된 펄스 빛의 강도에 상응하는 신호(S1)에 기초한 제어를 차단한다. 펠티에 출력 제어기(14)는 신호 변환기(15)에 열전기 냉각 요소(2)로의 순 전류를 역 방향 전류 값으로 강제적으로 전환하기 위한 신호(S2')를 보낸다. 신호 변환기(15)는 열전기 냉각 요소(2)에 전력 공급 유니트(19)를 거쳐 펠티에 출력 제어기(14)로부터의 제어 신호(S2')에 의해 나타난 전류(역전류)(S3')를 공급한다.
열전기 냉각 요소(2)에서, 저온 측으로서 기능하는 표면(2-1)은 고온 측으로 전환되는 반면에, 고온 측으로 기능하는 표면(2-2)은 저온 측으로 전환된다. 즉, 냉각 표면과 가열 표면은 전환된다. 거울(10)은 거울 표면의 온도 아래로 빠르게 유리하게 가열된다. 거울 표면(10-1)의 온도가 이슬점 온도에 거의 도달할 때, 펠티에 출력 제어기(14)로부터의 제어 신호(S2')는 S2로 전환되어서, 일반적인 제어를 회복한다. 열전기 냉각 요소(2)로의 전류가 차단되는 종래의 경우와 비교해서, 이슬점 온도 측정까지의 대기 시간은 크게 줄어들 수 있다.
제어 신호(S2')에 의해 나타난 전류(역전류)(S3')의 전류 값이 소정의 임계값 또는 제어 신호(S2')에 의해 표시되기 바로 전에 흐르는 전류(S3)와 동일한 값(그러나 역전류 방향)일 수 있음에 주의해야 한다.
본 발명에 따르면, 이슬점 온도 측정 동안 측정 대상 가스의 이슬점이 급격히 증가할 때, 전류는 역방향으로 열전기 냉각 요소로 강제적으로 흐른다. 저온 측 으로 기능하는 표면이 고온 측으로 전환되는 반면에, 고온 측으로 기능하는 표면은 저온 측으로 전환된다. 거울은 거울 온도를 빠르게 유리하게 가열하여서, 이슬점 측정까지의 대기 시간을 크게 감소시킨다.
본 명세서 내에 포함되어 있음.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉각 거울 이슬점 습도계의 도식적인 배열을 도시한다;
도 2a 내지 2e는 발광 측과 수광 측들 상의 광섬유가 튜브 내에서 평행하게 설정되는 배열을 도시한다;
도 3a는 검출 표면의 하부 측을 비추는 펄스 빛의 파형 차트이다;
도 3b는 검출 표면의 하부 측으로부터 수신된 반사된 펄스 빛의 파형 차트이다;
도 4는 도 1에 도시된 빛 수신 양의 급격한 증가 검출기 내 반사된 펄스 빛의 강도의 급격한 증가를 검출하기 위한 공정의 일례를 도시하는 플로차트이다;
도 5는 도 1에 도시된 빛 수신 양의 급격한 증가 검출기 내 반사된 펄스 빛의 강도의 급격한 증가를 검출하기 위한 공정의 다른 예를 도시하는 플로차트이다;
도 6은 측정 동안 측정 대상 가스의 이슬점이 급격히 증가할 때 거울 표면 온도 내 변화를 도시하는 그래프이다;
도 7은 도 1에 도시된 센서 유니트의 변형을 도시한다;
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 냉각 거울 이슬점 습도계의 도식적인 배열을 도시한다;
도 9는 도 8에 도시된 빛 수신 양의 급격한 감소 검출기 내 반사된 펄스 빛의 강도의 급격한 감소를 측정하기 위한 공정의 일례를 도시하는 플로차트이다;
도 10은 도 8에 도시된 빛 수신 양의 급격한 감소 검출기 내 반사된 펄스 빛 의 강도의 급격한 감소를 검출하기 위한 공정의 다른 예를 도시하는 플로차트이다;
도 11은 규칙적으로 반사된 빛 검출 구성을 이용하여 종래의 냉각 거울 이슬점 습도계의 주요 부분을 도시한다;
도 12는 산란된 빛 검출 구성을 이용하여 다른 종래의 냉각 거울 이슬점 습도계의 주요 부분을 도시한다;
도 13은 거울과 온도 검출 요소가 종래의 냉각 거울 이슬점 습도계 내에 장착되는 구조체를 도시하는 사시도이다.

Claims (9)

  1. 저온 측으로 설정된 일 표면 및 정 방향으로 전류를 수신하면서 고온 측으로 설정된 다른 표면을 가지는 열전기 냉각 요소;
    상기 열전기 냉각 요소의 상기 일 표면상에 장착되고 측정 대상 가스에 노출된 거울 표면을 가지는 거울;
    상기 거울 표면에 빛을 가하기 위한 발광 수단;
    상기 거울 표면으로 상기 발광 수단으로부터 방출된 빛 중 산란된 빛과 규칙적으로 반사된 빛 중 하나를 수신하기 위한 수광 수단;
    상기 거울 표면의 온도를 검출하기 위한 온도 검출 수단;
    측정 대상 가스의 이슬점의 상승을 검출하기 위한 이슬점 증가 검출 수단; 및
    상기 수광 수단에 의해 수신된 산란된 빛과 규칙적으로 반사된 빛 중 하나의 수광 양에 기초하여, 상기 거울 표면 상에 이슬 응축의 증가/감소를 가지지 않는 평형 상태를 설정하기 위해 정방향으로 상기 열전기 냉각 요소에 공급된 전류를 제어하기 위한 제어 수단을 포함하고,
    상기 제어 수단은 상기 이슬점 증가 검출 수단이 이슬점의 상승을 검출할 때 정방향에 반대인 방향으로 상기 열전기 냉각 요소로 전류를 강제적으로 공급하는 것을 특징으로 하는 냉각 거울 이슬점 습도계.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이슬점 증가 검출 수단은 상기 수광 수단에 의해 수신된 산란된 빛의 수광 양이 소정의 임계값을 초과할 때 이슬점의 상승을 검출하는 것을 특징으로 하는 냉각 거울 이슬점 습도계.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이슬점 증가 검출 수단은 상기 수광 수단에 의해 수신된 산란된 빛의 수광 양의 증가가 소정의 임계값을 초과할 때 이슬점의 상승을 검출하는 것을 특징으로 하는 냉각 거울 이슬점 습도계.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 이슬점 증가 검출 수단은 상기 수광 수단에 의해 수신된 규칙적으로 수신된 빛의 수광 양이 소정의 임계값 아래로 감소할 때 이슬점의 상승을 검출하는 것을 특징으로 하는 냉각 거울 이슬점 습도계.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 이슬점 증가 검출 수단은 상기 수광 수단에 의해 수신된 규칙적으로 반사된 빛의 수광 양의 증가가 소정의 임계값 아래로 감소할 때 이슬점의 상승을 검출하는 것을 특징으로 하는 냉각 거울 이슬점 습도계.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 수광 수단은 제1 광섬유의 말단부를 포함하고,
    상기 수광 수단은 상기 제1 광섬유에 인접하고 상기 제1 광섬유의 광축에 평행한 광축을 가지는 제2 광섬유의 말단부를 포함하며,
    상기 제1 광섬유와 상기 제2 광섬유의 말단부들은 동일 평면상에서 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 냉각 거울 이슬점 습도계.
  7. 제 6 항에 있어서,
    조사방향과 수광 방향 내의 상기 제1 광섬유와 상기 제2 광섬유의 광 축들은 상기 거울의 상기 거울 표면에 대해 동일한 경사 각을 가지는 것을 특징으로 하는 냉각 거울 이슬점 습도계.
  8. 제 7 항에 있어서,
    펄스 빛이 소정 주기로 상기 제1 광섬유의 상기 말단부로부터의 상기 거울의 상기 거울 표면으로 비스듬히 가해질 때 상기 제2 광섬유에 의해 수신된 산란된 펄스 빛과 규칙적으로 반사된 펄스 빛 중 하나의 상부 한계값과 하부 한계값 사이의 차이를 수신된 펄스 빛의 강도로서 얻기 위한 응축 센서 수단을 더 포함하고,
    상기 이슬점 증가 검출 수단은 상기 응축 센서 수단으로부터 수신된 펄스 빛 출력의 강도에 기초하여 측정 대상 가스의 이슬점 상승을 검출하는 것을 특징으로 하는 냉각 거울 이슬점 습도계.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 응축 센서 수단으로부터 수신된 펄스 빛 출력의 강도에 기초하여 상기 열전기 냉각 요소로의 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 냉각 거울 이슬점 습도계.
KR1020070073574A 2007-07-23 2007-07-23 냉각 거울 이슬점 습도계 KR100875152B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070073574A KR100875152B1 (ko) 2007-07-23 2007-07-23 냉각 거울 이슬점 습도계

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070073574A KR100875152B1 (ko) 2007-07-23 2007-07-23 냉각 거울 이슬점 습도계

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100875152B1 true KR100875152B1 (ko) 2008-12-22

Family

ID=40372940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070073574A KR100875152B1 (ko) 2007-07-23 2007-07-23 냉각 거울 이슬점 습도계

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100875152B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4826327A (en) 1987-01-26 1989-05-02 Michell Instruments Ltd Dewpoint meter
JP2007127572A (ja) 2005-11-07 2007-05-24 Yamatake Corp 鏡面上状態検出装置および水分検出装置
JP2007192715A (ja) 2006-01-20 2007-08-02 Yamatake Corp 鏡面冷却式露点計

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4826327A (en) 1987-01-26 1989-05-02 Michell Instruments Ltd Dewpoint meter
JP2007127572A (ja) 2005-11-07 2007-05-24 Yamatake Corp 鏡面上状態検出装置および水分検出装置
JP2007192715A (ja) 2006-01-20 2007-08-02 Yamatake Corp 鏡面冷却式露点計

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20070171955A1 (en) Cooled mirror dew-point hygrometer
US7736051B2 (en) Thermoelectric device and mirror surface state detection device
TWI421491B (zh) Hygrometer, dew point meter and constant temperature and humidity tank
JP5198844B2 (ja) 曇り検出装置および鏡面冷却式露点計
US7380980B2 (en) Detector for detecting state on detection surface
JP4504318B2 (ja) 鏡面冷却式露点計
KR100875152B1 (ko) 냉각 거울 이슬점 습도계
JP5643602B2 (ja) 鏡面冷却式センサ
RU2722869C2 (ru) Оптические элементы в газовых датчиках
EP1398617A1 (en) Exhaust gas sensor
JP4005581B2 (ja) 鏡面冷却式露点計
JP4504290B2 (ja) 水分検出装置
JP4571537B2 (ja) 鏡面冷却式センサ
JP5643599B2 (ja) 鏡面冷却式センサ
JP5912874B2 (ja) 湿度計測システム
JP4012166B2 (ja) 鏡面冷却式露点計
JP2005291889A (ja) 鏡面冷却式センサ
US10024722B2 (en) Temperature detection device for a vehicle heater
JP4224032B2 (ja) 水分検出装置
JP4005580B2 (ja) 鏡面冷却式露点計
JP5914152B2 (ja) 露点温度計測システム
JP5890247B2 (ja) 鏡面冷却式露点計
JP5912875B2 (ja) 露点温度計測システム
JP4685513B2 (ja) 鏡面冷却式センサ
JP5643600B2 (ja) 鏡面冷却式センサ

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121121

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131118

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141120

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151118

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161122

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171120

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181129

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191202

Year of fee payment: 12