KR20100014867A - 습도계 및 노점계 - Google Patents

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Abstract

유지와 관련되는 작업 부담을 경감하면서 구조를 간략화하는 것이 가능한 습도계 및 노점계를 제공한다.
상기 습도계는, 측정 공간의 상대습도를 측정하기 위한 습도계에 있어서, 작동 유체가 봉입되는 것과 동시에 히트파이프 현상을 일으키게 하여 얻도록 구성되고, 측정 공간과 해당 측정 공간에 대해서 단열부에서 떨어지는 것과 함께 측정 공간보다 저온의 외부 공간에 걸쳐서 배치되는 본체부와, 작동 유체가 증발하는 부분에서 본체부의 온도를 도출하는 제1 온도 도출 수단과, 측정 공간의 온도를 검출하는 공간 온도 검출부와, 제1 온도 도출 수단에 의해 도출된 본체부의 온도와 공간 온도 검출부에 의해 검출된 측정 공간의 온도에 근거하여 측정 공간의 상대습도를 산출하는 연산부를 갖추고 있다.
Figure P1020097017950
습도계, 노점계, 상대 습도, 히트파이프, 온도

Description

습도계 및 노점계{Hygrometer and dew-point instrument}
본 발명은 습도계 및 노점계에 관한 것이다.
종래, 분위기 중의 습도를 계측하는 습도계로서 여러 가지가 공지되어 있다.예를 들면, 아래와 같은 특허 문헌 1에는, 건습구를 이용해 습도를 계측하는 습도계가 개시되어 있다. 상기 습도계에서는, 동일한 형상의 건구온도계와 습구온도계가 나란히 설치되어 있는 것과 동시에, 습구온도계의 하부에 물이 유입된 탱크가 놓여져 있으며, 이 탱크 내의 물에 담궈진 가제 등으로 되는 위크(wick)에 의해 습구온도계의 감부(感部)가 둘러싸여져 있다. 그리고, 이 습도계는, 건구온도계가 나타내 보이는 건구 온도와 습구온도계가 나타내 보이는 습구 온도와의 차이로부터 상대습도를 구하는 형태로 구성되어 있다.
또한, 아래와 같은 특허 문헌 2에는, 경면냉각식 노점계가 개시되어 있다. 상기 경면냉각식 노점계는, 반사경의 표면 온도가 피측정 기체의 노점을 밑돌면, 결로에 의해서 반사경 표면의 광학적 반사율이 저하된다고 라는 원리를 이용하고 있어, 반사경에 반사시키지 않고 피측정 기체중을 통과시킨 참조광의 수광량과 피측정 기체를 통과시키면서 반사경에 반사시킨 측정광의 수광량을 비교하여 피측정 기체의 노점을 결정한다.
구체적으로는, 상기 노점계에서는 하우징 내에 피측정 기체가 이송되고 있어 그 하우징 밖의 제1 광원소자로부터 참조광이 광섬유를 거쳐 하우징 내의 측정용 광로를 직진하고, 그 후, 다시 광섬유를 거쳐 하우징 밖의 제1 수광소자에 이르도록 구성되어 있다. 한편, 측정광이 상기 하우징 밖의 제2 광원소자로부터 광섬유를 거쳐 하우징 내에 도입되는 것과 동시에, 그 하우징 내에 있어 반사경의 경면에서 반사되어진 후, 다시 광섬유를 거쳐 하우징 밖의 제2 수광소자에 이르도록 되어 있다. 그리고, 반사경은 제어 회로로 냉각 능력이 제어되는 히트 펌프를 갖추고 있다. 상기 히트 펌프로 반사경을 냉각시키고, 반사경에 접촉하는 피측정 기체 중의 수분이 경면에서 결로(結露)하면, 제2 수광소자의 수광량이 감소되는 형태로 되어 있다. 그리고, 제1 수광소자의 수광량에 대해서 제2 수광소자의 수광량이 감소하고, 한편, 제2 수광소자의 수광량이 일정하게 되는 형태로 히트 펌프에 의한 반사경의 냉각이 제어된다. 상기 제2 수광 소자의 수광량이 일정하게 되었을 때 반사경의 경면 온도가 측온체로 측정되고 노점이 요구된다.
그렇지만, 특허 문헌 1의 습도계에서는, 위크가 오래되어 더러워지게 되면 물을 빨아 올리는 힘이 약해지기 때문에, 그 때에 번잡한 위크의 교환 작업을 실시할 필요가 있다. 이 때문에, 습도계의 유지와 관련되는 작업 부담이 커지게 되는 문제점이 있다.
한편, 특허 문헌 2의 노점계는, 2개의 광원소자, 2개의 수광소자, 복수의 광섬유, 반사경, 히트 펌프, 측온체, 히트 펌프 제어회로 및 온도계측용 회로 등의 매우 많은 구성 부재로 구성되어 있어 구조가 복잡하게 되는 문제점이 있다.
특허 문헌 1: 일본실용신안등록 제3021853호 공보
특허 문헌 2: 일본특허공개공보 제2003－194756호
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 그의 목적은 유지와 관련되는 작업 부담을 경감시키면서 구조를 간략화하는 것이 가능한 습도계 및 노점계를 제공하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 의한 습도계는, 측정 공간의 상대습도를 측정하기 위한 습도계이며, 작동 유체가 봉입되는 것과 동시에 히트파이프 현상을 일으키게 하여 얻는 형태로 구성되어 상기 측정 공간과 해당 측정 공간에 대해서 단열부에서 이격되어지는 것과 동시에 상기 측정 공간보다 저온의 외부 공간에 걸쳐서 배치되는 본체부와, 상기 작동 유체가 증발하는 부분에서 상기 본체부의 온도를 도출하는 제1 온도도출수단과, 상기 측정 공간의 온도를 검출하는 공간 온도검출부와, 상기 제1 온도도출수단에 의해 도출된 상기 본체부의 온도와 상기 공간 온도검출부에 의해 검출된 상기 측정 공간의 온도에 근거하여 상기 측정 공간의 상대습도를 산출하는 연산부를 갖춘다.
또한, 본 발명에 의한 습도계는, 측정 공간의 상대습도를 측정하기 위한 습도계이며, 상기 측정 공간에 설치되어 작동 유체가 봉입되는 것과 동시에 히트파이프 현상을 일으키게 하여 얻는 형태로 구성된 본체부와, 상기 본체부에 외감(外嵌, 바깥에서 끼움)되는 단열부와, 상기 본체부의 상기 단열부에 대해서 일측이 되는 기측부를 냉각하는 일에 의해서, 해당 본체부의 상기 단열부에 대해서 타측이 되는 선측부 내에서 증발한 기체 상태의 상기 작동 유체를 응축시키는 냉각부와, 상기 작동 유체가 증발하는 부분에서 상기 본체부의 온도를 도출하는 제1 온도 도출수단과, 상기 측정 공간의 온도를 검출하는 공간 온도검출부와, 상기 제1 온도 도출수단에 의해 도출된 상기 본체부의 온도와 상기 공간 온도검출부에 의해 검출된 상기 측정 공간의 온도에 근거하여 상기 측정 공간의 상대습도를 산출하는 연산부를 갖춘다.
또한, 본 발명에 의한 노점계는, 측정 공간의 노점을 측정하기 위한 노점계이며, 작동 유체가 봉입되는 것과 동시에 히트파이프 현상을 일으키게 하여 얻는 형태로 구성되어, 상기 측정 공간과 해당 측정 공간에 대해서 단열부에서 멀어지는 것과 동시에 상기 측정 공간보다 저온의 외부 공간에 걸쳐서 배치되는 본체부와, 상기 작동 유체가 증발하는 부분에서 상기 본체부의 온도를 도출하는 제1 온도 도출수단을 갖추고 있다.
또한, 본 발명에 의한 노점계는, 측정 공간의 노점을 측정하기 위한 노점계이며, 상기 측정 공간에 설치되어 작동 유체가 봉입되는 것과 동시에 히트파이프 현상을 일으키게 하여 얻는 형태로 구성된 본체부와, 상기 본체부에 외감되는 단열부와, 상기 본체부의 상기 단열부에 대해서 일측이 되는 기측부를 냉각하는 것에 의해서, 해당 본체부의 상기 단열부에 대해서 타측이 되는 선측부 내에서 증발한 기체 상태의 상기 작동 유체를 응축시키는 냉각부와, 상기 작동 유체가 증발하는 부분에서 상기 본체부의 온도를 도출하는 제1 온도 도출수단을 갖추고 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 의한 습도계의 구조를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 나타낸 습도계의 기능을 설명하기 위한 블럭도.
도 3은 제1 실시형태에 의한 습도계에 대해 제1 외면 온도센서가 검출한 온도의 결과를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 제2 실시형태에 의한 습도계의 기능을 설명하기 위한 블럭도.
도 5는 본 발명의 제3 실시형태에 의한 노점계의 기능을 설명하기 위한 블럭도.
도 6은 본 발명의 제4 실시형태에 의한 노점계의 기능을 설명하기 위한 블럭도.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다.
(제1 실시형태)
우선, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 제1 실시형태에 의한 습도계의 구성에 대해 설명한다.
상기 제1 실시형태에 의한 습도계는, 측정 공간(S1) 내의 상대습도를 측정하는 것으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 본체부(2)와, 제1 외면 온도센서(4)와, 제2 외면 온도센서(6)와, 공간 온도센서(8)와, 연산 표시 수단(10)을 구비한다.
상기 본체부(2)는, 히트파이프(heat pipe)로 구성되어 있고 내부에 작동 유 체로서 물이 감압 상태로 봉입되는 것과 동시에 히트파이프 현상을 일으키게 하여 얻도록 구성되어 있다. 여기서 말하는 히트파이프 현상이란 봉입된 작동 유체가 소정의 장소에서 증발과 응축을 반복하는 것으로, 작동 유체가 증발하는 곳으로부터 응축하는 곳에서 작동 유체의 유동에 수반하여 열이 운송되는 현상을 의미한다.
상기 본체부(2)는, 측정 공간(S1) 내부와, 그 측정 공간(S1)의 외측의 외부 공간(S2)에 걸쳐서 배치된다. 본체부(2) 중 측정 공간(S1) 내에 배치되는 부분을 내측부(2a)로 하고, 외부 공간(S2)에 배치되는 부분을 외측부(2b)라 한다. 측정 공간(S1)은, 예를 들면, 단열벽(100)(단열부)으로 둘러싸인 항온항습조(101) 내의 공간이다. 한편, 외부 공간(S2)은, 상기 항온항습조(101)의 외측의 공간이다. 항온항습조(101)의 구동에 의해 측정 공간(S1)의 온도를 외부 공간(S2)의 온도보다 높게 하는 것이 가능해진다. 그리고, 항온항습조(101)의 천벽부(天壁部)를 구성하는 단열벽(100)에는 관통공(100a)이 형성되어 있다. 본체부(2)는, 이 관통공(100a)에 삽통되는 것으로, 상기한 바와 같이 상기 측정 공간(S1)과 단열벽(100)에서 이격된 외부 공간(S2)에 걸쳐 설치된다. 이에 의해, 본체부(2)의 내측부(2a) 내에서 작동 유체가 증발하는 한편, 외측부(2b) 내에서 기체 상태의 작동 유체가 응축하게 되는 형태로 되어 있다. 덧붙여 본체부(2)는, 수직에 기립한 자세로 배설될 뿐만 아니라, 히트파이프 현상이 발생 가능하면, 수직으로부터 어느 정도 경사진 자세로 배치되어 있어도 좋다.
상기 제1 외면 온도센서(4)는, 측정 공간(S1) 내에 배치된 본체부(2)의 내측부(2a)의 단부 근방의 외면에 장착되어 있다. 상세하게는, 제1 외면 온도센서(4) 는, 본체부(2)에 대하여 완전하게 히트파이프 현상이 생기고 있을 때, 내측부(2a)에 대하여 액체 상태의 작동 유체가 모이는 부분의 외면에 장착되어 있다. 즉, 본체부(2)에서 히트파이프 현상이 생기기 시작한 시점에서는, 내측부(2a)에 모인 액체 상태의 작동 유체가 서서히 증발해 나가고, 그에 따라 작동 유체의 액면이 저하되어 간다. 그리고, 본체부(2)로 히트파이프 현상이 완전하게 생긴 상태가 되면, 작동 유체의 액면이 최대로 저하한다. 제1 외면 온도센서(4)는, 이 때 작동 유체의 액면보다 하측에 있게 되고, 한편, 해당 액체 상태의 작동 유체가 모여 있는 범위에 장착되는 것이 바람직하다. 그리고, 제1 외면 온도센서(4)는, 장착된 부분의 외면 온도를 검출하여 그 검출 결과에 대응한 신호를 출력한다. 덧붙여 후술한 바와 같이, 상기 제1 외면 온도센서(4)가 장착된 부분의 외면 온도는 측정 공간(S1)의 이슬점 온도에 상당함으로써, 제1 외면 온도센서(4)에서는, 측정 공간(S1)의 이슬점 온도에 대응한 신호가 출력된다. 바꾸어 말하면, 상기 제1 실시 형태에서는, 제1 외면 온도센서(4)가, 본 발명의 제1 온도 도출 수단으로서 기능을 한다.
상기 제2 외면 온도센서(6)는, 본 발명의 제2 온도 도출 수단으로서 기능을 하는 것으로, 외부 공간(S2)에 배치된 본체부(2)의 외측부(2b)의 단부 근방의 외면에 장착되어 있다. 상세하게는, 제2 외면 온도센서(6)는, 본체부(2)에 대하여 히트파이프 현상이 생기고 있을 때, 외측부(2b)에 대해 기체 상태의 작동 유체가 응축하는 부분의 외면에 장착되어 있다. 그리고, 제2 외면 온도센서(6)는, 장착된 부분의 외면 온도를 검출해 그 검출 결과에 대응한 신호를 출력한다.
상기 공간 온도센서(8)는, 본 발명의 공간 온도 검출부로서 기능을 하는 것 이다. 상기 공간 온도센서(8)는, 측정 공간(S1) 내에 배치되어 있어 측정 공간(S1) 내의 온도를 검출하여 그 검출 결과에 대응한 신호를 출력한다.
상기 연산 표시 수단(10)은, 측정 공간(S1) 내의 상대습도를 연산하는 것과 동시에, 산출한 상대습도와 측정 공간(S1) 내의 온도를 표시한다. 상기 연산 표시 수단(10)에는, 제1 외면 온도센서(4)로부터 출력된 신호, 제2 외면 온도센서(6)로부터 출력된 신호 및 공간 온도센서(8)로부터 출력된 신호가 입력된다. 그리고, 연산 표시 수단(10)은, 도 2에 나타난 바와 같이, 연산부(10a)와 표시부(10b)를 가진다.
상기 연산부(10a)는, 연산 표시 수단(10)에 입력되는 상기 각 신호로부터 측정 공간(S1)의 상대습도를 산출한다. 구체적으로는, 후술된 바와 같이, 연산부(10a)는, 제1 외면 온도센서(4)로부터의 신호와 공간 온도센서(8)로부터의 신호에 근거하여 측정 공간(S1)의 상대습도를 산출한다. 또한, 연산부(10a)는, 제1 외면 온도센서(4)로부터의 신호와 제2 외면 온도센서(6)로부터의 신호에 근거하고, 내측부(2a)에 대하여 작동 유체가 증발하는 부분의 외면 온도와 외측부(2b)에 대하여 기체 상태의 작동 유체가 응축하는 부분의 외면 온도의 온도차를 산출한다.
표시부(10b)는, 상기 연산부(10a)의 산출 결과를 받아 측정 공간(S1)의 상대습도를 표시하는 것과 동시에, 상기 공간 온도센서(8)로부터의 신호에 근거하여 측정 공간(S1)의 온도를 표시한다.
다음에, 상기 제1 실시 형태에 의한 습도계의 작동에 대해 설명한다.
상기 제1 실시 형태에 의한 습도계에서는, 측정 공간(S1) 내에 배치된 본체 부(2)의 내측부(2a)에, 측정 공간(S1)에 존재하는 수분이 부착해 응축하여, 본체부(2)에 히트파이프 현상이 생긴다. 구체적으로는, 상기 내측부(2a)의 외면에 있어서의 수분의 응축에 수반하여 발생하는 응축열에 의해서, 내측부(2a) 내의 작동 유체가 증발하여, 기체 상태의 작동 유체가 거의 음속으로 본체부(2)의 외측부(2b)로 향해 흐른다. 한편, 외측부(2b)에서는, 외부 공간(S2)이 측정 공간(S1)보다 저온인 것에 기인하고, 상기 기체 상태의 작동 유체가 냉각되어 응축하여, 액체 상태의 작동 유체가 내측부(2a)로 향해 흐른다. 이와 같이 본체부(2) 내에서는, 작동 유체가 소정의 장소에서 증발과 응축을 반복하는 것으로, 작동 유체의 유동에 수반하여 열이 작동 유체의 증발하는 곳으로부터 응축하는 곳으로 이송된다.
그리고, 본체부(2)로 히트파이프 현상이 완전하게 생긴 상태가 되면, 내측부(2a)의 외면 온도와 외측부(2b)의 외면 온도와의 차이가 일정하게 된다. 그리고, 연산부(10a)에서는, 제1 외면 온도센서(4)로부터의 신호와 제2 외면 온도센서(6)로부터의 신호에 근거하고, 내측부(2a)에 대해 작동 유체가 증발하는 부분의 외면 온도와 외측부(2b)에 대해 기체 상태의 작동 유체가 응축하는 부분의 외면 온도와의 온도차가 산출되고 있다. 이 산출되는 온도차로부터 본체부(2)로 히트파이프 현상이 완전하게 발생하고 있는 것을 확인할 수 있다.
여기서, 제1 외면 온도센서(4)에 의한 내측부(2a)의 외면 온도의 검출 결과가 도 3에 나타내어져 있다. 상기 도 3에는, 제1 외면 온도센서(4)에서 실제로 검출된 내측부(2a) 중 액체 상태의 작동 유체가 모이는 부분의 외면 온도와, 항온항습조(101) 측에서 측정된 측정 공간(S1) 내의 온도 및 상대습도와, 그들 온도 및 상대습도로부터 계산하여 구해진 측정 공간(S1)의 노점이 경시적으로 나타내어져 있다. 이러한 측정은, 본체부(2)에서 완전하게 히트파이프 현상이 발생하고 있는 조건 하에서 행해지고 있다. 상기 도 3의 결과로부터, 히트파이프 현상이 발생하고 있는 본체부(2)에 대하여 액체 상태의 작동 유체가 모이는 부분, 즉 작동 유체가 증발하는 부분의 외면 온도를 실제로 제1 외면 온도센서(4)에서 검출한 온도는, 항온항습조(101) 측에서 측정된 측정 공간(S1) 내의 온도 및 상대습도로부터 계산하여 구해진 측정 공간(S1)의 노점에 거의 동등한 것으로 판단한다. 상기 결과로부터, 히트파이프 현상이 발생하고 있는 본체부(2)에 대해서, 측정 공간(S1) 내에 배치된 내측부(2a) 중 작동 유체가 모이는 부분의 외면 온도를 제1 외면 온도센서(4)로 검출하는 것에 의해서, 측정 공간(S1)의 노점을 도출하는 것이 가능하다라고 하는 것이 판명되었다.
그리고, 연산부(10a)에서는, 상기 제 1 외면 온도센서(4)의 검출 결과를 나타내는 신호, 즉 측정 공간(S1)의 이슬점 온도를 나타내는 신호와 공간 온도센서(8)의 검출 결과를 나타내는 신호, 즉 측정 공간(S1)의 온도를 나타내는 신호가 입력되고, 그들 양신호에 근거하여 측정 공간(S1)의 상대습도가 산출된다. 그리고, 표시부(10b)에 대하여, 상기 연산부(10a)에 의해서 산출된 측정 공간(S1)의 상대습도와 공간 온도센서(8)에 의해서 검출된 측정 공간(S1)의 온도가 표시된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 제1 실시 형태에 의한 습도계에서는, 단열벽(100)에서 이격되어진 측정 공간(S1)과 외부 공간(S2)에 걸쳐 히트파이프 현상을 일으킬 수 있는 본체부(2)가 배치되는 것과 동시에, 외부 공간(S2)이 측정 공 간(S1) 보다 저온으로 된다. 이 때문에, 본체부(2)의 측정 공간(S1) 측에 있어서 작동 유체가 증발하는 부분의 외면 온도가 측정 공간(S1)의 노점으로 거의 동등해진다. 그리고, 이 작동 유체가 증발하는 부분의 외면 온도가 제1 외면 온도센서(4)에 의해서 검출되므로, 검출된 작동 유체가 증발하는 부분의 외면 온도와 공간 온도센서(8)에 의해서 검출된 측정 공간(S1)의 온도에 근거하여, 연산부(10a)는, 측정 공간(S1)의 상대습도를 산출할 수 있다. 따라서, 제1 실시 형태에 의한 습도계에서는, 종래의 건습구 습도계와 같이 습도의 측정에 위크를 필요로 하지 않기 때문에, 오래되어서 물이 빨아 올려져 나빠질 때마다 위크를 교환해야 하는 번잡한 작업을 실시하지 않아도 된다. 이 때문에, 습도계의 유지와 관련되는 작업 부담을 경감시킬 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에 의한 습도계는, 히트파이프 현상을 일으킬 수 있는 본체부(2)와, 제1 외면 온도센서(4)와, 제2 외면 온도센서(6)와, 공간 온도센서(8)와, 연산 표시 수단(10)으로 구성되므로서, 종래의 경면 냉각식 노점계와 같이 아주 많은 부재로 구성되는 것과 비교하여, 구조를 간략화할 수 있다. 따라서, 제1 실시 형태에 의한 습도계에서는, 유지와 관련되는 작업 부담을 경감하면서, 구조를 간략화할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에 의한 습도계에서는, 제1 외면 온도센서(4)가, 본체부(2)에 대해 히트파이프 현상이 완전하게 발생하고 있을 때 액체 상태의 작동 유체가 모이는 부분의 외면 온도를 검출함으로써, 본체부(2) 중 측정 공간(S1)의 노점에 거의 동등한 온도를 나타내는 부분의 외면 온도를 제1 외면 온도센서(4)에 의 해서 직접 검출할 수 있다. 이 때문에, 제1 외면 온도센서(4)에 의해서 검출된 외면 온도로부터 보정하지 않고 측정 공간(S1)의 노점을 구할 수 있으므로, 측정 공간(S1)의 상대습도를 어느 정도 양호하게 구할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에 의한 습도계에서는, 연산부(10a)가 제1 외면 온도센서(4)에 의한 외면 온도의 검출 결과와 제2 외면 온도센서(6)에 의한 외면 온도의 검출 결과에 근거하고, 본체부(2)에 대해 작동 유체가 증발하는 부분의 외면 온도와 기체 상태의 작동 유체가 응축하는 부분의 외면 온도와의 온도차를 산출함으로써, 산출된 본체부(2)의 작동 유체가 증발하는 부분과 기체 상태의 작동 유체가 응축하는 부분의 외면 온도의 차이에 근거하여서, 본체부(2)에 대해 히트파이프 현상이 완전하게 발생하고 있는지 아닌지를 판단할 수 있다. 그리고, 본체부(2)에 대해 히트파이프 현상이 완전하게 발생하고 있는 것을 확인할 수 있으면, 제1 외면 온도센서(4)에 의해 측정 공간(S1)의 노점 검출이 정확하게 행해지고 있는 것을 확인할 수 있어, 그 결과 측정 공간(S1)의 상대습도가 정확하게 검출되고 있는 것을 확인할 수 있다. 한편, 산출된 본체부(2)의 작동 유체가 증발하는 부분과 기체 상태의 작동 유체가 응축하는 부분과의 외면 온도의 차이가, 히트파이프로서의 본체부(2)가 최대열수송량을 발휘할 수 있는 온도차에 못 미친 경우에는, 제1 외면 온도센서(4)에 의한 검출 온도와 측정 공간(S1)의 노점과의 사이에서 차이가 발생하게 된다. 이 경우에는, 상기 작동 유체가 증발하는 부분과 상기 기체 상태의 작동 유체가 응축하는 부분이, 본체부(2)가 최대열수송량을 발휘하는 온도차를 가지도록 온도를 제어하고, 제1 외면 온도센서(4)가 측정 공간(S1)의 노점을 정확하게 검출할 수 있도록 하는 것도 가능하다.
(제2 실시 형태)
다음에, 도 4를 참조하여, 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 습도계의 구성에 대해 설명한다.
상기 제2 실시 형태에 의한 습도계는, 상기 제1 실시 형태에 의한 습도계와는 다르게, 본체부(2)에 대해 기체 상태의 작동 유체가 응축하는 기측부(2d)를 강제적으로 냉각하게 되어 있다.
구체적으로는, 제2 실시 형태에 의한 습도계는, 본체부(2)와, 제1 외면 온도센서(4)와, 제2 외면 온도센서(6)와, 공간 온도센서(8)와, 펠티에(peltier)소자(12)와, 접속부(14)와, 단열부(16)와, 제어 수단(18)을 갖추고 있다.
상기 제2 실시 형태에 있어서의 본체부(2), 제1 외면 온도센서(4), 제2 외면 온도센서(6) 및 공간 온도센서(8)의 기능과 구성은, 상기 제1 실시 형태에 있어서의 본체부(2), 제1 외면 온도센서(4), 제2 외면 온도센서(6) 및 공간 온도센서(8)와 동일하다. 다만, 제1 외면 온도센서(4)는, 본체부(2)에 대해 작동 유체가 증발하는 선측부(2c)의 단부 근방의 외면에 장착되고 있는 반면, 제2 외면 온도센서(6)는, 본체부(2)에 대해 기체 상태의 작동 유체가 응축하는 기측부(2d)의 단부 근방의 외면에 장착되어 있다. 여기서, 선측부(2c)는, 본체부(2) 중, 후술한 바와 같이, 본체부(2)에 외감되는 단열부(16)에 대해서 일측이 되는 부분이며, 기측부(2d)는, 본체부(2) 중 단열부(16)에 대해서 타측으로 되는 부분이다.
상기 펠티에 소자(12)는, 흡열부와 방열부를 갖추어 입력 전력에 따라 흡열 부가 흡열 동작을 실시하는 것과 동시에 방열부가 방열 동작을 실시한다. 상기 펠티에 소자(12)의 흡열부는, 본체부(2)의 기측부(2d)의 단부에 접속되어 있다. 상기 펠티에 소자(12)의 흡열부는, 기측부(2d)를 냉각하여 기체 상태의 작동 유체를 응축시키기 위한 냉각부로서 기능을 한다. 상기 펠티에 소자(12)의 흡열부에 의한 냉각 작용에 의해서, 기측부(2d)가 측정 공간(S1)에 배치되는 선측부(2c)보다 저온으로 강제적으로 냉각되고, 본체부(2)에 대해 완전하게 히트파이프 현상이 생기게 되어 있다. 한편, 상기 펠티에 소자(12)의 방열부에서는, 상기 흡열부와의 열교환에 의해서 생기는 열을 방출하게 된다.
본체부(2)의 기측부(2d)와 펠티에 소자(12)는, 상기 접속부(14)에 의해서 서로 결합되어 있다. 상기 접속부(14)는 기측부(2d)와 펠티에 소자(12)의 흡열부를 서로 견고하게 결합시켜서 서로 열적으로 접속하고 있다.
상기 단열부(16)는, 본체부(2)의 기측부(2d), 제2 외면 온도센서(6), 펠티에 소자(12) 및 접속부(14)의 주위를 덮도록 설치되어 있다. 상기 단열부(16)에는, 본체부(2)가 삽통되는 관통공(16a)이 설치되어 있다. 즉, 본체부(2) 중 선측부(2c)가 측정 공간(S1)의 분위기 하에 배치되어 있고, 상기 선측부(2c)와 단열부(16) 내의 기측부(2d)와의 사이의 위치에서, 단열부(16)를 구성하는 벽부의 일부가 본체부(2)에 외감되어 있다. 상기 단열부(16)에 의해, 측정 공간(S1)의 온도에 대해서 단열부(16) 내의 온도를 저온으로 유지할 수 있게 된다.
상기 제어 수단(18)에는, 제1 외면 온도센서(4)로부터 출력된 신호, 제2 외면 온도센서(6)로부터 출력된 신호 및 공간 온도센서(8)로부터 출력된 신호가 입력 된다. 상기 제어 수단(18)은, 연산부(10a)와, 표시부(10b)와, 제어부(18a)를 구비하고 있다.
연산부(10a)와 표시부(10b)의 기능은, 상기 제1 실시 형태에 의한 연산부(10a)와 표시부(10b)의 기능과 같다. 제어부(18a)는 연산부(10a)가 제1 외면 온도센서(4)로부터의 신호와 제2 외면 온도센서(6)로부터의 신호에 근거하여 산출한 본체부(2)의 외면 온도의 차이, 즉 선측부(2c)에 대해 작동 유체가 증발하는 부분의 외면 온도와 기측부(2d)에 대해 기체 상태의 작동 유체가 응축하는 부분의 외면 온도와의 온도차에 근거하여 펠티에 소자(12)를 제어한다. 구체적으로, 제어부(18a)는, 기측부(2d)의 단부 근방의 외면 온도와 선측부(2c)의 단부 근방의 외면 온도와의 사이에 본체부(2)에서 히트파이프 현상이 완전하게 발생되는 온도차가 일어나면, 펠티에 소자(12)의 흡열부의 냉각 능력을 제어하여 기측부(2d)를 냉각한다.
다음에, 이 제2 실시 형태에 의한 습도계의 작동에 대해 설명한다.
상기 제2 실시 형태에 의한 습도계에서는, 본체부(2)의 선측부(2c), 제1 외면 온도센서(4) 및 공간 온도센서(8)가 측정 공간(S1)의 분위기 하에 배치된다. 그리고, 제1 외면 온도센서(4)로부터 출력되는 신호와 제2 외면 온도센서(6)로부터 출력되는 신호에 근거하여서, 연산부(10a)는 본체부(2)의 선측부(2c)의 단부 근방의 외면 온도와 기측부(2d)의 단부 근방의 외면 온도와의 온도차를 산출한다. 그 후, 상기 산출된 온도차에 근거하여 제어부(18a)는, 펠티에 소자(12)의 흡열부의 냉각 능력을 제어한다. 이 때, 소정의 온도차가 기측부(2d)의 단부 근방의 외면 온 도와 선측부(2c)의 단부 근방의 외면 온도의 사이에서 생성되는 형태에서, 기측부(2d)가 냉각된다. 이에 의해, 본체부(2)에서는 히트파이프 현상이 완전하게 발생하여 상기 제1 실시 형태와 같이, 본체부(2)의 선측부(2c)의 단부 근방, 즉 작동 유체가 증발하는 부분의 외면 온도가 측정 공간(S1)의 노점에 거의 동등해진다. 그리고, 상기 제1 실시 형태와 동일하게, 연산부(10a)에 의해 제1 외면 온도센서(4)로부터의 신호와 공간 온도센서(8)로부터의 신호에 근거하여 측정 공간(S1)의 상대습도가 산출되어 표시부(10b)에 대해 측정 공간(S1)의 상대습도와 온도가 표시된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 제2 실시 형태에 의한 습도계에서는, 측정 공간(S1)에 설치된 본체부(2)에 대하여, 선측부(2c)가 위치하는 공간과 기측부(2d)가 위치하는 공간이 단열부(16)에 의해서 멀어지는 것과 동시에, 기측부(2d)가 펠티에 소자(12)의 흡열부에 의해서 냉각되어 선측부(2c)보다 저온으로 되기 때문에, 본체부(2)의 선측부(2c)에 대하여 작동 유체가 증발하는 부분의 외면 온도가 측정 공간(S1)의 노점에 거의 같아진다. 그리고, 상기 작동 유체가 증발하는 부분의 외면 온도가 제1 외면 온도센서(4)에 의해서 검출되므로, 검출된 작동 유체가 증발하는 부분의 외면 온도와 공간 온도센서(8)에 의해서 검출된 측정 공간(S1)의 온도에 근거하여, 연산부(10a)에 의해 측정 공간(S1)의 상대습도를 산출할 수 있다. 따라서, 제2 실시 형태에 의한 습도계에서는, 상기 제1 실시 형태에 의한 습도계와 같이, 위크를 필요로 하지 않기 때문에, 습도계의 유지와 관련되는 작업 부담을 경감시킬 수 있게 된다.
또한, 제2 실시 형태에 의한 습도계는, 히트파이프 현상을 일으킬 수 있는 본체부(2), 제1 외면 온도센서(4), 제2 외면 온도센서(6), 공간 온도센서(8), 펠티에 소자(12), 접속부(14), 단열부(16) 및 제어 수단(18)로 구성되므로서, 종래의 경면 냉각식 노점계와 같이 아주 많은 부재로 구성되는 것과 비교하여, 구조를 간략화할 수 있다. 따라서, 제2 실시 형태에 의한 습도계에서는, 상기 제1 실시 형태에 의한 습도계와 같이, 유지와 관련되는 작업 부담을 경감시키면서, 구조를 간략화할 수 있다.
또한, 제2 실시 형태에 의한 습도계는, 본체부(2)의 기측부(2d)를 냉각 가능한 펠티에 소자(12)와, 본체부(2)의 선측부(2c)의 위치하는 공간과 기측부(2d)의 위치하는 공간과의 사이를 격리 가능한 단열부(16)를 가지고 있으므로써, 기측부(2d)를 강제적으로 냉각하는 것과 동시에 저온으로 유지시켜 본체부(2)에 완전한 히트파이프 현상을 강제적으로 발생시킬 수 있게 한다. 이 때문에, 소정의 온도차를 가지는 2개의 공간에 걸쳐 본체부(2)를 배치하는 등의 설치상 제한을 받지 않기 때문에, 보다 폭넓은 조건하에서 적용 가능한 습도계를 구성할 수 있다.
또한, 제2 실시 형태에 의한 습도계에서는, 본체부(2)의 기측부(2d)를 냉각하는 냉각부가 펠티에 소자(12)의 흡열부에 의해서 구성되어 있다. 상기 펠티에 소자(12)는 작은 전력으로 작동하는 것이므로, 이 제2 실시 형태에 의한 습도계에서는, 소비 전력을 억제하면서 본체부(2)의 기측부(2d)를 냉각할 수 있게 된다.
또한, 제2 실시 형태에 의한 습도계에서는, 연산부(10a)로 산출한 본체부(2)의 작동 유체가 증발하는 부분의 외면 온도와 기체 상태의 작동 유체가 응축하는 부분의 외면 온도와의 온도차에 근거하여 펠티에 소자(12)의 흡열부의 냉각 능력을 제어하기 때문에, 본체부(2)의 작동 유체가 증발하는 부분과 기체 상태의 작동 유체가 응축하는 부분과의 외면 온도의 차이를 본체부(2)로 히트파이프 현상이 완전하게 생기는 온도차로 설정할 수 있다.
(제3 실시 형태)
다음에, 도 5를 참조하여, 본 발명의 제3 실시 형태에 의한 노점계의 구성에 대해 설명한다.
상기 제3 실시 형태에 의한 노점계는, 측정 공간(S1)의 노점을 측정하는 것이고, 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 제1 실시 형태에 의한 습도계로부터 공간 온도센서(8)(도 2 참조)를 생략한 구성을 가지고 있다. 그리고, 상기 노점계에서는, 상기 제1 실시 형태에 의한 습도계와 같은 원리로, 히트파이프 현상이 생기는 본체부(2)에 대해 내측부(2a)의 단부 근방, 즉 작동 유체가 증발하는 부분의 외면 온도가 측정 공간(S1)의 노점에 거의 같아진다. 그리고, 상기 내측부(2a)에 대해 작동 유체가 증발하는 부분의 외면 온도가 제1 외면 온도센서(4)에 의해서 검출되어 그 제1 외면 온도센서(4)로부터 출력되는 신호를 받아 연산 표시 수단(10)의 표시부(10b)로 측정 공간(S1)의 노점이 표시되게 되어 있다. 상기 제3 실시 형태에서는, 상기 제1 실시 형태와는 달리, 연산부(10a)가 상기 상대습도의 연산을 실시하지 않는다. 즉, 상기 제3 실시 형태에 있어서의 연산부(10a)는, 제1 외면 온도센서(4)로부터의 신호와 제2 외면 온도센서(6)로부터의 신호에 근거하여서, 내측부(2a)에 대해 작동 유체가 증발하는 부분의 외면 온도와 외측부(2b)에 대해 기체 상태의 작동 유체가 응축하는 부분의 외면 온도와의 온도차 연산만을 실시한다. 제3 실시 형태에 의한 노점계의 상기 이외의 구성은, 상기 제1 실시 형태에 의한 습도계의 구성과 같다.
이상에서 설명한 바와 같이, 제3 실시 형태에 의한 노점계에서는, 상기 제1 실시 형태에 의한 습도계와 같이, 본체부(2)의 측정 공간(S1) 측에 있어서 작동 유체가 증발하는 부분의 외면 온도가 측정 공간(S1)의 노점에 거의 같아진다. 이 때문에, 상기 작동 유체가 증발하는 부분의 외면 온도를 제1 외면 온도센서(4)에 의해서 검출함으로써, 측정 공간(S1)의 노점을 구할 수 있다. 따라서, 제3 실시 형태에 의한 노점계에서는, 상기 제 1 실시 형태에 의한 습도계와 같이, 위크를 필요로 하지 않기 때문에, 노점계의 유지와 관련되는 작업 부담을 경감시킬 수 있다.
또한, 제3 실시 형태에 의한 노점계는, 히트파이프 현상을 일으킬 수 있는 본체부(2)와, 제1 외면 온도센서(4)와, 제2 외면 온도센서(6)와, 연산 표시 수단(10)으로 구성되므로서, 종래의 경면 냉각식 노점계와 같이 아주 많은 부재로 구성되는 것과 비교하여, 구조를 간략화할 수 있다. 따라서, 상기 노점계에서는, 유지와 관련되는 작업 부담을 경감하면서 구조를 간략화할 수 있게 된다.
제3 실시 형태의 노점계에 의한 상기 이외의 효과는, 상기 제1 실시 형태의 습도계에 의한 효과와 같다.
(제4 실시 형태)
다음에, 도 6을 참조하여, 본 발명의 제4 실시 형태에 의한 노점계의 구성에 대해 설명한다.
상기 제4 실시 형태에 의한 노점계는, 측정 공간(S1)의 노점을 측정하는 것으로, 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 제2 실시 형태에 의한 습도계로부터 공간 온도센서(8)(도 4 참조)를 제외한 구성으로 이루어져 있다. 그리고, 상기 노점계에서는, 상기 제2 실시 형태에 의한 습도계와 같이, 본체부(2)에 대해 기체 상태의 작동 유체가 응축하는 기측부(2d)를 펠티어 소자(12)의 흡열부에서 강제적으로 냉각하게 되어 있다. 그리고, 상기 제2 실시 형태와 같게 하고, 연산부(10a)에 의해 본체부(2)의 선측부(2c)의 단부 근방의 외면 온도와 기측부(2d)의 단부 근방의 외면 온도와의 온도차가 산출되며 이 산출된 온도차에 근거하여 제어부(18a)가 펠티어 소자(12)의 흡열부의 냉각 능력을 제어한다. 이때, 본체부(2)에서 완전히 히트파이프 현상이 생기는 온도차가 기측부(2d)의 단부 근방의 외면 온도와 선측부(2c)의 단부 근방의 외면 온도의 사이에서 발생되는 형태로 기측부(2d)가 냉각된다. 이에 의해, 본체부(2)에서는, 히트파이프 현상이 완전히 발생되어 상기 제2 실시 형태와 같이, 본체부(2)의 선측부(2c)의 단부 근방, 즉 작동 유체가 증발하는 부분의 외면 온도가 측정 공간(S1)의 노점에 거의 같아진다. 그리고, 상기 선측부(2c)에 대해 작동 유체가 증발하는 부분의 외면 온도가 제1 외면 온도센서(4)에 의해서 검출되어 그 제1 외면 온도센서(4)로부터 출력되는 신호를 받아 제어 수단(18)의 표시부(10b)로 측정 공간(S1)의 노점이 표시되게 되어 있다. 상기 제4 실시 형태에 의한 노점계의 상기 이외의 구성은, 상기 제2 실시 형태에 따른 습도계의 구성과 동일하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 제4 실시 형태의 노점계에서는, 상기 제2 실시 형태에 따른 습도계와 같이, 본체부(2)의 선측부(2c)에 대해 작동 유체가 증발하는 부분의 외면 온도가 측정 공간(S1)의 노점에 거의 같아진다. 이 때문에, 이 작동 유체가 증발하는 부분의 외면 온도를 제1 외면 온도센서(4)에 의해서 검출하는 것으로써, 측정 공간(S1)의 노점을 구할 수 있다. 따라서, 제4 실시 형태에 따른 노점계에서는, 상기 제2 실시 형태에 의한 습도계와 같이, 위크를 필요로 하지 않기 때문에, 노점계의 유지와 관련되는 작업 부담을 경감할 수 있다.
또한, 제4 실시 형태에 의한 노점계는, 히트파이프 현상을 일으킬 수 있는 본체부(2), 제1 외면 온도센서(4), 제2 외면 온도센서(6), 펠티어 소자(12), 접속부(14), 단열부(16) 및 제어 수단(18)으로 구성되므로서, 종래의 경면 냉각식 노점계와 같이 아주 많은 부재로 구성되는 것과 비교하여, 구조를 간략화할 수 있다. 따라서, 상기 노점계에서는, 유지와 관련되는 작업 부담을 경감하면서, 구조를 간략화할 수 있다.
제4 실시 형태의 노점계에 의한 상기 이외의 효과는, 상기 제2 실시 형태의 습도계에 의한 효과와 동일하다.
또한, 여기에 개시된 실시 형태는, 모든 점에 있어서 예시된 것으로 제한적인 것은 아닌 것으로 판단되어야 할 것이다. 따라서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
예를 들면, 상기 각 실시 형태에서는, 제1 외면 온도센서(4)에 의해, 본체 부(2)에 대해 작동 유체가 증발하는 내측부(2a) 또는 선측부(2c)의 단부 근방의 외면 온도를 검출하도록 했지만, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않는다. 즉, 제1 외면 온도센서(4)를 본체부(2)의 상기 이외의 소정 장소의 외면에 부착하고, 그 장소의 외면 온도를 검출하도록 하는 것도 바람직하다. 이 경우에는, 제1 외면 온도센서(4)의 검출 온도와 작동 유체가 증발하는 부분의 외면 온도, 즉 측정 공간(S1)의 노점과 온도차가 생긴다. 이 때문에, 상기 제1 외면 온도센서(4)에 더하여 보정 수단을 설치하는 것과 동시에, 상기 온도차를 미리 측정해 두어, 보정 수단에 의해서 제1 외면 온도센서(4)의 검출 온도를 상기 측정된 온도차의 분별 보정하는 일에 따라서 측정 공간(S1)의 노점을 구할 수 있다. 또한, 이 경우의 제1 외면 온도센서(4)를 부착한 부분의 구체적인 예로는, 예를 들면, 상기 제1 및 제3 실시 형태의 구성에 대하여 본체부(2)의 외부 공간(S2)에 위치하는 외측부(2b)에 제1 외면 온도센서(4)를 부착하여도 좋다. 또한, 상기 제2 및 제4 실시 형태의 구성에서는, 단열부(16) 내에 위치하는 기측부(2d)에 제1 외면 온도센서(4)를 부착하여도 좋다. 이러한 형태에서는, 제1 외면 온도센서(4)와, 상기 보정 수단에 있어서 본 발명에 따르 제1 온도 도출 수단이 구성된다.
또한, 상기 각 실시 형태에서는, 제1 외면 온도센서(4) 및 제2 외면 온도센서(6)를 본체부(2)의 외면에 직접 부착하여 외면 온도를 검출하도록 구성했지만, 이에 한정하지 않고 제1 외면 온도센서(4) 및 제2 외면 온도센서(6)가 본체부(2)에 직접 부착되지 않고서도 본체부(2)의 외면 온도를 비접촉으로 검출하는 온도센서를 이용해도 좋다.
또한, 상기 각 실시 형태에서는, 제1 외면 온도센서(4)를 본체부(2)의 내측부(2a) 또는 선측부(2c)에 대해 작동 유체가 증발하는 부분의 외면에 부착하여 그 부분의 외면 온도를 검출하도록 했지만, 그 대신에, 본 발명의 제1 온도 도출 수단으로서의 제1 내면 온도센서를 본체부(2)의 상기 작동 유체가 증발하는 부분의 내면에 부착하여 그 부분의 내면 온도를 검출하고, 이 내면 온도에 근거하여 측정 공간(S1)의 노점이나 습도를 산출하도록 하는 것도 바람직하다. 본체부(2)의 작동 유체가 증발하는 부분의 내면 온도는 그 부분의 외면 온도보다 더 정확하게 측정 공간(S1)의 노점을 표시하는 것으로 고려되기 때문에, 이 경우에는 보다 정확하게 측정 공간(S1)의 습도를 구하는 일이 가능하다. 또한, 이와 같이 본체부(2)의 내면에 제1 내면 온도센서를 설치하는 경우에도, 상기의 본체부(2)의 외면에 제1 외면 온도센서(4)를 부착하는 경우와 같이, 본체부(2)의 작동 유체가 증발하는 부분 이외의 소정 장소의 내면에 상기 제1 내면 온도센서를 설치하는 것도 바람직하다. 다만, 이 경우에는, 상기와 같이, 제1 내면 온도센서의 검출 온도와 작동 유체가 증발하는 부분의 내면 온도와의 온도차를 보정하기 위한 보정 수단을 마련할 필요가 있다. 즉, 이 형태에서는, 상기 제1 내면 온도센서와 상기 보정 수단에 따라서 본 발명에 의한 제1 온도 도출 수단이 구성된다.
또한, 상기 각 실시 형태에서는, 제2 외면 온도센서(6)를 본체부(2)의 외측부(2b) 또는 기측부(2d)에 대해 기체 상태의 작동 유체가 응축하는 부분의 외면에 부착하여 그 부분의 외면 온도를 검출하도록 했지만, 그 대신에, 본 발명의 제2 온도 도출 수단으로서의 제2 내면 온도센서를 본체부(2)의 상기 기체 상태의 작동 유 체가 응축하는 부분의 내면에 부착하여 그 부분의 내면 온도를 검출하도록 하는 것도 바람직하다.
또한, 상기 각 실시 형태에서는, 본체부(2)를 히트파이프에 따라서 구성하였지만, 이에 대신하여, 본체부(2)를 히트레인(등록상표)으로서 알려져 있는 사행세관형(蛇行細管型) 히트파이프 또는 자여진동식(自勵振動式) 히트파이프에 따라서 구성하는 것도 바람직하다.
또한, 상기 제2 및 제4 실시 형태에서는, 본 발명의 냉각부로서 펠티에 소자(12)의 흡열부를 이용했지만, 냉각부로서 펠티에 소자 이외의 것을 이용하는 것도 가능하다.
또한, 상기 각 실시 형태에 의한 습도계 및 노점계에서는, 제2 외면 온도센서(6)를 설치하였지만, 본체부(2)에 대해 작동 유체가 증발하는 부분의 외면 온도에 대한 기체 상태의 작동 유체가 응축하는 부분의 외면 온도의 차이를 확인 하지 않아도 되는 경우에는, 이 제2 외면 온도센서(6)을 생략하는 것도 가능하다. 예를 들면, 항온항습조(101)와 같이 측정 공간(S1) 내의 온도가 기존의 경우에는, 측정 공간(S1)과 외부 공간(S2)의 온도차를 알므로써, 이 온도차로부터 본체부(2)의 내측부(2a)에 대해 작동 유체가 증발하는 부분의 외면 온도와 외측부(2b)에 대해 기체 상태의 작동 유체가 응축하는 부분의 외면 온도와의 사이에 본체부(2)로 히트파이프 현상을 발생 가능한 온도차가 해당되는지 아닌지가 대체적으로 짐작된다. 이 경우에는, 상기 양쪽 부분의 외면 온도의 차이를 특별히 확인하지 않아도 문제는 없기 때문에, 제2 외면 온도센서(6)를 생략하는 것이 가능하다.
또한, 상기 제1 및 제3 실시 형태에서는, 본체부(2)의 내측부(2a)를 아래 쪽에 배치하는 것과 동시에, 본체부(2)의 외측부(2b)를 위쪽에 배치하는 경우를 예를 들어 설명했지만, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않는다. 즉, 본체부(2)에 대해 히트파이프 현상이 생기면, 상기 내측부(2a)가 위쪽에 배치되는 것과 동시에 상기 외측부(2b)가 아래 쪽에 배치되는 구성이라도 좋고, 본체부(2)가 수평에 배치되어 내측부(2a)와 외측부(2b)에 상하 관계가 존재하지 않는 듯한 구성이라도 좋다. 동일하게, 상기 제2 및 제4 실시 형태에 있어서 본체부(2)의 선측부(2c)와 기측부(2d)의 상대적인 위치도 어떠한 배치라도 바람직하다.
(실시 형태의 개요)
상기 각 실시 형태를 정리하면 아래와 같이 된다.
즉, 상기 제1 실시 형태에 의한 습도계는, 측정 공간의 상대습도를 측정하기 위한 습도계이며, 작동 유체가 봉입되는 것과 동시에 히트파이프 현상을 일으키게 하는 형태로 구성되고, 상기 측정 공간과, 해당 측정 공간에 대해서 단열부에서 이격되는 것과 동시에 상기 측정 공간보다 저온의 외부 공간에 걸쳐서 배치되는 본체부와, 상기 작동 유체가 증발하는 부분에서 상기 본체부의 온도를 도출하는 제1 온도 도출 수단과, 상기 측정 공간의 온도를 검출하는 공간 온도 검출부와, 상기 제 1 온도 도출 수단에 의해 도출된 상기 본체부의 온도와 상기 공간 온도 검출부에 의해 검출된 상기 측정 공간의 온도에 근거하여 상기 측정 공간의 상대습도를 산출하는 연산부를 갖추고 있다.
본출원의 발명자는, 면밀히 검토한 결과, 히트파이프 현상을 일으킬 수 있는 본체부를 단열부에서 떨어진 2개의 공간에 걸쳐 배치하고, 그 본체부에 있어서 한쪽의 공간 측에 위치하는 단부를 다른 쪽의 공간 측에 위치하는 단부보다 저온으로 하고, 본체부의 한쪽의 공간 측에 있어서 작동 유체가 증발하는 부분의 온도가 해당 다른 쪽의 공간의 노점에 거의 같아지는 것을 도출하였다.
따라서, 상기 제1 실시 형태에 의한 습도계에서는, 서로 단열부에서 떨어진 측정 공간과 이 측정 공간보다 저온의 외부 공간에 걸쳐 히트파이프 현상을 일으킬 수 있는 본체부가 배치되기 때문에, 본체부의 측정 공간 측에 있어서 작동 유체가 증발하고, 이 작동 유체가 증발하는 부분에서 본체부의 온도가 측정 공간의 노점에 거의 같아진다. 그리고, 이 작동 유체가 증발하는 부분에서 본체부의 온도가 제1 온도 도출 수단에 의해서 도출되므로, 도출된 작동 유체가 증발하는 부분의 온도와 공간 온도 검출부에 의해서 검출된 측정 공간의 온도에 근거하여, 연산부에 의해 측정 공간의 상대습도를 산출할 수 있다. 따라서, 상기 제1 실시 형태에 의한 습도계에서는, 종래의 건습구 습도계와 같이 습도의 측정에 위크를 필요로 하지 않기 때문에, 오래되어서 물이 빨아 올라가 나빠질 때마다 위크를 교환해야 하는 번잡한 작업을 실시하지 않아도 좋다. 이 때문에, 습도계의 유지와 관련되는 작업 부담을 경감시킬 수 있다.
또한, 이 습도계는, 히트파이프 현상을 일으킬 수 있는 본체부와, 제1 온도 도출 수단과, 공간 온도 검출부와, 연산부로 구성되므로서, 종래의 경면 냉각식 노점계와 같이 아주 많은 부재로 구성되는 것과 비교하여, 구조를 간략화할 수 있다.따라서, 상기 제1 실시 형태에 의한 습도계에서는, 유지와 관련되는 작업 부담을 경감하면서, 구조를 간략화할 수 있다.
또한, 상기 제2 실시 형태에 의한 습도계는, 측정 공간의 상대습도를 측정하기 위한 습도계이며, 상기 측정 공간에 설치되어 작동 유체가 봉입되는 것과 동시에 히트파이프 현상을 일으키게 하여 얻도록 구성된 본체부와, 상기 본체부에 외감 되는 단열부와, 상기 본체부의 상기 단열부에 대해서 일측이 되는 기측부를 냉각하는 것에 의해서, 해당 본체부의 상기 단열부에 대해서 타측이 되는 선측 부내에서 증발한 기체 상태의 상기 작동 유체를 응축시키는 냉각부와, 상기 작동 유체가 증발하는 부분에서 상기 본체부의 온도를 도출하는 제1 온도 도출 수단과, 상기 측정 공간의 온도를 검출하는 공간 온도 검출부와, 상기 제 1 온도 도출 수단에 의해 도출된 상기 본체부의 온도와 상기 공간 온도 검출부에 의해 검출된 상기 측정 공간의 온도에 근거하여 상기 측정 공간의 상대습도를 산출하는 연산부를 갖추고 있다.
상기한 바와 같이, 히트파이프 현상을 일으킬 수 있는 본체부를 단열부에서 떨어진 2개의 공간에 걸쳐 배치하고, 그 본체부에 있어서 한쪽의 공간 측에 위치하는 단부를 다른 쪽의 공간 측에 위치하는 단부보다 저온으로 하면, 본체부의 한쪽의 공간 측에 있어서 작동 유체가 증발하는 부분의 온도가 해당 다른 쪽의 공간의 노점에 거의 같아진다. 따라서, 상기 제2 실시 형태에 의한 습도계에서는, 측정 공간에 설치된 본체부에 있어서, 선측부가 위치하는 공간과 기측부가 위치하는 공간이 단열부에서 떨어지는 것과 동시에, 기측부가 냉각부에 의해서 냉각되어 선측부보다 저온으로 되기 때문에, 본체부의 선측부에 있어 작동 유체가 증발하고, 이 작동 유체가 증발하는 부분에서의 본체부의 온도가 측정 공간의 노점에 거의 같아진 다. 그리고, 이 작동 유체가 증발하는 부분에서의 본체부의 온도가 제1 온도 도출 수단에 의해서 도출되므로, 도출된 작동 유체가 증발하는 부분의 온도와 공간 온도 검출부에 의해서 검출된 측정 공간의 온도에 근거하여, 연산부에 의해 측정 공간의 상대습도를 산출할 수 있다. 따라서, 상기 제2 실시 형태에 의한 습도계에서는, 종래의 건습구 습도계와 같이 습도의 측정에 위크를 필요로 하지 않기 때문에, 오래되어서 물이 빨아 올라가 나빠질 때마다 위크를 교환해야 하는 번잡한 작업을 실시하지 않아도 좋다. 이 때문에, 습도계의 유지와 관련되는 작업 부담을 경감할 수 있다.
또한, 상기 습도계는, 히트파이프 현상을 일으킬 수 있는 본체부, 제1 온도 도출 수단, 공간 온도 검출부, 냉각부, 단열부 및 연산부로 구성되므로, 종래의 경면 냉각식 노점계와 같이 매우 많은 부재로 구성되는 것과 비교하여, 구조를 간략화할 수 있다. 따라서, 상기 습도계에서는, 유지와 관련되는 작업 부담을 경감하면서, 구조를 간략화할 수 있다. 게다가 이 습도계는, 본체부의 기측부를 냉각하는 냉각부와 본체부의 선측부의 위치하는 공간과 기측부의 위치하는 공간과의 사이를 격리 가능한 단열부를 가지고 있으므로, 본체부의 기측부를 강제적으로 냉각하는 것과 동시에 저온으로 유지하여 본체부에 히트파이프 현상을 강제적으로 발생시킬 수 있다. 이 때문에, 소정의 온도차를 가지는 2개의 공간에 걸쳐 본체부를 배치하는 등의 설치상의 제한을 받지 않기 때문에, 보다 폭넓은 조건하에서 적용 가능한 습도계를 구성할 수 있다.
이 경우에 있어서, 상기 냉각부는, 펠티어 소자의 흡열부에 따라서 구성되어 있는 것이 바람직하다. 상기 펠티어 소자는 작은 전력으로 작동하는 것이므로, 이 구성에서는, 소비 전력을 억제하면서 본체부의 기측부를 냉각할 수 있다.
상기 습도계에 있어서, 상기 본체부는, 히트파이프에 따라서 구성되는 것이 좋고, 또은 사행세관형 히트파이프 또는 자여진동식 히트파이프에 따라서 구성되어 있어도 괜찮다.
상기 습도계에 있어서, 상기 제1 온도 도출 수단은, 상기 본체부에 있어서 히트파이프 현상이 완전히 발생하고 있을 때 액체 상태의 상기 작동 유체가 모이는 부분의 온도를 도출하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성하면, 본체부 중 측정 공간의 노점에 거의 같은 온도를 나타내는 부분의 온도를 제1 온도 도출 수단에 의해서 직접 도출할 수 있다. 이 때문에, 제1 온도 도출 수단에 의해서 도출된 온도로부터 거의 보정하지 않고 측정 공간의 노점을 구할 수 있으므로, 측정 공간의 상대습도를 보다 정밀하고 양호하게 구할 수 있다.
상기 습도계에 있어서, 기체 상태의 상기 작동 유체가 응축하는 부분에서의 상기 본체부의 온도를 도출하는 제2 온도 도출 수단을 갖추고, 상기 연산부는 상기 제1 온도 도출 수단에 따른 온도의 도출 결과와 상기 제2 온도 도출 수단에 따른 온도의 도출 결과에 근거하여, 상기 본체부에 있어서 상기 작동 유체가 증발하는 부분의 온도와 상기 기체 상태의 작동 유체가 응축하는 부분의 온도와의 온도차를 산출하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성하면, 산출된 본체부의 작동 유체가 증발하는 부분과 기체 상 태의 작동 유체가 응축하는 부분과의 온도의 차이에 근거하여, 본체부에 있어서 히트파이프 현상이 완전하게 발생하고 있는지 아닌지를 판단할 수 있다. 또한, 본체부의 기측부를 냉각하는 냉각부를 가지는 구성에서는, 상기 산출한 온도차에 근거하여 냉각부를 제어하는 것으로써, 본체부의 작동 유체가 증발하는 부분과 기체 상태의 작동 유체가 응축하는 부분과의 온도 차이를 본체부에서 히트파이프 현상이 완전하게 발생하는 온도차로 설정할 수 있다.
또한, 상기 제3 실시 형태에 의한 노점계는, 측정 공간의 노점을 측정하기 위한 노점계이며, 작동 유체가 봉입되는 것과 동시에 히트파이프 현상을 일으키게 하여 얻도록 구성되고, 상기 측정 공간과, 해당 측정 공간에 대해서 단열부에서 떨어지는 것과 동시에 상기 측정 공간보다 저온의 외부 공간에 걸쳐서 배치되는 본체부와, 상기 작동 유체가 증발하는 부분에서의 상기 본체부의 온도를 도출하는 제1 온도 도출 수단을 갖추고 있다.
상기 노점계에서는, 상기 본체부가 측정 공간과 외부 공간에 걸쳐서 배치되는 습도계와 같은 원리로, 본체부의 측정 공간 측에 있어서 작동 유체가 증발하는 부분의 온도가 측정 공간의 노점에 거의 같아진다. 이 때문에, 이 작동 유체가 증발하는 부분의 온도를 제1 온도 도출 수단에 의해서 도출하는 것으로써, 측정 공간의 노점을 구할 수 있다. 따라서, 이 노점계에서는, 상기 습도계와 같이, 위크를 필요로 하지 않기 때문에, 노점계의 유지와 관련되는 작업 부담을 경감할 수 있다.
또한, 상기 노점계는, 히트파이프 현상을 일으킬 수 있는 본체부와, 제1 온도 도출 수단으로 구성되므로, 종래의 경면 냉각식 노점계와 같이 매우 많은 부재 로 구성되는 것에 비교하여, 구조를 간략화할 수 있다. 따라서, 이 노점계에서는, 유지와 관련되는 작업 부담을 경감하면서, 구조를 간략화할 수 있다.
또한, 상기 제4 실시 형태에 의한 노점계는, 측정 공간의 노점을 측정하기 위한 노점계이며, 상기 측정 공간에 설치되어 작동 유체가 봉입되는 것과 동시에 히트파이프 현상을 일으키게 하여 얻도록 구성된 본체부와, 상기 본체부에 외감되는 단열부와, 상기 본체부의 상기 단열부에 대해서 일측이 되는 기측부를 냉각하는 것에 의해서, 해당 본체부의 상기 단열부에 대해서 타측이 되는 선측부내에서 증발한 기체 상태의 상기 작동 유체를 응축시키는 냉각부와, 상기 작동 유체가 증발하는 부분에서의 상기 본체부의 온도를 도출하는 제1 온도 도출 수단을 갖추고 있다.
상기 노점계에서는, 상기 냉각부를 갖춘 습도계와 같은 원리로, 본체부의 선측부에 있어 작동 유체가 증발하는 부분의 온도가 측정 공간의 노점에 거의 같아진다. 이 때문에, 이 작동 유체가 증발하는 부분의 온도를 제1 온도 도출 수단에 의해서 도출하는 것으로써, 측정 공간의 노점을 구할 수 있다. 따라서, 이 노점계에서는, 상기 습도계와 같이, 위크를 필요로 하지 않기 때문에, 노점계의 유지와 관련되는 작업 부담을 경감할 수 있다.
또한, 이 노점계는, 히트파이프 현상을 일으킬 수 있는 본체부, 제1 온도 도출 수단, 냉각부 및 단열부로 구성되므로, 종래의 경면 냉각식 노점계와 같이 매우 많은 부재로 구성되는 것과 비교하여, 구조를 간략화할 수 있다. 따라서, 이 노점계에서는, 유지와 관련되는 작업 부담을 경감하면서, 구조를 간략화할 수 있다.
게다가 이 노점계는, 본체부의 기측부를 냉각하는 냉각부와, 본체부의 선측 부의 위치하는 공간과 기측부의 위치하는 공간과의 사이를 격리할 수 있는 단열부를 가지고 있으므로, 본체부의 기측부를 강제적으로 냉각하는 것과 동시에 저온으로 유지하여 본체부에 히트파이프 현상을 강제적으로 발생시킬 수 있다. 이 때문에, 본체부에 히트파이프 현상을 발생시키기 위해서 소정의 온도차를 가지는 2개의 공간에 걸쳐 본체부를 배치하는 등의 설치상의 제한을 받지 않기 때문에, 보다 폭넓은 조건하에서 적용 가능한 노점계를 구성할 수 있다.
이 경우에 있어서, 상기 냉각부는, 펠티어 소자의 흡열부에 따라서 구성되어 있는 것이 바람직하다. 상기 펠티어 소자는 작은 전력으로 작동하는 것이므로, 이 구성에서는, 소비 전력을 억제하면서 본체부의 기측부를 냉각할 수 있다.
상기 노점계에 있어서, 상기 본체부는, 히트파이프에 따라서 구성되어 있어도 좋고, 또는 사행세관형 히트파이프 또는 자여진동식 히트파이프에 따라서 구성되어 있어도 괜찮다.
상기 노점계에 있어서, 상기 제1 온도 도출 수단은, 상기 본체부에 있어서 히트파이프 현상이 완전하게 발생하고 있을 때 액체 상태의 상기 작동 유체가 모이는 부분의 온도를 도출하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성하면, 본체부 중 측정 공간의 노점에 거의 같은 온도를 나타내는 부분의 온도를 제1 온도 도출 수단에 의해서 직접 도출할 수 있다. 이 때문에, 제1 온도 도출 수단에 의해서 도출된 온도로부터 거의 보정하지 않고 측정 공간의 노점을 구할 수 있으므로, 측정 공간의 노점을 보다 정밀하고 양호하게 구할 수 있다.
상기 노점계에 있어서, 기체 상태의 상기 작동 유체가 응축하는 부분에서의 상기 본체부의 온도를 도출하는 제2 온도 도출 수단과, 상기 제1 온도 도출 수단에 의한 온도의 도출 결과와 상기 제2 온도 도출 수단에 의한 온도의 도출 결과에 근거하여서, 상기 본체부에 있어 상기 작동 유체가 증발하는 부분의 온도와 상기 기체 상태의 작동 유체가 응축하는 부분의 온도와의 온도차를 산출하는 연산부를 갖추고 있는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성하면, 산출된 본체부의 작동 유체가 증발하는 부분과 기체 상태의 작동 유체가 응축하는 부분과의 온도의 차이에 근거하여, 본체부에 있어서 히트파이프 현상이 완전하게 발생하고 있는지 아닌지를 판단할 수 있다. 또한, 본체부의 기측부를 냉각하는 냉각부를 가지는 구성에 있어서는, 상기 산출한 온도차에 근거하여 냉각부를 제어하는 것으로써, 본체부의 작동 유체가 증발하는 부분과 기체 상태의 작동 유체가 응축하는 부분과의 온도의 차이를 본체부에서 히트파이프 현상이 완전하게 발생하는 온도차로 설정할 수 있다.
본 발명의 습도계 및 노점계는 유지와 관련되는 작업 부담을 경감하면서 구조를 간략화하는 것을 가능하게 한다.

Claims (14)

  1. 측정 공간의 상대습도를 측정하기 위한 습도계에 있어서,
    작동 유체가 봉입되는 것과 동시에 히트파이프 현상을 일으키게 하여 얻도록 구성되고, 상기 측정 공간과 해당 측정 공간에 대해서 단열부에서 이격되는 것과 함께 상기 측정 공간보다 저온의 외부 공간에 걸쳐서 배치되는 본체부와,
    상기 작동 유체가 증발하는 부분에서 상기 본체부의 온도를 도출하는 제1 온도 도출 수단과,
    상기 측정 공간의 온도를 검출하는 공간 온도 검출부와,
    상기 제1 온도 도출 수단에 의해 도출된 상기 본체부의 온도와 상기 공간 온도 검출부에 의해 검출된 상기 측정 공간의 온도에 근거하여 상기 측정 공간의 상대습도를 산출하는 연산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 습도계.
  2. 측정 공간의 상대습도를 측정하기 위한 습도계에 있어서,
    상기 측정 공간에 설치되어 작동 유체가 봉입되는 것과 동시에 히트파이프 현상을 일으키게 하여 얻도록 구성된 본체부와,
    상기 본체부에 외감되는 단열부와,
    상기 본체부의 상기 단열부에 대해서 일측이 되는 기측부를 냉각하는 것에 의해, 해당 본체부의 상기 단열부에 대해서 타측이 되는 선측부내에서 증발한 기체 상태의 상기 작동 유체를 응축시키는 냉각부와,
    상기 작동 유체가 증발하는 부분에서의 상기 본체부의 온도를 도출하는 제1 온도 도출 수단과,
    상기 측정 공간의 온도를 검출하는 공간 온도 검출부와,
    상기 제1 온도 도출 수단에 의해 도출된 상기 본체부의 온도와 상기 공간 온도 검출부에 의해 검출된 상기 측정 공간의 온도에 근거하여, 상기 측정 공간의 상대습도를 산출하는 연산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 습도계.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 냉각부는 펠티어 소자(peltier device)의 흡열부에 의해서 구성되는 것을 특징으로 하는 습도계.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 본체부는 히트파이프에 의해서 구성되는 것을 특징으로 하는 습도계.
  5. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 본체부는 사행세관형 히트파이프 또는 자여진동식 히트파이프에 의해서 구성되는 것을 특징으로 하는 습도계.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 온도 도출 수단은, 상기 본체부에 있어서 히트파이프 현상이 완전 하게 발생하고 있을 때 액체 상태의 상기 작동 유체가 모이는 부분의 온도를 도출하는 것을 특징으로 하는 습도계.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
    기체 상태의 상기 작동 유체가 응축하는 부분에서 상기 본체부의 온도를 도출하는 제2 온도 도출 수단을 갖추고,
    상기 연산부는, 상기 제1 온도 도출 수단에 의한 온도의 도출 결과와 상기 제2 온도 도출 수단에 의한 온도의 도출 결과에 근거하여, 상기 본체부에 있어서 상기 작동 유체가 증발하는 부분의 온도와 상기 기체 상태의 작동 유체가 응축하는 부분의 온도의 온도차를 산출하는 것을 특징으로 하는 습도계.
  8. 측정 공간의 노점을 측정하기 위한 노점계에 있어서,
    작동 유체가 봉입되는 것과 동시에 히트파이프 현상을 일으키게 하여 얻도록 구성되고, 상기 측정 공간과 해당 측정 공간에 대해서 단열부에서 떨어지는 것과 함께 상기 측정 공간보다 저온의 외부 공간에 걸쳐서 배치되는 본체부와,
    상기 작동 유체가 증발하는 부분에서 상기 본체부의 온도를 도출하는 제1 온도 도출 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 노점계.
  9. 측정 공간의 노점을 측정하기 위한 노점계에 있어서,
    상기 측정 공간에 설치되어 작동 유체가 봉입되는 것과 동시에 히트파이프 현상을 일으키게 하여 얻도록 구성된 본체부와,
    상기 본체부에 외감되는 단열부와,
    상기 본체부의 상기 단열부에 대해 일측이 되는 기측부를 냉각하는 것에 의해서, 해당 본체부의 상기 단열부에 대해 타측이 되는 선측부내에서 증발한 기체 상태의 상기 작동 유체를 응축시키는 냉각부와,
    상기 작동 유체가 증발하는 부분에서 상기 본체부의 온도를 도출하는 제1 온도 도출 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 노점계.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 냉각부는 펠티어 소자(peltier device)의 흡열부에 의해서 구성되는 것을 특징으로 하는 노점계.
  11. 청구항 8 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 본체부는 히트파이프에 의해서 구성되는 것을 특징으로 하는 노점계.
  12. 청구항 8 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 본체부는 사행세관형 히트파이프 또는 자여진동식 히트파이프에 의해서 구성되는 것을 특징으로 하는 노점계.
  13. 청구항 8 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 온도 도출 수단은, 상기 본체부에 있어서 히트파이프 현상이 완전하게 발생하고 있을 때 액체 상태의 상기 작동 유체가 모이는 부분의 온도를 도출하는 것을 특징으로 하는 노점계.
  14. 청구항 8 내지 13 중 어느 한 항에 있어서,
    기체 상태의 상기 작동 유체가 응축하는 부분에서 상기 본체부의 온도를 도출하는 제2 온도 도출 수단과,
    상기 제1 온도 도출 수단에 의한 온도의 도출 결과와 상기 제2 온도 도출 수단에 의한 온도의 도출 결과에 근거하여, 상기 본체부에 있어서 상기 작동 유체가 증발하는 부분의 온도와 상기 기체 상태의 작동 유체가 응축하는 부분의 온도의 온도차를 산출하는 연산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 노점계.
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