JPS5942256B2

JPS5942256B2 - 露点・霜点検出装置

Info

Publication number: JPS5942256B2
Application number: JP6447577A
Authority: JP
Inventors: 隆志古谷
Original assignee: Yokogawa Hokushin Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1977-06-01
Filing date: 1977-06-01
Publication date: 1984-10-13
Also published as: JPS53149374A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、露点・霜点検出装置に関するものである。

詳しくは検出面上に一定量の露または霜が３０生じるよ
うに検出面の温度を制御しそのときの検出面の温度を露
点または霜点とする露点・霜点検出装置に関するもので
ある。この種の装置は検出面上にあらかじめ設定された
一定量の露または霜が生ずるようにするため検出面を冷
却または加熱３５する装置を備えている。測定を開始す
ると、まず検出面を冷却して行き露または霜を生じさせ
、設定された一定量になるように検出面温度を調整する
。しかしながら、一般に検出面温度がＯ〜−４０゜Ｃの
間で大なり小なり露の過冷却現象がみら法霜と過冷却の
露とが共存するような状態も生ずる。このため、検出面
温度が低温度を示しているときには、それが検出面上に
過冷却の露が付着しているときの温度なのか、霜が付着
しているときの温度なのか、過冷却の露と霜とが共存し
ているときの温度なのか、いいかえれば測定中の温度が
露点を示すものなのか、霜点なのかまたは露から霜への
相変化中の温度なのか判断する必要がある。本発明の目
的は、露から霜への変換または霜から露への変換が自動
的に行われる露点・霜点検出装置を提供するにある。本
発明に係る露点・霜点検出装置の動作概要は、次の通り
である。

霜点を測定する場合を例にとつて説明すると、まず、検
出面は、露量・霜量検出部→加熱・冷却器制御部→加熱
・冷却器→検出面のループで制御が行なわれており、検
出面には設定器で設定された量とほぼ等しい量の霜又は
露が付着しているとする。このような状態で被測定対象
の気体が変化して起動タイミング検出部からの信号によ
り露→霜変換シーケンスに起動がかかつたとする。その
結果、露→霜変換シーケンスから動作信号が加熱・冷却
器制御部へ出力され、この動作信号により検出面には霜
のみが付着するようになる。一方、霜点の測定は、検出
面に付着した霜の量が増加も減少もしない平衡状態にお
ける温度を測定することにほかならないから、以上の露
から霜への変換が得られたら前記平衡状態の温度を検出
するような制御ループで検出面の温度をコントロールす
る必要がある。そこで露から霜への変換が得られたら上
述した露量・霜量検出部→加熱・冷却器制御部→加熱・
冷却器→検出面の制御系に切り換え、設定器で設定した
霜の量と比較しながら上記制御を行ない霜の付着量の平
衡時の温度を測定するようにしている。以下、図面を用
いて本発明を詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示すプロツク図である。
１は検出部で、露または霜を生じさせる検出面１１のみ
を斜視図で示している。

２は温度検出部で、この温度検出部２の検出端の熱電対
が検出面１１に接している。

３は検出面１１の温度を上昇または降下させるための加
熱または冷却を行う加熱・冷却器、４は検出面１１上の
露または霜の量を検出する露量・霜量検出部である。

５は加熱・冷却器３を制御する加熱・冷却器制御部で、
露または霜の量を設定する設定器５１と、この設定器５
１の設定信号と露量・霜量検出部４からの信号との偏差
を増幅する増幅器から成り加熱・冷却装置３に加熱また
は冷却の制御信号を与えるものである。

６は露から霜に変換するための変換シーケンス制御部で
、７は霜から露に変換するための変換シーケンス制御部
である。

変換シーケンス制御部６，７には露量・霜量検出部４よ
り露量・霜量信号が与えられている。８は起動タイミン
グ検出部で、温度設定器８１，８２、この温度設定器８
１，８２がそれぞれ接続されるレベル検出器８３，８４
、フリツプフロツプ８５、フリツプフロツプ８５の出力
に接続される立ち上がり検出器８６および立ち下がり検
出器８７より成る。

レベル検出器８３，８４には温度検出部２からの検出面
温度Ｔに比例する信号がそれぞれ入力し、レベル検出器
８３の入力に温度設定器８１で設定された温度Ｔ１に比
例した信号が入力し、レベル検出器８４の入力には温度
設定器８２で設定された温度Ｔ２に比例した信号が入力
する。そして、レベル検出器８３は、Ｔ＞Ｔ１のとき論
理１０”、Ｔ＜Ｔ，のとき論理゛１”の信号を出力し、
レベル検出器８４はＴ＞Ｔ２のとき論理゛１−Ｔ＜Ｔ２
のとき論理゛Ｏ”の信号を出力するものとする。ただし
Ｔ１〉Ｔ２である。レベル検出器８３，８４の出力端子
はＮＡＮＤゲート２個で組まれたフリツプフロツプ８５
のそれぞれに接続されている。ここでは、レベル検出器
８３に接続されているＮＡＮＤゲートの出力をＱ１レベ
ル検出器に接続されているＮＡＮＤゲ゛一トの出力をＱ
とすると、フリツプフロツプ８５は出力ＱとしてＴ＞Ｔ
１のときに論理゛０゛、Ｔ＜Ｔ２のときに論理゛１゛を
出力する。フリツプフロツプ８５のＱ出力端子は立ち上
がり検出器８６および立ち下がり検出器８７の入力端子
に接続されていて、Ｑ出力が論理゛Ｏ゛から論理゛１゛
に反転すると立ち上がり検出器８６はこれを検出して起
動信号を発し、論理゛１゛から論理゛０゛に反転すると
立ち下がり検出器８７はこれを検出して起動信号を発す
る。立ち上がり検出器８６の出力は露〜霜変換シーケン
ス制御部６に与えられ、立ち下がり検出器８７の出力は
霜〜露変換シーケンス制御部７に与えられる。またフリ
ツプフロツプ８５の状態から検出面１１上には露が生じ
ているのかがわかる。ここでフリツプフロツプ８５のＱ
出力が６１７のとき露の状態を示し６０゛のときは霜の
状態を示している。実際は、各変換シーケンス制御部６
，７が動作しているときは、動作期間中は、露か霜かの
判別信号は無視する〇以上のように構成された本発明装
置は、通常は、検出面１１、露量・霜量検出部４、加熱
・冷却器制御部５および加熱・冷却器３により制御ルー
プが組まれ、露量・霜量設定器５１により設定された一
定量の露または霜が検出面１１上に生じるように制御さ
れている。

この状態で検出面１１の温度が温度検出部２により露点
として求められる。ここで露〜霜変換シーケンス制御部
６または霜〜露変換シーケンス制御部７に起動がかかる
と、その出力は、加熱・冷却器制御部５の増幅器５２の
入力に加えられ、その出力は変換シーケンス制御部６ま
たは７の出力に従つて加熱・冷却器３を制御することに
なる。露から霜への変換シーケンス制御部６は次の動作
を加熱・冷却器制御部５により加熱・冷却器３を制御す
る。まず、検出面１１において、露か霜かの判別はでき
ないが、一定量の露又は霜が付着しその量が平衡した温
度（０℃以下である）状態からスタートする。

この状態で検出面１１を加熱する。従つて平衡状態時よ
り温度が高くなるので、検出面１１に付着していた露又
は霜の量は蒸発して減少する。次に一転して検出面１１
を冷却する。しかし、検出面１１の温度が上述した平衡
時の温度に戻るまでは、検出面１１の表面に付着してい
た露又は霜は減少しつづける。そして検出面１１の温度
が上述の平衡時の温度より低くなると検出面１１に付着
する露又は霜の量は増加するようになる。更に検出面１
１の温度を冷却して行き、その温度が−４１℃付近まで
下がると、検出面１１に付着している露又は霜は、すべ
て霜になることが実，験的に知られている。一方、この
ように検出面１１に付着した露が一旦霜に変化すると、
この霜の状態は非常に安定であり、検出面１１の温度を
Ｏ′Ｃ以上にしない限り再び露に戻ることはない。従つ
て、次に検出面１１を再び加熱して上述の平衡時の温度
（０゜Ｃ以下）に戻しても検出面１１に付着しているも
のは霜のみとなる。このようにして検出面ノ１１に付着
した霜の量は、加熱・冷却器制御部５の設定器５１によ
り設定された量と等しくなるように温度制御され、その
後、変換シーケンス制御部６から加熱・冷却器制御部５
による通常の制御に切り換えられる。

また霜から露への変換シーケンス制御は、次のようにし
て行なう。

まず、検出面１１を加熱して、この検出面１１の温度を
Ｏ℃以上にする。従つて、検出面１１に霜が付着してい
たとしても、これらの霜はすべて露となるが、或いは蒸
発して消失する。次に、変換シーケンス制御部６から加
熱・冷却器制御部５による通常の制御に切り換えられる
。この、通常の制御においては、０゜Ｃ〜−１０℃の温
度範囲で検出面１１に付着する露量の安定点を検出する
ように制御を行なつている。ここで、上述のように一旦
プラスの温度状態にして霜を消失させてから再び温度を
下げ、Ｏ℃〜−１０℃の温度範囲に検出面１１を設定し
た場合には、検出面１１に霜が生ずることがないことを
出願人は実験的に確認した。さて、このような本発明装
置により、露点または霜点を測定するときの例を第１図
および第２図を用いて説明する。

第２図において、ａは縦軸に検出面温度Ｔをとつたもの
、ｂはフリツプフロツプ８５の状態を示すもので、いず
れも横軸に時間をとつたものである。まず、検出面１１
の温度Ｔは、Ｔ＞Ｔ，の状態では、フリツプフロツプ８
５のＱ出力ば１”を出力して、一定量の露が検出面１１
上に生じていることを示している。Ｔ１〉Ｔ〉Ｔ２の状
態では、レベル検出器８３は反転するが、フリツプフロ
ツプ８５は変わらず、依然として露が生じていることを
示している。Ｔ≦Ｔ２となると、直ちに、フリツプフロ
ツプ８５のＱ出力ばＯ”に反転し、またＱ出力の立ち上
がりを立ち上がり検出器８６が検出して露〜霜変換シー
ケンス制御部６に起動信号を与える。露〜霜変換シーケ
ンス制御部６が一連のシーケンス動作を行つたあと検出
面１１上には一定量の霜が生じ、Ｔ＜Ｔ，であるかぎり
、温度検出部２は霜点を求めていることになる。次に、
検出面１１の温度Ｔが上昇してＴ≧Ｔ１となると、直ち
にフリツプフロツプ８５のＱ出力ばＯ゛から゛１゛に反
転しＱ出力に接続された立ち下がり検出器８７によりＱ
出力の立ち下がりを検出して霜〜露変換シーケンス制御
部７に起動信号を与える。霜〜露変換シーケンス制御部
７が一連のシーケンス動作を行つたあと、検出面１１上
には、一定量の露が生じＴ＞Ｔ２であるかぎり温度検出
部２は露点を求めていることになる。第３図は、ａはヒ
ステリシスを有するコンパレータを用いた起動タイミン
グ検出部の一実施例を示す図、ｂはコンパレータのヒス
テリシス特性の概略図を示したもので、横軸に入力（Ｔ
）、縦軸に出力をとつてある。第３図ａにおいて、８８
は正帰還をほどこしてヒステリシスを持たせたコンパレ
ータ、８９は温度Ｔに比例する信号を出力する温度設定
器である。８１０，８１１はそれぞれ立ち下がり検出器
、立ち上がり検出器である。

（ＴＯ）は、設定温度Ｔ。に応じた基準設定電圧、Ｖ（
Ｔ）は検出面１１の温度Ｔに応じた電圧である。コンパ
レータ８８のヒステリシス電圧の幅を２Ｖｈ１また、前
述の設定温度Ｔｌ，Ｔ２に対応する電圧（Ｔ，），Ｖ（
Ｔ２）としてとなるように、Ｖ（ＴＯ）およびＶｈを決
めてやる。

そして、コンパレータ８８の論理１１゛に相当する出力
が、検出面１１上に露が生じている状態、論理゛０゛に
相当する出力が検出面１１上に霜が生じている状態を示
しているものとする。Ｔ≦Ｔ２のときにコンパレータ８
８の出力が論理８１゛から゛Ｏ”に反転すれば、これを
立ち下がり検出器８１０で検出して露から霜への変換の
起動タイミングを得ることができる。またＴ≧Ｔ１のと
きコンパレータ８８の出力が論理゛０”から８１”に反
転すれば、これを立ち上がり検出器８１１で検出し霜か
ら露への変換起動タイミングを得ることができる。以上
のように、本発明装置は、露から霜への変換または霜か
ら露への変換を自動的に行い、また検出している温度が
露点なのか霜点なのかを区別することができるので非常
に便利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す構成図である、第２
図は測定例を示す図、第３図は、起動タイミング検出部
の他の実施例を示す図である。１・・・・・・検出部、１１・・・・・・検出面、２・
・・・・・温度検出部、３・・・・・・加熱・冷却器、
４・・・・・・露量・霜量検出部、５・・・・・・加熱
・冷却器制御部、６・・・・・・露〜霜変換シーケンス
制御部、７・・・・・・霜〜露変換シーケンス制御部、
８・・・・・・起動タイミング検出部。

Claims

【特許請求の範囲】１露または霜を生じさせる検出面と、この検出面の温
度を検出する温度検出部と、前記検出面の温度を上昇ま
たは降下させるための加熱・冷却器と、前記検出面上に
生じた露または霜の量を検出する露量・露量検出部と、
この露量・霜量検出部により知られる前記検出面上の露
または霜の量が設定された一定量に等しくなるように前
記加熱・冷却器を制御する加熱・冷却器制御部と、その
起動時からその動作終了時までの間前記加熱・冷却器制
御部に信号を与え前記検出面上に露から霜への変換また
は霜から露への変換を行わせる露・霜変換シーケンス制
御部と、この変換シーケンス制御部に起動信号を与える
起動タイミング検出部とを具備し、前記起動タイミング
検出部が、露から霜への変換シーケンス制御後は必ず露
になるような温度Ｔ＿１とし露から霜への変換シーケン
ス制御後は必ず霜になるような前記検出面温度Ｔ＿２と
し（だだしＴ＿１＞Ｔ＿２）前記検出面温度Ｔとして、
Ｔ＜Ｔ＿２となると露から霜への変換シーケンス制御の
起動信号を出力しＴ＞Ｔ＿１となると霜から露への変換
シーケンス制御の起動信号を出力し、ひとたび霜になる
とＴ＞Ｔ＿１になるまで、また露になるとＴ＞Ｔ＿２に
なるまで起動信号を発しないようにした露点・霜点検出
装置。２起動タイミング検出部が、フリップフロップと、こ
のフリップフロップに検出面温度Ｔが設定温度Ｔ＿１よ
り高いときセット信号（またはリセット信号）を与える
第１のコンパレータと、前記フリップフロップに検出面
温度Ｔが設定温度Ｔ＿２より低いときリセット信号（ま
たはセット信号）を与える第２のコンパレータと、前記
フリップフロップが第１のコンパレータのセット信号（
またはリセット信号）により出力が反転したときこれを
検出して霜から露への変換起動信号とし、第２のコンパ
レータのリセット信号（またはセット信号）により出力
が反転したときこれを検出して露から霜への変換起動信
号とする検出回路とにより構成された特許請求の範囲第
１項記載の露点・霜点検出装置。３起動タイミング検出部が、検出面温度Ｔに応じた信
号が入力し上限基準電圧および下限基準電圧がそれぞれ
温度Ｔ＿１とＴ＿２に対応するようなヒステリシスを有
するコンパレータと、このコンパレータの出力がＴ≦Ｔ
＿２で反転したときこれを検出して露から霜への変換シ
ーケンス制御の起動信号としてＴ≧Ｔ＿１で反転したと
きこれを検出して霜から露への変換シーケンス制御の起
動信号とする検出回路とにより構成された特許請求の範
囲第１項記載の露点・霜点検出装置。