JPS61110042A - 湿度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は氷点以下の低温空気の相対湿度を測定すること
が可能な湿度測定装置に関する。

（従来の技′４） 乾球温度計と湿球温度計との対になる乾湿球温度計によ
って相対湿度（ψ）の測定を行うことは従来から汎く成
されており、簡易な装置であるのと、測定精度が高い利
点があるのとによって普及され１； 矛嘩っており、最近になってアルコール温度計。

水銀温度計に代って温度感知部にサーミスタを用いた温
度−電気変換方式のものが遠隔監視や自動制御の面で利
便であるところから多用されているが、０℃以下の低温
域での相対湿度を測定しようとすれば湿球温度計の感温
部を湿藺するための水分が氷結してしまうので湿度測定
が不可能であり、これに替るものが必要である。

なお、０℃以下の雰囲気における相対湿度の測定として
は、空気調和機において着霜の状態、除霜の進行状態な
どヒートポンプ運転時のデフ０ストの試験の場合に要求
されるものである。

そこで、０て以下の相対湿度を測定するのに毛髪湿度計
、塩化リチウム露点計、水晶振動子利用露点計等が用い
られており、それらの一部は（社）日本冷凍協会発行［
冷凍−第５７巻第６６１号。

昭和５７年１１月号、Ｆｌｏｅ、９〜Ｐ１１００Ｊによ
っても公知である。

（発明が解決しようとする問題点） 前述の各湿度測定装置のうちで、まず毛髪湿度計は測定
精度が悪く、特に応答性が良くないし、狂い易くて耐久
性に難点があり、一方、塩化リチウム露点計は測定精度
が約±１℃であるし、また、塩化リチウム飽和塩を定期
的に塗り替える必要があって保守が可成り面倒である。

また、水晶振動子利用の露点計は、測定誤差が約±０．
１てと高精度であるが、反面、数十万円と高価である問
題があった。

このように何れも一長一短があり、実用面での難点があ
るのに鑑みて本発明は成されるに至ったものであって、
簡易な構造でありなが°ら測定精度が高く、しかも氷点
以下の低温での相対湿度の測定を可能とするものである
。

（問題点を解決するための手段〕 しかして本発明は、湿分を含有Ｔる空気が外部としゃ断
された同一通風路内では温度が変動しでもその絶対湿度
が不変であることを知見して発明するに至ったのであっ
て、第１図において入口から出口に向け空気を流動させ
るファン（２」例えば遠心式多翼形ファンを付設して有
するダクト（１１内に、乾球温度計（３）の感温部が入
口に近く、空気を加熱するためのヒータ［４）がそれよ
りも下流側に、さらに乾湿球温度計（５１の感温部をヒ
ータ（４）よりも下流側の出口に近く夫々配設すると共
に、乾球温度計（３）の感温部と前記ヒータ（４）との
間に、空気の流動を妨げることなく、かつヒータ（４）
の輻射熱が前記感温部に放射するのをしゃ断し得る防熱
体ｔｅｌ　ｉ介設せしめてなり、前記ヒータ（４）の発
熱下において前記乾湿球温度計（５）が測定した乾球温
度（ＤＢ２）及び湿球温度（ＷＢ２）から求めた絶対湿
度ＣＸ）と、前記乾球温度計１３）が測定した乾球温度
（ＤＢθとから前記ダク）　＋１１に流入する空気の相
対湿度（ψ］を潤度可能となしたものである。

（作用） 本発明は測定対象となる暮０て以下の空気をダクト１１
１内に流通させながらヒータ（４）の１発熱下において
乾湿球温度計により、加熱後の空気の乾球温度（ＤＢ２
）及び湿球温度（ＷＢ２）を直接あるいは電気量変換的
に測定する。

同時に加熱前のダクト流入空気の乾球温度（ＤＢ。

）を乾球温度計１３）によって同様に測定する。

以上の測定結果から、乾球温度（ＤＢりと湿球温度（Ｗ
Ｂ重）とによって湿り空気線図上であるいは日本工業規
格等の計算式に基づいて加熱後の空気の絶対湿度（ｘＩ
を求めるが、この絶対湿度（ｘＪは加熱前のダクト流入
空気の絶対湿度と等値である。

次に前記絶対湿度（２）と前記乾球温度（ＤＢ１）　　
とによって湿り空気ｍ図上あるいは前記計算式に基づい
て前記流入空気の相対湿度（ψ）を求めることができる
。

（実施例） 以下、本発明を添付図面にしたがって詳細に説明する。

第２図において、ｉｌ＋は直状のダクトであって、例え
ば直径１５ｃ１ｒ１．軸長１０ｏｃＩｎの円管からなり
、好ましくは外周企断熱材で囲繞せしめる。

上記ダク）　ｆｉｌ内には、入口（第２図において左端
）から出口（同じく右端）に向けて、整流格子（７）、
乾球温度計１３）と湿球温度計（８］とからなる乾湿球
温度計の感温部、２枚の多孔板（６Ａ）、（６Ｂ）から
なる放熱体］６１、ヒータ（４）例えば電気ヒータ、攪
拌板＋９１、整流格子（７１、整流筒［１０１、乾湿球
温度計］５）の感温部、ファン１２）例えば遠心式多翼
形ファンを順に配設せしめている。

前記各温度計１３）　、　＋５１　、１８１は水銀、ア
ルコールを封入した直読形温度計あるいは感温部にサー
ミスタ等の感熱素子を用いた電気信号変換形のものであ
ってもよく、乾球温度計の感温部は流通空気に直接的に
接触するよう配設し、一方、湿球温度計の感温部はダク
Ｉ’　ｉｌｌ壁に設けた開口から挿入したガーゼ等の吸
水材で囲繞してこのガーゼを湿部することにより、水膜
を介して流通空気に接触Ｔるよう配設する。

なお、前記湿球温度計（８）は省略することも可能であ
る。

整流格子（７）及び整流筒１１０＋はダクト（１）内の
空気流れが偏流しないように、整流させるための部材で
あって、整流格子（７）は例えば厚さ５１１１１のアク
ＩＪ　）し樹脂に直径３〜４ｔｌｌの孔をｌｏａ＋ピッ
チで多数分散して穿設してなる多孔板が用いられる。

また、整流筒ｕｏＩは１０α程度の長さで薄肉のストロ
−管を引き揃えてダク）　ｉｌｌ内に充填せしめた構造
などが好適である。

防熱体（６１はアルミニウム多孔板、塩化ビニル樹脂多
孔板からなる２枚の多孔板（６Ａ）　、　（６Ｂ）を適
宜間隔を存し並設してなり、上流側の乾球温度計（３）
と湿球温度計（８）の両感温部に対して、下流側のヒー
タ（４）の輻射熱が到達しないよう熱しゃ断性能を有す
ると共に流動空気に対しては流通を妨げないような整流
性能を有するものから選定される。

ヒータ（４］はダク）　＋１１内にコイルを増数させて
配設したニクロム線ヒータ等が使用される。

一方、攪拌板（９）は加熱後の空気を攪拌して空気の温
度分布を平均化させるためのものであって固定羽根ある
いは回転羽根が使用される。

乾湿法温度計（６１は、乾球温度計（３）及び湿球温度
計１８１と同じ構造であるので、説明を省略する。

ファン（２）は入口から出口に向けて空気な等速。

等風量で強制流動させるためのものであって、前記各感
温部の風速を日本工業規格において湿球温度の測定誤差
が最小になるとされている約５％以上に保ち得る性能の
ものが好ましい。

収出の構成になる湿度測定装置は、ダクト長が口径に比
して比較的長いので、途中で気流が濁流になりや丁く、
空気の流れに直角の方向に温度勾配が生じたのでは、感
温部取付位置によって測定誤差が生じるおそれがある。

従って、ヒータ（４）の下流側に攪拌板（９１、整流格
子（７１、整流筒ｕｏ＋　’ｆ配設して、タリ）　１１
＋内の空気の偏流をなくし均一温度分布が保持されるよ
うに形成している。

なお、図示していないが、測定対象の空気の圧力を測定
するための気圧計を上記ダクト（１）の近くに設けてい
る。また上記ダクトｆｉｌ内の空気抵抗は風速５％のと
き１頗水柱程度であり、湿度の測定精度には全く影響し
ないことを確認した。

上記装置を使用して測定対象の空気の相対湿度（ψ）を
求めるには、この装置を所定個所に配設してファン（２
）を付勢し、ヒータ［４）に通電Ｔると共に、両湿球温
度計の感温部を湿部させる。

空気温度が０℃を越している場合はヒータ［４）の通電
を行わずに、乾球温度計１３）の乾球温度（ＤＢ１）と
湿球温度計１８〕の湿球温度（”　１）から、あるいは
乾湿法温度計（５１の乾球温度（ＤＢ２）　　、湿球温
度（ＷＢ。

）のいずれかから湿り空気線図上で簡単に相対湿度（ψ
）を求めることができる。

これに対して雰囲気温度が０℃以下の場合には当然ヒー
タ（４）を加熱運転させて測定する。

この場合には湿球温度計（８）の感温部における水分は
氷結してしまうので、乾球温度計（３）の乾球温度（Ｄ
Ｅ２）とヒータ（４）で加熱後のｏ”（よりも高い雰囲
気下の乾湿法温度計（６）の乾球温度（ＤＢ＊）及び湿
球温度（ＷＢ２）の３種の測定値からダクト（１）に流
入する空気の相対湿度（ψ〕を求めるのである。

それには第３図に示すように湿り空気線図上で０でより
も高い（ＤＢ２）　、　（ＷＢ２）の各等温度線の交点
（Ｂ）を求めて、この点ＣＢ）の絶対湿度（ｘＪ　Ｅ得
る。

上記絶対湿度−は加熱前の空気についても同じ絶対湿度
（ｘ）である筈であるから、等絶対湿度線と（ＤＥ　１
）の等温Ｈとの交点囚を図上で求めると、この交点（４
）が（ＤＢ１）の等混線と（ＷＢ２）の等混線の交点す
なわちダク）　［１１に流入する空気の相対湿度（ψＪ
を求める点であることは言うまでもなく、かくして必要
とする相対湿度（ψ）が簡単に求められる。

具体例を挙げると、気圧が７６０■水銀柱で、ｎｕ　＝
　−１℃、　ＤＢ、＝　　Ｌ　Ｌ３℃、　ＷＢ、　＝　
５℃となったとすれば、ＣＲ２点の絶対湿度は約ｏ、　
ｏ　ｏ　ｚ　Ｂ”９／ｒ４であって、交点囚が約−２℃
の湿球温度（ＷＢ１）　ＨｉＡと約８０％の相対湿度（
ψＪ線と交わってｌ／）ることから、相対湿度が容易に
求められる。

なお、第２図において、電気ヒータ（４）と電源とを接
続する回路中に介設した電圧調節器（１１１に対してフ
ィードバック制御系を設けることにより、第３図におけ
る点（Ａｌと点（Ｂｌの間を必要最小温度差に保たせて
測定精度？一段と高めることが可能である。

上記フィードバック制御系は乾湿法温度計（６）におけ
る乾球温度（ＤＢ２）を電気信号（ｌｉｔに変換して（
感温部にサーミスタを用いることにより得られる）、こ
れを温度調節器ＬＩ２）にインプットさせて設定温度例
えば１０℃に合致させるように電圧調節器（１１１に印
加電圧の訂正指令を与えるようにすればよい。

このようにすることによって応答性を高め、かツヒータ
（４）の加熱量を可及的に小さくすることが可能である
。

以上述べた湿度測定は湿り空気線図を用いた作図による
ものであるが、ＤＪ　ｔ　ＤＢｔ　ＨＷＪを夫々電気信
号として取り出して、これにより演算で相対湿度（ψＪ
を求めることもできる。

すなわち、日本工業規格における計算式に基いて、気圧
、ヒータ（４）で加熱後の乾球温度（ＤＢ２）　　。

湿球温度（ｗｎｔ）から水蒸気圧を求め、絶対湿度を計
算し、次にこの絶対湿度とダク）　＋１１に流入する空
気の乾球温度（ＤＢ１）等から、相対湿度と絶対湿度と
の関係式を用いて測定対象の空気の相対湿度（ψ）を求
めることができる。

（発明の効果） 本発明による湿度測定装置は以上の如き構成よりなるも
のであり、氷点以下の温度下の空気をいったん絶対湿度
が変化しないように加熱して、そのときの乾球温度（Ｄ
Ｂ２）　　、湿球温度（ＷＢρと、氷点以下の雰囲気の
乾球温度（ＤＢＪ　とから相対湿度（−を求めるもので
あって氷点以下の相対湿度を温度換算±０．１℃の程度
の高精度下に測定できる。

しかも乾湿法温度計（５１，乾球温度計（３），ヒータ
Ｃ３），防熱体（６１及びファン（２）をダクトｉｌ＋
に付設した簡単な構造であるから、低コストの利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本概念図、第２図は本発明の１実施
例に係る略本構造図、第３図は本発明の詳細な説明する
湿り空気線図である。 ＋１１・・・ダクト、（２）・・・ファン。 １３車・・・乾球温度計、（４〕・・・ヒータ。 （５）・・・乾湿法温度計、（６１・・・防熱体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、入口から出口に向け空気を流動させるファン（２）
   を付設して有するダクト（１）内に、乾球温度計（３）
   の感温部、ヒータ（４）及び乾湿球温度計（５）の感温
   部を入口側から順次配設すると共に、前記乾球温度計（
   ３）の感温部と前記ヒータ（４）との間に、空気の流動
   を妨げることなく、かつヒータ（４）の輻射熱が前記感
   温部に放射するのをしや断し得る防熱体（６）を介設せ
   しめてなり、前記ヒータ（４）の発熱下において前記乾
   湿球温度計（５）が測定した乾球温度（ＤＢ＿２）及び
   湿球温度（ＷＢ＿２）から求めた絶対湿度（ｘ）と、前
   記乾球温度計（３）が測定した乾球温度（ＤＢ＿１）と
   から前記ダクト（１）に流入する空気の相対湿度（ψ）
   を測定可能となしたことを特徴とする湿度測定装置。