JPH02168142A - 湿度センサ - 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】 （伺産業上の利用分野 本発明はレーザ光を用いた湿度センサに関する乙のであ
る。

（ロ）従来の技術 ＵＣ来の湿度検知は例えば近赤外領域のうちある特定の
波長光は水に吸収されるという原理を用いていた。すな
わち、近赤外領域における水の吸収波長１．４３．１．
９４μｍのうちのひとつを主波長とし、さらに外乱によ
る影響を補正するために水に吸収されない波長光を比較
光として用い１両者のエネルギー托から湿度を求める方
法が用いられＣいた。しかしながら、赤外光源として用
いられるハロゲンランプは安定性に乏しく、精度を上げ
るためにはハロゲンランプの温度を上昇させ、赤外光の
放射エイ・ルギーを増大させねばならない。このため、
寿命が短かく、消費電力も大きくなるという欠点があっ
た。また、水の吸収スペクトルのうち、Ｍｔｔｌ吸収の
大きい波長は２７μｍであり、ハロゲンランプの場合、
この波長の放射エネルギーは小さいため、最適な波長を
使えないという欠点もあった。

（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明はこのような点に鑑みて為されたものであって、
検出精度が高く経時的に安定性のある湿度センサを実現
しようとするものである。

（勾課題を解決するための手段 本発明では、一定波長の光を放射するレーザ装置と、該
レーザ装置のレーザ光の周波数を変換するための変換手
段と、変換されたレーザ光の光路上に配置されたガスセ
ルとを有してこのガスセルでのレーザ光の減衰状態を見
て該セル内の湿度を検知している。

（１作　用 レーザ光の周波数を変１ｆＡする光変１ａ手段を有して
いるので、レーザ光の周波数を水蒸気による吸光率の高
い周波数に調整される。

（へ）実施例 図は本発明湿度センサを示し、＋１１は１０．６μｍの
波長のレーザ光を放射するＣＯ２レーザ装置、（２）は
例えばＬｉＮｂ０．光導波路Ｍ４遣分有した５ｅｃｏｎ
ｄ　ＨａｒｍｏＩＩｉｃ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ素子（
以下Ｓ　Ｉ−１（コ素子と云う）であり、レーザ光の周
波数を２倍に変換し、波長を１７２にする。（４）　（
５）及び［４’　＋　（５’　１は夫々上記ＳＨＧ素子
（２１（３＋からチェレンコフ放射角をもって放射され
る出射光（７１（７’　ｌを集光するレンズ、（１０）
はレン′ズ（５゛）からのレーザ光を２分割するハーフ
ミラ−を示し、一方のレーザ光はその光強度を検出する
光検知器（８）へ、他方のレーザ光は湿度検知すべきガ
スが導入されるガスセル（６）へ導かれる。（９）は上
記ガスセル（６）からのレーザ光の光強度を検出する光
検知器、（ｌ　ｌ！この光検知器（９）での光強度と上
記光検知器（８）での光強度を比較する比較手段であり
、この光強度の差異によりガスセル（６）内のガスの湿
度を導出する。尚、こうした構造において、ハーフミラ
−（１０）と光検出器（８）、ハーフミラ−（１０）と
ガスセル（６）、及びガスセル（６）と光検出器（９）
の間は出来るだけ近接させるか、あるいはレーザ光の減
衰率の小さいグラスファイバー等で光路を形成し。

レーザ光の減衰を印判するようにしなければならない。

またガスセル（６）には測定対象となるガスを強制的に
送り込む機構も必要である。

５二のような湿度センサにおいて、力゛スセル（６）内
に湿度測定対象となるガスを送り込んでＣＯ２レーザ装
置（１）から１０．６μｍ波長のレーザ光を出力すると
、このレーザ光はＳＨＧ素子（２）　＋３１で夫々波長
が１／２に変換され、結局波長２６５μｍのレーザ光が
ハーフミラ−（ｌθ）で２分割されて光検知器（８）と
ガスセル（６）へ供給される。水蒸気のレーザ光吸収の
ピーク波長は２．７μｍ付近であるので、ガスセル（６
）に供給された波長２６５μｍのレーザ光はガスセル（
６）内の水蒸気により効率的に吸収される。このときの
ガスセル（６）からの出射光のエネルギーＩはＬａｍｂ
ｅｒｔ−Ｂｅｅｒの法則により Ｉ＝Ｉｏｅｘｐ　（−（ＺＣＬ） ■。；セルへの入射光エネルギー、α：吸収効率、Ｃ・
水蒸気濃度、Ｌ：セル長、 で表わされる。こうしてガスセル（６）から出射された
レーザ光は光検知器（９）へ与えられ、その光強度が検
知される。その後比較手段（１１）で光検知器（８）　
（９１での検出強度を比較することにより、ガスセル（
６）内の水蒸気濃度がわかり、これから湿度が演算算出
される。

このような湿度センサは信顆性試験用の恒温槽や微生物
培養器内の湿度検知、あるいは住居空間内の湿度検知に
利用出来る。

（ト）発明の効果 以上述べた如く本発明湿度センサはレーザ光の周波数を
変換する変換手段を設け、水蒸気により吸収され易いレ
ーザ光周波数に変換しているｊ、）で、水蒸気；農度が
レーザ光の践衰に鋭敏に反映され、正確な湿度検知が行
なわれる。また、従来に比してセンサ寿命も長く、消費
電力も少くなる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明湿度センサの一実施例プロ・ツク図である。 （１１・・ＣＯ□レーサ装置、＋２１　（３１・・・５
）ＩＧ素子、＋４＋　！４’　）　（５１（５’　）・
・レンズ、（６）・・ガスセル、（７）（７゛）・・レ
ーザ光、（８１（９＋・・・光検出器、（１０）・ノ＼
−フミラー、（１１）・・・比較手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）一定波長の光を放射するレーザ装置と、該レーザ装
   置のレーザ光の周波数を変換するための変換手段と、変
   換されたレーザ光の光路上に配置されたガスセルと、を
   有して成り、このガスセルでのレーザ光の減衰状態を見
   て該セル内の湿度を検知して成る湿度センサ。