JPH0544772Y2

JPH0544772Y2 -

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Publication number: JPH0544772Y2
Application number: JP1988038473U
Authority: JP
Priority date: 1988-03-25
Filing date: 1988-03-25
Publication date: 1993-11-15
Anticipated expiration: 2003-03-25
Also published as: JPH01142852U

Description

【考案の詳細な説明】［考案の目的］（産業上の利用分野）この考案は水分検知器に係り、詳しくは培養装
置の水分量の制御等に使用される水分検知器に関
するものである。

（従来の技術）培地支持体を用いた培養装置では、培地支持体
の含水量が培養植物の生育に大きな影響を与える
ことから、含水量の制御が重要となつている。含
水量を制御するには、含水量を正確に検知する必
要があり、このため本出願人は、先に、水分検知
器を提案した（特願昭61−189582号）。

この水分検出器では、水分センサ部分が、一端
が閉塞された細長い容器内に金属部とプラスチツ
ク部を設け、ヒーターとこのヒーターと一定の間
隔をおいて配置した温度計側部としての温度セン
サをそれぞれ金属部に固定し、また同一構成の対
照用のとしての別の温度センサをヒーターからの
熱の影響を遮断できる位置に設けて構成されてい
る。ここで、温度センサは白金薄膜抵抗または熱
電対等から構成されている。また、容器の他端に
は、ヒーターおよび温度センサのリード線の引き
出し部が設けられている。

上記水分検知器の水分センサ部分を培地支持体
中に差し込み、ヒーターを動作させると、ヒータ
ーの熱は温度計測部としての温度センサに伝えら
れる。このとき熱の一部は培地支持体に吸熱され
て逃げる。この吸熱量（逃げ量）は、培地支持体
の水分量が多い程大きい。培地支持体での吸熱量
が多いと、温度計側部に伝えられる熱は大きく減
少し、逆に培地支持体での吸熱量が少ないと、温
度計側部に伝えられる熱は余り減少しない。した
がつて、ヒーターでの発熱量を一定にしておけ
ば、温度センサでの温度上昇量（温度変化量）を
計ることにより培地支持体での水分量を知ること
が出来る。

（考案が解決しようとする課題）このように熱源からセンサに伝えられる熱量に
基づいて水分量を検知する方式では、途中での吸
熱量が多く、温度センサに伝えられる熱量が少な
い流域、すなわち高含水率域で水分量に対する熱
量の変化の割合（温度変化量）が少ない。

上記水分検知器では、単一の熱源（ヒーター）
から温度センサに伝えられる熱量で水分量を検知
するため、高含水率域において水分量に対する温
度変化量を大きくとることが出来ず、すなわち高
含水率域における検知感度を改善することが出来
ず、検知感度が低い問題があつた。

この考案は上記従来技術の問題点を解決するも
ので、その目的とするところは、高含水率域で検
知感度が低くならない水分検知器を提供すること
である。

［考案の構成］（課題を解決するための手段）上記目的を達成するためこの考案では、植物を
生育する培地支持体内の水分を検出する水分検知
器であつて、前記培地支持体内に挿入することが
可能な金属製の容器内に２つのヒーターを設け、
これらのヒーター間に温度計測部を設けたことを
特徴としている。すなわち、温度計側部としての
温度センサへの熱の伝達の効率化を図ることによ
り、高含水率域で検知感度を向上させるものであ
る。なお、上記容器の外側は、耐熱性合成樹脂で
被覆することが望ましい。

（作用）容器を培地支持体等の被測定体中に差し込ん
で、ヒーターを動作させると、その熱の一部は培
地支持体に吸熱され、残りの熱が温度計側部とし
ての温度センサに伝えられる。ここで、温度セン
サは、ヒーターの間に配置されているため、ヒー
ターから熱が効率良く伝えられる。したがつて、
高含水率域でも比較的大きな温度変化量が得られ
る。

（実施例）以下、この考案の一実施例を図面を用いて詳細
に説明する。

第１図はこの考案の水分検知器の一実施例を示
すもので、水分センサ部分は、一端が尖つて閉塞
され他端が開口した金属製の容器１０の一端寄り
位置内に、ヒーター２１，２２と温度計側部とし
ての温度センサ３０を配置し、ヒーター２１，２
２から離れて熱が伝わり難い他端寄り位置内に、
対照用としての温度センサ４０を配置して構成さ
れている。そして、容器１０の他端開口部１１か
らヒーター２１，２２および温度センサ３０，４
０のリード線２１ａ，２２ａ，３０ａ，４０ａを
引き出している。ここで、重要なのは、ヒーター
から温度センサ３０へ熱が効率良く伝えられるよ
うにするためにヒーターを２つ配置し、そしてこ
れらヒーター２１，２２の間に温度センサ３０を
配置した点である。

この実施例では、これらヒーター２１，２２間
に温度センサ３０を配置している。そして、容器
１０の内部には適当な温度損失を有する例えばポ
リブタジエン、シリコンオイル等の温度損失体５
０を充填している。また、容器１０の外周面を、
一体成型等の手段により四フツ化エチレン、ポリ
カーボネート等の耐熱性合成樹脂６０で被覆して
いる。なお、温度センサ３０，４０は、白金薄膜
抵抗または熱電対等から構成されている。

このようにすると、ヒーター２１，２２から温
度センサ３０への熱の伝達の効率が良くなり、単
一の熱源で熱容量を増加させた場合よりも高含水
率域において水分量に対する温度上昇量（温度変
化量）を大きくとることが出来る。また、耐熱性
合成樹脂６０で被覆しているため、蒸気殺菌
（150℃程度の高温での殺菌）に際しても支障がな
く、また容器１０を培地支持体中に長期間差し込
んでおいても、容器１０内の温度損失体５０が漏
れ出たり、容器１０が腐食して金属イオンが溶け
出たりするような問題も生じない。

次に、上記水分検知器を使用して培地支持体の
水分量を測定する方法に対説明する。

第２図ａ，ｂは植物培養装置Ａの人工繊維培地
（培地支持体）Ｂの水分量測定方法を示している。
これには、人工繊維培地Ｂに切り込みＢ１を入れ
ておき、容器１０を、その端部を残してほぼ完全
に差し込み（第２図ｂ参照）、ヒーター２１，２
２、温度センサ３０，４０のリード線２１ａ，２
２ａ，３０ａ，４０ａを水分計Ｃに接続し、次い
で水分計ＣのスタートスイツチＳをオンにする。
これによりヒーター２１，２２が動作して発熱
し、その熱は温度損失体５０を介して温度センサ
３０に伝えられる。このとき、熱の一部は、人工
繊維培地Ｂに逃げる。人工繊維培地Ｂを構成する
人工繊維の熱伝達率が充分に小さいと、そこに含
有される水分量によつて逃げる熱量が変化する。
すなわち、従来の水分検知器の場合で説明したよ
うに、水分量が多いときには、逃げる熱量が多い
ので、温度センサ３０に伝えられる熱量は少な
く、逆に水分量が少ないときには、逃げる熱量が
少ないので、温度センサ３０に伝えられる熱量は
多い。

上記方法で水分量を測定した結果を第３図のグ
ラフに示す（同図●印参照）。なお、比較のため
金属容器内に単一の熱源と温度センサを配置した
水分検出器での測定結果（同図の○印参照）と、
この金属容器を耐熱性合成樹脂により被覆した水
分検知器での測定結果（同図の△印参照）を併記
した。同図グラフの縦軸は温度センサ３０の出力
（）、横軸は重量含水率（％）を表している。

同図グラフから明らかなように、ヒーター２
１，２２から温度センサ３０への熱の伝わる効率
を良くすると、比較例に比して高含水率域（重量
含水率90％〜100％）での感度が向上する。

第４図は、高含水率域での水分量検知感度を、
上記方法よりもさらにはつきり示すことの出来る
別の水分量測定方法を示している。この方法で
は、植物培養装置Ａに装備された人工繊維培地Ｂ
の水分量をコントロールできるようにして測定し
ている。すなわち、人工繊維培地Ｂの下に不織布
Ｄのシートを敷き、植物培養装置Ａの底部の横板
A₁からシリコンチユーブＥを介して水を排出で
きるようにしている。そして、シリコンチユーブ
ＥをＹ字管Ｆの一方の開口端に連結し、Ｙ字管Ｆ
の他方の開口端に別のシリコンチユーブＧを連結
して、シリコンチユーブＥ，Ｇ間に水位差を設け
るようにしている。水位差０cmのとき重量含水率
100％に、８cmのとき重量含水量90％になるよう
に設定している。なお、第４図Ｈはシリコンチユ
ーブＧを支えるスタンドである。

この別の方法での水分量を測定した結果を第５
図のグラフに示す（同図●印参照）。なお、比較
のため金属容器内に単一の熱源と温度センサを配
置した水分検知器での測定結果（同図の○印参
照）を併記した。同図グラフの縦軸は温度センサ
３０の出力（Ｖ）、横軸は水位差（cm）を表して
いる。

同図のグラフから、ヒーター２１，２２から温
度センサ３０への熱の伝わる効率を良くすると、
比較例に比例して重量含水率90％〜重量含水率
100％の間で感度が上昇することが分かる。

重量含水率90％〜重量含水率100％の間は、水
分間のコントロールで重要な範囲であり、この範
囲内での水分量を感度良く測定することは、植物
の培養に有利となる。

なお、上記実施例では、２個のヒーター２１，
２２を配置し、そしてこれらヒーター２１，２２
間に温度センサ３０を配置した場合を示したが、
これに限定されるものではない。要は複数個のヒ
ーターを配置し、そしてこれらヒーターの間に温
度計側部としての温度センサを配置することによ
り、ヒーターから温度センサに伝えられる熱の伝
達の効率化を図ることができればよい。

また、この考案の水分検知器は、培地支持体の
水分量の測定以外にも適用することができる。

［考案の効果］以上説明したようにこの考案によれば、 (イ) 培地支持体内の水分の増加にしたがつて各ヒ
ーターから培地支持体へ逃げる熱量が増えるの
で、温度計測部で温度を計測することにより、
培地支持体内の水分を計測することができ、 (ロ) ２つのヒーターの間に温度計測部を設けてい
るので、培地支持体内の水分が多くなつてこの
培地支持体側へ逃げる熱量が多い場合でも、ヒ
ーターの発熱量を増加させることなく、温度計
測部に多くの熱量を供給することができ、 (ハ) しかも、ヒーターの発熱量を増加させること
なく、温度計測部に多くの熱量を供給すること
ができるから、効率の向上を図ることができ、 (ニ) ２つのヒーターの熱が温度計測部に達するの
で、より平均化した培地支持体内の水分を検出
することができる。

したがつて、効率良く高含水領域の検知感度を
向上することができ、かつ培地支持体内の平均化
した水分を検出することができる。

また、容器の外側に耐熱性合成樹脂を被覆すれ
ば、蒸気殺菌に際して何ら支障がなく、植物培養
等に悪影響を与えるようなおそれがない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の水分検知器の概要を示す略
解断面図であり、また第２図ａは水分量の測定方
法示す説明図、同図ｂは人工繊維培地の平面図で
あり、また第３図は第２図の方法で測定した結果
を示すグラフであり、また第４図は別の水分量の
測定方法を示す説明図であり、また第５図は第４
図の方法で測定した結果を示すグラフである。１０……容器、２１，２２……ヒータ、３０…
…温度計側部（温度センサ）、６０……耐熱性合
成樹脂、Ｂ……人工繊維培地（培地支持体）。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 植物を生育する培地支持体内の水分を検出す
る水分検出器であつて、前記培地支持体内に挿入することが可能な金
属製の容器内に２つのヒーターを設け、これら
のヒーター間に温度計測部を設けたことを特徴
とする水分検知器。 (2) 容器の外側に耐熱性合成樹脂を被覆したこと
を特徴とする請求項１記載の水分検知器。