JPH06167436A - 水晶発振式水分計及び水分の測定方法 - Google Patents
水晶発振式水分計及び水分の測定方法Info
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- JPH06167436A JPH06167436A JP32080892A JP32080892A JPH06167436A JP H06167436 A JPH06167436 A JP H06167436A JP 32080892 A JP32080892 A JP 32080892A JP 32080892 A JP32080892 A JP 32080892A JP H06167436 A JPH06167436 A JP H06167436A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 １サイクルの所要時間を長くすることなくセ
ンサーのクリーニングを十分に行え、感度向上と安定性
の向上を図れる水晶発振式水分計及びこれを用いた水分
の測定方法を提供する。 【構成】 水晶発振式の湿度センサーのクリーニング
を、初期には多量の乾燥ガスで十分に行い、試料ガスに
切換えられる後期には、流量変化がセンサーに悪影響を
与えないように、乾燥ガスの流量を試料ガスの流量と略
同一流量にして測定を行う。
ンサーのクリーニングを十分に行え、感度向上と安定性
の向上を図れる水晶発振式水分計及びこれを用いた水分
の測定方法を提供する。 【構成】 水晶発振式の湿度センサーのクリーニング
を、初期には多量の乾燥ガスで十分に行い、試料ガスに
切換えられる後期には、流量変化がセンサーに悪影響を
与えないように、乾燥ガスの流量を試料ガスの流量と略
同一流量にして測定を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水晶発振式の湿度セン
サーを設けた測定セルに、試料ガスと乾燥ガスとを交互
に流通させて試料ガス中の微量水分、特にｐｐｂオーダ
ーの微量の水分を測定する水晶発振式水分計及びこれを
用いた水分の測定方法に関する。
サーを設けた測定セルに、試料ガスと乾燥ガスとを交互
に流通させて試料ガス中の微量水分、特にｐｐｂオーダ
ーの微量の水分を測定する水晶発振式水分計及びこれを
用いた水分の測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】水晶発振式水分計は、図５に示すよう
に、水分吸着剤等で処理して含有する水分を測定限界値
以下の一定値まで常時除去した乾燥ガス（ドライガス）
と試料ガス（サンプルガス）とを、一定の流量で交互に
測定セルに導入し、試料ガス導入時の発振周波数と乾燥
ガス導入時の発振周波数の差から試料ガス中の水分を測
定するものである。
に、水分吸着剤等で処理して含有する水分を測定限界値
以下の一定値まで常時除去した乾燥ガス（ドライガス）
と試料ガス（サンプルガス）とを、一定の流量で交互に
測定セルに導入し、試料ガス導入時の発振周波数と乾燥
ガス導入時の発振周波数の差から試料ガス中の水分を測
定するものである。
【０００３】上記測定セル内には、水分を選択的に吸着
する物質をコーティングした水晶振動子がセンサーとし
て収納されており、このセンサー表面に吸着した試料ガ
ス中の水分は、次に導入される乾燥ガスによりクリーニ
ングされる。この試料ガス導入時の吸着水分量と乾燥ガ
ス導入時の脱着水分量により水晶振動子上の水分量が変
化し、これに応じて発振周波数が変化する。
する物質をコーティングした水晶振動子がセンサーとし
て収納されており、このセンサー表面に吸着した試料ガ
ス中の水分は、次に導入される乾燥ガスによりクリーニ
ングされる。この試料ガス導入時の吸着水分量と乾燥ガ
ス導入時の脱着水分量により水晶振動子上の水分量が変
化し、これに応じて発振周波数が変化する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記試料ガス
中の水分濃度が高まるに連れて吸着する水分量が増加
し、乾燥ガスでのクリーニングが十分に行えなくなり、
センサー上に水分が蓄積されてくる。この結果、吸着水
分量と発振周波数との関係が変化し、水分計としての再
現性に悪影響を及ぼすことになる。
中の水分濃度が高まるに連れて吸着する水分量が増加
し、乾燥ガスでのクリーニングが十分に行えなくなり、
センサー上に水分が蓄積されてくる。この結果、吸着水
分量と発振周波数との関係が変化し、水分計としての再
現性に悪影響を及ぼすことになる。
【０００５】これを回避するためには、多量の乾燥ガス
を用いてセンサーを十分にクリーニングする必要がある
が、十分なクリーニング効果を得るために、乾燥ガスの
導入時間を長くすると、１サイクルの所要時間が長くな
り、水分の変化に対する応答が遅れるという不都合があ
った。。
を用いてセンサーを十分にクリーニングする必要がある
が、十分なクリーニング効果を得るために、乾燥ガスの
導入時間を長くすると、１サイクルの所要時間が長くな
り、水分の変化に対する応答が遅れるという不都合があ
った。。
【０００６】そこで本発明は、１サイクルの所要時間を
長くすることなくセンサーのクリーニングを十分に行
え、感度向上と安定性の向上とを図れる水晶発振式水分
計及びこれを用いた水分の測定方法を提供することを目
的としている。
長くすることなくセンサーのクリーニングを十分に行
え、感度向上と安定性の向上とを図れる水晶発振式水分
計及びこれを用いた水分の測定方法を提供することを目
的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明は、乾燥ガスの流量制御部を設けるととも
に、乾燥ガスの流量を、導入初期には試料ガスの流量よ
りも多い流量に、試料ガスとの切換前には試料ガスの流
量と略同一流量になるように制御する制御手段を備え、
センサーのクリーニングを初期には多量の乾燥ガスで十
分にクリーニングを行い、試料ガスに切換えられる後期
には流量変化がセンサーに悪影響を与えないように乾燥
ガスの流量を試料ガスの流量と略同一流量にして測定を
行うことを特徴とするものである。
ため、本発明は、乾燥ガスの流量制御部を設けるととも
に、乾燥ガスの流量を、導入初期には試料ガスの流量よ
りも多い流量に、試料ガスとの切換前には試料ガスの流
量と略同一流量になるように制御する制御手段を備え、
センサーのクリーニングを初期には多量の乾燥ガスで十
分にクリーニングを行い、試料ガスに切換えられる後期
には流量変化がセンサーに悪影響を与えないように乾燥
ガスの流量を試料ガスの流量と略同一流量にして測定を
行うことを特徴とするものである。
【０００８】
【作 用】上記構成によれば、多量の乾燥ガスを用いて
クリーニングを行うので、十分にセンサーをクリーニン
グすることができ、クリーニング初期に流量を多くして
いるので、１サイクルの所要時間を延長することなく測
定を行うことができる。また、切換前には試料ガスの流
量と略同一流量にするので、切換時に流量変化を生じる
ことがなく、安定した状態で測定できる。
クリーニングを行うので、十分にセンサーをクリーニン
グすることができ、クリーニング初期に流量を多くして
いるので、１サイクルの所要時間を延長することなく測
定を行うことができる。また、切換前には試料ガスの流
量と略同一流量にするので、切換時に流量変化を生じる
ことがなく、安定した状態で測定できる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を、図面に示す一実施例に基づ
いてさらに詳細に説明する。図１は、本発明の水晶発振
式水分計の構成を示す系統図であって、水分を選択的に
吸着する物質をコーティングした水晶振動子がセンサー
として収納された測定セル１には、試料ガスと乾燥ガス
とを交互に導入するための三方弁２ｓ，２ｄが接続され
ており、試料ガス導入側の三方弁２ｓには、試料ガスの
流量を所定の流量に調節する流量制御部３を介して試料
ガス導入管４が、乾燥ガス導入側の三方弁２ｄには、水
分を除去する乾燥器５及び乾燥ガスの流量を調節する流
量制御部６を介して乾燥ガス導入管７が、それぞれ接続
されている。さらに、測定セル１には発振回路８と発振
周波数測定部９が、両三方弁２ｓ，２ｄには三方弁駆動
回路１０ｓ，１０ｄが、それぞれ接続されている。
いてさらに詳細に説明する。図１は、本発明の水晶発振
式水分計の構成を示す系統図であって、水分を選択的に
吸着する物質をコーティングした水晶振動子がセンサー
として収納された測定セル１には、試料ガスと乾燥ガス
とを交互に導入するための三方弁２ｓ，２ｄが接続され
ており、試料ガス導入側の三方弁２ｓには、試料ガスの
流量を所定の流量に調節する流量制御部３を介して試料
ガス導入管４が、乾燥ガス導入側の三方弁２ｄには、水
分を除去する乾燥器５及び乾燥ガスの流量を調節する流
量制御部６を介して乾燥ガス導入管７が、それぞれ接続
されている。さらに、測定セル１には発振回路８と発振
周波数測定部９が、両三方弁２ｓ，２ｄには三方弁駆動
回路１０ｓ，１０ｄが、それぞれ接続されている。
【００１０】制御手段１１は、上記試料ガス流量制御部
３，乾燥ガス流量制御部６，発振周波数測定部９，三方
弁駆動回路１０ｓ，１０ｄを制御するとともに、測定結
果を出力するもので、演算回路や記憶部，タイマー回
路，各種入出力部等を備えている。また、上記試料ガス
流量制御部３及び乾燥ガス流量制御部６には、電子式マ
スフローコントローラーを使用して制御手段１１からの
電気信号により流量を変化させることができるようにし
ている。
３，乾燥ガス流量制御部６，発振周波数測定部９，三方
弁駆動回路１０ｓ，１０ｄを制御するとともに、測定結
果を出力するもので、演算回路や記憶部，タイマー回
路，各種入出力部等を備えている。また、上記試料ガス
流量制御部３及び乾燥ガス流量制御部６には、電子式マ
スフローコントローラーを使用して制御手段１１からの
電気信号により流量を変化させることができるようにし
ている。
【００１１】乾燥ガスは、乾燥ガス導入管７から乾燥器
５及び乾燥ガス流量制御部６を経て水分が除去され、所
定の流量に調節された後、三方弁２ｄを介して測定セル
１に導入され、試料ガス導入側の三方弁２ｓから排気管
１２ｄを経て排出される。一方の試料ガスは、試料ガス
導入管４から試料ガス流量制御部３に導入され、所定の
流量に調節された後、三方弁２ｓから測定セル１に導入
され、乾燥ガス導入側の三方弁２ｄから排気管１２ｓを
経て排出される。
５及び乾燥ガス流量制御部６を経て水分が除去され、所
定の流量に調節された後、三方弁２ｄを介して測定セル
１に導入され、試料ガス導入側の三方弁２ｓから排気管
１２ｄを経て排出される。一方の試料ガスは、試料ガス
導入管４から試料ガス流量制御部３に導入され、所定の
流量に調節された後、三方弁２ｓから測定セル１に導入
され、乾燥ガス導入側の三方弁２ｄから排気管１２ｓを
経て排出される。
【００１２】なお、上記系統は、図示しない恒温槽内に
収められて５０〜６０℃の範囲で温度が一定に保たれて
いる。
収められて５０〜６０℃の範囲で温度が一定に保たれて
いる。
【００１３】本実施例装置による試料ガス中の水分の測
定は、乾燥ガスと試料ガスとを交互に切換えて測定セル
１に導入して行うにあたり、図２に示すように、乾燥ガ
スの導入量を変化させる。すなわち、まず、乾燥ガス導
入側の三方弁２ｄが測定セル１側に、試料ガス導入側の
三方弁２ｓが排気側に切換えられ、乾燥ガスが、試料ガ
スの設定流量よりも多い流量で測定セル１に導入され
る。所定の時間が経過すると、制御手段１１からの信号
により乾燥ガス流量制御部６が作動して乾燥ガスの流量
を試料ガスの設定流量と略同一にする。
定は、乾燥ガスと試料ガスとを交互に切換えて測定セル
１に導入して行うにあたり、図２に示すように、乾燥ガ
スの導入量を変化させる。すなわち、まず、乾燥ガス導
入側の三方弁２ｄが測定セル１側に、試料ガス導入側の
三方弁２ｓが排気側に切換えられ、乾燥ガスが、試料ガ
スの設定流量よりも多い流量で測定セル１に導入され
る。所定の時間が経過すると、制御手段１１からの信号
により乾燥ガス流量制御部６が作動して乾燥ガスの流量
を試料ガスの設定流量と略同一にする。
【００１４】さらに、所定の時間が経過すると、制御手
段１１からの信号により三方弁駆動回路１０ｓ，１０ｄ
が、乾燥ガス導入側の三方弁２ｄを排気側に、試料ガス
導入側の三方弁２ｓを測定セル１側にそれぞれ切換え、
試料ガスを三方弁２ｓから測定セル１に導入し、三方弁
２ｄから排出するようにする。
段１１からの信号により三方弁駆動回路１０ｓ，１０ｄ
が、乾燥ガス導入側の三方弁２ｄを排気側に、試料ガス
導入側の三方弁２ｓを測定セル１側にそれぞれ切換え、
試料ガスを三方弁２ｓから測定セル１に導入し、三方弁
２ｄから排出するようにする。
【００１５】そして、前記乾燥ガス導入時の水晶振動子
の発振周波数と、試料ガス導入時の発振周波数とを測定
し、両者の差から試料ガス中の水分量を算出する。な
お、水晶振動子の発振周波数の差に基づいた水分濃度の
算出は、従来と同様に行えるので、その詳細な説明は省
略する。
の発振周波数と、試料ガス導入時の発振周波数とを測定
し、両者の差から試料ガス中の水分量を算出する。な
お、水晶振動子の発振周波数の差に基づいた水分濃度の
算出は、従来と同様に行えるので、その詳細な説明は省
略する。
【００１６】１回目の測定が終了したら、両三方弁２
ｓ，２ｄが切換えられ、乾燥ガスが測定セル１に導入さ
れると同時に、乾燥ガス流量制御部６が作動して乾燥ガ
スの流量を増加させる。以下、図２に示すように乾燥ガ
スの流量を調節しながら、乾燥ガスと試料ガスとが交互
に測定セル１に導入されて水分の測定が行われる。
ｓ，２ｄが切換えられ、乾燥ガスが測定セル１に導入さ
れると同時に、乾燥ガス流量制御部６が作動して乾燥ガ
スの流量を増加させる。以下、図２に示すように乾燥ガ
スの流量を調節しながら、乾燥ガスと試料ガスとが交互
に測定セル１に導入されて水分の測定が行われる。
【００１７】ここで、上記装置を用いて水分の測定を行
った結果を説明する。なお、両三方弁２ｓ，２ｄには、
メタルダイアフラムブロック弁を使用し、試料ガス流量
制御部３及び乾燥ガス流量制御部６には、高性能電子式
マスフローコントローラーを使用した。また、配管を含
めた構成部品は、全て内面電界研磨処理を行い、吸着水
分の影響を低減した。さらに、装置全体を恒温槽に収納
して６０℃の一定温度に保持した。
った結果を説明する。なお、両三方弁２ｓ，２ｄには、
メタルダイアフラムブロック弁を使用し、試料ガス流量
制御部３及び乾燥ガス流量制御部６には、高性能電子式
マスフローコントローラーを使用した。また、配管を含
めた構成部品は、全て内面電界研磨処理を行い、吸着水
分の影響を低減した。さらに、装置全体を恒温槽に収納
して６０℃の一定温度に保持した。
【００１８】試料ガスとしては、水分濃度が約５０ｐｐ
ｂから２２０ｐｐｂの範囲のものを５種類用意し、流量
は、毎分２００ｍｌに設定し、９０秒間流通させた。そ
して、乾燥ガスは、毎分６００ｍｌで９０秒間、毎分２
００ｍｌで１２０秒間流通させた。その結果、図３に示
すように、直線性、再現性ともに良好な結果が得られ
た。
ｂから２２０ｐｐｂの範囲のものを５種類用意し、流量
は、毎分２００ｍｌに設定し、９０秒間流通させた。そ
して、乾燥ガスは、毎分６００ｍｌで９０秒間、毎分２
００ｍｌで１２０秒間流通させた。その結果、図３に示
すように、直線性、再現性ともに良好な結果が得られ
た。
【００１９】従来の方法、すなわち、乾燥ガスを試料ガ
スと同一流量で導入して、上記測定条件と同等のクリー
ニング効果を得るためには、流量２００ｍｌ／分で３９
０秒間、乾燥ガスを流通させる必要がある。したがっ
て、従来法では、１サイクルに４８０秒かかっていたの
が、本実施例では３００秒に短縮されたことになる。さ
らに、試料ガス中の微量水分、特に０〜２００ｐｐｂ程
度の微量水分を、迅速かつ正確に測定することが可能に
なる。
スと同一流量で導入して、上記測定条件と同等のクリー
ニング効果を得るためには、流量２００ｍｌ／分で３９
０秒間、乾燥ガスを流通させる必要がある。したがっ
て、従来法では、１サイクルに４８０秒かかっていたの
が、本実施例では３００秒に短縮されたことになる。さ
らに、試料ガス中の微量水分、特に０〜２００ｐｐｂ程
度の微量水分を、迅速かつ正確に測定することが可能に
なる。
【００２０】なお、乾燥ガスの流量は、少なくとも試料
ガスとの切換前には、試料ガスの流量と略同一にしてお
く必要があるが、これ以外の時期の流量は任意であり、
例えば図４に示すように漸減させたり、中間時期だけ多
量に流通させるようにしてもよい。また、上記乾燥ガス
の流量における切換前の試料ガスと略同一流量の範囲
は、試料ガス又は乾燥ガスの流量のみによる水晶振動子
に与える効果が同一効果（発振周波数が略同一）である
範囲である。
ガスとの切換前には、試料ガスの流量と略同一にしてお
く必要があるが、これ以外の時期の流量は任意であり、
例えば図４に示すように漸減させたり、中間時期だけ多
量に流通させるようにしてもよい。また、上記乾燥ガス
の流量における切換前の試料ガスと略同一流量の範囲
は、試料ガス又は乾燥ガスの流量のみによる水晶振動子
に与える効果が同一効果（発振周波数が略同一）である
範囲である。
【００２１】また、装置構成は、上記実施例に限定され
るものではなく、従来から用いられている各種構成の装
置にも、本発明を適用することが可能である。
るものではなく、従来から用いられている各種構成の装
置にも、本発明を適用することが可能である。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、水晶発
振式の湿度センサーのクリーニングを行う際に、試料ガ
スとの切換前を除いて、多量の乾燥ガスを供給するよう
にしたので、短時間で十分なクリーニング効果が得ら
れ、正確で再現性のよい測定結果が得られるとともに、
切換時には試料ガスと略同一流量になっているので、切
換時の流量変化がほとんどなく、水晶振動子の発振周波
数の流量変化による影響を取除くことができる。
振式の湿度センサーのクリーニングを行う際に、試料ガ
スとの切換前を除いて、多量の乾燥ガスを供給するよう
にしたので、短時間で十分なクリーニング効果が得ら
れ、正確で再現性のよい測定結果が得られるとともに、
切換時には試料ガスと略同一流量になっているので、切
換時の流量変化がほとんどなく、水晶振動子の発振周波
数の流量変化による影響を取除くことができる。
【図１】 本発明の水晶発振式水分計の一実施例を示す
系統図である。
系統図である。
【図２】 試料ガスと乾燥ガスの流量変化の一例を示す
図である。
図である。
【図３】 実験結果を示すもので、試料ガス水分濃度と
差周波数の関係を表す図である。
差周波数の関係を表す図である。
【図４】 試料ガスと乾燥ガスの流量変化の他の例を示
す図である。
す図である。
【図５】 従来の試料ガスと乾燥ガスの流量変化を示す
図である。
図である。
１…測定セル、２ｓ，２ｄ…三方弁、３…試料ガス流量
制御部、４…試料ガス導入管、５…乾燥器、６…乾燥ガ
ス流量制御部、７…乾燥ガス導入管、８…発振回路、９
…発振周波数測定部、１０ｓ，１０ｄ…三方弁駆動回
路、１１…制御手段
制御部、４…試料ガス導入管、５…乾燥器、６…乾燥ガ
ス流量制御部、７…乾燥ガス導入管、８…発振回路、９
…発振周波数測定部、１０ｓ，１０ｄ…三方弁駆動回
路、１１…制御手段
Claims (2)
- 【請求項１】 水晶発振式の湿度センサーを設けた測定
セルに、試料ガスと乾燥ガスとを交互に流通させて試料
ガス中の水分を測定する水晶発振式水分計において、前
記乾燥ガスの流量制御部を設けるとともに、前記乾燥ガ
スの流量を、導入初期には前記試料ガスの流量よりも多
い流量に、試料ガスとの切換前には試料ガスの流量と略
同一流量になるように前記乾燥ガスの流量制御部を制御
する制御手段を備えたことを特徴とする水晶発振式水分
計。 - 【請求項２】 水晶発振式の湿度センサーを設けた測定
セルに、試料ガスと乾燥ガスとを交互に流通させて試料
ガス中の水分を測定する水晶発振式水分計を用いて水分
を測定する方法において、前記乾燥ガスの流量を、導入
初期には前記試料ガスの流量よりも多い流量に、試料ガ
スとの切換前には試料ガスの流量と略同一流量になるよ
うに制御することを特徴とする水晶発振式水分計を用い
た水分の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32080892A JPH06167436A (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 水晶発振式水分計及び水分の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32080892A JPH06167436A (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 水晶発振式水分計及び水分の測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06167436A true JPH06167436A (ja) | 1994-06-14 |
Family
ID=18125469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32080892A Pending JPH06167436A (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 水晶発振式水分計及び水分の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06167436A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006030167A (ja) * | 2004-06-15 | 2006-02-02 | Seiko Instruments Inc | マイクロチップシステム |
| KR101275882B1 (ko) * | 2011-09-16 | 2013-06-18 | 한국표준과학연구원 | 굴뚝배출가스 수분측정 시스템 |
-
1992
- 1992-11-30 JP JP32080892A patent/JPH06167436A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006030167A (ja) * | 2004-06-15 | 2006-02-02 | Seiko Instruments Inc | マイクロチップシステム |
| KR101275882B1 (ko) * | 2011-09-16 | 2013-06-18 | 한국표준과학연구원 | 굴뚝배출가스 수분측정 시스템 |
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