JPH06249796A - 水分蒸発量測定装置およびその測定方法 - Google Patents
水分蒸発量測定装置およびその測定方法Info
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- JPH06249796A JPH06249796A JP6145293A JP6145293A JPH06249796A JP H06249796 A JPH06249796 A JP H06249796A JP 6145293 A JP6145293 A JP 6145293A JP 6145293 A JP6145293 A JP 6145293A JP H06249796 A JPH06249796 A JP H06249796A
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】土壌，岩盤，繊維等の表面から蒸発する水分蒸
発量を測定する、水分蒸発量測定装置およびその測定方
法に関する。 【構成】温度および相対湿度を測定するための温度セン
サー１ａ，２ａおよび湿度センサー１ｂ，２ｂを一体と
した温度・湿度センサー２組を測定面に対して距離差を
もって配置されるために所定間隔で設けられた検出部３
と、この検出部３によって検出されたそれぞれの相対湿
度と測定温度に対する飽和水蒸気圧、標準気圧等からそ
れぞれの絶対湿度を求める第１の演算回路９と、この第
１の演算回路によって求められたの絶対湿度の差と前記
検出部の両温度・湿度センサーの距離差とから絶対湿度
勾配を求めると共に、空気中の水分の分子拡散係数から
蒸発量を求める第２の演算回路１０と、この第２の演算
回路によって求められた蒸発量を表示する表示部１１と
を備えている。
発量を測定する、水分蒸発量測定装置およびその測定方
法に関する。 【構成】温度および相対湿度を測定するための温度セン
サー１ａ，２ａおよび湿度センサー１ｂ，２ｂを一体と
した温度・湿度センサー２組を測定面に対して距離差を
もって配置されるために所定間隔で設けられた検出部３
と、この検出部３によって検出されたそれぞれの相対湿
度と測定温度に対する飽和水蒸気圧、標準気圧等からそ
れぞれの絶対湿度を求める第１の演算回路９と、この第
１の演算回路によって求められたの絶対湿度の差と前記
検出部の両温度・湿度センサーの距離差とから絶対湿度
勾配を求めると共に、空気中の水分の分子拡散係数から
蒸発量を求める第２の演算回路１０と、この第２の演算
回路によって求められた蒸発量を表示する表示部１１と
を備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、土壌，岩盤，繊維，コ
ンクリート，植物，木材，紙，塗料，食物，樹脂等の表
面から蒸発する水分蒸発量を測定する、水分蒸発量測定
装置およびその測定方法に関するものである。
ンクリート，植物，木材，紙，塗料，食物，樹脂等の表
面から蒸発する水分蒸発量を測定する、水分蒸発量測定
装置およびその測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の水分蒸発量を測定する方法として
は、次のような幾つかの測定方法がある。大型蒸発計
による方法、この蒸発計は、口径１２０ｃｍの白色塗装
した盥（たらい）状の容器に水を張り、この容器内の水
面高さをゲージにより１／１０ｍｍまで読取って、前日
の同時刻の読取りデータとの差により、日間の蒸発量を
測定する方法である。この方法は、たらいが大きいため
測定ポイントが大きく、しかも直接地表面からの蒸発量
を計測するものでなく、間接的な測定であるため正確性
の点で問題があった。 水収支法、これは水の流入量と流出量とを測定し、貯
水量の減少量から推定する方法であるが、この方法も単
位面積当たりの水量の減少量から推定するものであり、
の大型蒸発計による方法と同様に、測定ポイントが大
きく、また間接的測定のため正確性の点で問題があっ
た。
は、次のような幾つかの測定方法がある。大型蒸発計
による方法、この蒸発計は、口径１２０ｃｍの白色塗装
した盥（たらい）状の容器に水を張り、この容器内の水
面高さをゲージにより１／１０ｍｍまで読取って、前日
の同時刻の読取りデータとの差により、日間の蒸発量を
測定する方法である。この方法は、たらいが大きいため
測定ポイントが大きく、しかも直接地表面からの蒸発量
を計測するものでなく、間接的な測定であるため正確性
の点で問題があった。 水収支法、これは水の流入量と流出量とを測定し、貯
水量の減少量から推定する方法であるが、この方法も単
位面積当たりの水量の減少量から推定するものであり、
の大型蒸発計による方法と同様に、測定ポイントが大
きく、また間接的測定のため正確性の点で問題があっ
た。
【０００３】エネルギー収支法、この方法は日射、放
射、熱伝導など熱エネルギーの収支量を測定して蒸発量
を推定する方法である。この方法も前記，に示した
方法と同様に、ポイント測定ではなくゾーンを対象とす
るものであり、長期間のデータより解析するので時間的
ロス等の問題があった。 重量法（ライシメーター）、適当な容器に資料、例え
ば測定地点の土を入れて、一定時間ごとの重量変化から
蒸発量を算出する方法である。この方法は、微少蒸発量
の計測は行い得るが、土壌を破壊することになるため、
正しい蒸発量の計測は行うことができないという問題が
あった。
射、熱伝導など熱エネルギーの収支量を測定して蒸発量
を推定する方法である。この方法も前記，に示した
方法と同様に、ポイント測定ではなくゾーンを対象とす
るものであり、長期間のデータより解析するので時間的
ロス等の問題があった。 重量法（ライシメーター）、適当な容器に資料、例え
ば測定地点の土を入れて、一定時間ごとの重量変化から
蒸発量を算出する方法である。この方法は、微少蒸発量
の計測は行い得るが、土壌を破壊することになるため、
正しい蒸発量の計測は行うことができないという問題が
あった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このように
従来の蒸発量の測定方法における問題点である、間接測
定や推定方法であるため不正確であること、測定ポイン
トが広いこと、測定に長時間を要すること、測定装置が
大型であり持ち運びが大変であること、等をすべて改善
しようとするもので、まったく新しい考え方により測定
対象物の測定面から直接、水分蒸発量を測定するように
したものである。従って、前述したような土壌，岩盤，
繊維，コンクリート，植物など、あらゆる物質の水分蒸
発量を正確に測定することを可能にしたものである。
従来の蒸発量の測定方法における問題点である、間接測
定や推定方法であるため不正確であること、測定ポイン
トが広いこと、測定に長時間を要すること、測定装置が
大型であり持ち運びが大変であること、等をすべて改善
しようとするもので、まったく新しい考え方により測定
対象物の測定面から直接、水分蒸発量を測定するように
したものである。従って、前述したような土壌，岩盤，
繊維，コンクリート，植物など、あらゆる物質の水分蒸
発量を正確に測定することを可能にしたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の水分蒸発量測定
装置は、温度および相対湿度を測定するための温度セン
サーおよび湿度センサーを一体とした温度・湿度センサ
ー２組を測定面に対して距離差をもって配置されるため
に所定間隔で設けられた検出部と、この検出部によって
検出されたそれぞれの相対湿度と測定温度に対する飽和
水蒸気圧、標準気圧等からそれぞれの絶対湿度を求める
第１の演算回路と、この第１の演算回路によって求めら
れたそれぞれの絶対湿度の差と前記検出部の両温度・湿
度センサーの距離差とから絶対湿度勾配を求めると共
に、空気中の水分の分子拡散係数から蒸発量を求める第
２の演算回路と、この第２の演算回路によって求められ
た蒸発量を表示する表示部とを備え、前記２組の温度・
湿度センサーを被測定物質面の層流層内に配置して蒸発
量を測定するようにしたものである。また、本発明の水
分蒸発量測定方法は、被測定物質面の層流層内に、ある
距離差をもって設けられた２組の温度・湿度センサーに
より各々の温度と相対湿度を測定し、この相対湿度と測
定温度に対する飽和水蒸気圧、標準気圧等から各々の絶
対湿度を求め、この各々の絶対湿度の差と前記２つの温
度・湿度センサーの距離差から絶対湿度勾配を求めると
共に、この絶対湿度勾配に空気中の水分の分子拡散係数
を乗じて蒸発量を求めるようにしたものである。
装置は、温度および相対湿度を測定するための温度セン
サーおよび湿度センサーを一体とした温度・湿度センサ
ー２組を測定面に対して距離差をもって配置されるため
に所定間隔で設けられた検出部と、この検出部によって
検出されたそれぞれの相対湿度と測定温度に対する飽和
水蒸気圧、標準気圧等からそれぞれの絶対湿度を求める
第１の演算回路と、この第１の演算回路によって求めら
れたそれぞれの絶対湿度の差と前記検出部の両温度・湿
度センサーの距離差とから絶対湿度勾配を求めると共
に、空気中の水分の分子拡散係数から蒸発量を求める第
２の演算回路と、この第２の演算回路によって求められ
た蒸発量を表示する表示部とを備え、前記２組の温度・
湿度センサーを被測定物質面の層流層内に配置して蒸発
量を測定するようにしたものである。また、本発明の水
分蒸発量測定方法は、被測定物質面の層流層内に、ある
距離差をもって設けられた２組の温度・湿度センサーに
より各々の温度と相対湿度を測定し、この相対湿度と測
定温度に対する飽和水蒸気圧、標準気圧等から各々の絶
対湿度を求め、この各々の絶対湿度の差と前記２つの温
度・湿度センサーの距離差から絶対湿度勾配を求めると
共に、この絶対湿度勾配に空気中の水分の分子拡散係数
を乗じて蒸発量を求めるようにしたものである。
【０００６】
【作用】本発明は、物質表面よりの水分蒸発量が、空気
の温度と相対湿度および風速により影響されることに着
目して為されたものである。発明者の経験によれば、一
般的に空気温度２０℃前後、相対湿度６０％前後で、最
大３０ｍｇ／ｍ2 ／ｓ程度の蒸発量が観察され、また空
気温度１２℃〜１３℃、相対湿度８５％内外では、３〜
４ｍｇ／ｍ2 ／ｓ程度の蒸発量が観察された。そして、
その蒸発量は空気中を地表面の直交方向に運ばれる水分
量と等しくなるという論理に基づくものである。したが
って、水分蒸発量は、地表面近傍でこの水分輸送量を計
測することによって求めることができることを発見した
ものである。具体的には、地表面上には薄い層流層が形
成されており、その層流層の中では、流は地表面に沿
い、地表面直交方向の空気中の水分輸送は分子拡散によ
り行われる。従って、地表面に沿った湿度変化が小さけ
れば、この水分輸送量ｑｎ，換言すれば水分蒸発量Ｅｖ
は次の式で表される。
の温度と相対湿度および風速により影響されることに着
目して為されたものである。発明者の経験によれば、一
般的に空気温度２０℃前後、相対湿度６０％前後で、最
大３０ｍｇ／ｍ2 ／ｓ程度の蒸発量が観察され、また空
気温度１２℃〜１３℃、相対湿度８５％内外では、３〜
４ｍｇ／ｍ2 ／ｓ程度の蒸発量が観察された。そして、
その蒸発量は空気中を地表面の直交方向に運ばれる水分
量と等しくなるという論理に基づくものである。したが
って、水分蒸発量は、地表面近傍でこの水分輸送量を計
測することによって求めることができることを発見した
ものである。具体的には、地表面上には薄い層流層が形
成されており、その層流層の中では、流は地表面に沿
い、地表面直交方向の空気中の水分輸送は分子拡散によ
り行われる。従って、地表面に沿った湿度変化が小さけ
れば、この水分輸送量ｑｎ，換言すれば水分蒸発量Ｅｖ
は次の式で表される。
【数１】 ｑｎ＝Ｅｖ＝Ｄｍ・△θ／△ｎ ………（１） Ｄｍは空気中水分の分子拡散係数、△θは地表面（測定
対象面）からの異なる距離の２点間の絶対湿度の変化
量、△ｎは前記地表面直交方向の２点間の距離差であ
る。
対象面）からの異なる距離の２点間の絶対湿度の変化
量、△ｎは前記地表面直交方向の２点間の距離差であ
る。
【０００７】
【実施例】図１は、本発明の一実施例を示すブロック構
成図である。図１において、１は温度センサー１ａおよ
び湿度センサー１ｂとが略同一平面状に一体的に固定さ
れた第１の温度・湿度センサーである。２は温度センサ
ー２ａおよび湿度センサー２ｂとが略同一平面状に一体
的に固定された第２の温度・湿度センサーである。そし
て、この第１および第２の温度・湿度センサーは、図２
（ａ）の平面図および図２（ｂ）の側面図に示すよう
に、そのセンサー面が所定間隔をもって、かつその面が
重ならないように固定具３で固定された１つの検出部４
となる。なお、温度センサー１ａ、２ａは白金測温抵抗
体からなるもので約２ｍｍ×４ｎｍの平板状であり、湿
度センサー１ｂ，２ｂは高分子膜等から構成された約３
ｍｍ×５ｍｍの平板状であって、それらセンサーはそれ
ぞれ保護カバー５の中心部に配置され、保護されてい
る。また、温度・湿度センサー１および２の寸法は、そ
れぞれが例えば、幅は１０ｍｍ程度、厚さ５ｍｍ程度で
ある。相互の配置関係は、温度・湿度センサー１，２相
互間の測定面に対する直交方向の間隔、即ち距離差Ａは
数ｍｍ程度、また水平方向への間隔Ｂは１５ｍｍ程度で
ある。そして、各センサーは後述の測定回路と接続線６
で接続されている。また、前記固定具３により、相互の
配置関係の寸法は適宜変更できるようになっている。ま
た、保護カバー５はその上下左右に空気流通窓が設けら
れている。
成図である。図１において、１は温度センサー１ａおよ
び湿度センサー１ｂとが略同一平面状に一体的に固定さ
れた第１の温度・湿度センサーである。２は温度センサ
ー２ａおよび湿度センサー２ｂとが略同一平面状に一体
的に固定された第２の温度・湿度センサーである。そし
て、この第１および第２の温度・湿度センサーは、図２
（ａ）の平面図および図２（ｂ）の側面図に示すよう
に、そのセンサー面が所定間隔をもって、かつその面が
重ならないように固定具３で固定された１つの検出部４
となる。なお、温度センサー１ａ、２ａは白金測温抵抗
体からなるもので約２ｍｍ×４ｎｍの平板状であり、湿
度センサー１ｂ，２ｂは高分子膜等から構成された約３
ｍｍ×５ｍｍの平板状であって、それらセンサーはそれ
ぞれ保護カバー５の中心部に配置され、保護されてい
る。また、温度・湿度センサー１および２の寸法は、そ
れぞれが例えば、幅は１０ｍｍ程度、厚さ５ｍｍ程度で
ある。相互の配置関係は、温度・湿度センサー１，２相
互間の測定面に対する直交方向の間隔、即ち距離差Ａは
数ｍｍ程度、また水平方向への間隔Ｂは１５ｍｍ程度で
ある。そして、各センサーは後述の測定回路と接続線６
で接続されている。また、前記固定具３により、相互の
配置関係の寸法は適宜変更できるようになっている。ま
た、保護カバー５はその上下左右に空気流通窓が設けら
れている。
【０００８】この温度・湿度センサー１および２は、装
置本体７のＡ／Ｄ変換回路８に接続され、各測定データ
はディジタル化されて絶対湿度演算回路９に加えられ
る。この絶対湿度演算回路９は湿度センサー１ｂ，２ｂ
の相対湿度Ｈ、温度センサー１ａ、２ａの測定温度ｔに
よって定まる飽和水蒸気圧ｅｓ、温度ｔ、標準気圧Ｐｏ
等よりそれぞれの絶対湿度θが次の式に基づき求められ
る。
置本体７のＡ／Ｄ変換回路８に接続され、各測定データ
はディジタル化されて絶対湿度演算回路９に加えられ
る。この絶対湿度演算回路９は湿度センサー１ｂ，２ｂ
の相対湿度Ｈ、温度センサー１ａ、２ａの測定温度ｔに
よって定まる飽和水蒸気圧ｅｓ、温度ｔ、標準気圧Ｐｏ
等よりそれぞれの絶対湿度θが次の式に基づき求められ
る。
【数２】 θ＝８０４・Ｈ・ｅs ／１００・（１＋0.００３６６ｔ）・Ｐｏ …（２）
【０００９】次に、両温度・湿度センサー１，２の絶対
湿度θ１，θ２と、測定対象物質面から各温度・湿度セ
ンサー１，２までの距離ｎ１，ｎ２（距離差Ａ）、分子
拡散係数から水分蒸発量演算回路１１により、水分蒸発
量Ｅｖが次の式に基づき求められる。なお、この場合温
度・湿度センサー２が測定対象物質面に近く、温度・湿
度センサー１が遠くに位置しているものとする。
湿度θ１，θ２と、測定対象物質面から各温度・湿度セ
ンサー１，２までの距離ｎ１，ｎ２（距離差Ａ）、分子
拡散係数から水分蒸発量演算回路１１により、水分蒸発
量Ｅｖが次の式に基づき求められる。なお、この場合温
度・湿度センサー２が測定対象物質面に近く、温度・湿
度センサー１が遠くに位置しているものとする。
【数３】 Ｅｖ＝Ｄｍ・（θ２−θ１）／（ｎ１−ｎ２） ………（３） なお、（３）式のうち、（θ２−θ１）／（ｎ１−ｎ
２）は絶対湿度勾配を表すもので、この絶対湿度勾配に
分子拡散係数Ｄｍを乗じて水分蒸発量Ｅｖを求めるもの
である。分子拡散係数Ｄｍは、次のように求めることが
できる。
２）は絶対湿度勾配を表すもので、この絶対湿度勾配に
分子拡散係数Ｄｍを乗じて水分蒸発量Ｅｖを求めるもの
である。分子拡散係数Ｄｍは、次のように求めることが
できる。
【数４】 Ｄｍ＝1.６３７５×１０-7×ｔ＋2.１３２５×１０-5 (m2／s) ……（４）
【００１０】本発明は、このようにして水分蒸発量Ｅｖ
を測定するものであるが、この測定結果をどのように表
示、記録、伝送処理するかは、必要に応じて種々の方法
がある。図１に示した水分蒸発量測定装置の実施例で
は、ある時間間隔毎の測定結果を表示部１１に表示させ
るようにすると共に、必要に応じてＤ／Ａ変換回路１２
を介して自動記録装置等に記録させたり、またＲＳ−２
３２Ｃ出力回路１３を介して伝送し、遠方の情報処理装
置に入力させるようにしてもよい。また、前述した測定
結果を、移動平均演算回路１４で所定時間毎の移動平均
値として求め、このデータを表示させたり、記録させる
ようにしてもよい。また、前述した相対湿度Ｈ等から水
分蒸発量Ｅｖを求める過程で、その結果に影響を与える
測定環境における風速および大気圧を、風速センサー１
５、気圧センサー１６により測定して、風速データは分
子拡散係数の補正に、気圧データは絶対湿度の補正に利
用して水分蒸発量測定の正確性の向上を図るようにして
もよい。勿論、無風状態の環境での測定であったり、標
準気圧の下での測定であれば前述した補正の必要はな
い。
を測定するものであるが、この測定結果をどのように表
示、記録、伝送処理するかは、必要に応じて種々の方法
がある。図１に示した水分蒸発量測定装置の実施例で
は、ある時間間隔毎の測定結果を表示部１１に表示させ
るようにすると共に、必要に応じてＤ／Ａ変換回路１２
を介して自動記録装置等に記録させたり、またＲＳ−２
３２Ｃ出力回路１３を介して伝送し、遠方の情報処理装
置に入力させるようにしてもよい。また、前述した測定
結果を、移動平均演算回路１４で所定時間毎の移動平均
値として求め、このデータを表示させたり、記録させる
ようにしてもよい。また、前述した相対湿度Ｈ等から水
分蒸発量Ｅｖを求める過程で、その結果に影響を与える
測定環境における風速および大気圧を、風速センサー１
５、気圧センサー１６により測定して、風速データは分
子拡散係数の補正に、気圧データは絶対湿度の補正に利
用して水分蒸発量測定の正確性の向上を図るようにして
もよい。勿論、無風状態の環境での測定であったり、標
準気圧の下での測定であれば前述した補正の必要はな
い。
【００１１】前述した本発明の実施例に関する測定論理
について、更に詳細に説明すると、（３）式のうち、θ
２−θ１／ｎ１−ｎ２＝△θ／△ｎ のｎ１，ｎ２は地
表面から各々の測定点までの高さ（ｎ１＞ｎ２）、θ
１，θ２はそれぞれの位置での絶対湿度、△θ，△ｎは
それぞれ絶対湿度差、高度差である。絶対湿度は、気温
で定まる飽和水蒸気量に相対湿度を乗じることにより求
められる。従って、測定においては２つの点で温度と相
対湿度を求めることになる。また、前述した分子拡散係
数Ｄｍは、温度との関数で表現できる。地表面からの水
分蒸発量は、小カップの重量変化から求めることができ
るので、小カップ上で鉛直方向の絶対湿度分布を測定す
る。層流層内であれば、絶対湿度は高さに伴って直線的
に減少し、層流層外では水分輸送は乱流拡散の影響を強
く受けるため、高さの増加に対する絶対湿度の減少割合
は、層流層内に比較し小さくなる。従って、高度と絶対
湿度との関係から勾配の変化点を求めれば、層流層の厚
さを求めることができる。
について、更に詳細に説明すると、（３）式のうち、θ
２−θ１／ｎ１−ｎ２＝△θ／△ｎ のｎ１，ｎ２は地
表面から各々の測定点までの高さ（ｎ１＞ｎ２）、θ
１，θ２はそれぞれの位置での絶対湿度、△θ，△ｎは
それぞれ絶対湿度差、高度差である。絶対湿度は、気温
で定まる飽和水蒸気量に相対湿度を乗じることにより求
められる。従って、測定においては２つの点で温度と相
対湿度を求めることになる。また、前述した分子拡散係
数Ｄｍは、温度との関数で表現できる。地表面からの水
分蒸発量は、小カップの重量変化から求めることができ
るので、小カップ上で鉛直方向の絶対湿度分布を測定す
る。層流層内であれば、絶対湿度は高さに伴って直線的
に減少し、層流層外では水分輸送は乱流拡散の影響を強
く受けるため、高さの増加に対する絶対湿度の減少割合
は、層流層内に比較し小さくなる。従って、高度と絶対
湿度との関係から勾配の変化点を求めれば、層流層の厚
さを求めることができる。
【００１２】絶対湿度分布、換言すれば相対湿度と温度
分布の測定は、２つの点の相対湿度と温度を同時に測定
し、これらの値から、絶対湿度と絶対湿度勾配を演算す
ることにより求めることができるものである。そしてこ
の絶対湿度勾配に、測定された温度に対する空気中の水
分の分子拡散係数を乗じ、水分蒸発量を求めことができ
るもので、本発明の水分蒸発量の測定は、この論理によ
る方法を用いたものである。図３に地表面直上風速Ｖｏ
と鉛直方向絶対湿度θの分布例を示してある。即ち、地
表面上３ｍｍ位置の風速Ｖｏが、それぞれ０．０ｍ／
ｓ，０．２８ｍ／ｓ，１．５ｍ／ｓの場合の絶対湿度θ
の鉛直方向の分布で、各風速に対して高さＨｉまでは、
絶対湿度θは直線的に大きく減少している。高さＨｉの
値は、風速が大きい程小さくなる傾向があるが、高さＨ
ｉ以上では絶対湿度θの高さに対する減少率が小さくな
り、全体として直線が折れ曲がったような分布を示して
いる。これは高さＨｉ以上の領域は乱流の影響を受け、
乱流拡散によって多くの水分が輸送されることによるも
のと解釈することができる。このように考えれば、高さ
Ｈｉ以下の領域は分子拡散が支配する層流域（層流層
内）として測定が可能な範囲である。また、風速が大き
く層流域内での測定ができない場合には乱流拡散係数を
考慮して算出することができる。
分布の測定は、２つの点の相対湿度と温度を同時に測定
し、これらの値から、絶対湿度と絶対湿度勾配を演算す
ることにより求めることができるものである。そしてこ
の絶対湿度勾配に、測定された温度に対する空気中の水
分の分子拡散係数を乗じ、水分蒸発量を求めことができ
るもので、本発明の水分蒸発量の測定は、この論理によ
る方法を用いたものである。図３に地表面直上風速Ｖｏ
と鉛直方向絶対湿度θの分布例を示してある。即ち、地
表面上３ｍｍ位置の風速Ｖｏが、それぞれ０．０ｍ／
ｓ，０．２８ｍ／ｓ，１．５ｍ／ｓの場合の絶対湿度θ
の鉛直方向の分布で、各風速に対して高さＨｉまでは、
絶対湿度θは直線的に大きく減少している。高さＨｉの
値は、風速が大きい程小さくなる傾向があるが、高さＨ
ｉ以上では絶対湿度θの高さに対する減少率が小さくな
り、全体として直線が折れ曲がったような分布を示して
いる。これは高さＨｉ以上の領域は乱流の影響を受け、
乱流拡散によって多くの水分が輸送されることによるも
のと解釈することができる。このように考えれば、高さ
Ｈｉ以下の領域は分子拡散が支配する層流域（層流層
内）として測定が可能な範囲である。また、風速が大き
く層流域内での測定ができない場合には乱流拡散係数を
考慮して算出することができる。
【００１３】次に、前述した高さＨｉ以下の領域におい
て、本発明による測定結果が正しいか否か、即ち、本当
に水分が分子拡散でのみ輸送されているかどうかを検証
してみた。そのため、高さＨｉより低い範囲で得られた
絶対湿度勾配と、小カップの重量変化から求めた水分蒸
発量Ｅｖｏを、（１）式の△θ／△ｎ、Ｅｖにそれぞれ
代入し、分子拡散係数Ｄｍを逆算してみた結果、高さＨ
ｉ以下の領域を分子拡散の支配する層流域とすることの
妥当性が確認できた。即ち、このデータ比較の結果は、
図４から明らかなように、本発明の水分蒸発量測定装置
による水分蒸発量測定出力Ｅｖ（黒点）も、小カップの
重量変化から求めた水分蒸発量Ｅｖｏの４５度の点線に
ほぼ重なる結果が得られた。なお、前記の小カップの重
量変化から求める方法では、変化をはっきり計測するま
で１〜２時間程度掛かるが、本発明の水分蒸発量測定に
おいては、センサーを測定対象面に設置してから、安定
的出力が測定ができるまでの時間が、例えば６０秒と極
めて短く、かつ測定開始後は連続的な変化を出力するこ
とができるものである。
て、本発明による測定結果が正しいか否か、即ち、本当
に水分が分子拡散でのみ輸送されているかどうかを検証
してみた。そのため、高さＨｉより低い範囲で得られた
絶対湿度勾配と、小カップの重量変化から求めた水分蒸
発量Ｅｖｏを、（１）式の△θ／△ｎ、Ｅｖにそれぞれ
代入し、分子拡散係数Ｄｍを逆算してみた結果、高さＨ
ｉ以下の領域を分子拡散の支配する層流域とすることの
妥当性が確認できた。即ち、このデータ比較の結果は、
図４から明らかなように、本発明の水分蒸発量測定装置
による水分蒸発量測定出力Ｅｖ（黒点）も、小カップの
重量変化から求めた水分蒸発量Ｅｖｏの４５度の点線に
ほぼ重なる結果が得られた。なお、前記の小カップの重
量変化から求める方法では、変化をはっきり計測するま
で１〜２時間程度掛かるが、本発明の水分蒸発量測定に
おいては、センサーを測定対象面に設置してから、安定
的出力が測定ができるまでの時間が、例えば６０秒と極
めて短く、かつ測定開始後は連続的な変化を出力するこ
とができるものである。
【００１４】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明は２
組の温度・湿度センサーを備えた検出部を測定対象物質
面近くに配置し、その温度・湿度センサーの測定データ
および関係係数等から水分蒸発量を求めるものであるた
め、次のような種々の優れた作用効果を奏するものであ
る。 地表面等の測定対象面からの水分蒸発量を、直接的
に測定できるものであるため、測定ポイントを破壊する
ことなく正確に測定することができる。 センサー部分が小型であるため、測定対象物質面が
小さいもの、或いはポイント測定を行うことができる。
そのため、測定対象が土壌，岩盤，繊維，コンクリー
ト，植物，木材，紙，塗料，食物，樹脂など、様々な物
質の測定に適用できる。 微少な蒸発量であっても正確な測定が可能である。 測定対象物質面に設置してから測定開始可能までの
時間が短く、また連続的な測定も可能である。 水平面だけでなく、岩盤等の壁面からの蒸発量の測
定も可能である。 測定装置が小型・軽量であるため、持ち運びに極め
て便利である。
組の温度・湿度センサーを備えた検出部を測定対象物質
面近くに配置し、その温度・湿度センサーの測定データ
および関係係数等から水分蒸発量を求めるものであるた
め、次のような種々の優れた作用効果を奏するものであ
る。 地表面等の測定対象面からの水分蒸発量を、直接的
に測定できるものであるため、測定ポイントを破壊する
ことなく正確に測定することができる。 センサー部分が小型であるため、測定対象物質面が
小さいもの、或いはポイント測定を行うことができる。
そのため、測定対象が土壌，岩盤，繊維，コンクリー
ト，植物，木材，紙，塗料，食物，樹脂など、様々な物
質の測定に適用できる。 微少な蒸発量であっても正確な測定が可能である。 測定対象物質面に設置してから測定開始可能までの
時間が短く、また連続的な測定も可能である。 水平面だけでなく、岩盤等の壁面からの蒸発量の測
定も可能である。 測定装置が小型・軽量であるため、持ち運びに極め
て便利である。
【図１】本発明の一実施例を示すブロック構成図であ
る。
る。
【図２】本発明における温度・湿度センサー部分を説明
する図面である。
する図面である。
【図３】地表面上の風速と、鉛直方向絶対湿度の分布図
である。
である。
【図４】重量変化から求めた蒸発量と、本発明の水分蒸
発量測定装置による蒸発量とを比較した図面である。
発量測定装置による蒸発量とを比較した図面である。
１，２ 温度・湿度センサー １ａ，２ａ 温度センサー １ｂ．２ｂ 湿度センサー ３ 固定具 ４ 検出部 ５ 保護カバー ６ 接続コード ７ 測定装置本体 ８ Ａ／Ｄ変換回路 ９ 絶対湿度演算回路 １０ 水分蒸発量演算回路 １１ 表示部 １２ Ｄ／Ａ変換回路 １３ ＲＳ−２３２Ｃ出力回路 １４ 移動平均演算回路 １５ 風速センサー １６ 気圧センサー
Claims (3)
- 【請求項１】 温度および相対湿度を測定するための温
度センサーおよび湿度センサーを一体とした温度・湿度
センサー２組を測定面に対して距離差をもって配置され
るために所定間隔で設けられた検出部と、この検出部に
よって検出されたそれぞれの相対湿度と測定温度に対す
る飽和水蒸気圧、標準気圧等からそれぞれの絶対湿度を
求める第１の演算回路と、この第１の演算回路によって
求められたそれぞれの絶対湿度の差と前記検出部の両温
度・湿度センサーの距離差とから絶対湿度勾配を求める
と共に、空気中の水分の分子拡散係数から蒸発量を求め
る第２の演算回路と、この第２の演算回路によって求め
られた蒸発量を表示する表示部とを備え、前記２組の温
度・湿度センサーを被測定物質面の層流層内に配置して
蒸発量を測定するようにした水分蒸発量測定装置。 - 【請求項２】 前記第２の演算回路によって求められた
蒸発量を、所定時間の移動平均値として求める第３の演
算回路を付加し、この第３の演算回路により移動平均さ
れた蒸発量を前記表示部に表示するようにした請求項１
に記載の水分蒸発量測定装置。 - 【請求項３】 被測定物質面の層流層内に、ある距離差
をもって配置された２組の温度・湿度センサーにより各
々の温度と相対湿度を測定し、この相対湿度と測定温度
に対する飽和水蒸気圧、標準気圧等から各々の絶対湿度
を求め、この各々の絶対湿度の差と前記２つの温度・湿
度センサーの距離差とから絶対湿度勾配を求めると共
に、この絶対湿度勾配に空気中の水分の分子拡散係数を
乗じて蒸発量を求めるようにした水分蒸発量測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6145293A JPH06249796A (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 水分蒸発量測定装置およびその測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6145293A JPH06249796A (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 水分蒸発量測定装置およびその測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06249796A true JPH06249796A (ja) | 1994-09-09 |
Family
ID=13171459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6145293A Pending JPH06249796A (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 水分蒸発量測定装置およびその測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06249796A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009014635A (ja) * | 2007-07-09 | 2009-01-22 | Sumitomo Mitsui Construction Co Ltd | 水分放散量測定装置、及び水分放散量測定設備 |
| JP2019179044A (ja) * | 2019-07-25 | 2019-10-17 | 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 | 測定装置 |
-
1993
- 1993-02-26 JP JP6145293A patent/JPH06249796A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009014635A (ja) * | 2007-07-09 | 2009-01-22 | Sumitomo Mitsui Construction Co Ltd | 水分放散量測定装置、及び水分放散量測定設備 |
| JP2019179044A (ja) * | 2019-07-25 | 2019-10-17 | 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 | 測定装置 |
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