JPH08304278A - 赤外線吸収式湿度変動計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 投光ヘッドおよび受光ヘッド内の密封構造に
影響されない赤外線吸収式湿度変動計を提供する。 【構成】 光源が密封され、赤外光を出射する投光ヘッ
ド１０と、投光ヘッドから出射され、測定対象環境を経
た赤外光を電気信号に変換する光電変換素子を密封して
いる受光ヘッド２０とを具備し、前記測定対象環境の湿
度を検出する赤外線吸収式湿度変動計である。この場
合、前記投光ヘッドおよび受光ヘッドのうち少なくとも
一方の内部に密封された温湿度センサ２９と、前記温湿
度センサが検出した温度および湿度に基づいて、前記受
光ヘッドの光電変換素子の出力に基づいて検出された湿
度に補正を行う補正手段５９とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は測定光路上の水分による
赤外線吸収量を測定することにより空気中の湿度変動を
測定する赤外線吸収式湿度変動計に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の赤外線吸収式湿度変動計の
構成図である。検出器Ａは、円周に沿って等間隔に配置
された３本の棒で囲まれた測定部３０を介して互いに対
向して配置された投光ヘッド１０と受光ヘッド１２０と
から構成されている。投光ヘッド１０は、筒状の筺体１
１と、発光源であるタングステンランプ１２と、集光レ
ンズである赤外レンズ１３と、赤外窓１４で構成され、
内部は気密状態にされている。受光ヘッド１２０は、筒
状の筺体２１と、赤外窓２２と、集光レンズである赤外
レンズ２３と、赤外フィルター２４と、受光素子２５
と、プリアンプ２６とで構成され、内部は気密状態にさ
れている。

【０００３】装置本体Ｂは光電源回路４１、チョッピン
グ回路４２、増幅器４３、差動増幅器４４、マルチプレ
クサ１４５、サンプル・ホールド回路４６、Ａ／Ｄ変換
器４７、Ｄ／Ａ変換器４８、ディジタル入出力回路４
９、同期入力回路５０、ＲＯＭ５１、ＲＡＭ５２、Ｄ／
Ａ変換器５３、ＣＰＵ５４、バス５５とで構成され、内
部は気密状態にされている。増幅器４３は検出器Ａの受
光ヘッド１２０の出力を増幅する。差動増幅器４４は利
得が１００倍程度で増幅器４３の出力と後述するＤ／Ａ
変換器４８の出力を差動増幅し、増幅器４３の出力の変
動分を出力する。マルチプレクサ１４５はＣＰＵ５４に
制御されて、増幅器４３の出力と差動増幅器４４の出力
とを交互に出力する。サンプル・ホールド回路１４６は
ディジタル入出力回路４９から出力されるサンプリング
・タイミング信号によりマルチプレクサ１４５の出力を
サンプル・ホールドする。Ａ／Ｄ変換器４７はサンプル
・ホールド回路４６の出力をアナログ／ディジタル変換
する。チョッピング回路４２は１ＯＨｚのゲート信号を
発生する。光電源回路４１はチョッピング回路４２に制
御されて投光ヘッド１０のタングステンランプ１２への
電源を、１秒間に１０回オン／オフする。

【０００４】ＣＰＵ５４は、マルチプレクサ１４５が増
幅器４３の出力を選択したときのＡ／Ｄ変換器４７の出
力をＲＡＭ５２に一旦記憶した後、該出力の直流成分を
取り出し、これをＲＡＭ５２に記憶し、該直流成分を読
出しＤ／Ａ変換器４８に出力し、Ａ／Ｄ変換器４７が入
力した差動増幅器４４の出力が入力電圧レンジの中心付
近で振れるようにＤ／Ａ変換器４８の出力を調整し、差
動増幅器４４の出力を入力したＡ／Ｄ変換器４７の出力
を多点サンプルする。また、ＣＰＵ５４は、ディジタル
入出力回路４９を通してチョッピング回路４２を制御す
るとともに差動増幅器４４の出力を監視・制御し、出力
レベルの異常を検出するとアラーム信号をディジタル入
出力回路４９より出力する。さらに、ＣＰＵ５４は、差
動増幅器４４の利得が大きいため、測定開始時にＤ／Ａ
変換器４８の１ビット当りの差動増幅器４４の出力の変
化量を測定してＲＡＭ５２に記憶しておき、この変化量
を用いてＤ／Ａ変換器４８の出力誤差を補償する。ＲＯ
Ｍ５１にはＣＰＵ５４の以上述べた動作のプログラムが
書込まれている。Ｄ／Ａ変換器５３はバス５５上に出力
された増幅器４３の出力またはＩ’／Ｉ（Ｉ’は出力Ｉ
の変動分）がディジタル／アナログ変換され、外部（メ
ータ）に出力される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の赤外線
吸収式湿度変動計は、下記の式（１）で示される赤外透
過率（τ’）を算出して、湿度を検出している。しか
し、投光ヘッド１０および受光ヘッド１２０内の密封構
造を完全なものとするのはむずかしく、内部の湿度が変
化するため、安定した結果を得ることが困難であった。

【０００６】

【数１】 ただし、上記式において、ａ，ｂは実験定数、ｇは測定
光長、Ｑは大気中の湿度（絶対水分量）である。

【０００７】本発明は上記問題点に鑑み、投光ヘッドお
よび受光ヘッド内の密封構造に影響されない赤外線吸収
式湿度変動計を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の赤外線吸収式湿
度変動計は、光源が密封され、赤外光を出射する投光ヘ
ッドと、投光ヘッドから出射され、測定対象環境を経た
赤外光を電気信号に変換する光電変換素子を密封してい
る受光ヘッドとを具備し、前記測定対象環境の湿度を検
出する赤外線吸収式湿度変動計であって、前記投光ヘッ
ドおよび受光ヘッドのうち少なくとも一方の内部に密封
された温湿度センサと、前記温湿度センサが検出した温
度および湿度に基づいて、前記検出された湿度に補正を
行う補正手段とを有する。

【０００９】

【作用】補正手段が、前記投光ヘッドおよび受光ヘッド
のうち少なくとも一方の内部に密封された温湿度センサ
が検出した温度および湿度に基づいて、受光ヘッドの光
電変換素子の出力により検出された湿度に補正を行う。

【００１０】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を説明す
る。図１は本発明の一実施例の赤外線吸収式湿度変動計
のブロック図、図２は検出器Ａの縦断面図である。

【００１１】本実施例は、従来例に比較し、受光ヘッド
１２０の代わりに温湿度センサ２９を内蔵した受光ヘッ
ド２０を設けるとともに、温湿度センサ２９の出力を正
規の温度信号と湿度信号とに変換する温湿度回路５９を
装置本体Ｂ内に設けている。この追加した部材により、
赤外透過率（τ）は式（２）のように補正され（第１項
は従来の式（１）と同じであり、第２項が補正項であ
る）、正確な結果を得ることができる。

【００１２】

【数２】 ただし、ｇ_sは投光ヘッド１０と受光ヘッド２０との合
計光路長、Ｑ_sは温湿度センサ２９の出力から演算され
た投光ヘッド１０と受光ヘッド２０の内部の水分量であ
る。

【００１３】従来例と本実施例との比較が図４（ａ），
（ｂ）に示されており、明らかに本実施例の方が正確に
実際値を表している。

【００１４】なお、上記実施例においては、温湿度セン
サ２９を受光ヘッド２０内にのみ設けたが、投光ヘッド
１０と受光ヘッド２０との両方に設けてもよいことはい
うまでもない。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、投光ヘッ
ドおよび受光ヘッドの少なくとも一方に温湿度センサを
設け、受光ヘッドの出力から検出した湿度に補正を行う
ことにより、投光ヘッドおよび受光ヘッドの密封構造に
影響されない赤外線吸収式湿度変動計を実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の赤外線吸収式湿度変動計の
ブロック図である。

【図２】図１の赤外線吸収式湿度変動計の検出器Ａの拡
大縦断面図である。

【図３】図１の実施例と従来例との比較を示すグラフで
ある。

【図４】従来例を示すブロック図である。

【符号の説明】

Ａ 検出器 Ｂ 装置本体 １０ 投光ヘッド １１ 筺体 １２ タングステンランプ １３ 赤外レンズ １４ 赤外窓 ２０ 受光ヘッド ２１ 筺体 ２２ 赤外窓 ２３ 赤外レンズ ２４ 赤外フィルタ ２５ 受光素子 ２６ プリアンプ ２９ 温湿度センサ ３０ 測定部 ４１ 光電源回路 ４２ チョッピング回路 ４３ 増幅器 ４４ 差動増幅器 ４５ マルチプレクサ ４６ サンプル・ホールド回路 ４７ Ａ／Ｄ変換器 ４８ Ｄ／Ａ変換器 ４９ ディジタル入出力回路 ５０ 同期入力回路 ５１ ＲＯＭ ５２ ＲＡＭ ５３ Ｄ／Ａ変換器 ５４ ＣＰＵ ５５ バス ５９ 温湿度回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源が密封され、赤外光を出射する投光
   ヘッドと、投光ヘッドから出射され、測定対象環境を経
   た赤外光を電気信号に変換する光電変換素子を密封して
   いる受光ヘッドとを具備し、前記測定対象環境の湿度を
   検出する赤外線吸収式湿度変動計において、 前記投光ヘッドおよび受光ヘッドのうち少なくとも一方
   の内部に密封された温湿度センサと、 前記温湿度センサが検出した温度および湿度に基づい
   て、前記受光ヘッドの光電変換素子の出力に基づいて検
   出された湿度に補正を行う補正手段とを有することを特
   徴とする赤外線吸収式湿度変動計。