JPS628047A - 露点温度出力装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は乾球温度および相対湿度から露点温度を算出す
る露点温度出力装置に関するものであ−る。

従来の技術 従来、露点温度を測定するためには露点計を用いていた
が、この露点計は反応速度が遅く、かつ高価であるため
乾球温度と相対湿度から露点温度を計算で求める方法が
考えられている。この場合には、一般の空気調和で用い
られる温度および圧力の範囲内では次の（→、（→、（
ハ式から求めている。

ｔｄ＝Ｔｃθｄ−２７３，１６・・・・・・・・・・・
・（→ｈ（θｄ）＝ψ・ｈ（ｔ）／１００　　　　　・
・・・・・・・・・・・（→ここでｔは乾球温度［’Ｃ
）　、ψは相対湿度〔チ〕、ｈ（：ｔ）は飽和蒸気圧（
−ｇ　）　、　ｔ　ｄは露点温度［”Ｃ］、Ｔｃ　　は
臨界温度［’Ｃ）　、　Ｐｃは臨界圧力〔瓢Ｈｑ　］　
ｔで露点温度ｔｄ　を求めるために飽和蒸気圧の計算式
である実用国際状態式（ハ）式を用いており、そのため
露点温度ｔｄの計算が非常に複雑であった。

発明が解決しようとする問題点 しかし、従来の方法で湿り空気の露点温度を求めるには
電子計算機などにより求めなくてはならず簡易な回路構
成の露点温度出力装置を得ることが困難であった。

しかも計算が繁雑なため演算に長い時間を要するという
問題点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み測定容易露点温度を求め、し
かも簡易な構成で演算速度も速い露点温度出力装置を提
供するものである。

問題点を解決するだめの手段 本発明は上記目的を達成するために乾球温度ｔ（°Ｃ）
と相対湿度ψ（％）を大刀し、露点温度ｔｄを ｔ　ｄ　＝　ａ　ｔ　ｔｐ＋ｂ　ｔ　＋ｃψ＋ｄなる演
算式で求め、ａ、ｂ、ｃ、ｄの定数を所定の温度および
湿度範囲のもとて真値の露点温度ｔｄｏと演算式からの
露点温度ｔｄ　とがｌ　ｔｄ−ｔｄｏ　ｌ〈１°Ｃとな
るように選定した演算器を備えた構成である。

作　　　用 以上の構成によって従来に比べ簡単な演算式で演算を行
うことができるため演算器の構成が簡易化されるととも
に演算速度を速めることができる。

実施例 本発明の露点温度ｔｄの演算式は ｔｄ　＝　ａ　ｔψ＋ｂｔ　＋ｃψ＋ｄ　　　　　　　
−−−（ニ）ただしａ、ｂ、ｃ、ｄは定数 と　　　　　ｔｄ　＝Ｃ（ｔ＋ｐ）（ψ＋ｑ）＋τ　　
　　・・・・・・・・・（ホ）として表わすことができ
る。

本発明による演算式（ニ）または（ホ）によれば、従来
の（イ）、（ロ）、（ハ）式による複雑な演算を行なう
ことなく露点温度演算を行なう。

次に演算式（ニ）！たは（ホ）式の導き方を説明する。

第６図は湿り空気線図（１−Ｘ線図）および露点温度演
算の基本式（イ）、（ロ）、（ハ）式をもとにして、相
対湿度ψを一定としたときの露点温度ｔｄｏ値を乾球温
度ｔに対してプロットした関係図である。この場合露点
温度ｔｄは乾球温度の一次関図で近似でき以下の式で表
せる。

ｔｄ＝ｍｔ＋ｎ　　　　　　　　　　　　・山・・・・
・（へ）ここでｍ　、　ｎは定数である。

次に各湿度ごとの係数ｍ　、　ｎの補正を検討するとあ
る湿度範囲ψ１〜ヤ、においては、第７図、第８図に示
すようにｍ　、　ｎはそれぞれ相対湿度ψの一次関数の
近似式（））、（チ）で表わすことができる。

ｍ＝　６ψ＋ｂ　　　　　　　　　　　　　　・・・・
曲賢ト）ｎ＝Ｃ・ψ＋ｄ　　　　　　　　　　・・・曲
・・（チ）ここでａ、ｂ、ｃ、ｄは定数である。

したがって（ト）、（チ）　式を（へ）式に代入すれば
本発明の演算式である（二）、（ホ）式が得られる。

この場合、第６図よシψ１＝１ｏＯ％の直線の式。

およびψ４＝７０％の直線の式はそれぞれｔｄ　＝　（
０，９９９９９６）　ｔ　＋１．９８３６４Ｘ１０−５
（ψ１の時） ｔｄ　ｇ　（０，９６０８５１６）　ｔ　−４，８１８
４１（ψ４の時） である。上記式からψ１〜啼。の範囲の係数ｍ　、　ｎ
を各々求めてグラフにしたものが第７図および第８図で
ありそれぞれ ｍ＝　１，３０２０５Ｘ１０　　ψ＋０．８７０６８８
ｎ　＝　０．１６０１６４ψ−１６，９０７３となる。

したがって、この場合ａ　、ｂ　、ｃ　、ｄの定数はａ
　＝　１　、３０２０６Ｘ１０−５ ｂ　＝　０．８７０６８８ Ｃ＝０．１６０１６４ ｄ　＝−１ｅｓ、９０７３ となる。これら定数ａ、ｂ、ｃ、ｄを（ニ）式に代入し
、真値に近い国際状態式より求まる露点温度と（ニ）式
より求まる露点温度との差を第１表に示している。

第１表 第１表に示されるように、（ニ）式で求めた露点温度ｔ
ｄ　は相対湿度７０〜１００チの全範囲にわたって、基
本となる（イ）、（ロ）、（ハ）式により求まる露点温
度ｔｄｏとの差が０．３　以下と高精度であり、さらに
実用の温度、相対湿度の範囲内では十分に精度の高いも
のである。

また、相対湿度範囲を変更して演算式（ニ）、（ホ）の
各係数を求めることにより、演算を対象とする湿次関数
で表わされる電気信号と相対湿度の一次関数で表わされ
る電気信号との乗算器及び定数信号との加算器とで構成
することができるため簡易な回路構成で実現できる。

次に演算式（ホ）で表わされる演算を行なう露点温度出
力装置の実施例を第１図〜第６図にもとづいて説明する
。

第１図は本発明の露点温度出力装置の基本構成図で、湿
度信号出力部１は相対湿度ψを変数とする一次関数で表
わされる電圧を出力するものである。温度信号出力部２
は温度を変数とする一次関数で表わされる抵抗によって
増中度を変化させるものである。また、乗算器３は湿度
信号出力部１を入力し、この入力部と出力部とを温度信
号出力部２を介してバイパスすることにより温度出力信
号と相対湿度出力信号との乗算を行って露点温度値を電
圧値として出力部４に出力する構成である。

さらに具体的な回路例を第２図に示す。

第２図において、湿度変化を抵抗変化として検出する抵
抗６より成る湿度センサ６と抵抗９は直列に接続され、
この接続点である端子７に出力される電圧値は端子８に
かかる電圧を湿度センサ６および抵抗９の比率に分割し
た値で、これにより相対湿度の一次関数が構成され、湿
度信号出力となっている。１ｏはオペアンプであり反転
入力端子に相対湿度の一次関数として表わされる電圧を
入力すると、抵抗１１およびサーミスタ１２の合成抵抗
１３によって定まる増中度に応じて電圧が端子１４に出
力される。ここでサーミスタ１２は温度センサであり、
Ｂ定数の大なるサーミスタを用い、温度を変数とする一
次関数で表わされる温度信号出力部２を構成している。

端子１４の出力　　　　　　゛電圧は相対湿度を変数と
する一次関数と、温度を変数とする一次関数の乗算され
たものが出力される。出力部４は近似計算式（ホ）の定
数加算部で。

オペアンプ１５を加算器として用いて、端子１４の電圧
と端子１ｅの電圧を加算する。その結果、端子１７には
近似計算式（ホ）で表わされる露点温度が電圧値として
出力される。

第３図は本発明の他の実施例を示すものであり、図中Ａ
部は相対湿度信号出力部であり、オペアンプ１０６の非
反転入力側にコンデンサ１０７を接続し、負帰還回路中
に抵抗１０８を接続すると、オペアンプ１０６の出力端
子１０９からはコンデンサ１０７の容量および抵抗１０
８の抵抗値に反比例した一定周波数の方形波を発生する
。端子１０９の電位が高いときのみトランジスタ１１０
を通して一定値のコレクタ電流が流れて、相対湿度変化
を静電容量変化として検出するコンデンサ１１１に充電
するとともにコンデンサ１１２を充電および平滑する。

一方ではコンデンサ１１２と並列に接続した抵抗１１３
によって放電されるため、端子１１４の電位はコンデン
サ１１１の容量に比例した電位となる。すなわち、端子
１１４の電位は相対湿度を変数とする一次関数で表わさ
れる電位となる。

Ｂ部は温度信号出力部であり、合成抵抗１１６は温度変
化を抵抗変化として検出する抵抗１１６よシなる合成抵
抗で、端子１１７の電位は電源電圧を合成抵抗１１６と
抵抗１１８との比率に分割した値である。すなわち、端
子１１７の電位は近似的に、抵抗１１６すなわち温度変
数の一次関数として表わすことが可能である。

０部は乗算部で、ＦＥＴ１１ｓおよびオペアンプ１２０
からなり、端子１１４および端子１１７の入力端子の乗
算を行ない、抵抗１２１お工びＦＩＣＴｌｌＧによって
定まる増中度に応じた電圧に増幅して端子１２２より出
力する。

Ｄ部は加算部で端子１２２の電圧と電源電圧を抵抗１２
３と抵抗１２４との比率に分割した一定の電圧との加算
器であるオペアンプ１２６から構成し、露点温度値を端
子１２６から電圧値として出力する。

第４図は本発明の第３の実施例を示すものであり、同図
において２０６は温度変化を抵抗変化として検出する抵
抗２０７よりなる合成抵抗である。

端子２０８の電圧値は端子２０９と２１０間の電圧を抵
抗２０６と抵抗２１１の抵抗値の比率に分割した値で、
抵抗２０７すなわち温度を変数とする一次関数として表
わすことが可能である。オペアンプ２１２は同相増巾器
で非反転入力端子に温度の一次関数として表わされる電
圧を入力すると抵抗２１３および相対湿度変化を抵抗変
化として検出する抵抗２１４よりなる合成抵抗によって
定まる増中度に応じた電圧が端子２１６に出力される。

ここで合成抵抗の値を、抵抗２１４、すなわち相対湿度
の一次関数で表わされる抵抗値とすれば、端子２１６の
電圧は温度の一次関数と相対湿度の一次一数の乗算で表
わされる電圧値となる。

オペアンプ２１フは同相の加算器で、端子２１６の電圧
値と、端子２０９および２１０間の電圧を抵抗２１８と
抵抗２１９の抵抗値の比率に分割した電位を示す端子２
２０の電圧値との加算を行ない、端子２２１に電圧を出
力する。すなわち、端子２２１の電圧値は温度の一次関
数と相対湿度の一次関数との積の項と定数との和で表わ
される露点温度値の電圧値となる。

本発明の第３の実施例を示すもので同図において、３ｏ
６は相対湿度変化を抵抗変化として検出する抵抗３０７
よりなる合成抵抗である。端子３０８の電圧値は端子３
０９と３１０間の電圧を抵抗３０６と抵抗３１１の抵抗
値の比率に分割した値で抵抗３０７すなわち、相対湿度
を変数とする一次関数として表わすことが可能である。

オペアンプ３１２は同相増巾器で非反転入力端子に相対
湿度の一次関数として表わされる電圧を入力すると、抵
抗３１３、温度変化を抵抗変化として検出する抵抗３１
４よりなる合成抵抗３１６および定電圧出力部３１６に
よって定まる増中度に応じた電圧が端子３１７に出力さ
れる。

ここで合成抵抗３１６の値を抵抗３１４すなわち温度の
一次関数で表わせる抵抗値とすることは可能であるが、
定数項が演算式（ホ）の値と一致させることは容易でな
いため、抵抗と直列に定電圧出力部を入れることによっ
て、定数項を容易に合わせることができる。従って端子
３１７の電圧値は温度の一次関数と相対湿度の一次関数
の乗算で表わされる電圧となる。オペアンプ３１８は同
相の加算器で、端子３１７の電圧値と、端子３０９およ
び３１０間の電圧を抵抗３１９と抵抗３２０の抵抗値の
比率に分割した電位を示す端子３２１の電圧値との加算
を行ない、端子３２２に電圧値は温度の一次関数と相対
湿度の一次関数との積の項と定数項との和で表わされる
露点温度値の電圧値を出力する。

発明の効果 以上実施例から明らかなように本発明の露点温度出力装
置は相対湿度ψと乾球温度ｔから露点温度ｔｄをｔｄ＝
　ａｔψ＋ｂｔ＋ｃ＜ｐ＋ｄなる簡単な演算式で求める
ため、演算器の回路構成を従来に比べて簡単にすること
ができ、また演算速度も高めることができるためすぐに
露点温度を出力することができる。さらに、ａ、ｂ、Ｃ
２ｄの定数は真値の露点温度と実用範囲内で誤差の生じ
ないように設定しているため実用範囲では何ら問題とな
らない。

この定数を変更することにより測定可能範囲を任意設定
することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の露点温度出力装置の構成を示すブロッ
ク図、第２図は本発明の一実施例におけ温度出力装置の
電気回路図、第６図は乾球温度と露点温度との関係を示
す図、第７図は相対湿度と係数ｍの関係を示す図、第８
図は相対湿度と係数ｎとの関係を示す図である。 １・・・・・・湿度信号出力部、２・・川・温度信号出
力部、３・・・・・・乗算器、４・川・・出力部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名第　
１　図 第２図 第４図 第６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）相対湿度ψ（％）を電気信号に変換する湿度セン
   サと、乾球温度ｔ（℃）を電気信号に変換する温度セン
   サと、この温度センサおよび前記湿度センサの信号を入
   力とし、露点温度ｔｄを ｔｄ＝ａｔψ＋ｂｔ＋ｃψ＋ｄ なる演算式で求め、ａ、ｂ、ｃ、ｄの定数を所定の温度
   および湿度範囲のもとで、真値の露点温度ｔｄｏと演算
   式からの露点温度ｔｄとが｜ｔｄ−ｔｄｏ｜＜１℃とな
   るように選定した演算器を備えた露点温度出力装置。
2. （２）演算器は演算式ｔｄの定数ａ、ｂ、ｃ、ｄをｑ＝
   ｂ／ａ、ｐ＝ｃ／ａ、ｒ＝ｄ−ａｐｑとし、ｔｄ＝ａ（
   ｔ＋ｐ）（ψ＋ｑ）＋ｒで表わされる演算を行なう特許
   請求の範囲第１項記載の露点温度出力装置。
3. （３）演算器は相対湿度変化を電圧変化に変換し、相対
   湿度を変数とする一次関数で表わされる相対湿度信号電
   圧出力部と、温度変化を抵抗変化に変換し、温度を変数
   とする一次関数で表わされる抵抗によって増幅度を変化
   させる温度信号出力部と前記温度出力信号と相対湿度出
   力信号を乗算する乗算器で構成された特許請求の範囲第
   １項記載の露点温度出力装置。