揮発物測定装置
【課題】本発明は、換気流量等の試験槽の環境が変化しても、高い精度で試験槽の湿度を制御することができる揮発物測定装置を提供することを課題とする。
【解決手段】上記課題を解決するため、本発明は、試験用導入口６０および排出口７０を有する試験槽８０と、試験用導入口６０から試験槽８０に導入される気体の流量を変更する流量調節器２０ａと、試験槽８０に導入される気体を加湿する加湿器２４と、試験槽８０内の湿度を検出する湿度センサＴ１と、フィードバック制御により加湿器２４を制御して湿度センサＴ１の検出湿度を設定湿度に移行させる制御部３と、を備え、排出口７０から排出される気体に含まれる揮発物を測定する揮発物測定装置１であって、制御部３は、湿度の制御に必要な加湿量に応じてフィードバック制御の制御定数を変更することを特徴とした。
【解決手段】上記課題を解決するため、本発明は、試験用導入口６０および排出口７０を有する試験槽８０と、試験用導入口６０から試験槽８０に導入される気体の流量を変更する流量調節器２０ａと、試験槽８０に導入される気体を加湿する加湿器２４と、試験槽８０内の湿度を検出する湿度センサＴ１と、フィードバック制御により加湿器２４を制御して湿度センサＴ１の検出湿度を設定湿度に移行させる制御部３と、を備え、排出口７０から排出される気体に含まれる揮発物を測定する揮発物測定装置１であって、制御部３は、湿度の制御に必要な加湿量に応じてフィードバック制御の制御定数を変更することを特徴とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揮発性の有機化合物等の揮発物を測定するための装置である揮発物測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、シックハウス症候群と呼ばれる化学物質による過敏症が問題となっている。これは、建築材料にホルムアルデヒド、トルエンなどの揮発性有機化合物（ＶＯＣ）が使用されており、この揮発性有機化合物が住宅内に放出されていることが一因とされている。
【０００３】
このため建材などに、揮発性有機化合物がどのくらい含まれているかを調査しておくことが行われている。また、建材以外にも自動車の内装品や家具などに用いられる素材でも揮発性有機化合物の調査が行われている。
【０００４】
このような揮発性有機化合物を測定することができる揮発物測定装置は、温度や湿度等を一定の環境条件に制御可能な試験槽内に試料を入れ、この試験槽に空気を所定の流量だけ流入・排出させ、この排出した空気中に含まれる揮発性有機化合物を測定することができる。
例えば特許文献１には、このような揮発物測定装置が開示されている。特許文献１の揮発物測定装置は、加湿器を用いて試験槽の湿度が制御されている。従来の揮発物測定装置の湿度制御には、例えばＰＩＤ制御等のフィードバック制御が用いられている。フィードバック制御は、試験槽の環境に応じた適切な制御定数を決定して行なわれる。従来の揮発物測定装置では、単一の制御定数が決定されてフィードバック制御が行なわれていた。
【特許文献１】特開２００５−２５７５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし上記のように揮発物測定装置は、試験槽を換気しながら揮発性有機化合物の測定を行う構成であるため、試験槽の環境が一定ではない。特に試験槽の換気流量が変化する場合、湿度の制御に必要な加湿量が大きく変化してしまうため、単一の制御定数で試験槽の湿度を制御するのは困難であった。
【０００６】
そこで本発明は、試験槽の環境が変化した場合であっても、複数の制御定数の中から環境の変化に応じた適切な制御定数を選択し、高い精度で試験槽の湿度を制御することができる揮発物測定装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため提供される請求項１の発明は、気体導入口および気体排出口を有する試験槽と、前記気体導入口から前記試験槽に導入される気体の流量を変更する流量調節手段と、前記試験槽に導入される気体を加湿する加湿器と、前記試験槽内の湿度を検出する湿度検出手段と、フィードバック制御により前記加湿器を制御して前記湿度検出手段の検出湿度を設定湿度に移行させる制御手段と、を備え、前記試験槽内の気体に含まれる揮発物を測定する揮発物測定装置であって、前記制御手段は、湿度の制御に必要な加湿量に応じてフィードバック制御の制御定数を変更することを特徴とする揮発物測定装置である。
【０００８】
これにより請求項１の揮発物測定装置は、試験槽の湿度を制御するのに必要な加湿量が大きく変化する場合であっても、加湿量の変更に対応した適切な制御定数に変更されるため、精度の高い湿度制御を行うことができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記制御手段が、前記試験槽の換気流量の変更に応じてフィードバック制御の制御定数を変更することを特徴とした。
【００１０】
これにより請求項２の揮発物測定装置は、試験槽の換気流量が変更されて、試験槽の湿度を制御するのに必要な加湿量が大きく変化する場合であっても、制御定数が、換気流量の変更に対応した適切なものに変更されるため、精度の高い湿度制御を行うことができる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記制御手段が、前記試験槽の設定温度と設定湿度との組み合わせに応じてフィードバック制御の制御定数を変更することを特徴とした。
【００１２】
これにより請求項３の揮発物測定装置は、設定温度や設定湿度が変更されて、試験槽の湿度を制御するのに必要な加湿量が変化する場合であっても、制御定数を設定温度や設定湿度の変化に対応した適切なものに変更することにより、精度の高い湿度制御を行うことができる。
【００１３】
ここで従来の揮発物測定装置では、測定の途中で試験槽の扉が開けられて試験槽の湿度が一時的に急低下する場合、加湿器による加湿が急増してしまうため、試験槽の湿度が設定湿度をオーバーシュートしてしまうという問題があった。
かかる知見に基づき提供される請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記加湿器が、加熱により水を蒸発させるヒータを備え、前記制御手段は、フィードバック制御の制御定数を変更するとともに、前記ヒータの出力に上限を設定することを特徴とした。
【００１４】
これにより請求項４の揮発物測定装置は、試験槽の湿度が一時的に急低下した場合であっても、加湿器のヒータの出力に上限があるため、ヒータの急加熱により加湿器の加湿量が急増するのを防止することができる。その結果、試験槽の湿度が設定湿度をオーバーシュートするのを防止することができる。
【００１５】
ここで従来の揮発物測定装置は、試験槽の湿度が設定湿度に達すると、加湿器のヒータを停止させるので、次の加湿の要求があるまでの間に加湿器の水の温度が低下してしまっていた。そのため次の加湿の要求があっても低温の水を蒸発させる必要があるので、迅速に加湿を行うことができないという問題があった。
かかる知見に基づき提供される請求項５の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記加湿器は、加熱により水を蒸発させるヒータを備え、前記制御手段が、フィードバック制御の制御定数を変更するとともに、前記ヒータの出力に下限を設定することを特徴とした。
【００１６】
これにより請求項５の揮発物測定装置は、試験槽の湿度が設定湿度に達した後も、加湿器のヒータを停止させず最低限の出力を維持したまま作動させることができる。そのため請求項５の揮発物測定装置は、ヒータによって加湿器の水が高温の状態に保たれているので、加湿の要求があった場合に迅速に加湿を行うことができる。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記加湿器は、加熱により水を蒸発させるヒータを備え、前記ヒータは、消費電力の容量の切替が可能であり、前記制御手段は、フィードバック制御の制御定数を変更するとともに、ヒータの消費電力の容量を切り替えることを特徴とした。
【００１８】
これにより請求項６の揮発物測定装置は、試験槽の湿度の制御に必要な加湿量に応じて、適切なヒータの容量を選択し、精度の高い湿度制御を実現することができる。例えば、試験槽に導入される気体への加湿量が少量でよい場合には、加湿ヒータの容量を低く抑えて、加湿ヒータの出力の変動幅を小さくし、微妙な湿度の変動にも対応することができる。また試験槽に導入される気体への加湿量が大きい場合には、大量の水蒸気を試験槽に供給できるように、加湿ヒータの容量を高めて試験槽内の湿度を迅速に設定湿度にまで高めることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の揮発物測定装置は、試験槽の設定湿度や換気流量が変化しても、高い精度で試験槽内の湿度を制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、さらに本発明の具体的実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態における揮発物測定装置の斜視図である。図２は、本発明の実施形態における揮発物測定装置の配管及び構成部材を示した模式図である。
揮発物測定装置１は、インナーチャンバー１０とアウターチャンバー１１を備えている。インナーチャンバー１０及びアウターチャンバー１１は、直方体状であって内部に空間１０ｅ、１１ｅが設けられている。インナーチャンバー１０及びアウターチャンバー１１には、内部空間１０ｅ，１１ｅにつながる開口１０ｆ，１１ｆを有する本体部１０ｃ，１１ｃと、開口１０ｆ，１１ｆを封鎖できる開閉扉１０ａ，１１ａが設けられている。
【００２１】
インナーチャンバー１０は、アウターチャンバー１１よりも小さく、アウターチャンバー１１の内部空間１１ｅにインナーチャンバー１０が収容されている。インナーチャンバー１０の内部空間１０ｅは、試料が収容される試験槽８０となり、アウターチャンバー１１の内部空間１１ｅであってインナーチャンバー１０の外側の空間は、温度調整空間８１となる。
【００２２】
図１に示すように、開閉扉１０ａ、１１ａは、同じ側に設けられており、アウターチャンバー１１の開閉扉１１ａを開けることにより、インナーチャンバー１０の開閉扉１０ａの開閉が可能になる。
インナーチャンバー１０の開閉扉１０ａが閉じられた状態で、開閉扉１０ａと本体部１０ｃとで挟まれた位置には、図示しないシール部材が設けられている。シール部材は、開閉扉１０ａまたは本体部１０ｃのいずれかに保持されている。インナーチャンバー１０は、本体部１０ｃと開閉扉１０ａとをシール部材で密着させ、試験槽８０をほぼ密閉状態にすることができる。
【００２３】
インナーチャンバー１０は、ステンレス製であり、前後左右上下の六面が試験槽８０と熱伝導空間８４との間での熱伝導を行うことができる。また、アウターチャンバー１１は、図示しない断熱層を有しており、外部との熱伝導を小さくするような構造となっている。
【００２４】
図２に示すように、温度調整空間８１は、熱伝導空間８４と加温冷却空間８５とに大別される。熱伝導空間８４と加温冷却空間８５との間には仕切板８６が配置され、仕切板８６には、熱伝導空間８４と加温冷却空間８５とをつなぐ導入口８６ａおよび排出口８６ｂが設けられている。
【００２５】
加温冷却空間８５には、送風ファン８７と加熱器８８と冷却器８９とを備えた空調システム９０が設けられている。送風ファン８７は、加温冷却空間８５から排出口８６ｂ、熱伝導空間８４、導入口８６ａを経由して加温冷却空間８５に戻る一連の循環流路で空気を循環させる送風機である。温度調整空間８１を循環する空気は、加熱器８８および冷却器８９によって所定の温度に加熱・冷却される。これにより熱伝導空間８４が所定の温度に調整される。
【００２６】
図２に示すように、インナーチャンバー１０には、外部から試験槽８０に空気を導入する試験用導入口６０と、試験槽８０から外部へ空気を排出する排出口７０とが設けられている。またアウターチャンバー１１には、導入配管連結口６１が設けられており、導入配管連結口６１において、熱交配管１８と導入配管１５とが連結される。
【００２７】
熱交配管１８は、アウターチャンバー１１の導入配管連結口６１とインナーチャンバー１０の試験用導入口６０とを繋ぐ熱伝導性に優れた配管である。本実施形態の熱交配管１８はステンレス製である。熱交配管１８は、屈曲して形成された所定長さの配管がインナーチャンバー１０の壁面に沿って配置されている。そのため後述の導入配管１５から熱交配管１８に導入された空気は、試験槽８０に供給される前に、熱交配管１８を介して熱伝導空間８４の空気と熱交換を行う。したがって熱交配管１８の空気は、温度が熱伝導空間８４の温度にある程度なじんだ状態で試験槽８０に供給される。即ち、熱交配管１８は、内部を流れる空気と、熱伝導空間８４の空気との間で熱交換を行う熱交換器として機能する配管である。
なお熱交配管１８には、試験用導入口６０近傍に分岐６２が設けられており、この分岐６２に後述の加湿配管１７が接続されている。
【００２８】
導入配管１５は、圧縮空気取込口Ｒ１とアウターチャンバー１１に設けられた導入配管連結口６１とをつなぐ配管であり、圧縮空気取込口Ｒ１から順に、電磁弁Ｇ１、除湿器２３、レギュレータ２２、清浄機２１および流量調節器２０ａが配置されている。即ち、圧縮空気取込口Ｒ１から取り込まれた空気は、電磁弁Ｇ１を通って、除湿器２３で除湿され、レギュレータ２２により所定の圧力に減圧され、さらに、清浄機２１により不純物が取り除かれる。そして、流量調節器２０ａを通って導入配管連結口６１に通じている。したがって、試験槽８０に導入される空気は、圧縮空気取込口Ｒ１から取り込まれて、導入配管１５、導入配管連結口６１、熱交配管１８を順に通って試験用導入口６０に供給される。
【００２９】
流量調節器２０ａは、試験槽８０に導入される空気の流量（換気流量）を手動または自動で調節するのに用いられる。流量調節器２０ａは、１時間に０．２回〜５．０回の範囲で換気流量を変更することができる。
【００３０】
図２に示すように、加湿配管１７は、アウターチャンバー１１を貫通し、熱交配管１８の分岐６２と加湿器２４とをつなぐ配管である。したがって加湿器２４で発生した水蒸気は、加湿配管１７を通って分岐６２から熱交配管１８に導入され、熱交配管１８の空気を加湿することができる。
【００３１】
加湿器２４は、貯水槽３０と、貯水槽３０に貯留された水を加熱する電熱ヒータ３１とを備えており、アウターチャンバー１１の外側の空間に配置される。加湿器２４は、電熱ヒータ３１の加熱によって貯水槽３０の水を蒸発させて水蒸気を発生する。上述のように加湿器２４で発生した水蒸気は、熱交配管１８の分岐６２で試験槽８０に供給される空気と混合される。
【００３２】
図６に示すように、電熱ヒータ３１は、単相交流電源または三相交流電源を選択することにより容量を切り替えることができる。具体的には、電熱ヒータ３１の電源が単相交流電源から三相交流電源に切り替えられると、電熱ヒータ３１の容量は２倍に増加する。逆に電熱ヒータ３１の電源が三相交流電源から単相交流電源に切り替えられると、電熱ヒータ３１の容量は半分に減少する。
【００３３】
図２に示すように、インナーチャンバー１０の排出口７０は、排出配管１６を通じて排出部Ｈ３につながっている。また排出配管１６は、排出口７０と排出部Ｈ３との間の位置で分岐しており、分岐先に捕集管を備えたサンプリングポンプ２６が取り付けられている。サンプリングポンプ２６を作動させることで、排出口７０から排出される気体の一部を捕集管に捕集することができる。
【００３４】
上記のように試験槽８０は、インナーチャンバー１０の開閉扉１０ａを閉じるとほぼ密閉される。また試験槽８０は、インナーチャンバー１０を閉じた状態で、試験用導入口６０から清浄な空気を導入し、排出口７０から気体を排出することにより、試験槽８０を換気することができる。
【００３５】
シール部材（図示せず）など、インナーチャンバー１０を構成する部材は、所定の試験条件で揮発有機化合物を発生するおそれが極めて少ない材質で形成されている。具体的には、ステンレス、ガラス、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ素ゴムなどの材質が用いられている。
【００３６】
図２に示すように、試験槽８０には、棒状の湿度センサＴ１が設けられている。湿度センサＴ１は、先端部Ｔ１ａで湿度を検知して所定の信号を制御部３に出力することができる。湿度センサＴ１の先端部Ｔ１ａは、インナーチャンバー１０の内側である試験槽８０側に配置されている。
【００３７】
制御部３は、加湿器２４や空調システム９０の動作を司っており、図示しない操作部から入力された設定温度、設定湿度、設定換気流量に基づいて、試験槽８０を所望の環境に調整することができる。
【００３８】
次に、揮発物測定装置１の揮発物測定時の動作について、試験槽８０の湿度制御を中心に説明する。
揮発物測定装置１は、手動または自動で試験槽８０の温度、湿度、および換気流量を設定することができる。揮発物測定装置１は、温度の制御と湿度の制御とがそれぞれ別の手段で行なわれている。
【００３９】
試験槽８０の湿度制御は、所定の水蒸気を含む空気で試験槽８０を換気することにより行われる。具体的には、図２に示す電磁弁Ｇ１を開き、所定量の水蒸気を含む清浄な空気を試験用導入口６０から所定の流量だけ試験槽８０に導入する。そして試験槽８０の空気が、新たに導入された空気に押し出されて、排出口７０から排出される。このように揮発物測定装置１は、試験槽８０内の空気を所定量の水蒸気を含む空気に置き換えることによって、試験槽８０内が所定の湿度となるように制御する。
【００４０】
試験槽８０内に導入される空気は、圧縮空気取込口Ｒ１から取り込まれるものであり、湿度の調整は、取り込まれた空気を除湿器２３によって乾燥させて、加湿器２４によって水蒸気を流入させることにより行われる。即ち、揮発物測定装置１は、流量調節器２０ａによって調整される空気の流量と、加湿器２４で発生させる水蒸気の量により、試験槽８０内に導入される空気中の水蒸気の量を制御することができる。
【００４１】
また揮発物測定装置１における湿度制御は、フィードバック制御の一種であるＰＩＤ制御を用いて行われる。具体的には、試験槽８０の設定環境に対応した適切な制御定数（比例ゲイン、積分ゲイン、微分ゲイン）が決定され、湿度センサＴ１の検出湿度と試験槽８０の設定湿度との偏差、その積分、および微分の３つの要素から加湿器２４の電熱ヒータ３１の出力が決定され、加湿器２４を作動させる。ＰＩＤ制御に用いる制御定数、加湿器２４の電熱ヒータ３１の出力の上下限、および加湿器２４の電熱ヒータ３１の容量は、図７のフローチャートに示す手順に従って決定される。
【００４２】
図７のステップ１で制御部３は、図示しない操作部を通じて入力された設定温度および設定湿度に関する情報に基づいて、試験槽８０の湿度を制御するのに必要な加湿量（水蒸気量）の高低レベルを判断し、制御フローをステップ２に移行させる。
加湿量の高低レベルの判断は、例えば図３に示したグラフに基づき行われる。図３のグラフは、Ｘ軸を設定温度、Ｙ軸を設定湿度とするグラフである。設定温度が０℃で設定湿度が７０％の点と、設定温度が４０℃で設定湿度が３０％の点とを結んだ直線が、加湿量の高低レベルを判別する判別直線として用いられる。
【００４３】
本実施形態の揮発物測定装置１は、制御部３に入力された設定温度および設定湿度に関する情報を、それぞれＸ座標およびＹ座標として座標点を決定する。そして決定された座標点が上記判別直線に対してどのような位置関係にあるかで、試験槽８０の湿度制御に必要な加湿量の高低レベルが判断される。例えば、決定された座標点の位置が、上記判別直線よりも上方の領域であれば、試験槽８０の湿度制御には大量の加湿が必要であり、高加湿レベルであると判断される。逆に決定された座標点が、上記判別直線以下の領域であれば、少量の加湿で試験槽８０の湿度を制御することができるので、低加湿レベルであると判断される。また制御部３は、操作部（図示せず）から入力された設定換気流量を用いて、図４の区分判断を行う。
【００４４】
図７のステップ２では、制御部３が、ステップ１で決定された加湿量の高低レベルと、試験槽８０の換気流量との組み合わせに応じて所属するクラス（本実施形態では、図５に示すＡ〜Ｄのいずれか）を選択し、制御フローをステップ３に移行させる。クラスは、試験槽８０の湿度を制御するのに必要な加湿量の高低レベルと、試験槽８０の換気流量との組み合わせに対応して予め割り当てられている。
【００４５】
図６に示すように、ステップ２で決定されたクラスＡ〜Ｄに対応する、ＰＩＤ制御の制御定数、加湿器２４の電熱ヒータ３１の出力の上限、下限、および容量が予め決められており、これらの情報が制御部３に格納されている。制御部３は、ステップ２で決定されたクラスに従って、ＰＩＤ制御の制御定数、加湿器２４の電熱ヒータ３１の出力の上限、下限、および容量を決定し（ステップ３）、制御フローをステップ４に移行させる。具体的な制御定数、電熱ヒータ３１の上限および下限は、実験等により決定される。
【００４６】
制御部３は、ステップ３で決定された制御定数、電熱ヒータ３１の出力の上限、下限、および容量に基づき、ＰＩＤ制御によって試験槽８０の湿度を制御し（図７のステップ４）、制御フローをステップ１に戻す。
【００４７】
図５に示すように、本実施形態の揮発物測定装置１は、制御対象である試験槽８０の環境を複数のクラス（本実施形態ではＡ〜Ｄの四つ）に分類し、設定温度・設定湿度に関する情報および換気流量に関する情報に基づいて揮発物測定中の試験槽８０がどのクラスに属するのかを判断する。そして換気流量の変更や、設定温度または設定湿度の変更があると、その度、所属するクラスの見直しが行われる。
図６に示すように各クラスには、それぞれに応じた適切な制御定数（ＫＡ〜ＫＤ）、電熱ヒータ３１の出力の上限（ａ〜ｄ），下限（ｅ〜ｈ）および容量（５０％または１００％）が割り振られている。したがって本実施形態の揮発物測定装置１は、試験槽８０の換気流量、設定湿度、あるいは設定温度が変更された場合など、試験槽８０の湿度制御に必要な加湿量が大きく変更された場合であっても、常に適切な制御定数を選択することができ、精度の高い湿度制御を実現することができる。
【００４８】
また本実施形態の揮発物測定装置１は、加湿器２４の電熱ヒータ３１の出力に上限が設けられている。そのため、揮発物の測定中にインナーチャンバー１０の開閉扉１０ａが開けられて試験槽８０の湿度が一時的に急低下した場合であっても、熱源ヒータ３１が急加熱で高温にならないので、試験槽８０の湿度が設定湿度をオーバーシュートするのを防止することができる。
【００４９】
また本実施形態の揮発物測定装置１は、加湿器２４の電熱ヒータ３１の出力に下限が設けられている。そのため、加湿器２４の貯水槽３０の水は、常に電熱ヒータ３１により加熱されており高温の状態が保たれている。その結果、加湿器２４は、制御部３から加湿の要求があると、貯水槽３０の水を迅速に蒸発させ、直ちに試験槽８０の加湿を行うことができる。
【００５０】
さらに本実施形態の揮発物測定装置１は、ステップ２で決定されたクラスに応じて、適切な電熱ヒータ３１の容量を選択することができる。これにより揮発物測定装置１は、試験槽８０に導入される空気への加湿量が少量でよい場合には、加湿ヒータの容量を低く抑えて、加湿ヒータの出力の変動幅を小さくし、微妙な湿度の変動にも対応することができる。また試験槽８０に導入される空気への加湿量が大きい場合には、大量の水蒸気を試験槽８０に供給できるように、加湿ヒータの容量を高めて試験槽８０内の湿度を迅速に設定湿度にまで高めることができる。
【００５１】
上記のように試験槽８０には、温度制御および湿度制御のための機器が配置されない。そのため本実施形態の揮発物測定装置１は、これらの機器が発生する不純物をサンプリングポンプ２６の捕集管によって検出せず、またこれらの機器に揮発物が付着するおそれもないため、測定精度を向上させることができる。
【００５２】
上記実施形態の揮発物測定装置１では、温度制御および湿度制御にＰＩＤ制御を用いたが、制御手法が特にＰＩＤ制御に限定されるわけではなく、本発明には、様々なフィードバック制御手法を適用することができる。例えば、Ｐ制御またはＰＩ制御などの制御手法により温度および湿度を制御させてもよい。
【００５３】
上記実施形態において、試験槽８０の湿度の制御に必要な加湿量の高低レベルを判別するのに、設定温度が０℃で設定湿度が７０％の点と、設定温度が４０℃で設定湿度が３０％の点とを結ぶ判別直線が用いられたが、試験槽８０の湿度制御に必要な加湿量の高低レベルの判別は、このような直線に限定されるわけではなく実験等により最適なものを選択することができる。
【００５４】
また上記実施形態では、試験槽８０の湿度制御に必要な加湿量の高低レベル、および換気流量の変化がそれぞれ二つに区分されたが、本発明はこのような構成に限定されるわけではない。これらの区分数は、制御部３の演算能力や揮発物測定装置１に要求される制御能力に応じて任意に設定することができる。区分数を増加させることにより、より状況の変化に応じた制御定数の選択が可能になり、より精度の高い温度制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態における揮発物測定装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態における揮発物測定装置の配管及び部材を示した模式図である。
【図３】試験槽の湿度制御に必要な加湿量の高低レベルを判別する判別直線を示すグラフである。
【図４】換気流量と加湿量との関係を示す相関図である。
【図５】試験槽の換気流量と、湿度制御に必要な加湿量の高低レベルとの組み合わせに対応したクラスの分類を示す表である。
【図６】クラスＡ〜Ｄに対応する、ＰＩＤ制御の制御定数、電熱ヒータの出力の上下限および容量を示す表である。
【図７】試験槽の湿度制御における揮発物測定装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
１ 揮発物測定装置
３ 制御部（制御手段）
２０ａ 流量調節器（流量調整手段）
２４ 加湿器
３１ 電熱ヒータ（ヒータ）
６０ 気体導入口（試験用導入口）
７０ 気体排出口（排出口）
８０ 試験槽
Ｔ１ 湿度センサ（湿度検知手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揮発性の有機化合物等の揮発物を測定するための装置である揮発物測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、シックハウス症候群と呼ばれる化学物質による過敏症が問題となっている。これは、建築材料にホルムアルデヒド、トルエンなどの揮発性有機化合物（ＶＯＣ）が使用されており、この揮発性有機化合物が住宅内に放出されていることが一因とされている。
【０００３】
このため建材などに、揮発性有機化合物がどのくらい含まれているかを調査しておくことが行われている。また、建材以外にも自動車の内装品や家具などに用いられる素材でも揮発性有機化合物の調査が行われている。
【０００４】
このような揮発性有機化合物を測定することができる揮発物測定装置は、温度や湿度等を一定の環境条件に制御可能な試験槽内に試料を入れ、この試験槽に空気を所定の流量だけ流入・排出させ、この排出した空気中に含まれる揮発性有機化合物を測定することができる。
例えば特許文献１には、このような揮発物測定装置が開示されている。特許文献１の揮発物測定装置は、加湿器を用いて試験槽の湿度が制御されている。従来の揮発物測定装置の湿度制御には、例えばＰＩＤ制御等のフィードバック制御が用いられている。フィードバック制御は、試験槽の環境に応じた適切な制御定数を決定して行なわれる。従来の揮発物測定装置では、単一の制御定数が決定されてフィードバック制御が行なわれていた。
【特許文献１】特開２００５−２５７５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし上記のように揮発物測定装置は、試験槽を換気しながら揮発性有機化合物の測定を行う構成であるため、試験槽の環境が一定ではない。特に試験槽の換気流量が変化する場合、湿度の制御に必要な加湿量が大きく変化してしまうため、単一の制御定数で試験槽の湿度を制御するのは困難であった。
【０００６】
そこで本発明は、試験槽の環境が変化した場合であっても、複数の制御定数の中から環境の変化に応じた適切な制御定数を選択し、高い精度で試験槽の湿度を制御することができる揮発物測定装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため提供される請求項１の発明は、気体導入口および気体排出口を有する試験槽と、前記気体導入口から前記試験槽に導入される気体の流量を変更する流量調節手段と、前記試験槽に導入される気体を加湿する加湿器と、前記試験槽内の湿度を検出する湿度検出手段と、フィードバック制御により前記加湿器を制御して前記湿度検出手段の検出湿度を設定湿度に移行させる制御手段と、を備え、前記試験槽内の気体に含まれる揮発物を測定する揮発物測定装置であって、前記制御手段は、湿度の制御に必要な加湿量に応じてフィードバック制御の制御定数を変更することを特徴とする揮発物測定装置である。
【０００８】
これにより請求項１の揮発物測定装置は、試験槽の湿度を制御するのに必要な加湿量が大きく変化する場合であっても、加湿量の変更に対応した適切な制御定数に変更されるため、精度の高い湿度制御を行うことができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記制御手段が、前記試験槽の換気流量の変更に応じてフィードバック制御の制御定数を変更することを特徴とした。
【００１０】
これにより請求項２の揮発物測定装置は、試験槽の換気流量が変更されて、試験槽の湿度を制御するのに必要な加湿量が大きく変化する場合であっても、制御定数が、換気流量の変更に対応した適切なものに変更されるため、精度の高い湿度制御を行うことができる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記制御手段が、前記試験槽の設定温度と設定湿度との組み合わせに応じてフィードバック制御の制御定数を変更することを特徴とした。
【００１２】
これにより請求項３の揮発物測定装置は、設定温度や設定湿度が変更されて、試験槽の湿度を制御するのに必要な加湿量が変化する場合であっても、制御定数を設定温度や設定湿度の変化に対応した適切なものに変更することにより、精度の高い湿度制御を行うことができる。
【００１３】
ここで従来の揮発物測定装置では、測定の途中で試験槽の扉が開けられて試験槽の湿度が一時的に急低下する場合、加湿器による加湿が急増してしまうため、試験槽の湿度が設定湿度をオーバーシュートしてしまうという問題があった。
かかる知見に基づき提供される請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記加湿器が、加熱により水を蒸発させるヒータを備え、前記制御手段は、フィードバック制御の制御定数を変更するとともに、前記ヒータの出力に上限を設定することを特徴とした。
【００１４】
これにより請求項４の揮発物測定装置は、試験槽の湿度が一時的に急低下した場合であっても、加湿器のヒータの出力に上限があるため、ヒータの急加熱により加湿器の加湿量が急増するのを防止することができる。その結果、試験槽の湿度が設定湿度をオーバーシュートするのを防止することができる。
【００１５】
ここで従来の揮発物測定装置は、試験槽の湿度が設定湿度に達すると、加湿器のヒータを停止させるので、次の加湿の要求があるまでの間に加湿器の水の温度が低下してしまっていた。そのため次の加湿の要求があっても低温の水を蒸発させる必要があるので、迅速に加湿を行うことができないという問題があった。
かかる知見に基づき提供される請求項５の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記加湿器は、加熱により水を蒸発させるヒータを備え、前記制御手段が、フィードバック制御の制御定数を変更するとともに、前記ヒータの出力に下限を設定することを特徴とした。
【００１６】
これにより請求項５の揮発物測定装置は、試験槽の湿度が設定湿度に達した後も、加湿器のヒータを停止させず最低限の出力を維持したまま作動させることができる。そのため請求項５の揮発物測定装置は、ヒータによって加湿器の水が高温の状態に保たれているので、加湿の要求があった場合に迅速に加湿を行うことができる。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記加湿器は、加熱により水を蒸発させるヒータを備え、前記ヒータは、消費電力の容量の切替が可能であり、前記制御手段は、フィードバック制御の制御定数を変更するとともに、ヒータの消費電力の容量を切り替えることを特徴とした。
【００１８】
これにより請求項６の揮発物測定装置は、試験槽の湿度の制御に必要な加湿量に応じて、適切なヒータの容量を選択し、精度の高い湿度制御を実現することができる。例えば、試験槽に導入される気体への加湿量が少量でよい場合には、加湿ヒータの容量を低く抑えて、加湿ヒータの出力の変動幅を小さくし、微妙な湿度の変動にも対応することができる。また試験槽に導入される気体への加湿量が大きい場合には、大量の水蒸気を試験槽に供給できるように、加湿ヒータの容量を高めて試験槽内の湿度を迅速に設定湿度にまで高めることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の揮発物測定装置は、試験槽の設定湿度や換気流量が変化しても、高い精度で試験槽内の湿度を制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、さらに本発明の具体的実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態における揮発物測定装置の斜視図である。図２は、本発明の実施形態における揮発物測定装置の配管及び構成部材を示した模式図である。
揮発物測定装置１は、インナーチャンバー１０とアウターチャンバー１１を備えている。インナーチャンバー１０及びアウターチャンバー１１は、直方体状であって内部に空間１０ｅ、１１ｅが設けられている。インナーチャンバー１０及びアウターチャンバー１１には、内部空間１０ｅ，１１ｅにつながる開口１０ｆ，１１ｆを有する本体部１０ｃ，１１ｃと、開口１０ｆ，１１ｆを封鎖できる開閉扉１０ａ，１１ａが設けられている。
【００２１】
インナーチャンバー１０は、アウターチャンバー１１よりも小さく、アウターチャンバー１１の内部空間１１ｅにインナーチャンバー１０が収容されている。インナーチャンバー１０の内部空間１０ｅは、試料が収容される試験槽８０となり、アウターチャンバー１１の内部空間１１ｅであってインナーチャンバー１０の外側の空間は、温度調整空間８１となる。
【００２２】
図１に示すように、開閉扉１０ａ、１１ａは、同じ側に設けられており、アウターチャンバー１１の開閉扉１１ａを開けることにより、インナーチャンバー１０の開閉扉１０ａの開閉が可能になる。
インナーチャンバー１０の開閉扉１０ａが閉じられた状態で、開閉扉１０ａと本体部１０ｃとで挟まれた位置には、図示しないシール部材が設けられている。シール部材は、開閉扉１０ａまたは本体部１０ｃのいずれかに保持されている。インナーチャンバー１０は、本体部１０ｃと開閉扉１０ａとをシール部材で密着させ、試験槽８０をほぼ密閉状態にすることができる。
【００２３】
インナーチャンバー１０は、ステンレス製であり、前後左右上下の六面が試験槽８０と熱伝導空間８４との間での熱伝導を行うことができる。また、アウターチャンバー１１は、図示しない断熱層を有しており、外部との熱伝導を小さくするような構造となっている。
【００２４】
図２に示すように、温度調整空間８１は、熱伝導空間８４と加温冷却空間８５とに大別される。熱伝導空間８４と加温冷却空間８５との間には仕切板８６が配置され、仕切板８６には、熱伝導空間８４と加温冷却空間８５とをつなぐ導入口８６ａおよび排出口８６ｂが設けられている。
【００２５】
加温冷却空間８５には、送風ファン８７と加熱器８８と冷却器８９とを備えた空調システム９０が設けられている。送風ファン８７は、加温冷却空間８５から排出口８６ｂ、熱伝導空間８４、導入口８６ａを経由して加温冷却空間８５に戻る一連の循環流路で空気を循環させる送風機である。温度調整空間８１を循環する空気は、加熱器８８および冷却器８９によって所定の温度に加熱・冷却される。これにより熱伝導空間８４が所定の温度に調整される。
【００２６】
図２に示すように、インナーチャンバー１０には、外部から試験槽８０に空気を導入する試験用導入口６０と、試験槽８０から外部へ空気を排出する排出口７０とが設けられている。またアウターチャンバー１１には、導入配管連結口６１が設けられており、導入配管連結口６１において、熱交配管１８と導入配管１５とが連結される。
【００２７】
熱交配管１８は、アウターチャンバー１１の導入配管連結口６１とインナーチャンバー１０の試験用導入口６０とを繋ぐ熱伝導性に優れた配管である。本実施形態の熱交配管１８はステンレス製である。熱交配管１８は、屈曲して形成された所定長さの配管がインナーチャンバー１０の壁面に沿って配置されている。そのため後述の導入配管１５から熱交配管１８に導入された空気は、試験槽８０に供給される前に、熱交配管１８を介して熱伝導空間８４の空気と熱交換を行う。したがって熱交配管１８の空気は、温度が熱伝導空間８４の温度にある程度なじんだ状態で試験槽８０に供給される。即ち、熱交配管１８は、内部を流れる空気と、熱伝導空間８４の空気との間で熱交換を行う熱交換器として機能する配管である。
なお熱交配管１８には、試験用導入口６０近傍に分岐６２が設けられており、この分岐６２に後述の加湿配管１７が接続されている。
【００２８】
導入配管１５は、圧縮空気取込口Ｒ１とアウターチャンバー１１に設けられた導入配管連結口６１とをつなぐ配管であり、圧縮空気取込口Ｒ１から順に、電磁弁Ｇ１、除湿器２３、レギュレータ２２、清浄機２１および流量調節器２０ａが配置されている。即ち、圧縮空気取込口Ｒ１から取り込まれた空気は、電磁弁Ｇ１を通って、除湿器２３で除湿され、レギュレータ２２により所定の圧力に減圧され、さらに、清浄機２１により不純物が取り除かれる。そして、流量調節器２０ａを通って導入配管連結口６１に通じている。したがって、試験槽８０に導入される空気は、圧縮空気取込口Ｒ１から取り込まれて、導入配管１５、導入配管連結口６１、熱交配管１８を順に通って試験用導入口６０に供給される。
【００２９】
流量調節器２０ａは、試験槽８０に導入される空気の流量（換気流量）を手動または自動で調節するのに用いられる。流量調節器２０ａは、１時間に０．２回〜５．０回の範囲で換気流量を変更することができる。
【００３０】
図２に示すように、加湿配管１７は、アウターチャンバー１１を貫通し、熱交配管１８の分岐６２と加湿器２４とをつなぐ配管である。したがって加湿器２４で発生した水蒸気は、加湿配管１７を通って分岐６２から熱交配管１８に導入され、熱交配管１８の空気を加湿することができる。
【００３１】
加湿器２４は、貯水槽３０と、貯水槽３０に貯留された水を加熱する電熱ヒータ３１とを備えており、アウターチャンバー１１の外側の空間に配置される。加湿器２４は、電熱ヒータ３１の加熱によって貯水槽３０の水を蒸発させて水蒸気を発生する。上述のように加湿器２４で発生した水蒸気は、熱交配管１８の分岐６２で試験槽８０に供給される空気と混合される。
【００３２】
図６に示すように、電熱ヒータ３１は、単相交流電源または三相交流電源を選択することにより容量を切り替えることができる。具体的には、電熱ヒータ３１の電源が単相交流電源から三相交流電源に切り替えられると、電熱ヒータ３１の容量は２倍に増加する。逆に電熱ヒータ３１の電源が三相交流電源から単相交流電源に切り替えられると、電熱ヒータ３１の容量は半分に減少する。
【００３３】
図２に示すように、インナーチャンバー１０の排出口７０は、排出配管１６を通じて排出部Ｈ３につながっている。また排出配管１６は、排出口７０と排出部Ｈ３との間の位置で分岐しており、分岐先に捕集管を備えたサンプリングポンプ２６が取り付けられている。サンプリングポンプ２６を作動させることで、排出口７０から排出される気体の一部を捕集管に捕集することができる。
【００３４】
上記のように試験槽８０は、インナーチャンバー１０の開閉扉１０ａを閉じるとほぼ密閉される。また試験槽８０は、インナーチャンバー１０を閉じた状態で、試験用導入口６０から清浄な空気を導入し、排出口７０から気体を排出することにより、試験槽８０を換気することができる。
【００３５】
シール部材（図示せず）など、インナーチャンバー１０を構成する部材は、所定の試験条件で揮発有機化合物を発生するおそれが極めて少ない材質で形成されている。具体的には、ステンレス、ガラス、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ素ゴムなどの材質が用いられている。
【００３６】
図２に示すように、試験槽８０には、棒状の湿度センサＴ１が設けられている。湿度センサＴ１は、先端部Ｔ１ａで湿度を検知して所定の信号を制御部３に出力することができる。湿度センサＴ１の先端部Ｔ１ａは、インナーチャンバー１０の内側である試験槽８０側に配置されている。
【００３７】
制御部３は、加湿器２４や空調システム９０の動作を司っており、図示しない操作部から入力された設定温度、設定湿度、設定換気流量に基づいて、試験槽８０を所望の環境に調整することができる。
【００３８】
次に、揮発物測定装置１の揮発物測定時の動作について、試験槽８０の湿度制御を中心に説明する。
揮発物測定装置１は、手動または自動で試験槽８０の温度、湿度、および換気流量を設定することができる。揮発物測定装置１は、温度の制御と湿度の制御とがそれぞれ別の手段で行なわれている。
【００３９】
試験槽８０の湿度制御は、所定の水蒸気を含む空気で試験槽８０を換気することにより行われる。具体的には、図２に示す電磁弁Ｇ１を開き、所定量の水蒸気を含む清浄な空気を試験用導入口６０から所定の流量だけ試験槽８０に導入する。そして試験槽８０の空気が、新たに導入された空気に押し出されて、排出口７０から排出される。このように揮発物測定装置１は、試験槽８０内の空気を所定量の水蒸気を含む空気に置き換えることによって、試験槽８０内が所定の湿度となるように制御する。
【００４０】
試験槽８０内に導入される空気は、圧縮空気取込口Ｒ１から取り込まれるものであり、湿度の調整は、取り込まれた空気を除湿器２３によって乾燥させて、加湿器２４によって水蒸気を流入させることにより行われる。即ち、揮発物測定装置１は、流量調節器２０ａによって調整される空気の流量と、加湿器２４で発生させる水蒸気の量により、試験槽８０内に導入される空気中の水蒸気の量を制御することができる。
【００４１】
また揮発物測定装置１における湿度制御は、フィードバック制御の一種であるＰＩＤ制御を用いて行われる。具体的には、試験槽８０の設定環境に対応した適切な制御定数（比例ゲイン、積分ゲイン、微分ゲイン）が決定され、湿度センサＴ１の検出湿度と試験槽８０の設定湿度との偏差、その積分、および微分の３つの要素から加湿器２４の電熱ヒータ３１の出力が決定され、加湿器２４を作動させる。ＰＩＤ制御に用いる制御定数、加湿器２４の電熱ヒータ３１の出力の上下限、および加湿器２４の電熱ヒータ３１の容量は、図７のフローチャートに示す手順に従って決定される。
【００４２】
図７のステップ１で制御部３は、図示しない操作部を通じて入力された設定温度および設定湿度に関する情報に基づいて、試験槽８０の湿度を制御するのに必要な加湿量（水蒸気量）の高低レベルを判断し、制御フローをステップ２に移行させる。
加湿量の高低レベルの判断は、例えば図３に示したグラフに基づき行われる。図３のグラフは、Ｘ軸を設定温度、Ｙ軸を設定湿度とするグラフである。設定温度が０℃で設定湿度が７０％の点と、設定温度が４０℃で設定湿度が３０％の点とを結んだ直線が、加湿量の高低レベルを判別する判別直線として用いられる。
【００４３】
本実施形態の揮発物測定装置１は、制御部３に入力された設定温度および設定湿度に関する情報を、それぞれＸ座標およびＹ座標として座標点を決定する。そして決定された座標点が上記判別直線に対してどのような位置関係にあるかで、試験槽８０の湿度制御に必要な加湿量の高低レベルが判断される。例えば、決定された座標点の位置が、上記判別直線よりも上方の領域であれば、試験槽８０の湿度制御には大量の加湿が必要であり、高加湿レベルであると判断される。逆に決定された座標点が、上記判別直線以下の領域であれば、少量の加湿で試験槽８０の湿度を制御することができるので、低加湿レベルであると判断される。また制御部３は、操作部（図示せず）から入力された設定換気流量を用いて、図４の区分判断を行う。
【００４４】
図７のステップ２では、制御部３が、ステップ１で決定された加湿量の高低レベルと、試験槽８０の換気流量との組み合わせに応じて所属するクラス（本実施形態では、図５に示すＡ〜Ｄのいずれか）を選択し、制御フローをステップ３に移行させる。クラスは、試験槽８０の湿度を制御するのに必要な加湿量の高低レベルと、試験槽８０の換気流量との組み合わせに対応して予め割り当てられている。
【００４５】
図６に示すように、ステップ２で決定されたクラスＡ〜Ｄに対応する、ＰＩＤ制御の制御定数、加湿器２４の電熱ヒータ３１の出力の上限、下限、および容量が予め決められており、これらの情報が制御部３に格納されている。制御部３は、ステップ２で決定されたクラスに従って、ＰＩＤ制御の制御定数、加湿器２４の電熱ヒータ３１の出力の上限、下限、および容量を決定し（ステップ３）、制御フローをステップ４に移行させる。具体的な制御定数、電熱ヒータ３１の上限および下限は、実験等により決定される。
【００４６】
制御部３は、ステップ３で決定された制御定数、電熱ヒータ３１の出力の上限、下限、および容量に基づき、ＰＩＤ制御によって試験槽８０の湿度を制御し（図７のステップ４）、制御フローをステップ１に戻す。
【００４７】
図５に示すように、本実施形態の揮発物測定装置１は、制御対象である試験槽８０の環境を複数のクラス（本実施形態ではＡ〜Ｄの四つ）に分類し、設定温度・設定湿度に関する情報および換気流量に関する情報に基づいて揮発物測定中の試験槽８０がどのクラスに属するのかを判断する。そして換気流量の変更や、設定温度または設定湿度の変更があると、その度、所属するクラスの見直しが行われる。
図６に示すように各クラスには、それぞれに応じた適切な制御定数（ＫＡ〜ＫＤ）、電熱ヒータ３１の出力の上限（ａ〜ｄ），下限（ｅ〜ｈ）および容量（５０％または１００％）が割り振られている。したがって本実施形態の揮発物測定装置１は、試験槽８０の換気流量、設定湿度、あるいは設定温度が変更された場合など、試験槽８０の湿度制御に必要な加湿量が大きく変更された場合であっても、常に適切な制御定数を選択することができ、精度の高い湿度制御を実現することができる。
【００４８】
また本実施形態の揮発物測定装置１は、加湿器２４の電熱ヒータ３１の出力に上限が設けられている。そのため、揮発物の測定中にインナーチャンバー１０の開閉扉１０ａが開けられて試験槽８０の湿度が一時的に急低下した場合であっても、熱源ヒータ３１が急加熱で高温にならないので、試験槽８０の湿度が設定湿度をオーバーシュートするのを防止することができる。
【００４９】
また本実施形態の揮発物測定装置１は、加湿器２４の電熱ヒータ３１の出力に下限が設けられている。そのため、加湿器２４の貯水槽３０の水は、常に電熱ヒータ３１により加熱されており高温の状態が保たれている。その結果、加湿器２４は、制御部３から加湿の要求があると、貯水槽３０の水を迅速に蒸発させ、直ちに試験槽８０の加湿を行うことができる。
【００５０】
さらに本実施形態の揮発物測定装置１は、ステップ２で決定されたクラスに応じて、適切な電熱ヒータ３１の容量を選択することができる。これにより揮発物測定装置１は、試験槽８０に導入される空気への加湿量が少量でよい場合には、加湿ヒータの容量を低く抑えて、加湿ヒータの出力の変動幅を小さくし、微妙な湿度の変動にも対応することができる。また試験槽８０に導入される空気への加湿量が大きい場合には、大量の水蒸気を試験槽８０に供給できるように、加湿ヒータの容量を高めて試験槽８０内の湿度を迅速に設定湿度にまで高めることができる。
【００５１】
上記のように試験槽８０には、温度制御および湿度制御のための機器が配置されない。そのため本実施形態の揮発物測定装置１は、これらの機器が発生する不純物をサンプリングポンプ２６の捕集管によって検出せず、またこれらの機器に揮発物が付着するおそれもないため、測定精度を向上させることができる。
【００５２】
上記実施形態の揮発物測定装置１では、温度制御および湿度制御にＰＩＤ制御を用いたが、制御手法が特にＰＩＤ制御に限定されるわけではなく、本発明には、様々なフィードバック制御手法を適用することができる。例えば、Ｐ制御またはＰＩ制御などの制御手法により温度および湿度を制御させてもよい。
【００５３】
上記実施形態において、試験槽８０の湿度の制御に必要な加湿量の高低レベルを判別するのに、設定温度が０℃で設定湿度が７０％の点と、設定温度が４０℃で設定湿度が３０％の点とを結ぶ判別直線が用いられたが、試験槽８０の湿度制御に必要な加湿量の高低レベルの判別は、このような直線に限定されるわけではなく実験等により最適なものを選択することができる。
【００５４】
また上記実施形態では、試験槽８０の湿度制御に必要な加湿量の高低レベル、および換気流量の変化がそれぞれ二つに区分されたが、本発明はこのような構成に限定されるわけではない。これらの区分数は、制御部３の演算能力や揮発物測定装置１に要求される制御能力に応じて任意に設定することができる。区分数を増加させることにより、より状況の変化に応じた制御定数の選択が可能になり、より精度の高い温度制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態における揮発物測定装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態における揮発物測定装置の配管及び部材を示した模式図である。
【図３】試験槽の湿度制御に必要な加湿量の高低レベルを判別する判別直線を示すグラフである。
【図４】換気流量と加湿量との関係を示す相関図である。
【図５】試験槽の換気流量と、湿度制御に必要な加湿量の高低レベルとの組み合わせに対応したクラスの分類を示す表である。
【図６】クラスＡ〜Ｄに対応する、ＰＩＤ制御の制御定数、電熱ヒータの出力の上下限および容量を示す表である。
【図７】試験槽の湿度制御における揮発物測定装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
１ 揮発物測定装置
３ 制御部（制御手段）
２０ａ 流量調節器（流量調整手段）
２４ 加湿器
３１ 電熱ヒータ（ヒータ）
６０ 気体導入口（試験用導入口）
７０ 気体排出口（排出口）
８０ 試験槽
Ｔ１ 湿度センサ（湿度検知手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体導入口および気体排出口を有する試験槽と、
前記気体導入口から前記試験槽に導入される気体の流量を変更する流量調節手段と、
前記試験槽に導入される気体を加湿する加湿器と、
前記試験槽内の湿度を検出する湿度検出手段と、
フィードバック制御により前記加湿器を制御して前記湿度検出手段の検出湿度を設定湿度に移行させる制御手段と、を備え、前記試験槽内の気体に含まれる揮発物を測定する揮発物測定装置であって、
前記制御手段は、湿度の制御に必要な加湿量に応じてフィードバック制御の制御定数を変更することを特徴とする揮発物測定装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記試験槽の換気流量の変更に応じてフィードバック制御の制御定数を変更することを特徴とする請求項１に記載の揮発物測定装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記試験槽の設定温度と設定湿度との組み合わせに応じてフィードバック制御の制御定数を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の揮発物測定装置。
【請求項４】
前記加湿器は、加熱により水を蒸発させるヒータを備え、
前記制御手段は、フィードバック制御の制御定数を変更するとともに、前記ヒータの出力に上限を設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の揮発物測定装置。
【請求項５】
前記加湿器は、加熱により水を蒸発させるヒータを備え、
前記制御手段は、フィードバック制御の制御定数を変更するとともに、前記ヒータの出力に下限を設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の揮発物測定装置。
【請求項６】
前記加湿器は、加熱により水を蒸発させるヒータを備え、
前記ヒータは、消費電力の容量の切替が可能であり、
前記制御手段は、フィードバック制御の制御定数を変更するとともに、ヒータの消費電力の容量を切り替えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の揮発物測定装置。
【請求項１】
気体導入口および気体排出口を有する試験槽と、
前記気体導入口から前記試験槽に導入される気体の流量を変更する流量調節手段と、
前記試験槽に導入される気体を加湿する加湿器と、
前記試験槽内の湿度を検出する湿度検出手段と、
フィードバック制御により前記加湿器を制御して前記湿度検出手段の検出湿度を設定湿度に移行させる制御手段と、を備え、前記試験槽内の気体に含まれる揮発物を測定する揮発物測定装置であって、
前記制御手段は、湿度の制御に必要な加湿量に応じてフィードバック制御の制御定数を変更することを特徴とする揮発物測定装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記試験槽の換気流量の変更に応じてフィードバック制御の制御定数を変更することを特徴とする請求項１に記載の揮発物測定装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記試験槽の設定温度と設定湿度との組み合わせに応じてフィードバック制御の制御定数を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の揮発物測定装置。
【請求項４】
前記加湿器は、加熱により水を蒸発させるヒータを備え、
前記制御手段は、フィードバック制御の制御定数を変更するとともに、前記ヒータの出力に上限を設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の揮発物測定装置。
【請求項５】
前記加湿器は、加熱により水を蒸発させるヒータを備え、
前記制御手段は、フィードバック制御の制御定数を変更するとともに、前記ヒータの出力に下限を設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の揮発物測定装置。
【請求項６】
前記加湿器は、加熱により水を蒸発させるヒータを備え、
前記ヒータは、消費電力の容量の切替が可能であり、
前記制御手段は、フィードバック制御の制御定数を変更するとともに、ヒータの消費電力の容量を切り替えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の揮発物測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２２９１９８（Ｐ２００９−２２９１９８Ａ）
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７４００８（Ｐ２００８−７４００８）
【出願日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【出願人】（０００１０８７９７）エスペック株式会社 (282)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【出願人】（０００１０８７９７）エスペック株式会社 (282)
【Ｆターム（参考）】
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