露点計、湿度計、露点導出装置、湿度導出装置、露点測定方法、及び湿度測定方法
【課題】メンテナンス性がよく且つ簡略な構造でありながら、広い湿度範囲において露点を測定可能な露点計、湿度計、露点導出装置、湿度導出装置、露点測定方法、及び湿度測定方法を提供することを課題とする。
【解決手段】本発明は、測定空間Ｓ１と当該測定空間Ｓ１に対して断熱部１００で隔てられる外部空間Ｓ２とに跨って配置される伝熱部２を準備し、伝熱部２の測定空間内に位置する部位２ａが結露するように外部空間内に位置する部位２ｂの温度を測定空間内に位置する部位２ａの温度より低温にし、伝熱部温度Ｔｅ、測定空間温度Ｔｉ、及び外部空間温度Ｔｏをそれぞれ測定し、測定空間内に位置する部位２ａに結露が生じた状態の伝熱部２における熱収支に基づく関係式Ｔｄ１を用い、前記の伝熱部温度Ｔｅ、測定空間温度Ｔｉ、及び外部空間温度Ｔｏから測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを算出することを特徴とする。
【解決手段】本発明は、測定空間Ｓ１と当該測定空間Ｓ１に対して断熱部１００で隔てられる外部空間Ｓ２とに跨って配置される伝熱部２を準備し、伝熱部２の測定空間内に位置する部位２ａが結露するように外部空間内に位置する部位２ｂの温度を測定空間内に位置する部位２ａの温度より低温にし、伝熱部温度Ｔｅ、測定空間温度Ｔｉ、及び外部空間温度Ｔｏをそれぞれ測定し、測定空間内に位置する部位２ａに結露が生じた状態の伝熱部２における熱収支に基づく関係式Ｔｄ１を用い、前記の伝熱部温度Ｔｅ、測定空間温度Ｔｉ、及び外部空間温度Ｔｏから測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを算出することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露点計、湿度計、露点導出装置、湿度導出装置、露点測定方法、及び湿度測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、測定空間の露点を計測する露点計として種々のものが知られている。例えば、下記の特許文献１には、鏡面冷却式露点計が開示されている。この鏡面冷却式露点計は、反射鏡表面温度が被測定気体の露点を下回ると、結露によって反射鏡表面の光学的反射率が低下するという原理を利用したものである。
【０００３】
具体的には、この露点計では被測定気体が導入されるハウジングが設けられ、そのハウジング外の第１光源素子及び第２光源素子から参照光及び測定光がそれぞれ光ファイバを経てハウジング内に導入される。参照光は、ハウジング内の測定用光路を直進したあと光ファイバにより第１受光素子に案内される一方、測定光は、ハウジング内で反射鏡の鏡面で反射されたあと光ファイバにより第２受光素子に案内される。前記反射鏡には、制御回路によって冷却能力が制御されるヒートポンプが設けられ、制御回路は、第１受光素子及び第２受光素子で受光した参照光及び測定光の光量に基づき、反射鏡の鏡面に生じた結露量が一定となるようにヒートポンプを制御して反射鏡の温度を調整する。
【０００４】
このように構成される鏡面冷却式露点計では、反射鏡に被測定気体を接触させてこの被測定気体に含まれる水分により鏡面を結露させ、制御回路による反射鏡の温度調整によって鏡面の結露量が一定となったときの反射鏡の温度が露点として導出される。
【０００５】
また、下記の特許文献２には、乾湿球を用いて湿度を計測する湿度計が開示されている。この湿度計では、同型の乾球温度計と湿球温度計が並べて設置されていると共に、湿球温度計の下方に水の入ったタンクが置かれており、このタンク内の水に浸されたガーゼ等からなるウィックによって湿球温度計の感部が包まれている。そして、乾球温度計が示す乾球温度と湿球温度計が示す湿球温度との差から相対湿度を求めるように構成されている。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の露点計は、２つの光源素子、２つの受光素子、複数の光ファイバ、反射鏡、ヒートポンプ、測温体、ヒートポンプの制御回路及び温度計測用回路等の非常に多くの構成部材によって構成されており、構造が複雑になる。
【０００７】
一方、上記特許文献２の湿度計は、ウィックが古くなって汚れてくると水を吸い上げる力が弱まるため、その度に煩雑なウィックの交換作業を行う必要がある。このため、湿度計のメンテナンスに係る作業負担が大きくなる。
【０００８】
そこで、下記の特許文献３の露点計及び湿度計が開発された。この露点計及び湿度計は、測定空間とこの測定空間から断熱部により隔てられた外部空間とに跨って配置されたヒートパイプ（伝熱部）を用い、このヒートパイプの外部空間内に位置する外側部位を冷却することにより当該ヒートパイプの測定空間内に位置する内側部位の表面温度が露点と略等しくなることを利用して、測定空間の露点及び相対湿度を求める。
【０００９】
具体的に、露点計は、測定空間とその外側の外部空間とを断熱部（断熱壁）により隔てる恒温恒湿槽と、断熱部を貫通して測定空間と外部空間とに跨るように配置されるヒートパイプと、ヒートパイプの内側部位の表面温度を検出する外面温度検出部とを備える。
【００１０】
この露点計では、ヒートパイプの外側部位が冷却され、そのときのヒートパイプの内側部位（即ち、作動流体が蒸発する部位）の表面温度が測定空間の露点として検出される。
【００１１】
このように、上記の露点計によれば、ヒートパイプと、外面温度検出部とで構成されるので、従来の鏡面冷却式露点計のように多数の部材で構成されるものに比べて、構造を簡略化することができた。また、この露点計は、従来の乾湿球湿度計のように測定にウィックを必要としないので、古くなって水の吸い上げが悪くなる毎にウィックを交換するといったメンテナンスに係る作業負担を軽減することができた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−１９４７５６号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０２１８５３号公報
【特許文献３】国際特許出願公開ＷＯ２００８／１２３３１３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献３の露点計では、測定空間が特定の湿度範囲内でないと伝熱部（ヒートパイプ）の内側部位の表面温度と測定空間の露点とが近似しないことが判明した。このため、上記の露点計では、露点を精度よく計測できる湿度範囲が狭いという問題があることが判明した。
【００１４】
そこで、メンテナンス性がよく且つ簡略な構造でありながら、広い湿度範囲において露点を測定可能な露点計、湿度計、露点導出装置、湿度導出装置、露点測定方法、及び湿度測定方法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】
【００１５】
本発明者らは、上記課題を解決すべく以下の知見に着目した。
【００１６】
この知見は、断熱部で隔てられた２つの空間（測定空間と外部空間）に跨るように配置された伝熱部における熱収支に関するものである。具体的には、伝熱部の外部空間側に位置する端部を測定空間側に位置する端部よりも低温にして測定空間内に位置する部位に結露を生じさせたときに、測定空間から伝熱部へ入る顕熱と伝熱部の結露によって伝熱部へ供給された潜熱とを合わせた熱量が伝熱部から外部空間に放出される熱量と等しくなるといった熱収支が測定空間の湿度に関係なく成り立つというものである。
【００１７】
この知見に基づき、本発明者らは、前記の熱収支における顕熱及び潜熱と放熱量との関係を露点の観点から精査した結果、伝熱部の温度、測定空間の温度、及び外部空間の温度と露点との間に所定の関係式が成り立つことを発見した。
【００１８】
本発明は、これらの各温度と測定空間の露点との間の関係式に着目することによってなされたものであり、測定空間の露点を測定するための露点計であって、前記測定空間と当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置される伝熱部と、前記伝熱部の温度を検出する部材温度検出部と、前記測定空間の温度を検出する測定空間温度検出部と、前記外部空間の温度を検出する外部空間温度検出部と、前記測定空間の露点を算出する演算装置と、を備え、前記演算装置は、前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部における熱収支に基づく関係式を用い、前記部材温度検出部により検出される前記伝熱部の温度と前記測定空間温度検出部により検出される前記測定空間の温度と前記外部空間温度検出部により検出される前記外部空間の温度とから前記測定空間の露点を算出するものを提供する。
【００１９】
この露点計によれば、伝熱部の外部空間内に位置する部位の温度を測定空間内に位置する部位の温度より低温にして前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態とすることにより、伝熱部の温度、測定空間の温度、及び外部空間の温度から広い湿度範囲において露点を精度よく求めることができる。これは、測定空間内に位置する部位が結露した状態であれば測定空間の相対湿度に関係なく成り立つ伝熱部の熱収支に基づく関係式を用いて露点を算出するためである。
【００２０】
また、当該露点計では、伝熱部と、部材温度検出部と、測定空間温度検出部と、外部空間温度検出部と、演算装置とにより構成されるので、従来の鏡面冷却式露点計のように非常に多くの部材で構成されるものに比べて構造を簡略化することができる。また、この露点計は、従来の乾湿球湿度計のようにウィックを必要としないので、古くなって水の吸い上げが悪くなる毎にウィックを交換するといったメンテナンスに係る作業負担を軽減することができる。従って、本発明による露点計では、メンテナンスに係る作業負担を軽減しながら、構造を簡略化することができる。
【００２１】
本発明に係る露点計においては、前記演算装置は、前記部材温度検出部の温度検出部位と前記測定空間温度検出部の温度検出部位との間の第１の熱抵抗の値、及び前記部材温度検出部の温度検出部位と前記外部温度検出部の温度検出部位との間の第２の熱抵抗の値をそれぞれ格納可能な熱抵抗記憶部と、前記伝熱部における熱収支に基づく関係式を有し、この関係式を用いて、前記熱抵抗記憶部に格納された第１の熱抵抗の値及び第２の熱抵抗の値、前記部材温度検出部により検出される伝熱部の温度、前記測定空間温度検出部により検出される測定空間の温度、及び前記外部空間温度検出部により検出される外部空間の温度から前記測定空間の露点を算出する演算部と、を備えることが、好ましい。
【００２２】
かかる構成によれば、演算や事前実験によって第１の熱抵抗の値及び第２の熱抵抗の値を求めて熱抵抗記憶部に格納しておけば、一つの伝熱部の温度と、測定空間の温度と、外部空間の温度とから、広い湿度範囲における露点を精度よく求めることができる。即ち、上記の構成によれば、露点計が伝熱部を一つ備えていればよいため、露点計の構造を簡略にすることができる。
【００２３】
また、本発明に係る露点計においては、前記伝熱部を複数備え、前記部材温度検出部は、各伝熱部の温度をそれぞれ検出し、前記演算装置は、前記伝熱部における熱収支に基づく関数を用いて、前記部材温度検出部により検出される各伝熱部の温度、前記測定空間の温度、及び前記外部空間の温度から前記測定空間の露点を算出し、各伝熱部は、前記部材温度検出部の当該伝熱部における温度検出部位と前記測定空間温度検出部の温度検出部位との間の熱抵抗、及び前記部材温度検出部の当該伝熱部における温度検出部位と前記外部温度検出部の温度検出部位との間の熱抵抗のうちの少なくとも一方が他の伝熱部と互いに異なるようにそれぞれ構成されてもよい。
【００２４】
かかる構成によれば、部材温度検出部の温度検出部位と測定空間温度検出部の温度検出部位との間の第１の熱抵抗の値、及び部材温度検出部の温度検出部位と外部温度検出部の温度検出部位との間の第２の熱抵抗の値を求めるための演算や事前実験を予め行うことなく、測定空間の露点を求めることができる。即ち、複数の伝熱部の温度をそれぞれ検出してこれら各温度を演算に用いることにより、第１の熱抵抗の値及び第２の熱抵抗の値を用いなくても露点を算出することができる。
【００２５】
前記伝熱部は、ヒートパイプであることが好ましい。このように、熱抵抗の小さなヒートパイプを伝熱部として用いることにより、応答性の優れた露点計が得られる。
【００２６】
前記部材温度検出部は、前記伝熱部の表面温度を検出することが好ましい。
【００２７】
かかる構成によれば、伝熱部の温度をその内部で検出する場合に比べ、伝熱部の構造及び部材温度検出部の温度検出部位の構造を簡略化することができる。
【００２８】
この場合、前記断熱部は、前記測定空間を外側から囲み、前記伝熱部は、前記断熱部の所定部位を貫通することにより前記測定空間と前記外部空間とに跨るように配置され、前記部材温度検出部は、前記伝熱部における前記断熱部を貫通する部位又は前記測定空間内に位置する部位の表面温度を検出することが好ましい。
【００２９】
伝熱部において断熱部に囲まれた部位の表面温度は、外気温（外側空間の気温）や風等の外乱による影響を受け難いため、この部位の表面温度を伝熱部の温度として検出し、これを用いて露点を算出することにより、求められた露点において外乱による誤差を抑えることができる。
【００３０】
前記伝熱部は、前記測定空間と前記外部空間とに跨って配置される伝熱部本体と、前記伝熱部本体の外部空間内に位置する部位を冷却する冷却手段と、を有してもよい。
【００３１】
かかる構成によれば、冷却手段によって伝熱部本体の温度を低下させることができ、これにより、当該伝熱部本体に結露が生じ易くなって当該露点計の測定可能な湿度範囲がより広がる。即ち、当該露点計では、内部空間内に位置する部位の表面に結露が生じたときの伝熱部の温度、測定空間の温度、及び外部空間の温度から露点を算出しているため、冷却手段によって伝熱部を結露し易くし、測定空間の相対湿度が低くても伝熱部の内部空間内に位置する部位に結露が生じるようにすることで、測定可能な湿度範囲がより広がる。
【００３２】
この場合、例えば、前記冷却手段がヒートシンクであれば、冷却のための動力や電力を供給することなく伝熱部本体を効果的に冷却することができる。
【００３３】
前記断熱部は、当該断熱部を挟んで前記測定空間から前記外部空間に向う方向に沿って前記伝熱部を相対変位可能に支持してもよい。
【００３４】
かかる構成によれば、伝熱部を断熱部に対して相対変位させることによって伝熱部における測定空間内に位置する部位の表面積と外部空間内に位置する部位の表面積とを変更することができ、これにより、測定できる湿度範囲や応答性を調整することが可能となる。即ち、相対変位させて測定空間内に位置する部位の表面積及び外部空間内に位置する部位の表面積を変えることで、伝熱部の温度検出部位と測定空間の温度検出部位との間の熱抵抗の値、及び伝熱部の温度検出部位と外部空間の温度検出部位との間の熱抵抗の値が変化するため、測定できる湿度範囲や応答性が変化する。
【００３５】
また、本発明者らは、上述の知見に基づき、前記の熱収支における顕熱及び潜熱と放熱量との関係を露点の観点から精査した結果、伝熱部の断熱部に対応する部位又は測定空間内に位置する部位の温度、伝熱部の外部空間内に位置する部位の表面温度、及び測定空間の温度と測定空間の露点との間に、本発明者らが発見した上述の伝熱部の温度、測定空間の温度、及び外部空間の温度と露点との間に成り立つ所定の関係式と異なる関係式が成り立つことも発見した。
【００３６】
本発明は、これらの各温度と測定空間の露点との間の関係式に着目することによってなされたものであり、測定空間の露点を測定するための露点計であって、前記測定空間と当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置される伝熱部と、前記伝熱部の前記断熱部と対応する部位又は前記測定空間内に位置する部位の温度を検出する第１部材温度検出部と、前記伝熱部の前記外部空間内に位置する部位の表面温度を検出する第２部材温度検出部と、前記測定空間の温度を検出する測定空間温度検出部と、前記測定空間の露点を算出する演算装置と、を備え、前記演算装置は、前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部における熱収支に基づく関係式を用い、前記第１部材温度検出部により検出される前記伝熱部の温度、前記第２部材温度検出部により検出される前記伝熱部の表面温度、及び前記測定空間温度検出部により検出される前記測定空間の温度から前記測定空間の露点を算出するものを提供する。
【００３７】
この露点計によれば、伝熱部の外部空間内に位置する部位の温度を測定空間内に位置する部位の温度より低温にして前記測定空間内に位置する部位の温度を測定空間の露点以下にして当該部位に結露が生じた状態とすることにより、伝熱部の断熱部に対応する部位の温度又は測定空間内に位置する部位の温度、伝熱部の外部空間内に位置する部位の表面温度、及び測定空間の温度から広い湿度範囲において露点を精度よく求めることができる。
【００３８】
しかも、外部空間内に位置する部位の表面温度を用いて露点を算出することにより、外気温（外部空間の気温）を用いて露点を算出する場合に比べ、誤差を抑えることができる。即ち、外部空間において伝熱部から熱が放出されているため、外部空間において伝熱部の周辺で検出した外気温は、外部空間の温湿度条件や測定位置、風向き等によって変動するが、伝熱部の表面温度は、前記外部空間の温湿度条件等による変動が少なく、そのため、この表面温度を用いて露点を算出することにより求まった露点に含まれる誤差を抑えることができる。
【００３９】
また、当該露点計では、伝熱部と、第１部材温度検出部と、第２部材温度検出部と、測定空間温度検出部と、演算装置とにより構成されるため、従来の鏡面冷却式露点計のような非常に多くの部材で構成されるものに比べて構造を簡略化することができ、しかも、ウィックを必要としないのでメンテナンスに係る作業負担を軽減することができる。
【００４０】
この露点計においては、前記演算装置は、前記第１部材温度検出部の温度検出部位と前記測定空間温度検出部の温度検出部位との間の第１の熱抵抗の値、及び前記第１部材温度検出部の温度検出部位と前記第２部材温度検出部の温度検出部位との間の第２の熱抵抗の値をそれぞれ格納可能な熱抵抗記憶部と、前記伝熱部における熱収支に基づく関係式を有し、この関係式を用いて、前記熱抵抗記憶部に格納された第１の熱抵抗の値及び第２の熱抵抗の値、前記第１部材温度検出部により検出される伝熱部の温度、前記第２部材温度検出部により検出される伝熱部の表面温度、及び前記測定空間温度検出部により検出される測定空間の温度から前記測定空間の露点を算出する演算部と、を備えることが好ましい。
【００４１】
かかる構成によれば、演算や事前実験によって第１の熱抵抗の値及び第２の熱抵抗の値を求めて熱抵抗記憶部に格納しておけば、一つの伝熱部における断熱部に対応する部位の温度又は内部空間内に位置する部位の温度、一つの伝熱部における外部空間内に位置する部位の表面温度、及び測定空間の温度から広い湿度範囲における露点を精度よく求めることができる。即ち、上記の構成によれば、露点計が伝熱部を一つ備えていればよいため、露点計の構造を簡略にすることができる。
【００４２】
また、この露点計においては、前記伝熱部を複数備え、前記第１部材温度検出部は、各伝熱部の前記断熱部と対応する部位の温度又は前記測定空間内に位置する部位の温度をそれぞれ検出し、前記第２部材温度検出部は、各伝熱部の前記外部空間内に位置する部位の表面温度をそれぞれ検出し、前記演算装置は、前記伝熱部の熱収支に基づく関数を用いて、前記第１部材温度検出部により検出される各伝熱部の温度、前記第２部材温度検出部により検出される各伝熱部の表面温度、及び前記測定空間の温度から前記測定空間の露点を算出し、各伝熱部は、前記第１部材温度検出部の当該伝熱部における温度検出部位と前記測定空間温度検出部の温度検出部位との間の熱抵抗、及び前記第１部材温度検出部の当該伝熱部における温度検出部位とこの温度検出部位に対応する前記第２部材温度検出部の温度検出部位との間の熱抵抗のうちの少なくとも一方が他の伝熱部と互いに異なるようにそれぞれ構成されてもよい。
【００４３】
かかる構成によれば、複数の伝熱部の温度をそれぞれ検出してこれら各温度を演算に用いることにより、第１の熱抵抗の値及び第２の熱抵抗の値を用いなくても露点を算出することができる。
【００４４】
また、本発明は、測定空間の相対湿度を測定するための湿度計であって、前記測定空間と当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置される伝熱部と、前記伝熱部の温度を検出する部材温度検出部と、前記測定空間の温度を検出する測定空間温度検出部と、前記外部空間の温度を検出する外部空間温度検出部と、前記測定空間の露点を算出する演算装置と、を備え、前記演算装置は、前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部における熱収支に基づく関係式を有し、この関係式を用いて、前記部材温度検出部により検出される前記伝熱部の温度、前記測定空間温度検出部により検出される前記測定空間の温度、及び前記外部空間温度検出部により検出される前記外部空間の温度から前記測定空間の露点を算出する露点演算部と、前記露点演算部により算出される露点に基づいて相対湿度を算出する湿度演算部と、を有するものを提供する。
【００４５】
この湿度計によれば、伝熱部の外部空間内に位置する部位の温度を測定空間内に位置する部位の温度より低温にして前記測定空間内に位置する部位の温度を測定空間の露点以下にして当該部位に結露が生じた状態とすることにより、伝熱部の温度、測定空間の温度、及び外部空間の温度から広い湿度範囲において露点が精度よく求まるため、この露点に基づき相対湿度を精度よく求めることができる。即ち、演算によって露点から相対湿度を容易に且つ精度よく求めることができるため、測定空間の相対湿度に関係なく成り立つ伝熱部の熱収支に基づく関係式を用い、伝熱部の温度、測定空間の温度、及び外部空間の温度から測定空間の露点を精度よく求め、これに基づいて相対湿度を算出することにより、測定空間の相対湿度を精度よく求めることができる。
【００４６】
また、本発明による湿度計では、伝熱部と、部材温度検出部と、測定空間温度検出部と、外部空間温度検出部と、演算装置とにより構成されるので、従来の鏡面冷却式露点計のような非常に多くの部材で構成されるものを使用する場合に比べて構造を簡略化することができ、しかも、ウィックを必要としないのでメンテナンスに係る作業負担を軽減することができる。
【００４７】
また、本発明は、測定空間の露点を算出する露点導出装置であって、前記測定空間と当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置される伝熱部の温度、前記測定空間の温度、及び前記外部空間の温度がそれぞれ入力される温度入力部と、前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部における熱収支に基づく関係式を有し、この関係式を用いて、前記温度入力部に入力された前記伝熱部の温度、前記測定空間の温度、及び前記外部空間の温度から前記測定空間の露点を算出する演算部と、前記演算部での演算結果を出力する出力部と、を有するものを提供する。
【００４８】
この露点導出装置によれば、伝熱部の測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部の温度、測定空間の温度、及び外部空間の温度を入力することにより、広い湿度範囲において露点を精度よく求めることができる。しかも、当該露点導出装置を用いることにより、伝熱部と、部材温度検出部と、測定空間温度検出部と、外部空間温度検出部と、当該露点導出装置とによって露点計を構成することができ、従来の鏡面冷却式露点計のように非常に多くの部材で構成されるものに比べて、露点計の構造を簡略化することが可能となる。
【００４９】
また、本発明は、測定空間の相対湿度を算出する湿度導出装置であって、前記測定空間と当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置される伝熱部の温度、前記測定空間の温度、及び前記外部空間の温度がそれぞれ入力される温度入力部と、前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部における熱収支に基づく関係式を有し、この関係式を用いて、前記温度入力部に入力された前記伝熱部の温度、前記測定空間の温度、及び前記外部空間の温度から前記測定空間の露点を算出する露点演算部と、前記露点演算部により算出される露点に基づいて前記測定空間の相対湿度を算出する湿度演算部と、前記相対湿度演算部での演算結果を出力する出力部と、を有するものを提供する。
【００５０】
この湿度導出装置によれば、伝熱部の測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部の温度と、測定空間の温度と、外部空間の温度とを入力することにより、広い湿度範囲において露点が精度よく求まるため、この露点に基づき相対湿度を精度よく求めることができる。しかも、当該湿度導出装置を用いることにより、伝熱部と、部材温度検出部と、測定空間温度検出部と、外部空間温度検出部と、当該湿度導出装置とにより湿度計を構成することができ、従来の鏡面冷却式露点計のように非常に多くの部材で構成されるものを使用する場合に比べて、湿度計の構造を簡略化することが可能となる。
【００５１】
また、本発明は、測定空間の露点を測定する方法であって、前記測定空間と当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置される伝熱部を用い、前記伝熱部の測定空間内に位置する部位が結露するように、前記外部空間内に位置する部位の温度を測定空間内に位置する部位の温度より低温にする温度調整工程と、前記温度調整工程後の前記伝熱部の温度を測定する伝熱部測定工程と、前記温度調整工程後の前記測定空間の温度を測定する測定空間測定工程と、前記温度調整工程後の前記外部空間の温度を測定する外部空間測定工程と、前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部における熱収支に基づく関係式を用い、前記伝熱部測定工程で測定された伝熱部の温度、前記測定空間測定工程で測定された測定空間の温度、及び前記外部空間測定工程で測定された外部空間の温度から前記測定空間の露点を算出する演算工程と、を備える方法を提供する。
【００５２】
この露点測定方法によれば、伝熱部の測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態にした伝熱部の温度と、測定空間の温度と、外部空間の温度とを測定すれば、これらの温度から広い湿度範囲において露点を精度よく求めることができる。
【００５３】
また、本発明は、測定空間の相対湿度を測定する方法であって、前記測定空間と当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置される伝熱部を用い、前記伝熱部の測定空間内に位置する部位が結露するように、前記伝熱部の外部空間内に位置する部位の温度を測定空間内に位置する部位の温度より低温にする温度調整工程と、前記温度調整工程後の前記伝熱部の温度を測定する伝熱部測定工程と、前記温度調整工程後の前記測定空間の温度を測定する測定空間測定工程と、前記温度調整工程後の前記外部空間の温度を測定する外部空間測定工程と、前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部における熱収支に基づく関係式を用い、前記伝熱部測定工程で測定された伝熱部の温度、前記測定空間測定工程で測定された測定空間の温度、及び前記外部空間測定工程で測定された外部空間の温度から前記測定空間の露点を算出する露点算出工程と、前記露点算出工程で算出された露点に基づいて相対湿度を算出する湿度算出工程と、を備える方法を提供する。
【００５４】
この湿度測定方法によれば、伝熱部の測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態にした伝熱部の温度と、測定空間の温度と、外部空間の温度とを測定すれば、これらの温度から広い湿度範囲において露点が精度よく求まるため、これに基づいて相対湿度を算出することにより、測定空間の相対湿度を精度よく求めることができる。
【発明の効果】
【００５５】
以上より、本発明によれば、メンテナンス性がよく且つ簡略な構造でありながら、広い湿度範囲において露点を精度よく計測可能な露点計、湿度計、露点計に用いられる露点導出装置、湿度計に用いられる湿度導出装置、露点測定方法、及び湿度測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】第１実施形態による露点計の構造を概略的に示した図である。
【図２】図１に示した露点計の機能を説明するためのブロック図である。
【図３】図１に示した露点計の伝熱部における熱の移動や熱抵抗を説明するための概念図である。
【図４】第２実施形態による露点計の機能を説明するためのブロック図である。
【図５】図４に示した露点計の各伝熱部における熱の移動や熱抵抗を説明するための概念図である。
【図６】第３実施形態による露点計の機能を説明するためのブロック図である。
【図７】図６に示した露点形の伝熱部本体熱における熱の移動や熱抵抗を説明するための概念図である。
【図８】第４実施形態による湿度計の機能を説明するためのブロック図である。
【図９】各温湿度条件での第４実施形態に係る湿度計の測定誤差と、従来の湿度計の測定誤差とを示す図である。
【図１０】冷却手段として放熱部材を用いた場合の伝熱部を説明するための図である。
【図１１】放熱部材を備えた伝熱部の説明をするための図である。
【図１２】二重管構造のヒートパイプを伝熱部として用いた場合を説明するための図である。
【図１３】断熱部に対して相対変位可能に支持される伝熱部を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００５８】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態による露点計の構造を概略的に示した図であり、図２は、図１に示した露点計の機能を説明するためのブロック図であり、図３は、図１に示した露点計の伝熱部における熱の移動や熱抵抗を説明するための概念図である。まず、図１乃至図３を参照して、本発明の第１実施形態による露点計の構成について説明する。
【００５９】
本実施形態の露点計は、測定空間Ｓ１内の露点を測定するものであり、図１に示すように、伝熱部２と、第１外面温度センサ（部材温度検出部）４と、第２外面温度センサ６と、測定空間温度センサ（測定空間温度検出部）８と、外部空間温度センサ（外部空間温度検出部）１０と、演算装置（露点導出装置）２０とを備える。
【００６０】
伝熱部２は、ヒートパイプによって構成されており、内部に作動流体としての水が減圧状態で封入されると共にヒートパイプ現象を生じさせ得るように構成されている。ここでいうヒートパイプ現象とは、封入された作動流体が所定の場所で蒸発と凝縮を繰り返すことにより、作動流体が蒸発するところから凝縮するところへ、作動流体の流動に伴って熱が輸送される現象を意味している。
【００６１】
この伝熱部２は、測定空間Ｓ１内と、この測定空間Ｓ１の外側の外部空間Ｓ２とに跨って配置される。伝熱部２のうち測定空間Ｓ１内に位置する部位を内側部２ａとし、外部空間Ｓ２内に位置する部位を外側部２ｂとする。測定空間Ｓ１は、例えば、断熱壁１００（断熱部）で囲まれた恒温恒湿槽１０１の内側の空間である。一方、外部空間Ｓ２は、前記恒温恒湿槽１０１の外側の空間である。恒温恒湿槽１０１の駆動により測定空間Ｓ１の温度を外部空間Ｓ２の温度よりも高くすることが可能となっている。この恒温恒湿槽１０１の天壁部を構成する断熱壁１００には貫通孔１００ａが形成されている。伝熱部２は、この貫通孔１００ａに挿通されることにより、測定空間Ｓ１と外部空間Ｓ２とに跨って配置される。これにより、伝熱部２の内側部２ａ内で作動流体が蒸発し、外側部２ｂ内で気体状の作動流体が凝縮するようになっている。この伝熱部２は、垂直に起立した姿勢で配設されるのみならず、ヒートパイプ現象が発生可能な範囲であれば、垂直からある程度傾斜した姿勢で配設されていてもよい。
【００６２】
尚、本実施形態では、伝熱部２としてヒートパイプが用いられるが、これに限定されない。例えば、伝熱部２は、中実の銅棒等であってもよい。即ち、伝熱部２は、測定空間Ｓ１と外部空間Ｓ２とに跨って配置可能であり、測定空間Ｓ１から伝熱部２に熱が入るときの熱抵抗及び伝熱部２から外部空間Ｓ２に熱が出るときの熱抵抗に比べ、伝熱部２の表面に沿って又は伝熱部の内部を熱が移動するときの熱抵抗が非常に小さいものであればよい。
【００６３】
第１外面温度センサ４は、露点Ｔｄを求めるための演算に用いられる伝熱部２の温度（伝熱部温度）Ｔｅを検出するセンサである。本実施形態の第１外面温度センサ４は、伝熱部２の外面（表面）温度を検出し、その検出結果に応じた信号を出力する。具体的に、第１外面温度センサ４は、測定空間Ｓ１内に位置する伝熱部２の内側部２ａの端部近傍の外面に取り付けられている。
【００６４】
第２外面温度センサ６は、伝熱部２において完全にヒートパイプ現象が生じているか否かを判断するための温度を検出するセンサである。この第２外面温度センサ６は、伝熱部２の外側部２ｂの端部近傍の外面に取り付けられている。詳細には、第２外面温度センサ６は、伝熱部２においてヒートパイプ現象が生じているときに、外側部２ｂにおいて気体状の作動流体が凝縮する部分の外面に取り付けられている。そして、第２外面温度センサ６は、取り付けられた部分の外面温度を検出してその検出結果に応じた信号を出力する。
【００６５】
測定空間温度センサ８は、露点Ｔｄを求めるための演算に用いられる測定空間Ｓ１の温度（測定空間温度）Ｔｉを検出するセンサである。この測定空間温度センサ８は、測定空間Ｓ１内に配設されており、測定空間Ｓ１内の温度Ｔｉを検出してその検出結果に応じた信号を出力する。
【００６６】
外部空間温度センサ１０は、露点Ｔｄを求めるための演算に用いられる外部空間Ｓ２の温度（外部空間温度）Ｔｏを検出するセンサである。この外部空間温度センサ１０は、外部空間Ｓ２内に配設されており、外部空間Ｓ２内の温度Ｔｏを検出してその検出結果に応じた信号を出力する。
【００６７】
演算装置２０は、測定空間Ｓ１内の露点Ｔｄを算出し、この算出した露点Ｔｄを表示（出力）する。この演算装置２０は、各種情報（信号）を格納可能な記憶部２１と、露点Ｔｄを算出する演算部２４と、演算部２４での演算結果を出力する出力部２５と、を備える。本実施形態の演算装置２０には、各センサ４，６，８，１０が切り離し可能に接続されている。
【００６８】
記憶部２１は、各センサ４，６，８，１０からの信号を格納する温度入力部２２と、熱抵抗の値を格納する熱抵抗入力部２３と、を含む。本実施形態では、記憶部２１として、ハードディスクやＲＡＭ等が用いられる。
【００６９】
温度入力部２２は、第１外面温度センサ４と第２外面温度センサ６と測定空間温度センサ８と外部空間温度センサ１０とに接続され、各センサ４，６，８，１０からの信号を受け取り、これらの各信号を格納する部位である。
【００７０】
熱抵抗入力部２３は、第１外面温度センサ４と測定空間温度センサ８との間の熱抵抗（第１の熱抵抗）の値Ｒｉｅと、第１外面温度センサ４と外部空間温度センサ１０との間の熱抵抗（第２の熱抵抗）の値Ｒｅｏとを格納する部位である。本実施形態の熱抵抗入力部２３には、キーボードやタッチパネル等の入力部２３ａが接続され、この入力部２３ａから第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏが入力される。尚、熱抵抗入力部２３への第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏの入力は、入力部２３ａからの入力に限定されない。例えば、第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏが計算機等の演算により求められ、この演算結果が前記計算機等から直接熱抵抗入力部２３に入力されてもよい。
【００７１】
第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏは、前記のように伝熱部２の熱伝達率から演算により求めたものでもよく、また、当該露点計を用いた事前実験等による実測に基づいて求めたものでもよい。
【００７２】
演算部２４は、記憶部２１の熱抵抗入力部２３に格納された第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏと、第１外面温度センサ４で検出されて温度入力部２２に格納された伝熱部温度Ｔｅと、測定空間温度センサ８で検出されて温度入力部２２に格納された測定空間温度Ｔｉと、外部空間温度センサ１０で検出された外部空間温度Ｔｏとから測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを算出する。具体的に、演算部２４には、関係式Ｔｄ１が予め格納されており、当該演算部２４は、この関係式Ｔｄ１を用い、第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ、第２の熱抵抗の値Ｒｅｏ、伝熱部温度Ｔｅ、測定空間温度Ｔｉ、及び外部空間温度Ｔｏから測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを算出する。
【００７３】
関係式Ｔｄ１は、内側部２ａに結露が生じた状態の伝熱部２における熱収支に基づくものであり、以下のようにして求められる。
【００７４】
測定空間温度Ｔｉよりも外部空間温度Ｔｏが低くなるように測定空間温度Ｔｉと外部空間温度Ｔｏとの間に所定の温度差を設けて伝熱部２にヒートパイプ現象を生じさせると、伝熱部２内の作動流体によって測定空間Ｓ１側から外部空間Ｓ２側に向けて熱が輸送される。これにより、伝熱部温度Ｔｅが測定空間の露点以下となり、伝熱部２の内側部２ａには結露が生じる。このときの測定空間Ｓ１から伝熱部２へ入る顕熱、即ち、ＴｉＴｅ間の温度差によって生じる顕熱をＱｉｅとし、結露により測定空間Ｓ１から伝熱部２へ供給される潜熱、即ち、ＴｉＴｅ間の温度差によって生じる潜熱をＱｉｅＬとすると、顕熱Ｑｉｅは、
【数１】
で表され、潜熱ＱｉｅＬは、
【数２】
【００７５】
で表される。ここで、ＴｉＴｅ間の熱抵抗（第１の熱抵抗の値）をＲｉｅ、伝熱部２の内側部２ａに生じる結露（水）の潜熱をＬ、測定空間Ｓ１内の空気の比熱をＣｐａ、大気の全圧をＰ、大気の飽和水蒸気圧をＰｓとする。
【００７６】
一方、伝熱部２内を内側部２ａから外側部２ｂへ移動したあと外側部２ｂから外部空間Ｓ２に放出される熱量Ｑｅｏは、伝熱部温度Ｔｅと外部空間温度Ｔｏとによって決定され、ＴｅＴｏ間の熱抵抗（第２の熱抵抗の値）をＲｅｏとすると、
【数３】
で表される。
【００７７】
ここで、外側部２ｂを内側部２ａよりも低温にして内側部２ａを露点以下にして内側部２ａに結露を生じさせたときに、伝熱部２において測定空間Ｓ１から伝熱部２へ入る顕熱Ｑｉｅと結露によって伝熱部２に供給された潜熱ＱｉｅＬとを合わせた熱量が伝熱部２から外部空間Ｓ２に放出される熱量Ｑｅｏと等しくなるといった熱収支が測定空間Ｓ１の相対湿度に関係なく成り立つ。従って、Ｑｉｅ、ＱｉｅＬ、Ｑｅｏの間には、
【数４】
で表される関係が成り立つ（図３参照）。
【００７８】
そして、式（４）に上記の式（１）〜式（３）を代入して整理することにより、露点を求めるための関係式Ｔｄ１は、
【数５】
で表される。
【００７９】
このように求められた関係式Ｔｄ１には、伝熱部２の種類や形状等によって異なり且つ露点Ｔｄの計測中に一つの伝熱部２から得られる各種温度等のデータからは導出することができない第１の熱抵抗の値Ｒｉｅと第２の熱抵抗の値Ｒｅｏとが含まれている。そのため、本実施形態の露点計では、演算や事前実験により第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏを求め、これらの値を記憶部２１（熱抵抗入力部２３）に格納し、演算部２４が自由に使用できるようにしておくことで、露点Ｔｄの測定の際に得られる温度データから露点Ｔｄを算出することを可能にしている。
【００８０】
また、演算部２４は、第１外面温度センサ４からの信号と第２外面温度センサ６からの信号とに基づいて、内側部２ａにおいて作動流体が蒸発する部分の外面温度と外側部２ｂにおいて気体状の作動流体が凝縮する部分の外面温度との温度差を算出する。そして、演算部２４は、この温度差を規定値と比較することにより、伝熱部２において完全にヒートパイプ現象が生じているか否かの判断を行う。
【００８１】
出力部２５は、演算部２４の演算結果を受けて測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを出力する。本実施形態の出力部２５は、演算結果を表示するように構成される。尚、出力部２５は、演算結果を表示する構成に限定されずに、液晶ディスプレイ等の外部の表示装置等に前記演算結果等を表示させるための信号を出力するように構成されてもよく、印字等によって出力するように構成されてもよい。
【００８２】
このように構成される露点計では、以下のようにして測定空間Ｓ１の露点Ｔｄが測定される。
【００８３】
記憶部２１（詳しくは、熱抵抗入力部２３）に第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏが格納されていない場合は、先ず、測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを測定する前に、第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏを演算や事前実験によってそれぞれ求め、これを熱抵抗入力部２３に入力（格納）する。一方、熱抵抗入力部２３に第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏが既に格納されている場合は、熱抵抗入力部２３に第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏを入力することなく、次のステップに進む。
【００８４】
伝熱部２の測定空間Ｓ１側の端部と外部空間Ｓ２側の端部とに温度差を形成する。具体的には、恒温恒湿槽１０１を駆動させ、測定空間温度Ｔｉを外部空間温度Ｔｏよりも高くする。これにより、伝熱部２の外側部２ｂが内側部２ａよりも低温となり、伝熱部２の内側部２ａの温度が露点以下となり内側部２ａに測定空間Ｓ１中に存在する水分が付着して凝縮し、結露が生じる。このとき、伝熱部２にはヒートパイプ現象が生じる。詳しくは、内側部２ａの外面における水分の凝縮に伴って発生する凝縮熱（潜熱）によって、内側部２ａ内の作動流体が蒸発し、気体状の作動流体が略音速で伝熱部２の外側部２ｂに向かって流れる。一方、外側部２ｂでは、外部空間Ｓ２が測定空間Ｓ１よりも低温であることに起因して気体状の作動流体が冷却されて凝縮し、凝縮することにより液体状となった作動流体が内側部２ａに向かって流れる。このように伝熱部２内では、作動流体が所定の場所で蒸発と凝縮を繰り返すことにより、作動流体が蒸発するところから凝縮するところへ、作動流体の流動に伴って熱が輸送される。
【００８５】
伝熱部２でヒートパイプ現象が完全に生じた状態になると、内側部２ａの外面温度と外側部２ｂの外面温度との差が一定となるため、演算部２４は、これを検出することにより伝熱部２でヒートパイプ現象が完全に生じているか否かを判断する。詳細には、演算部２４は、第１外面温度センサ４からの信号と第２外面温度センサ６からの信号とに基づいて、内側部２ａにおいて作動流体が蒸発する部分の外面温度と外側部２ｂにおいて気体状の作動流体が凝縮する部分の外面温度との温度差を算出し、この温度差が前記一定の温度差となっているか否かを確認する。
【００８６】
一方、演算部２４は、温度入力部２２から、第１外面温度センサ４の検出結果を示す信号、即ち、伝熱部温度Ｔｅを表す信号と、測定空間温度センサ８の検出結果を示す信号、即ち、測定空間温度Ｔｉを表す信号と、外部空間温度センサ１０の検出結果を示す信号、即ち、外部空間温度Ｔｏを表す信号と、を受け取ると共に、熱抵抗入力部２３から第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏを受け取る。前記の温度差によって伝熱部２でヒートパイプ現象が完全に生じていると確認されると、その後、演算部２４は、熱抵抗入力部２３からの第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏと、温度入力部２２からの各信号が表す温度と、をそれぞれ関係式Ｔｄ１（式（５））に代入して演算し、これにより測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを算出する。そして、出力部２５が、演算部２４によって算出された測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを表示（出力）する。
【００８７】
以上説明したように、第１実施形態の露点計によれば、伝熱部２の外側部２ｂの温度を内側部２ａの温度より低温にして内側部２ａに結露が生じた状態とすることにより、伝熱部温度Ｔｅ、測定空間温度Ｔｉ、及び外部空間温度Ｔｏから広い湿度範囲において露点Ｔｄを精度よく求めることができる。これは、内側部２ａが結露した状態であれば測定空間Ｓ１の相対湿度に関係なく成り立つ伝熱部２の熱収支に基づく関係式Ｔｄ１（式（５））を用いて露点Ｔｄを算出するためである。
【００８８】
また、当該露点計は、伝熱部２と、第１外面温度センサ４と、測定空間温度センサ８と、外部空間温度センサ１０と、演算装置２０とにより構成されるので、従来の鏡面冷却式露点計のように非常に多くの部材で構成されるものに比べて構造を簡略化することができる。また、この露点計は、従来の乾湿球湿度計のようにウィックを必要としないので、古くなって水の吸い上げが悪くなる毎にウィックを交換するといったメンテナンスに係る作業負担を軽減することができる。従って、本発明による露点計では、メンテナンスに係る作業負担を軽減しながら、構造を簡略化することができる。
【００８９】
また、第１実施形態による露点計では、演算や事前実験によって第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏを求めて記憶部２１に格納しておけば、一つの伝熱部温度Ｔｅと、測定空間温度Ｔｉと、外部空間温度Ｔｏとから、広い湿度範囲における露点Ｔｄを精度よく求めることができる。即ち、本実施形態の露点計には、伝熱部２が一つ備えられていればよいため、当該露点計の構造を簡略にすることができる。
【００９０】
また、第１実施形態による露点計では、熱抵抗の小さなヒートパイプを伝熱部２として用いることにより、応答性の優れた露点計が得られた。
【００９１】
また、第１実施形態による露点計では、第１外面温度センサ４により伝熱部２の外面（表面）温度を検出しているため、伝熱部２の温度を当該伝熱部２の内部で検出する場合に比べ、伝熱部２の構造及び温度センサ４の構造を簡略化することができる。
【００９２】
尚、第１実施形態による露点計では、第１外面温度センサ４によって伝熱部２における断熱部１００に囲まれた部位（本実施形態では、測定空間Ｓ１側の端部近傍）の外面（表面）温度を検出しているが、伝熱部２の外面（表面）温度は、風等の外乱による影響を受け易いため、断熱壁１００の中にある伝熱部２の表面温度を第１外面温度センサ４によって検出するようにし（図２及び図３の断熱壁１００の中の第１外面温度センサ４参照）、このセンサ４により測定された温度を用いて露点Ｔｄを算出することにより、求められる露点Ｔｄにおいて外乱による誤差をさらに抑えることができる。
【００９３】
＜第２実施形態＞
図４は、本発明の第２実施形態による露点計の機能を説明するためのブロック図であり、図５は、図４に示した露点計の各伝熱部における熱の移動や熱抵抗を説明するための概念図である。次に、図４及び図５を参照して、本発明の第２実施形態による露点計の構成について説明するが、上記第１実施形態と同様の構成には同一符号を用いると共に詳細な説明を省略し、異なる構成についてのみ詳細に説明する。
【００９４】
本実施形態の露点計は、図４に示すように、複数（本実施形態では２本）の伝熱部２と、第１センサ部４０と、第２センサ部６０と、測定空間温度センサ８と、外部空間温度センサ１０と、演算装置２０ａとを備えている。
【００９５】
各伝熱部２は、第１実施形態同様に、ヒートパイプによってそれぞれ構成される。各伝熱部２は、測定空間Ｓ１と当該測定空間Ｓ１の外側の外部空間Ｓ２とに跨ってそれぞれ配置される。また、各伝熱部２は、第１センサ部４０の第１外面温度センサ４と測定空間温度センサ８との間の熱抵抗、及び第１センサ部４０の第１外面温度センサ４と外部空間温度センサ１０との間の熱抵抗のうちの少なくとも一方が他の伝熱部２と互いに異なるようにそれぞれ構成される。本実施形態では、伝熱部２の内側部２ａの表面積と外側部２ｂの表面積とのうちの少なくとも一方が他の伝熱部２と互いに異なるようにそれぞれ構成される。具体的には、本実施形態の露点計には２つの伝熱部２，２が設けられている。これらの伝熱部２，２は、外径が同じで且つ長さが同じヒートパイプによってそれぞれ構成される。これら２つの伝熱部２，２は、差し込み長さ（即ち、測定空間Ｓ１内に位置する内側部２ａの軸方向の長さ）が互いに異なるように配置される。これにより、２つの伝熱部２，２は、内側部２ａ，２ａ同士の表面積及び外側部２ｂ，２ｂ同士の表面積が互いに異なった状態となる。
【００９６】
尚、２つの伝熱部２，２として外径が同じで長さの異なるヒートパイプが用いられ、内側部２ａの長さ（測定空間Ｓ１内への差し込み長さ）が互いに異なる、又は同じになるように前記２つの伝熱部２，２が配置されてもよい。また、各伝熱部２の外径をそれぞれ異なる大きさにすることで、伝熱部２の内側部２ａの表面積と外側部２ｂの表面積とのうちの少なくとも一方が他の伝熱部２と互いに異なるようにそれぞれ構成されてもよい。これらのように構成されても、内側部２ａの表面積又は／及び外側部２ｂの表面積を互いに異なった状態とすることができる。
【００９７】
第１センサ部４０は、露点Ｔｄを求めるための演算に用いられる各伝熱部２の伝熱部温度Ｔｅを検出する部位である。この第１センサ部４０は、複数の伝熱部２に対応する数の第１外面温度センサ４を有し、各第１外面温度センサ４は、各伝熱部２の内側部２ａの端部近傍の外面にそれぞれ取り付けられる。そして、第１センサ部４０は、各第１外面温度センサ４が取り付けられた部分の外面温度をそれぞれ検出してその検出結果に応じた信号を出力する。
【００９８】
第２センサ部６０は、各伝熱部２において完全にヒートパイプ現象が生じているか否かを判断するための温度を検出する部位である。この第２センサ部６０は、複数の伝熱部２に対応する数の第２外面温度センサ６を有し、各第２外面温度センサ６は、各伝熱部２の外側部２ｂの端部近傍の外面にそれぞれ取り付けられる。そして、第２センサ部６０は、各第２外面温度センサ６が取り付けられた部分の外面温度をそれぞれ検出してその検出結果に応じた信号を出力する。
【００９９】
演算装置２０ａは、測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを算出すると共に、この算出した露点Ｔｄを表示（出力）する。この演算装置２０ａは、各センサ８，１０及び各センサ部４０，６０からの信号が入力され、これらを格納する温度入力部２２と、露点Ｔｄを算出する演算部２４ａと、演算部２４ａでの演算結果を出力する出力部２５と、を備える。
【０１００】
温度入力部２２は、第１センサ部４０と第２センサ部６０と測定空間温度センサ８と外部空間温度センサ１０とに接続され、各センサ部４０，６０及び各センサ８，１０からの信号を受け取り、これらの各信号を格納する部位である。
【０１０１】
演算部２４ａは、温度入力部２２に格納された各信号が表す温度、即ち、第１センサ部４０の各第１外面温度センサ４で検出された各伝熱部温度Ｔｅと、測定空間温度センサ８で検出された測定空間温度Ｔｉと、外部空間温度センサ１０で検出された外部空間温度Ｔｏとから測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを算出する。具体的に、演算部２４ａには、関係式Ｔｄ２が予め格納されており、当該演算部２４ａは、この関係式Ｔｄ２を用い、各伝熱部温度Ｔｅ、測定空間温度Ｔｉ、及び外部空間温度Ｔｏから測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを算出する。
【０１０２】
関係式Ｔｄ２は、内側部２ａに結露が生じた状態の伝熱部２における熱収支に基づくものであり、以下のようにして求められる。
【０１０３】
複数（本実施形態では２つ）の伝熱部２において、以下のように、上記第１実施形態の関係式Ｔｄ１（式（５））がそれぞれ成り立つ。尚、以下では、各伝熱部２から得られる値を区別するために、一方の伝熱部２から得られた値には何も付けず、他方の伝熱部２から得られた値には右上に「´」の符号を付ける（例えば、一方の伝熱部２から得られた伝熱部温度を「Ｔｅ」とした場合、他方の伝熱部２から得られた伝熱部温度を「Ｔｅ´」とする）。
【数６】
【数７】
【０１０４】
また、図５に示されるように、伝熱部２の内側部２ａの熱伝達率をｈｉ、伝熱部２の内側部２ａの表面積をＳｅ、長さをＬｉ、伝熱部２の外側部２ｂの熱伝達率（ヒートパイプ内外の熱伝達率を合成した有効熱伝達率）をｈｏ、伝熱部２の外側部２ｂの表面積をＳｃ、長さをＬｃ、伝熱部２の外径をｄとすると、第１の熱抵抗の値Ｒｉｅと第２の熱抵抗の値Ｒｅｏとの熱抵抗比Ｒｉｅ／Ｒｅｏは、それぞれ
【数８】
【数９】
となる。
【０１０５】
ここで、伝熱部（ヒートパイプ）２内外の熱伝達率を合成した有効熱伝達率ｈｏは、
【数１０】
で与えられる。尚、ｈｃｉは、伝熱部（ヒートパイプ）２内部の熱伝達率、ｈｃｏは、伝熱部（ヒートパイプ）２外部の熱伝達率である。
【０１０６】
式（８）及び式（９）より、
【数１１】
ここで、式（６）より、
【数１２】
また、同様にして、式（７）より、
【数１３】
これら式（１２）及び式（１３）を式（１１）に代入すると、
【数１４】
となる。この式（１４）を
【数１５】
とし、この式（１５）に式（８）及び式（９）を代入してＫを以下のように定義する。
【数１６】
そして、式（１５）において測定空間Ｓ１の露点がＴｄ１＝Ｔｄ１’であることから
【数１７】
となり、露点を求めるための関係式Ｔｄ２は、
【数１８】
で表される。
【０１０７】
このように求められた関係式Ｔｄ２を用いて露点Ｔｄを求めるためには、複数の伝熱部温度Ｔｅ（Ｔｅ´）が必要であるが、関係式Ｔｄ２には上記第１実施形態の関係式Ｔｄ１（式（５））のように第１の熱抵抗の値Ｒｉｅと第２の熱抵抗の値Ｒｅｏとが含まれていないため、第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏを用いることなく、複数の伝熱部温度Ｔｅのデータを代入することにより露点Ｔｄを求めることができる。そのため、露点Ｔｄの測定前に予め演算や事前実験を行って第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏを求めることなく、露点Ｔｄを測定することができる。尚、２つの伝熱部２において、（ｉ）一方の伝熱部２の第１外面温度センサ４と測定空間温度センサ８との間の熱抵抗、及び第１外面温度センサ４と外部空間温度センサ１０との間の熱抵抗と、（ｉｉ）他方の伝熱部２の第１外面温度センサ４と測定空間温度センサ８との間の熱抵抗、及び第１外面温度センサ４と外部空間温度センサ１０との間の熱抵抗とが同じ場合には、式（６）と式（７）とが同一となり、式（１８）を求めることができない。そのため、複数の伝熱部２を備える露点計においては、各伝熱部は、第１外面温度センサ４と測定空間温度センサ８との間の熱抵抗、及び第１外面温度センサ４と外部空間温度センサ１０との間の熱抵抗のうちの少なくとも一方が他の伝熱部２と互いに異なるようにそれぞれ構成されなければならない。
【０１０８】
また、演算部２４ａは、第１センサ部４０からの信号と第２センサ部６０からの信号とに基づいて、各内側部２ａにおいて作動流体が蒸発する部分の外面温度と、前記内側部２ａに対応する外側部２ｂにおいて気体状の作動流体が凝縮する部分の外面温度と、の温度差をそれぞれ算出する。そして、演算部２４ａは、各伝熱部２における前記の温度差を規定値とそれぞれ比較することにより、各伝熱部２において完全にヒートパイプ現象が生じているか否かの判断を行う。
【０１０９】
このように構成される露点計では、以下のようにして測定空間Ｓ１の露点Ｔｄが測定される。
【０１１０】
恒温恒湿槽１０１を駆動させ、測定空間温度Ｔｉを外部空間温度Ｔｏよりも高くすることにより、各伝熱部２の測定空間Ｓ１側の端部と外部空間Ｓ２側の端部とに温度差を形成する。これにより、各伝熱部２の外側部２ｂが内側部２ａよりも低温となり、測定空間Ｓ１内に位置する各伝熱部２の内側部２ａの温度がそれぞれ露点以下になって各内側部２ａに測定空間Ｓ１に存在する水分が付着して凝縮し、結露が生じる。このとき、各伝熱部２にヒートパイプ現象がそれぞれ生じている。そして、演算部２４ａは、第１センサ部４０からの信号と第２センサ部６０からの信号とに基づいて、各伝熱部２における内側部２ａにおいて作動流体が蒸発する部分の外面温度と外側部２ｂにおいて気体状の作動流体が凝縮する部分の外面温度との温度差をそれぞれ算出し、この算出される各温度差から各伝熱部２でヒートパイプ現象がそれぞれ完全に生じているか否かを判断する。
【０１１１】
一方、演算部２４ａは、温度入力部２２から、第１センサ部４０の各第１外面温度センサ４により検出された各伝熱部温度Ｔｅを表す信号と、測定空間温度センサ８により検出された測定空間温度Ｔｉを表す信号と、外部空間温度センサ１０により検出された外部空間温度Ｔｏを表す信号とを受け取る。前記の温度差によって伝熱部２でヒートパイプ現象が完全に生じていると確認されると、その後、演算部２４ａは、温度入力部２２からの各信号が表す温度をそれぞれ関係式Ｔｄ２（式（１８））に代入して演算し、これにより測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを算出する。そして、出力部２５が、演算部２４ａによって算出された測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを表示（出力）する。
【０１１２】
以上説明したように、第２実施形態の露点計によれば、第１実施形態の露点計と同様に、伝熱部２の外側部２ｂの温度を内側部２ａの温度より低温にして内側部２ａの温度を露点以下にして内側部２ａに結露が生じた状態とすることにより、伝熱部温度Ｔｅ、測定空間温度Ｔｉ、及び外部空間温度Ｔｏから広い湿度範囲において露点Ｔｄを精度よく求めることができる。
【０１１３】
また、第２実施形態による露点計では、伝熱部２と、第１外面温度センサ４と、測定空間温度センサ８と、外部空間温度センサ１０と、演算装置２０ａとにより構成されるので、従来の鏡面冷却式露点計のように非常に多くの部材で構成されるものに比べて構造を簡略化することができる。また、この露点計は、従来の乾湿球湿度計のようにウィックを必要としないので、古くなって水の吸い上げが悪くなる毎にウィックを交換するといったメンテナンスに係る作業負担を軽減することができる。従って、本発明による露点計では、メンテナンスに係る作業負担を軽減しながら、構造を簡略化することができる。
【０１１４】
また、第２実施形態による露点計では、関係式Ｔｄ２（式（１８））を用いて露点Ｔｄを求めるため、第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏを求めるための演算や事前実験を予め行うことなく、測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを求めることができる。即ち、複数の伝熱部２の温度Ｔｅをそれぞれ検出してこれら各伝熱部温度Ｔｅを演算に用いることにより、第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏを用いなくても露点Ｔｄを算出することができる。尚、上記のように、複数の伝熱部２において、第１外面温度センサ４と測定空間温度センサ８との間の熱抵抗、及び第１外面温度センサ４と外部空間温度センサ１０との間の熱抵抗が全て同じであれば、関係式Ｔｄ２（式（１８））を求めることができない。そのため、第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏを用いずに関係式Ｔｄ２（式（１８））を用いて露点Ｔｄを算出するためには、露点計は、複数の伝熱部２を備え、これら各伝熱部が、第１外面温度センサ４と測定空間温度センサ８との間の熱抵抗、及び第１外面温度センサ４と外部空間温度センサ１０との間の熱抵抗のうちの少なくとも一方が他の伝熱部２と互いに異なるように構成されていなければならない。
【０１１５】
尚、第２実施形態による露点計においても第１実施形態と同様に、伝熱部２における断熱部１００に囲まれた部位（本実施形態では、測定空間Ｓ１側の端部近傍）の外面（表面）温度を検出しているが、伝熱部２の外面（表面）温度は、風等の外乱による影響を受け易いため、断熱壁１００の中にある伝熱部２の表面温度を第１外面温度センサ４によってそれぞれ検出するようにし（図４及び図５の断熱壁１００の中の各第１外面温度センサ４参照）、これら各センサ４，４により測定された温度をいて露点Ｔｄを算出することにより、求められる露点Ｔｄにおいて外乱による誤差をさらに抑えることができる。
【０１１６】
＜第３実施形態＞
図６は、本発明の第３実施形態による露点計の機能を説明するためのブロック図であり、図７は、図６に示した露点形の伝熱部本体における熱の移動や熱抵抗を説明するための概念図である。次に、図６及び図７を参照して、本発明の第３実施形態による露点計の構成について説明するが、上記第１実施形態及び第２実施形態と同様の構成には同一符号を用いると共に詳細な説明を省略し、異なる構成についてのみ詳細に説明する。
【０１１７】
この第３実施形態による露点計は、上記第１実施形態及び第２実施形態による露点計と異なり、伝熱部３２において気体状の作動流体が凝縮する基側部３４ｄを強制的に冷却するようになっている。具体的に、本実施形態による露点計は、伝熱部３２と、第１外面温度センサ４と、第２外面温度センサ（第２部材温度検出部）６ａと、測定空間温度センサ８と、断熱部１６と、演算装置２０ｂとを備えている。
【０１１８】
伝熱部３２は、測定空間Ｓ１内と、この測定空間Ｓ１に対して断熱部１６で隔てられた空間（外部空間）Ｓ３とに跨って配置される伝熱部本体３４と、伝熱部本体３４の空間Ｓ３内に位置する部位（基側部）３４ｄを冷却する冷却手段３６と、を有する。本実施形態では、伝熱部本体３４は、ヒートパイプによって構成され、冷却手段３６は、ペルチェ素子１２と、接続部１４と、を有する。
【０１１９】
ペルチェ素子１２は、吸熱側と放熱側とを備え、入力電力に応じて吸熱側が吸熱動作を行うとともに放熱側が放熱動作を行う。そして、ペルチェ素子１２の吸熱側が伝熱部本体３４の基側部３４ｄの端部に接続されている。ペルチェ素子１２の吸熱側は、基側部３４ｄを冷却して気体状の作動流体を凝縮させるための冷却部として機能する。このペルチェ素子１２の吸熱側による冷却作用によって、基側部３４ｄが測定空間Ｓ１に配置される先側部３４ｃよりも低温に強制的に冷却されて伝熱部本体３４で完全にヒートパイプ現象が生じるようになっている。一方、ペルチェ素子１２の放熱側では、吸熱側との熱交換によって生じる熱を放出するようになっている。
【０１２０】
接続部１４は、伝熱部本体３４の基側部３４ｄとペルチェ素子１２とを互いに結合する。具体的に、この接続部１４は、基側部３４ｄとペルチェ素子１２の吸熱側とを、互いにリジッドに結合しつつ互いに熱的に接続している。
【０１２１】
第１外面温度センサ４は、伝熱部本体３４において作動流体が蒸発する先側部３４ｃの端部近傍の外面に取り付けられている一方、第２外面温度センサ６ａは、伝熱部本体３４において気体状の作動流体が凝縮する基側部３４ｄの端部近傍の外面に取り付けられている。ここで、先側部３４ｃは、伝熱部本体３４のうち、後述するように伝熱部本体３４に外嵌される断熱部１６に対して一方側となる部分であり、基側部３４ｄは、伝熱部本体３４のうち断熱部１６に対して他方側となる部分である。
【０１２２】
本実施形態の第２外面温度センサ６ａは、露点Ｔｄを求めるための演算に用いると共に伝熱部本体３４でヒートパイプ現象が完全に生じているか否かの判断に用いる伝熱部本体３４の温度を検出するセンサである。
【０１２３】
断熱部１６は、伝熱部本体３４の基側部３４ｄ、第２外面温度センサ６ａ、ペルチェ素子１２及び接続部１４の周りを覆うように設けられており、伝熱部本体３４が挿通される貫通孔１６ａが設けられている。即ち、伝熱部本体３４のうち先側部３４ｃが測定空間Ｓ１の雰囲気下に位置しており、この先側部３４ｃと断熱部１６内の基側部３４ｄとの間の位置で、断熱部１６を構成する壁部の一部が伝熱部本体３４に外嵌している。この断熱部１６により、測定空間Ｓ１の温度に対して断熱部１６内（空間Ｓ３）の温度を低温に保持できるようになっている。
【０１２４】
演算装置２０ｂは、温度入力部２２及び熱抵抗入力部２３を含む記憶部２１と、演算部２４ｂと、出力部２５と、ペルチェ素子１２を制御する制御部２６とを有している。
【０１２５】
本実施形態の熱抵抗入力部２３には、第１外面温度センサ４と測定空間温度センサ８との間の熱抵抗（第１の熱抵抗）の値Ｒｉｅと、第１外面温度センサ４と第２外面温度センサ６ａとの間の熱抵抗（第３の熱抵抗）の値Ｒｅｏ１とが入力（格納）される。
【０１２６】
演算部２４ｂは、関係式Ｔｄ１（式（５））を有し、この関係式Ｔｄ１を用い、第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ、第３の熱抵抗の値Ｒｅｏ１、伝熱部本体の温度Ｔｅ１、測定空間温度Ｔｉ、及び第２外面温度センサ６ａにより検出された伝熱部２の外面（表面）温度Ｔｏ１から測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを算出する。ここで、本実施形態の演算部２４ｂでは、上記第１実施形態と異なり外部空間温度Ｔｏの代わりに伝熱部本体３４の外面（表面）温度Ｔｏ１を用いて露点Ｔｄを求めるが、この場合でも、第２の熱抵抗の値Ｒｅｏの代わりに第３の熱抵抗の値Ｒｅｏ１を用いることにより、上記第１実施形態の演算部２４（図２参照）と同一の関係式Ｔｄ１を用いて露点Ｔｄの温度を精度よく求めることができる。
【０１２７】
制御部２６は、演算部２４ｂが第１外面温度センサ４からの信号と第２外面温度センサ６ａからの信号とに基づいて算出した伝熱部本体３４の外面温度の差、すなわち先側部３４ｃにおいて作動流体が蒸発する部分の外面温度と基側部３４ｄにおいて気体状の作動流体が凝縮する部分の外面温度との温度差に基づいてペルチェ素子１２を制御する。具体的には、制御部２６は、基側部３４ｄの端部近傍の外面温度と先側部３４ｃの端部近傍の外面温度との間に伝熱部本体３４でヒートパイプ現象が完全に生じるような温度差が付くように、ペルチェ素子１２の吸熱側の冷却能力を制御して基側部３４ｄを冷却する。
【０１２８】
また、制御部２６は、伝熱部本体３４においてヒートパイプ現象が完全に生じていても、測定空間Ｓ１の相対湿度が低いために先側部３４ｃに結露が生じない場合には、さらにペルチェ素子１２の吸熱側の冷却能力を上げる。これにより、伝熱部本体３４の温度が下がって結露し易くなるため、測定空間Ｓ１の相対湿度が低くても先側部３４ｃに結露が生じ、これにより、露点Ｔｄを求めることが可能となる。即ち、伝熱部３２が冷却手段３６を有することで、当該露点計の測定可能な湿度範囲がより広がる。
【０１２９】
このように構成される露点計では、以下のようにして測定空間Ｓ１の露点Ｔｄが測定される。
【０１３０】
熱抵抗入力部２３に第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第３の熱抵抗の値Ｒｅｏ１が格納されていない場合は、先ず、測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを測定する前に、第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第３の熱抵抗の値Ｒｅｏ１を演算や事前実験によってそれぞれ求め、これを熱抵抗入力部２３に入力（格納）する。一方、熱抵抗入力部２３に第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第３の熱抵抗の値Ｒｅｏ１が既に格納されている場合は、熱抵抗入力部２３に第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第３の熱抵抗の値Ｒｅｏ１を入力することなく、次のステップに進む。
【０１３１】
第３実施形態による露点計では、伝熱部本体３４の先側部３４ｃ、第１外面温度センサ４、測定空間温度センサ８が測定空間Ｓ１の雰囲気下に配置される。
【０１３２】
次に、第１外面温度センサ４から出力される信号と第２外面温度センサ６ａから出力される信号とに基づいて演算部２４ｂにより、伝熱部本体３４の先側部３４ｃの端部近傍の外面温度と基側部３４ｄの端部近傍の外面温度との温度差が算出される。その後、この算出された温度差に基づいて制御部２６がペルチェ素子１２の吸熱側の冷却能力を制御する。この際、所定の温度差が基側部３４ｄの端部近傍の外面温度と先側部３４ｃの端部近傍の外面温度との間に付くように、基側部３４ｄが冷却される。これにより、伝熱部本体３４ではヒートパイプ現象が完全に生じ、伝熱部本体３４の先側部３４ｃの端部近傍、即ち、作動流体が蒸発する部分の外面に結露が生じる。
【０１３３】
この状態で、演算部２４ｂが関係式Ｔｄ１（式（５））を用いて、熱抵抗入力部２３に格納されている第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第３の熱抵抗の値Ｒｅｏ１と、温度入力部２２に格納されている第１外面温度センサ４により検出された伝熱部本体３４の先側部３４ｃの外面（表面）温度Ｔｅ１、第２外面温度センサ６ａにより検出された伝熱部本体３４の基側部３４ｄの外面（表面）温度Ｔｏ１、及び測定空間温度センサ８により検出された測定空間温度Ｔｉと、から測定空間Ｓ１の露点Ｔｄが算出される。このように算出された露点Ｔｄは、出力部２５により表示される。
【０１３４】
尚、伝熱部本体３４において、ヒートパイプ現象が完全に生じていても先側部３４ｃに結露が生じない場合は、制御部２６が、ペルチェ素子１２の吸熱側の冷却能力を上げて伝熱部本体３４の温度を下げて結露し易くする。これにより、測定空間Ｓ１の相対湿度が低くても先側部３４ｃに結露が生じ、露点Ｔｄを測定することが可能となる。
【０１３５】
以上説明したように、第３実施形態による露点計では、伝熱部本体３４の基側部３４ｄの温度を先側部３４ｃの温度より低温にして先側部３４ｃの温度を露点以下にして先側部３４ｃに結露が生じた状態とすることにより、伝熱部本体３４の先側部３４ｃの外面温度Ｔｅ１、伝熱部本体３４の基側部３４ｄの外面（表面）温度Ｔｏ１、及び測定空間温度Ｔｉから広い湿度範囲において露点Ｔｄを精度よく求めることができる。これは、先側部３４ｃが結露した状態であれば測定空間Ｓ１の相対湿度に関係なく成り立つ伝熱部本体３４の熱収支に基づく関係式Ｔｄ１を用いて露点Ｔｄを算出するためである。
【０１３６】
しかも、基側部３４ｄの外面（表面）温度Ｔｏ１を用いて露点Ｔｄを算出することにより、気温（空間Ｓ３の気温）を用いて露点Ｔｄを算出する場合に比べ、誤差を抑えることができる。即ち、空間Ｓ３において伝熱部本体３４から熱が放出されているため、空間Ｓ３において伝熱部本体３４の周辺で検出した気温は、空間Ｓ３の温湿度条件や測定位置等によって変動するが、伝熱部本体３４の外面（表面）温度Ｔｏ１は、前記空間Ｓ３の温湿度条件等による変動が少なく、そのため、この外面（表面）温度Ｔｏ１を用いて露点Ｔｄを算出することにより、求めた露点Ｔｄに含まれる誤差を抑えることができる。
【０１３７】
また、第３実施形態による露点計では、冷却手段３６によって伝熱部本体３４の温度を低下させることができ、これにより、当該伝熱部本体３４に結露が生じ易くなって当該露点計の測定可能な湿度範囲が広がる。即ち、当該露点計では、先側部３４ｃの表面に結露が生じた状態での先側部３４ｃの外面（表面）温度Ｔｅ１、測定空間温度Ｔｉ、及び基側部３４ｄの外面（表面）温度Ｔｏ１から露点Ｔｄを算出しているため、冷却手段３６によって伝熱部本体３４を結露し易くし、測定空間Ｓ１の相対湿度が低くても先側部３４ｃに結露が生じるようにすることで、測定可能な湿度範囲を広くすることが可能である。
【０１３８】
＜第４実施形態＞
図８は、本発明の第４実施形態による湿度計の機能を説明するためのブロック図である。次に、図８を参照して、本発明の第４実施形態による湿度計の構成について説明するが、上記第１実施形態〜第３実施形態と同様の構成には同一符号を用いると共に詳細な説明を省略し、異なる構成についてのみ詳細に説明する。
【０１３９】
本実施形態の湿度計は、測定空間Ｓ１内の相対湿度を測定するものであり、上記第１実施形態の露点計の演算装置２０において、演算部２４を露点演算部１２４とし、湿度演算部２７を加えた構成を有する。具体的に、湿度計は、図８に示すように、伝熱部２と、第１外面温度センサ４と、第２外面温度センサ６と、測定空間温度センサ８と、外部空間温度センサ１０と、演算装置（湿度導出装置）１２０とを備えている。
【０１４０】
演算装置１２０は、測定空間Ｓ１内の露点Ｔｄを算出すると共にこの露点Ｔｄに基づいて測定空間Ｓ１内の相対湿度Φを算出し、この算出した露点Ｔｄ及び相対湿度Φを表示（出力）する。この演算装置１２０は、各センサ４，６，８，１０からの信号が入力される温度入力部２２及び熱抵抗の値が入力される熱抵抗入力部２３を含み、各種信号を格納する記憶部２１と、露点Ｔｄを算出する露点演算部１２４と、露点演算部１２４で算出された露点Ｔｄに基づいて相対湿度Φを算出する湿度演算部２７と、露点演算部１２４及び湿度演算部２７での各演算結果を出力する出力部２５ａと、を備える。
【０１４１】
露点演算部１２４は、上記第１実施形態の演算部２４（図２参照）と同様に構成され、関係式Ｔｄ１を有し、この関係式Ｔｄ１を用い、第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ、第２の熱抵抗の値Ｒｅｏ、伝熱部温度Ｔｅ、測定空間温度Ｔｉ、及び外部空間温度Ｔｏから測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを算出する。
【０１４２】
湿度演算部２７は、露点演算部１２４により算出された露点Ｔｄから以下のようにして測定空間Ｓ１の相対湿度Φを算出する。
【０１４３】
湿度演算部２７は、以下の式（１９）に露点演算部１２４により算出された露点Ｔｄを代入して測定空間Ｓ１の絶対湿度Ｘｉを算出する。
【数１９】
ここで、Ｐは、大気の全圧であり、Ｘｅは、第１外面温度センサ４で検出された温度Ｔｅから以下の式（２０）で与えられる第１外面センサ４の部分の絶対湿度である。
【数２０】
尚、Ｐｖｅｓは、第１外面温度センサ４の温度Ｔｅでの飽和水蒸気圧である。
【０１４４】
そして、湿度演算部２７は、この絶対湿度Ｘｉから測定空間Ｓ１の水蒸気分圧Ｐｖｉを以下の式（２１）に基づき算出する。
【数２１】
【０１４５】
湿度演算部２７は、空気温度と飽和水蒸気圧との関係を示すテーブルを有し、このテーブルと式（２１）により算出した水蒸気分圧Ｐｖｉとから、以下の式（２２）に基づいて測定空間Ｓ１の相対湿度Φを算出する。
【数２２】
ここで、測定空間温度Ｔｉでの飽和蒸気圧をＰｖｓとする。
【０１４６】
このように構成される湿度計では、以下のようにして測定空間Ｓ１の露点Ｔｄ及び相対湿度Φが測定される。
【０１４７】
上記第１実施形態と同様に、熱抵抗入力部２３に第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏが格納されていない場合は、先ず、測定空間Ｓ１の相対湿度Φを測定する前に、第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏを演算や事前実験によってそれぞれ求め、これを熱抵抗入力部２３に入力（格納）する。一方、熱抵抗入力部２３に第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏが既に格納されている場合は、熱抵抗入力部２３に第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏを入力することなく、次のステップに進む。
【０１４８】
恒温恒湿槽１０１を駆動させ、測定空間温度Ｔｉを外部空間温度Ｔｏよりも高くすることにより、各伝熱部２の測定空間Ｓ１側の端部と外部空間Ｓ２側の端部とに温度差を形成する。これにより、伝熱部２の外側部２ｂが内側部２ａよりも低温となり、内側部２ａの温度が露点以下となって内側部２ａに測定空間Ｓ１中に存在する水分が付着して凝縮し、結露が生じる。このとき、伝熱部２にヒートパイプ現象が生じる。そして、露点演算部１２４は、第１外面温度センサ４からの信号と第２外面温度センサ６からの信号とに基づいて、内側部２ａにおいて作動流体が蒸発する部分の外面温度と外側部２ｂにおいて気体状の作動流体が凝縮する部分の外面温度との温度差を算出し、この算出される温度差から伝熱部２でヒートパイプ現象がそれぞれ完全に生じているか否かを判断する。
【０１４９】
伝熱部２においてヒートパイプ現象が完全に生じていることが確認されると、上記第１実施形態と同様に、露点演算部１２４により関係式Ｔｄ１（式（５））を用いて、熱抵抗入力部２３に格納されている第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏと、温度入力部２２に格納されている伝熱部温度Ｔｅ及び測定空間温度Ｔｏと、から測定空間Ｓ１の露点Ｔｄが算出される。
【０１５０】
露点演算部１２４が測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを算出すると、湿度演算部２７がこの露点Ｔｄを用い、式（１９）〜式（２２）に基づいて測定空間Ｓ１の相対湿度Φを算出する。
【０１５１】
そして、出力部２５ａが露点演算部１２４によって算出された測定空間Ｓ１の露点Ｔｄと、湿度演算部２７によって算出された測定空間Ｓ１の相対湿度とを表示する。
【０１５２】
以上説明したように、第４実施形態による湿度計では、伝熱部２の内側部２ａの温度を外側部２ｂの温度より低温にして内側部２ａの温度を露点以下にして内側部２ａに結露が生じた状態とすることにより、伝熱部温度Ｔｅ、測定空間温度Ｔｉ、及び外部空間温度Ｔｏから広い湿度範囲において露点Ｔｄが精度よく求まるため、この露点Ｔｄに基づき相対湿度Φを精度よく求めることができる。即ち、演算によって露点Ｔｄから相対湿度Φを容易に且つ精度よく求めることができるため、測定空間Ｓ１の相対湿度Φに関係なく成り立つ伝熱部２の熱収支に基づく関係式Ｔｄ１を用い、伝熱部温度Ｔｅ、測定空間温度Ｔｉ、及び外部空間温度Ｔｏから測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを精度よく求め、これに基づいて相対湿度Φを算出することにより、測定空間Ｓ１の相対湿度Φを精度よく求めることができる。
【実施例１】
【０１５３】
ここで、実際に行った測定結果について説明する。この測定では、測定空間の温度と相対湿度とを変化させつつ、即ち、測定空間の温湿度条件を変化させつつ、この測定空間の相対湿度を第４実施形態による湿度計を用いて測定した。また、同じ温湿度条件で、以下の構成の従来の湿度計を用いて測定空間の相対湿度を測定した。
【０１５４】
この従来の湿度計は、測定空間とその外側の外部空間とを断熱部（断熱壁）により隔てる恒温恒湿槽と、断熱部を貫通して測定空間と外部空間とに跨るように配置されるヒートパイプと、ヒートパイプの内側部位の表面温度を検出する外面温度検出部とを備える。そして、この従来の湿度計は、ヒートパイプの外側部位を冷却し、当該ヒートパイプの測定空間内に位置する内側部位の表面温度を測定空間の露点として検出し、この露点に基づき測定空間の相対湿度を導出する。
【０１５５】
これらの湿度計での測定結果を湿度の代わりに露点で示したものを図９に示す。
【０１５６】
この測定結果から、従来の湿度計による測定結果では、基準温度及び基準露点が小さいときには比較的誤差が少ないが、基準温度及び基準露点が大きくなるに伴って誤差が大きくなるのに対し、第４実施形態の湿度計による測定結果では、広い温湿度範囲において誤差が少ないことが確認できる。
【０１５７】
尚、本発明の露点計、湿度計、露点導出装置、湿度導出装置、露点測定方法、及び湿度測定方法は、上記第１実施形態〜第４実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【０１５８】
湿度計の具体的構成は、上記第４実施形態の湿度計に限定されない。例えば、上記第２実施形態の露点計や上記第３実施形態の露点計における演算装置２０ａ，２０ｂに上記第４実施形態の湿度演算部２７を加えた構成の湿度計でもよい。即ち、露点Ｔｄが求められれば、この露点Ｔｄから式（１９）〜式（２２）を用いて相対湿度Φを精度よく求めることができるため、関係式Ｔｄ１又はＴｄ２を用いて、伝熱部温度Ｔｅ（又はＴｅ１）、測定空間温度Ｔｉ、及び外部空間温度Ｔｏ（又は、伝熱部が冷却手段を備える場合には伝熱部本体３４の基側部３４ｄの外面（表面）温度Ｔｏ１）から露点Ｔｄを求めることができる露点計に湿度演算部２７（図８参照）を加えた構成の湿度計であればよい。
【０１５９】
上記第３実施形態の露点計では、伝熱部本体３４の基側部３４ｄがペルチェ素子１２等の冷却手段と共に断熱部１６によって囲われているが、これに限定されず、空間Ｓ３が第１実施形態及び第２実施形態の外部空間Ｓ２と同様に解放された空間であってもよい。即ち、上記第１実施形態による露点計や上記第２実施形態による露点計において、ヒートパイプの外部空間Ｓ２内に位置する部位に冷却手段が設けられてもよい。これにより、第１及び第２実施形態による露点計の各伝熱部２を冷却して温度をより下げて結露し易くすることができるため、測定範囲をより広くすることができる。
【０１６０】
また、上記第３実施形態では、伝熱部本体３４の基側部３４ｄを冷却する手段としてペルチェ素子１２が用いられているが、これに限定されない。例えば、冷却手段は、図１０に示されるように、測定空間Ｓ１と外部空間Ｓ２とに跨って配置される伝熱部本体３４の外部空間Ｓ２側に位置する部位（外側部）３４ｂに設けられるヒートシンク等の放熱部材３６ａであってもよい。この放熱部材３６ａは、外部空間Ｓ２との接触面積を増やすことにより伝熱部本体３４から外部空間Ｓ２へ熱が放出される際の熱抵抗の値Ｒｅｏを小さくする放熱面を有する。このような放熱面を有する放熱部材３６ａを冷却手段として用いることで、冷却のための動力や電力を供給することなく伝熱部本体３４を効果的に冷却することができる。また、冷却手段は、伝熱部本体３４の外側部位３４ｂ（図１０参照）に向けて送風する送風装置等であってもよい。かかる構成によっても、外側部位３４ｂから放出される熱量を増加させ、伝熱部本体３４全体の温度を下げることができる。
【０１６１】
また、冷却手段は、図１１に示されるように、複数の伝熱部本体３４を備えた露点計や湿度計において各伝熱部本体３４をそれぞれ冷却可能に設けられてもよい。
【０１６２】
また、伝熱部本体３４としてヒートパイプを用い、このヒートパイプ３４の外部空間Ｓ２内に位置する部位に放熱部材３６ａを取り付ける場合、ヒートパイプ３４の上端部が放熱部材３６ａよりも上方に突出するように取り付けるのが好ましい（図１１参照）。このようにすることで、劣化等によりヒートパイプ３４の内部に水素ガス等の非凝縮性ガスが発生してもこのガスが放熱部材よりも上方に突出した部位（ガス溜め部）３７に溜まるため、測定精度への影響を抑制することができる。詳しくは、ヒートパイプ３４において熱を外部空間Ｓ２に放熱する部位の内側に劣化により発生した非凝縮性のガスが徐々に溜まると、ヒートパイプ３４から外部空間Ｓ２へ熱を放出するときの熱抵抗の値もそれに伴って徐々に変化する。そのため、露点Ｔｄ若しくは相対湿度Φの測定毎に第２の熱抵抗の値Ｒｅｏを実測によって求めなければ、これら露点Ｔｄ及び相対湿度Φを精度よく求めることができなくなる。そこで、放熱に殆んど寄与しない部位である放熱部材３６ａが取り付けられた位置よりも上方の部位にガス溜め部３７を設け、ここに非凝縮性のガスが発生したときにこのガスが溜まるようにすることで、劣化により非凝縮性のガスが発生しても第２の熱抵抗の値Ｒｅｏの変化を抑えることができる。
【０１６３】
また、上記第１乃至第３実施形態の露点計及び上記第４実施形態の湿度計では、伝熱部２（又は、冷却手段を備える場合には伝熱部本体３４）の温度Ｔｅとしてその外面（表面）に取り付けられた第１外面温度センサ４により外面（表面）温度を検出しているが、これに限定されず、伝熱部２（又は伝熱部本体３４）の内部温度を検出するように構成されてもよい。具体的には、例えば、伝熱部２（又は伝熱部本体３４）がヒートパイプで構成される場合、図１２に示されるように、このヒートパイプ２を内管２ｉとその外側を囲む外管２ｏとを有する二重管構造とする。そして、内管２ｉと外管２ｏとの間の空間でヒートパイプ現象が生じるように作動流体を封入し、内管２ｉ内に温度検出部材（図１２においてはシース熱電対）４ａを挿入する。このように構成することで、伝熱部２（又は伝熱部本体３４）の内部温度（内管２ｉの管壁の温度）を検出することができる。
【０１６４】
また、上記第１乃至第３実施形態の露点計及び上記第４実施形態の湿度計では、伝熱部２（又は、冷却手段を備える場合には伝熱部本体３４）の温度として、測定空間Ｓ１側の端部近傍の表面温度を検出しているが、伝熱部２（又は伝熱部本体３４）であればどの位置の温度でもよい。但し、外面温度を検出する場合は、断熱部１００を貫通している部位や、周囲を断熱部１００に囲まれた測定空間Ｓ１（図２及び図４参照）内に位置する部位が好ましい。これは、伝熱部２（又は伝熱部本体３４）において断熱部１００に囲まれた部位の表面温度が外気温（外部空間Ｓ２の気温）や風等の外乱による影響を受け難いため、この部位の表面温度を伝熱部２（又は伝熱部本体３４）の温度として検出し、これを用いて露点Ｔｄを算出することにより、求められた露点において外乱による誤差を抑えることができるからである。尚、上記第３実施形態に示すような第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第３の熱抵抗の値Ｒｅｏ１を用いて露点Ｔｄを求める露点計では、伝熱部本体３４の測定空間Ｓ１内の部位又は断熱部１６を貫通している部位の温度と、伝熱部本体３４の空間Ｓ３（又は測定空間Ｓ１と外部空間Ｓ２とに跨って配置される場合には外部空間Ｓ２）内に位置する部位の外面（表面）温度とをそれぞれ検出するように各温度センサ４，６ａ（又は６）を配置しなければ、温度センサ４，６ａ（又は６）間の温度差が小さくなり過ぎ、有効な温度センサ４，６ａ（又は６）間の第３の熱抵抗の値Ｒｅｏ１が得られない。
【０１６５】
また、上記第２実施形態の露点計では、各ヒートパイプ（伝熱部）２における第１外面温度センサ４と測定空間温度センサ８との間の第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ、及び第１外面温度センサ４と外部空間温度センサ１０との間の第２の熱抵抗の値Ｒｅｏのうちの少なくとも一方が他のヒートパイプ２と互いに異なったものとなるように、外径が同じで長さの異なる複数のヒートパイプが用いられているが、これに限定されない。例えば、図１１に示されるように、同一形状のヒートパイプ３４に放熱面の面積が異なる放熱部材３６ａをそれぞれ取り付けることにより、各ヒートパイプ３４における第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏのうちの少なくとも一方が他のヒートパイプ３４と互いに異なったものとなるようにしてもよい。
【０１６６】
上記第１乃至第３実施形態の露点計及び上記第４実施形態の湿度計では、伝熱部２（又は、冷却手段を備える場合には伝熱部本体３４）は、断熱部１００に対して固定されているが、図１３に示されるように、伝熱部２（又は伝熱部本体３４）の軸方向に沿って相対変位可能に断熱部１００に支持されてもよい。かかる構成によれば、伝熱部２（又は伝熱部本体３４）を断熱部１００に対して相対変位させることによって伝熱部２（又は伝熱部本体３４）における内側部２ａの表面積と外側部２ｂの表面積とを変更することができ、これにより、測定できる湿度範囲や応答性を調整することが可能となる。即ち、相対変位させて内側部２ａの表面積及び外側部２ｂの表面積を変えることで、第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏをそれぞれ変化させ、これにより、測定できる湿度範囲や応答性を調性することができる。
【０１６７】
上記第２実施形態の露点計では、複数の伝熱部２として２つの伝熱部２，２が配置されているが、３つ以上の伝熱部２，２、…が配置されてもよい。この場合、各伝熱部２，２，…は、内側部２ａの長さ（表面積）と外側部２ｂの長さ（表面積）とが互いに異なるように断熱部１００に設けられる。そして、任意の２本の伝熱部２，２を用いて露点Ｔｄを求め、前記の２本の伝熱部２，２と少なくとも１本が異なる２本の伝熱部２，２を用いて露点を求め、これを繰り返して求めた複数の露点の平均をとってこれを測定空間Ｓ１の露点Ｔｄとすることにより、より精度よく測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを求めることが可能となる。
【符号の説明】
【０１６８】
２ 伝熱部
２ａ 内側部（伝熱部の測定空間内に位置する部位）
２ｂ 外側部（伝熱部の外部空間内に位置する部位）
４ 第１外面温度センサ（部材温度検出部／第１部材温度検出部）
６ａ 第２外面温度センサ（第２部材温度検出部）
８ 測定空間温度センサ（測定空間温度検出部）
１０ 外部空間温度センサ（外部空間温度検出部）
２０，２０ａ，２０ｂ 演算装置
２１ 記憶部
２４，２４ａ，２４ｂ 演算部
２７ 湿度演算部
３４ 伝熱部本体
３６ 冷却手段
１６，１００ 断熱部
１２０ 演算装置
１２４ 露点演算部
Ｑｅｏ 伝熱部から放出される熱の熱量
Ｑｉｅ 伝熱部に入る顕熱の熱量
ＱｉｅＬ 結露により伝熱部に供給される潜熱の熱量
Ｒｅｏ 第２の熱抵抗の値
Ｒｉｅ 第１の熱抵抗の値
Ｓ１ 測定空間
Ｓ２ 外部空間
Ｓ３ 空間（外部空間）
Ｔｄ 露点
Ｔｄ１，Ｔｄ２ 伝熱部温度、測定空間温度、及び外部空間温度と、露点との関係式
Ｔｅ 伝熱部の温度
Ｔｉ 測定空間の温度
Ｔｏ 外部空間の温度
Ｔｏ１ 伝熱部の外側部又は基側部の外面（表面）温度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露点計、湿度計、露点導出装置、湿度導出装置、露点測定方法、及び湿度測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、測定空間の露点を計測する露点計として種々のものが知られている。例えば、下記の特許文献１には、鏡面冷却式露点計が開示されている。この鏡面冷却式露点計は、反射鏡表面温度が被測定気体の露点を下回ると、結露によって反射鏡表面の光学的反射率が低下するという原理を利用したものである。
【０００３】
具体的には、この露点計では被測定気体が導入されるハウジングが設けられ、そのハウジング外の第１光源素子及び第２光源素子から参照光及び測定光がそれぞれ光ファイバを経てハウジング内に導入される。参照光は、ハウジング内の測定用光路を直進したあと光ファイバにより第１受光素子に案内される一方、測定光は、ハウジング内で反射鏡の鏡面で反射されたあと光ファイバにより第２受光素子に案内される。前記反射鏡には、制御回路によって冷却能力が制御されるヒートポンプが設けられ、制御回路は、第１受光素子及び第２受光素子で受光した参照光及び測定光の光量に基づき、反射鏡の鏡面に生じた結露量が一定となるようにヒートポンプを制御して反射鏡の温度を調整する。
【０００４】
このように構成される鏡面冷却式露点計では、反射鏡に被測定気体を接触させてこの被測定気体に含まれる水分により鏡面を結露させ、制御回路による反射鏡の温度調整によって鏡面の結露量が一定となったときの反射鏡の温度が露点として導出される。
【０００５】
また、下記の特許文献２には、乾湿球を用いて湿度を計測する湿度計が開示されている。この湿度計では、同型の乾球温度計と湿球温度計が並べて設置されていると共に、湿球温度計の下方に水の入ったタンクが置かれており、このタンク内の水に浸されたガーゼ等からなるウィックによって湿球温度計の感部が包まれている。そして、乾球温度計が示す乾球温度と湿球温度計が示す湿球温度との差から相対湿度を求めるように構成されている。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の露点計は、２つの光源素子、２つの受光素子、複数の光ファイバ、反射鏡、ヒートポンプ、測温体、ヒートポンプの制御回路及び温度計測用回路等の非常に多くの構成部材によって構成されており、構造が複雑になる。
【０００７】
一方、上記特許文献２の湿度計は、ウィックが古くなって汚れてくると水を吸い上げる力が弱まるため、その度に煩雑なウィックの交換作業を行う必要がある。このため、湿度計のメンテナンスに係る作業負担が大きくなる。
【０００８】
そこで、下記の特許文献３の露点計及び湿度計が開発された。この露点計及び湿度計は、測定空間とこの測定空間から断熱部により隔てられた外部空間とに跨って配置されたヒートパイプ（伝熱部）を用い、このヒートパイプの外部空間内に位置する外側部位を冷却することにより当該ヒートパイプの測定空間内に位置する内側部位の表面温度が露点と略等しくなることを利用して、測定空間の露点及び相対湿度を求める。
【０００９】
具体的に、露点計は、測定空間とその外側の外部空間とを断熱部（断熱壁）により隔てる恒温恒湿槽と、断熱部を貫通して測定空間と外部空間とに跨るように配置されるヒートパイプと、ヒートパイプの内側部位の表面温度を検出する外面温度検出部とを備える。
【００１０】
この露点計では、ヒートパイプの外側部位が冷却され、そのときのヒートパイプの内側部位（即ち、作動流体が蒸発する部位）の表面温度が測定空間の露点として検出される。
【００１１】
このように、上記の露点計によれば、ヒートパイプと、外面温度検出部とで構成されるので、従来の鏡面冷却式露点計のように多数の部材で構成されるものに比べて、構造を簡略化することができた。また、この露点計は、従来の乾湿球湿度計のように測定にウィックを必要としないので、古くなって水の吸い上げが悪くなる毎にウィックを交換するといったメンテナンスに係る作業負担を軽減することができた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−１９４７５６号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０２１８５３号公報
【特許文献３】国際特許出願公開ＷＯ２００８／１２３３１３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献３の露点計では、測定空間が特定の湿度範囲内でないと伝熱部（ヒートパイプ）の内側部位の表面温度と測定空間の露点とが近似しないことが判明した。このため、上記の露点計では、露点を精度よく計測できる湿度範囲が狭いという問題があることが判明した。
【００１４】
そこで、メンテナンス性がよく且つ簡略な構造でありながら、広い湿度範囲において露点を測定可能な露点計、湿度計、露点導出装置、湿度導出装置、露点測定方法、及び湿度測定方法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】
【００１５】
本発明者らは、上記課題を解決すべく以下の知見に着目した。
【００１６】
この知見は、断熱部で隔てられた２つの空間（測定空間と外部空間）に跨るように配置された伝熱部における熱収支に関するものである。具体的には、伝熱部の外部空間側に位置する端部を測定空間側に位置する端部よりも低温にして測定空間内に位置する部位に結露を生じさせたときに、測定空間から伝熱部へ入る顕熱と伝熱部の結露によって伝熱部へ供給された潜熱とを合わせた熱量が伝熱部から外部空間に放出される熱量と等しくなるといった熱収支が測定空間の湿度に関係なく成り立つというものである。
【００１７】
この知見に基づき、本発明者らは、前記の熱収支における顕熱及び潜熱と放熱量との関係を露点の観点から精査した結果、伝熱部の温度、測定空間の温度、及び外部空間の温度と露点との間に所定の関係式が成り立つことを発見した。
【００１８】
本発明は、これらの各温度と測定空間の露点との間の関係式に着目することによってなされたものであり、測定空間の露点を測定するための露点計であって、前記測定空間と当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置される伝熱部と、前記伝熱部の温度を検出する部材温度検出部と、前記測定空間の温度を検出する測定空間温度検出部と、前記外部空間の温度を検出する外部空間温度検出部と、前記測定空間の露点を算出する演算装置と、を備え、前記演算装置は、前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部における熱収支に基づく関係式を用い、前記部材温度検出部により検出される前記伝熱部の温度と前記測定空間温度検出部により検出される前記測定空間の温度と前記外部空間温度検出部により検出される前記外部空間の温度とから前記測定空間の露点を算出するものを提供する。
【００１９】
この露点計によれば、伝熱部の外部空間内に位置する部位の温度を測定空間内に位置する部位の温度より低温にして前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態とすることにより、伝熱部の温度、測定空間の温度、及び外部空間の温度から広い湿度範囲において露点を精度よく求めることができる。これは、測定空間内に位置する部位が結露した状態であれば測定空間の相対湿度に関係なく成り立つ伝熱部の熱収支に基づく関係式を用いて露点を算出するためである。
【００２０】
また、当該露点計では、伝熱部と、部材温度検出部と、測定空間温度検出部と、外部空間温度検出部と、演算装置とにより構成されるので、従来の鏡面冷却式露点計のように非常に多くの部材で構成されるものに比べて構造を簡略化することができる。また、この露点計は、従来の乾湿球湿度計のようにウィックを必要としないので、古くなって水の吸い上げが悪くなる毎にウィックを交換するといったメンテナンスに係る作業負担を軽減することができる。従って、本発明による露点計では、メンテナンスに係る作業負担を軽減しながら、構造を簡略化することができる。
【００２１】
本発明に係る露点計においては、前記演算装置は、前記部材温度検出部の温度検出部位と前記測定空間温度検出部の温度検出部位との間の第１の熱抵抗の値、及び前記部材温度検出部の温度検出部位と前記外部温度検出部の温度検出部位との間の第２の熱抵抗の値をそれぞれ格納可能な熱抵抗記憶部と、前記伝熱部における熱収支に基づく関係式を有し、この関係式を用いて、前記熱抵抗記憶部に格納された第１の熱抵抗の値及び第２の熱抵抗の値、前記部材温度検出部により検出される伝熱部の温度、前記測定空間温度検出部により検出される測定空間の温度、及び前記外部空間温度検出部により検出される外部空間の温度から前記測定空間の露点を算出する演算部と、を備えることが、好ましい。
【００２２】
かかる構成によれば、演算や事前実験によって第１の熱抵抗の値及び第２の熱抵抗の値を求めて熱抵抗記憶部に格納しておけば、一つの伝熱部の温度と、測定空間の温度と、外部空間の温度とから、広い湿度範囲における露点を精度よく求めることができる。即ち、上記の構成によれば、露点計が伝熱部を一つ備えていればよいため、露点計の構造を簡略にすることができる。
【００２３】
また、本発明に係る露点計においては、前記伝熱部を複数備え、前記部材温度検出部は、各伝熱部の温度をそれぞれ検出し、前記演算装置は、前記伝熱部における熱収支に基づく関数を用いて、前記部材温度検出部により検出される各伝熱部の温度、前記測定空間の温度、及び前記外部空間の温度から前記測定空間の露点を算出し、各伝熱部は、前記部材温度検出部の当該伝熱部における温度検出部位と前記測定空間温度検出部の温度検出部位との間の熱抵抗、及び前記部材温度検出部の当該伝熱部における温度検出部位と前記外部温度検出部の温度検出部位との間の熱抵抗のうちの少なくとも一方が他の伝熱部と互いに異なるようにそれぞれ構成されてもよい。
【００２４】
かかる構成によれば、部材温度検出部の温度検出部位と測定空間温度検出部の温度検出部位との間の第１の熱抵抗の値、及び部材温度検出部の温度検出部位と外部温度検出部の温度検出部位との間の第２の熱抵抗の値を求めるための演算や事前実験を予め行うことなく、測定空間の露点を求めることができる。即ち、複数の伝熱部の温度をそれぞれ検出してこれら各温度を演算に用いることにより、第１の熱抵抗の値及び第２の熱抵抗の値を用いなくても露点を算出することができる。
【００２５】
前記伝熱部は、ヒートパイプであることが好ましい。このように、熱抵抗の小さなヒートパイプを伝熱部として用いることにより、応答性の優れた露点計が得られる。
【００２６】
前記部材温度検出部は、前記伝熱部の表面温度を検出することが好ましい。
【００２７】
かかる構成によれば、伝熱部の温度をその内部で検出する場合に比べ、伝熱部の構造及び部材温度検出部の温度検出部位の構造を簡略化することができる。
【００２８】
この場合、前記断熱部は、前記測定空間を外側から囲み、前記伝熱部は、前記断熱部の所定部位を貫通することにより前記測定空間と前記外部空間とに跨るように配置され、前記部材温度検出部は、前記伝熱部における前記断熱部を貫通する部位又は前記測定空間内に位置する部位の表面温度を検出することが好ましい。
【００２９】
伝熱部において断熱部に囲まれた部位の表面温度は、外気温（外側空間の気温）や風等の外乱による影響を受け難いため、この部位の表面温度を伝熱部の温度として検出し、これを用いて露点を算出することにより、求められた露点において外乱による誤差を抑えることができる。
【００３０】
前記伝熱部は、前記測定空間と前記外部空間とに跨って配置される伝熱部本体と、前記伝熱部本体の外部空間内に位置する部位を冷却する冷却手段と、を有してもよい。
【００３１】
かかる構成によれば、冷却手段によって伝熱部本体の温度を低下させることができ、これにより、当該伝熱部本体に結露が生じ易くなって当該露点計の測定可能な湿度範囲がより広がる。即ち、当該露点計では、内部空間内に位置する部位の表面に結露が生じたときの伝熱部の温度、測定空間の温度、及び外部空間の温度から露点を算出しているため、冷却手段によって伝熱部を結露し易くし、測定空間の相対湿度が低くても伝熱部の内部空間内に位置する部位に結露が生じるようにすることで、測定可能な湿度範囲がより広がる。
【００３２】
この場合、例えば、前記冷却手段がヒートシンクであれば、冷却のための動力や電力を供給することなく伝熱部本体を効果的に冷却することができる。
【００３３】
前記断熱部は、当該断熱部を挟んで前記測定空間から前記外部空間に向う方向に沿って前記伝熱部を相対変位可能に支持してもよい。
【００３４】
かかる構成によれば、伝熱部を断熱部に対して相対変位させることによって伝熱部における測定空間内に位置する部位の表面積と外部空間内に位置する部位の表面積とを変更することができ、これにより、測定できる湿度範囲や応答性を調整することが可能となる。即ち、相対変位させて測定空間内に位置する部位の表面積及び外部空間内に位置する部位の表面積を変えることで、伝熱部の温度検出部位と測定空間の温度検出部位との間の熱抵抗の値、及び伝熱部の温度検出部位と外部空間の温度検出部位との間の熱抵抗の値が変化するため、測定できる湿度範囲や応答性が変化する。
【００３５】
また、本発明者らは、上述の知見に基づき、前記の熱収支における顕熱及び潜熱と放熱量との関係を露点の観点から精査した結果、伝熱部の断熱部に対応する部位又は測定空間内に位置する部位の温度、伝熱部の外部空間内に位置する部位の表面温度、及び測定空間の温度と測定空間の露点との間に、本発明者らが発見した上述の伝熱部の温度、測定空間の温度、及び外部空間の温度と露点との間に成り立つ所定の関係式と異なる関係式が成り立つことも発見した。
【００３６】
本発明は、これらの各温度と測定空間の露点との間の関係式に着目することによってなされたものであり、測定空間の露点を測定するための露点計であって、前記測定空間と当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置される伝熱部と、前記伝熱部の前記断熱部と対応する部位又は前記測定空間内に位置する部位の温度を検出する第１部材温度検出部と、前記伝熱部の前記外部空間内に位置する部位の表面温度を検出する第２部材温度検出部と、前記測定空間の温度を検出する測定空間温度検出部と、前記測定空間の露点を算出する演算装置と、を備え、前記演算装置は、前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部における熱収支に基づく関係式を用い、前記第１部材温度検出部により検出される前記伝熱部の温度、前記第２部材温度検出部により検出される前記伝熱部の表面温度、及び前記測定空間温度検出部により検出される前記測定空間の温度から前記測定空間の露点を算出するものを提供する。
【００３７】
この露点計によれば、伝熱部の外部空間内に位置する部位の温度を測定空間内に位置する部位の温度より低温にして前記測定空間内に位置する部位の温度を測定空間の露点以下にして当該部位に結露が生じた状態とすることにより、伝熱部の断熱部に対応する部位の温度又は測定空間内に位置する部位の温度、伝熱部の外部空間内に位置する部位の表面温度、及び測定空間の温度から広い湿度範囲において露点を精度よく求めることができる。
【００３８】
しかも、外部空間内に位置する部位の表面温度を用いて露点を算出することにより、外気温（外部空間の気温）を用いて露点を算出する場合に比べ、誤差を抑えることができる。即ち、外部空間において伝熱部から熱が放出されているため、外部空間において伝熱部の周辺で検出した外気温は、外部空間の温湿度条件や測定位置、風向き等によって変動するが、伝熱部の表面温度は、前記外部空間の温湿度条件等による変動が少なく、そのため、この表面温度を用いて露点を算出することにより求まった露点に含まれる誤差を抑えることができる。
【００３９】
また、当該露点計では、伝熱部と、第１部材温度検出部と、第２部材温度検出部と、測定空間温度検出部と、演算装置とにより構成されるため、従来の鏡面冷却式露点計のような非常に多くの部材で構成されるものに比べて構造を簡略化することができ、しかも、ウィックを必要としないのでメンテナンスに係る作業負担を軽減することができる。
【００４０】
この露点計においては、前記演算装置は、前記第１部材温度検出部の温度検出部位と前記測定空間温度検出部の温度検出部位との間の第１の熱抵抗の値、及び前記第１部材温度検出部の温度検出部位と前記第２部材温度検出部の温度検出部位との間の第２の熱抵抗の値をそれぞれ格納可能な熱抵抗記憶部と、前記伝熱部における熱収支に基づく関係式を有し、この関係式を用いて、前記熱抵抗記憶部に格納された第１の熱抵抗の値及び第２の熱抵抗の値、前記第１部材温度検出部により検出される伝熱部の温度、前記第２部材温度検出部により検出される伝熱部の表面温度、及び前記測定空間温度検出部により検出される測定空間の温度から前記測定空間の露点を算出する演算部と、を備えることが好ましい。
【００４１】
かかる構成によれば、演算や事前実験によって第１の熱抵抗の値及び第２の熱抵抗の値を求めて熱抵抗記憶部に格納しておけば、一つの伝熱部における断熱部に対応する部位の温度又は内部空間内に位置する部位の温度、一つの伝熱部における外部空間内に位置する部位の表面温度、及び測定空間の温度から広い湿度範囲における露点を精度よく求めることができる。即ち、上記の構成によれば、露点計が伝熱部を一つ備えていればよいため、露点計の構造を簡略にすることができる。
【００４２】
また、この露点計においては、前記伝熱部を複数備え、前記第１部材温度検出部は、各伝熱部の前記断熱部と対応する部位の温度又は前記測定空間内に位置する部位の温度をそれぞれ検出し、前記第２部材温度検出部は、各伝熱部の前記外部空間内に位置する部位の表面温度をそれぞれ検出し、前記演算装置は、前記伝熱部の熱収支に基づく関数を用いて、前記第１部材温度検出部により検出される各伝熱部の温度、前記第２部材温度検出部により検出される各伝熱部の表面温度、及び前記測定空間の温度から前記測定空間の露点を算出し、各伝熱部は、前記第１部材温度検出部の当該伝熱部における温度検出部位と前記測定空間温度検出部の温度検出部位との間の熱抵抗、及び前記第１部材温度検出部の当該伝熱部における温度検出部位とこの温度検出部位に対応する前記第２部材温度検出部の温度検出部位との間の熱抵抗のうちの少なくとも一方が他の伝熱部と互いに異なるようにそれぞれ構成されてもよい。
【００４３】
かかる構成によれば、複数の伝熱部の温度をそれぞれ検出してこれら各温度を演算に用いることにより、第１の熱抵抗の値及び第２の熱抵抗の値を用いなくても露点を算出することができる。
【００４４】
また、本発明は、測定空間の相対湿度を測定するための湿度計であって、前記測定空間と当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置される伝熱部と、前記伝熱部の温度を検出する部材温度検出部と、前記測定空間の温度を検出する測定空間温度検出部と、前記外部空間の温度を検出する外部空間温度検出部と、前記測定空間の露点を算出する演算装置と、を備え、前記演算装置は、前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部における熱収支に基づく関係式を有し、この関係式を用いて、前記部材温度検出部により検出される前記伝熱部の温度、前記測定空間温度検出部により検出される前記測定空間の温度、及び前記外部空間温度検出部により検出される前記外部空間の温度から前記測定空間の露点を算出する露点演算部と、前記露点演算部により算出される露点に基づいて相対湿度を算出する湿度演算部と、を有するものを提供する。
【００４５】
この湿度計によれば、伝熱部の外部空間内に位置する部位の温度を測定空間内に位置する部位の温度より低温にして前記測定空間内に位置する部位の温度を測定空間の露点以下にして当該部位に結露が生じた状態とすることにより、伝熱部の温度、測定空間の温度、及び外部空間の温度から広い湿度範囲において露点が精度よく求まるため、この露点に基づき相対湿度を精度よく求めることができる。即ち、演算によって露点から相対湿度を容易に且つ精度よく求めることができるため、測定空間の相対湿度に関係なく成り立つ伝熱部の熱収支に基づく関係式を用い、伝熱部の温度、測定空間の温度、及び外部空間の温度から測定空間の露点を精度よく求め、これに基づいて相対湿度を算出することにより、測定空間の相対湿度を精度よく求めることができる。
【００４６】
また、本発明による湿度計では、伝熱部と、部材温度検出部と、測定空間温度検出部と、外部空間温度検出部と、演算装置とにより構成されるので、従来の鏡面冷却式露点計のような非常に多くの部材で構成されるものを使用する場合に比べて構造を簡略化することができ、しかも、ウィックを必要としないのでメンテナンスに係る作業負担を軽減することができる。
【００４７】
また、本発明は、測定空間の露点を算出する露点導出装置であって、前記測定空間と当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置される伝熱部の温度、前記測定空間の温度、及び前記外部空間の温度がそれぞれ入力される温度入力部と、前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部における熱収支に基づく関係式を有し、この関係式を用いて、前記温度入力部に入力された前記伝熱部の温度、前記測定空間の温度、及び前記外部空間の温度から前記測定空間の露点を算出する演算部と、前記演算部での演算結果を出力する出力部と、を有するものを提供する。
【００４８】
この露点導出装置によれば、伝熱部の測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部の温度、測定空間の温度、及び外部空間の温度を入力することにより、広い湿度範囲において露点を精度よく求めることができる。しかも、当該露点導出装置を用いることにより、伝熱部と、部材温度検出部と、測定空間温度検出部と、外部空間温度検出部と、当該露点導出装置とによって露点計を構成することができ、従来の鏡面冷却式露点計のように非常に多くの部材で構成されるものに比べて、露点計の構造を簡略化することが可能となる。
【００４９】
また、本発明は、測定空間の相対湿度を算出する湿度導出装置であって、前記測定空間と当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置される伝熱部の温度、前記測定空間の温度、及び前記外部空間の温度がそれぞれ入力される温度入力部と、前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部における熱収支に基づく関係式を有し、この関係式を用いて、前記温度入力部に入力された前記伝熱部の温度、前記測定空間の温度、及び前記外部空間の温度から前記測定空間の露点を算出する露点演算部と、前記露点演算部により算出される露点に基づいて前記測定空間の相対湿度を算出する湿度演算部と、前記相対湿度演算部での演算結果を出力する出力部と、を有するものを提供する。
【００５０】
この湿度導出装置によれば、伝熱部の測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部の温度と、測定空間の温度と、外部空間の温度とを入力することにより、広い湿度範囲において露点が精度よく求まるため、この露点に基づき相対湿度を精度よく求めることができる。しかも、当該湿度導出装置を用いることにより、伝熱部と、部材温度検出部と、測定空間温度検出部と、外部空間温度検出部と、当該湿度導出装置とにより湿度計を構成することができ、従来の鏡面冷却式露点計のように非常に多くの部材で構成されるものを使用する場合に比べて、湿度計の構造を簡略化することが可能となる。
【００５１】
また、本発明は、測定空間の露点を測定する方法であって、前記測定空間と当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置される伝熱部を用い、前記伝熱部の測定空間内に位置する部位が結露するように、前記外部空間内に位置する部位の温度を測定空間内に位置する部位の温度より低温にする温度調整工程と、前記温度調整工程後の前記伝熱部の温度を測定する伝熱部測定工程と、前記温度調整工程後の前記測定空間の温度を測定する測定空間測定工程と、前記温度調整工程後の前記外部空間の温度を測定する外部空間測定工程と、前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部における熱収支に基づく関係式を用い、前記伝熱部測定工程で測定された伝熱部の温度、前記測定空間測定工程で測定された測定空間の温度、及び前記外部空間測定工程で測定された外部空間の温度から前記測定空間の露点を算出する演算工程と、を備える方法を提供する。
【００５２】
この露点測定方法によれば、伝熱部の測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態にした伝熱部の温度と、測定空間の温度と、外部空間の温度とを測定すれば、これらの温度から広い湿度範囲において露点を精度よく求めることができる。
【００５３】
また、本発明は、測定空間の相対湿度を測定する方法であって、前記測定空間と当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置される伝熱部を用い、前記伝熱部の測定空間内に位置する部位が結露するように、前記伝熱部の外部空間内に位置する部位の温度を測定空間内に位置する部位の温度より低温にする温度調整工程と、前記温度調整工程後の前記伝熱部の温度を測定する伝熱部測定工程と、前記温度調整工程後の前記測定空間の温度を測定する測定空間測定工程と、前記温度調整工程後の前記外部空間の温度を測定する外部空間測定工程と、前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部における熱収支に基づく関係式を用い、前記伝熱部測定工程で測定された伝熱部の温度、前記測定空間測定工程で測定された測定空間の温度、及び前記外部空間測定工程で測定された外部空間の温度から前記測定空間の露点を算出する露点算出工程と、前記露点算出工程で算出された露点に基づいて相対湿度を算出する湿度算出工程と、を備える方法を提供する。
【００５４】
この湿度測定方法によれば、伝熱部の測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態にした伝熱部の温度と、測定空間の温度と、外部空間の温度とを測定すれば、これらの温度から広い湿度範囲において露点が精度よく求まるため、これに基づいて相対湿度を算出することにより、測定空間の相対湿度を精度よく求めることができる。
【発明の効果】
【００５５】
以上より、本発明によれば、メンテナンス性がよく且つ簡略な構造でありながら、広い湿度範囲において露点を精度よく計測可能な露点計、湿度計、露点計に用いられる露点導出装置、湿度計に用いられる湿度導出装置、露点測定方法、及び湿度測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】第１実施形態による露点計の構造を概略的に示した図である。
【図２】図１に示した露点計の機能を説明するためのブロック図である。
【図３】図１に示した露点計の伝熱部における熱の移動や熱抵抗を説明するための概念図である。
【図４】第２実施形態による露点計の機能を説明するためのブロック図である。
【図５】図４に示した露点計の各伝熱部における熱の移動や熱抵抗を説明するための概念図である。
【図６】第３実施形態による露点計の機能を説明するためのブロック図である。
【図７】図６に示した露点形の伝熱部本体熱における熱の移動や熱抵抗を説明するための概念図である。
【図８】第４実施形態による湿度計の機能を説明するためのブロック図である。
【図９】各温湿度条件での第４実施形態に係る湿度計の測定誤差と、従来の湿度計の測定誤差とを示す図である。
【図１０】冷却手段として放熱部材を用いた場合の伝熱部を説明するための図である。
【図１１】放熱部材を備えた伝熱部の説明をするための図である。
【図１２】二重管構造のヒートパイプを伝熱部として用いた場合を説明するための図である。
【図１３】断熱部に対して相対変位可能に支持される伝熱部を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００５８】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態による露点計の構造を概略的に示した図であり、図２は、図１に示した露点計の機能を説明するためのブロック図であり、図３は、図１に示した露点計の伝熱部における熱の移動や熱抵抗を説明するための概念図である。まず、図１乃至図３を参照して、本発明の第１実施形態による露点計の構成について説明する。
【００５９】
本実施形態の露点計は、測定空間Ｓ１内の露点を測定するものであり、図１に示すように、伝熱部２と、第１外面温度センサ（部材温度検出部）４と、第２外面温度センサ６と、測定空間温度センサ（測定空間温度検出部）８と、外部空間温度センサ（外部空間温度検出部）１０と、演算装置（露点導出装置）２０とを備える。
【００６０】
伝熱部２は、ヒートパイプによって構成されており、内部に作動流体としての水が減圧状態で封入されると共にヒートパイプ現象を生じさせ得るように構成されている。ここでいうヒートパイプ現象とは、封入された作動流体が所定の場所で蒸発と凝縮を繰り返すことにより、作動流体が蒸発するところから凝縮するところへ、作動流体の流動に伴って熱が輸送される現象を意味している。
【００６１】
この伝熱部２は、測定空間Ｓ１内と、この測定空間Ｓ１の外側の外部空間Ｓ２とに跨って配置される。伝熱部２のうち測定空間Ｓ１内に位置する部位を内側部２ａとし、外部空間Ｓ２内に位置する部位を外側部２ｂとする。測定空間Ｓ１は、例えば、断熱壁１００（断熱部）で囲まれた恒温恒湿槽１０１の内側の空間である。一方、外部空間Ｓ２は、前記恒温恒湿槽１０１の外側の空間である。恒温恒湿槽１０１の駆動により測定空間Ｓ１の温度を外部空間Ｓ２の温度よりも高くすることが可能となっている。この恒温恒湿槽１０１の天壁部を構成する断熱壁１００には貫通孔１００ａが形成されている。伝熱部２は、この貫通孔１００ａに挿通されることにより、測定空間Ｓ１と外部空間Ｓ２とに跨って配置される。これにより、伝熱部２の内側部２ａ内で作動流体が蒸発し、外側部２ｂ内で気体状の作動流体が凝縮するようになっている。この伝熱部２は、垂直に起立した姿勢で配設されるのみならず、ヒートパイプ現象が発生可能な範囲であれば、垂直からある程度傾斜した姿勢で配設されていてもよい。
【００６２】
尚、本実施形態では、伝熱部２としてヒートパイプが用いられるが、これに限定されない。例えば、伝熱部２は、中実の銅棒等であってもよい。即ち、伝熱部２は、測定空間Ｓ１と外部空間Ｓ２とに跨って配置可能であり、測定空間Ｓ１から伝熱部２に熱が入るときの熱抵抗及び伝熱部２から外部空間Ｓ２に熱が出るときの熱抵抗に比べ、伝熱部２の表面に沿って又は伝熱部の内部を熱が移動するときの熱抵抗が非常に小さいものであればよい。
【００６３】
第１外面温度センサ４は、露点Ｔｄを求めるための演算に用いられる伝熱部２の温度（伝熱部温度）Ｔｅを検出するセンサである。本実施形態の第１外面温度センサ４は、伝熱部２の外面（表面）温度を検出し、その検出結果に応じた信号を出力する。具体的に、第１外面温度センサ４は、測定空間Ｓ１内に位置する伝熱部２の内側部２ａの端部近傍の外面に取り付けられている。
【００６４】
第２外面温度センサ６は、伝熱部２において完全にヒートパイプ現象が生じているか否かを判断するための温度を検出するセンサである。この第２外面温度センサ６は、伝熱部２の外側部２ｂの端部近傍の外面に取り付けられている。詳細には、第２外面温度センサ６は、伝熱部２においてヒートパイプ現象が生じているときに、外側部２ｂにおいて気体状の作動流体が凝縮する部分の外面に取り付けられている。そして、第２外面温度センサ６は、取り付けられた部分の外面温度を検出してその検出結果に応じた信号を出力する。
【００６５】
測定空間温度センサ８は、露点Ｔｄを求めるための演算に用いられる測定空間Ｓ１の温度（測定空間温度）Ｔｉを検出するセンサである。この測定空間温度センサ８は、測定空間Ｓ１内に配設されており、測定空間Ｓ１内の温度Ｔｉを検出してその検出結果に応じた信号を出力する。
【００６６】
外部空間温度センサ１０は、露点Ｔｄを求めるための演算に用いられる外部空間Ｓ２の温度（外部空間温度）Ｔｏを検出するセンサである。この外部空間温度センサ１０は、外部空間Ｓ２内に配設されており、外部空間Ｓ２内の温度Ｔｏを検出してその検出結果に応じた信号を出力する。
【００６７】
演算装置２０は、測定空間Ｓ１内の露点Ｔｄを算出し、この算出した露点Ｔｄを表示（出力）する。この演算装置２０は、各種情報（信号）を格納可能な記憶部２１と、露点Ｔｄを算出する演算部２４と、演算部２４での演算結果を出力する出力部２５と、を備える。本実施形態の演算装置２０には、各センサ４，６，８，１０が切り離し可能に接続されている。
【００６８】
記憶部２１は、各センサ４，６，８，１０からの信号を格納する温度入力部２２と、熱抵抗の値を格納する熱抵抗入力部２３と、を含む。本実施形態では、記憶部２１として、ハードディスクやＲＡＭ等が用いられる。
【００６９】
温度入力部２２は、第１外面温度センサ４と第２外面温度センサ６と測定空間温度センサ８と外部空間温度センサ１０とに接続され、各センサ４，６，８，１０からの信号を受け取り、これらの各信号を格納する部位である。
【００７０】
熱抵抗入力部２３は、第１外面温度センサ４と測定空間温度センサ８との間の熱抵抗（第１の熱抵抗）の値Ｒｉｅと、第１外面温度センサ４と外部空間温度センサ１０との間の熱抵抗（第２の熱抵抗）の値Ｒｅｏとを格納する部位である。本実施形態の熱抵抗入力部２３には、キーボードやタッチパネル等の入力部２３ａが接続され、この入力部２３ａから第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏが入力される。尚、熱抵抗入力部２３への第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏの入力は、入力部２３ａからの入力に限定されない。例えば、第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏが計算機等の演算により求められ、この演算結果が前記計算機等から直接熱抵抗入力部２３に入力されてもよい。
【００７１】
第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏは、前記のように伝熱部２の熱伝達率から演算により求めたものでもよく、また、当該露点計を用いた事前実験等による実測に基づいて求めたものでもよい。
【００７２】
演算部２４は、記憶部２１の熱抵抗入力部２３に格納された第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏと、第１外面温度センサ４で検出されて温度入力部２２に格納された伝熱部温度Ｔｅと、測定空間温度センサ８で検出されて温度入力部２２に格納された測定空間温度Ｔｉと、外部空間温度センサ１０で検出された外部空間温度Ｔｏとから測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを算出する。具体的に、演算部２４には、関係式Ｔｄ１が予め格納されており、当該演算部２４は、この関係式Ｔｄ１を用い、第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ、第２の熱抵抗の値Ｒｅｏ、伝熱部温度Ｔｅ、測定空間温度Ｔｉ、及び外部空間温度Ｔｏから測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを算出する。
【００７３】
関係式Ｔｄ１は、内側部２ａに結露が生じた状態の伝熱部２における熱収支に基づくものであり、以下のようにして求められる。
【００７４】
測定空間温度Ｔｉよりも外部空間温度Ｔｏが低くなるように測定空間温度Ｔｉと外部空間温度Ｔｏとの間に所定の温度差を設けて伝熱部２にヒートパイプ現象を生じさせると、伝熱部２内の作動流体によって測定空間Ｓ１側から外部空間Ｓ２側に向けて熱が輸送される。これにより、伝熱部温度Ｔｅが測定空間の露点以下となり、伝熱部２の内側部２ａには結露が生じる。このときの測定空間Ｓ１から伝熱部２へ入る顕熱、即ち、ＴｉＴｅ間の温度差によって生じる顕熱をＱｉｅとし、結露により測定空間Ｓ１から伝熱部２へ供給される潜熱、即ち、ＴｉＴｅ間の温度差によって生じる潜熱をＱｉｅＬとすると、顕熱Ｑｉｅは、
【数１】
で表され、潜熱ＱｉｅＬは、
【数２】
【００７５】
で表される。ここで、ＴｉＴｅ間の熱抵抗（第１の熱抵抗の値）をＲｉｅ、伝熱部２の内側部２ａに生じる結露（水）の潜熱をＬ、測定空間Ｓ１内の空気の比熱をＣｐａ、大気の全圧をＰ、大気の飽和水蒸気圧をＰｓとする。
【００７６】
一方、伝熱部２内を内側部２ａから外側部２ｂへ移動したあと外側部２ｂから外部空間Ｓ２に放出される熱量Ｑｅｏは、伝熱部温度Ｔｅと外部空間温度Ｔｏとによって決定され、ＴｅＴｏ間の熱抵抗（第２の熱抵抗の値）をＲｅｏとすると、
【数３】
で表される。
【００７７】
ここで、外側部２ｂを内側部２ａよりも低温にして内側部２ａを露点以下にして内側部２ａに結露を生じさせたときに、伝熱部２において測定空間Ｓ１から伝熱部２へ入る顕熱Ｑｉｅと結露によって伝熱部２に供給された潜熱ＱｉｅＬとを合わせた熱量が伝熱部２から外部空間Ｓ２に放出される熱量Ｑｅｏと等しくなるといった熱収支が測定空間Ｓ１の相対湿度に関係なく成り立つ。従って、Ｑｉｅ、ＱｉｅＬ、Ｑｅｏの間には、
【数４】
で表される関係が成り立つ（図３参照）。
【００７８】
そして、式（４）に上記の式（１）〜式（３）を代入して整理することにより、露点を求めるための関係式Ｔｄ１は、
【数５】
で表される。
【００７９】
このように求められた関係式Ｔｄ１には、伝熱部２の種類や形状等によって異なり且つ露点Ｔｄの計測中に一つの伝熱部２から得られる各種温度等のデータからは導出することができない第１の熱抵抗の値Ｒｉｅと第２の熱抵抗の値Ｒｅｏとが含まれている。そのため、本実施形態の露点計では、演算や事前実験により第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏを求め、これらの値を記憶部２１（熱抵抗入力部２３）に格納し、演算部２４が自由に使用できるようにしておくことで、露点Ｔｄの測定の際に得られる温度データから露点Ｔｄを算出することを可能にしている。
【００８０】
また、演算部２４は、第１外面温度センサ４からの信号と第２外面温度センサ６からの信号とに基づいて、内側部２ａにおいて作動流体が蒸発する部分の外面温度と外側部２ｂにおいて気体状の作動流体が凝縮する部分の外面温度との温度差を算出する。そして、演算部２４は、この温度差を規定値と比較することにより、伝熱部２において完全にヒートパイプ現象が生じているか否かの判断を行う。
【００８１】
出力部２５は、演算部２４の演算結果を受けて測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを出力する。本実施形態の出力部２５は、演算結果を表示するように構成される。尚、出力部２５は、演算結果を表示する構成に限定されずに、液晶ディスプレイ等の外部の表示装置等に前記演算結果等を表示させるための信号を出力するように構成されてもよく、印字等によって出力するように構成されてもよい。
【００８２】
このように構成される露点計では、以下のようにして測定空間Ｓ１の露点Ｔｄが測定される。
【００８３】
記憶部２１（詳しくは、熱抵抗入力部２３）に第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏが格納されていない場合は、先ず、測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを測定する前に、第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏを演算や事前実験によってそれぞれ求め、これを熱抵抗入力部２３に入力（格納）する。一方、熱抵抗入力部２３に第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏが既に格納されている場合は、熱抵抗入力部２３に第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏを入力することなく、次のステップに進む。
【００８４】
伝熱部２の測定空間Ｓ１側の端部と外部空間Ｓ２側の端部とに温度差を形成する。具体的には、恒温恒湿槽１０１を駆動させ、測定空間温度Ｔｉを外部空間温度Ｔｏよりも高くする。これにより、伝熱部２の外側部２ｂが内側部２ａよりも低温となり、伝熱部２の内側部２ａの温度が露点以下となり内側部２ａに測定空間Ｓ１中に存在する水分が付着して凝縮し、結露が生じる。このとき、伝熱部２にはヒートパイプ現象が生じる。詳しくは、内側部２ａの外面における水分の凝縮に伴って発生する凝縮熱（潜熱）によって、内側部２ａ内の作動流体が蒸発し、気体状の作動流体が略音速で伝熱部２の外側部２ｂに向かって流れる。一方、外側部２ｂでは、外部空間Ｓ２が測定空間Ｓ１よりも低温であることに起因して気体状の作動流体が冷却されて凝縮し、凝縮することにより液体状となった作動流体が内側部２ａに向かって流れる。このように伝熱部２内では、作動流体が所定の場所で蒸発と凝縮を繰り返すことにより、作動流体が蒸発するところから凝縮するところへ、作動流体の流動に伴って熱が輸送される。
【００８５】
伝熱部２でヒートパイプ現象が完全に生じた状態になると、内側部２ａの外面温度と外側部２ｂの外面温度との差が一定となるため、演算部２４は、これを検出することにより伝熱部２でヒートパイプ現象が完全に生じているか否かを判断する。詳細には、演算部２４は、第１外面温度センサ４からの信号と第２外面温度センサ６からの信号とに基づいて、内側部２ａにおいて作動流体が蒸発する部分の外面温度と外側部２ｂにおいて気体状の作動流体が凝縮する部分の外面温度との温度差を算出し、この温度差が前記一定の温度差となっているか否かを確認する。
【００８６】
一方、演算部２４は、温度入力部２２から、第１外面温度センサ４の検出結果を示す信号、即ち、伝熱部温度Ｔｅを表す信号と、測定空間温度センサ８の検出結果を示す信号、即ち、測定空間温度Ｔｉを表す信号と、外部空間温度センサ１０の検出結果を示す信号、即ち、外部空間温度Ｔｏを表す信号と、を受け取ると共に、熱抵抗入力部２３から第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏを受け取る。前記の温度差によって伝熱部２でヒートパイプ現象が完全に生じていると確認されると、その後、演算部２４は、熱抵抗入力部２３からの第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏと、温度入力部２２からの各信号が表す温度と、をそれぞれ関係式Ｔｄ１（式（５））に代入して演算し、これにより測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを算出する。そして、出力部２５が、演算部２４によって算出された測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを表示（出力）する。
【００８７】
以上説明したように、第１実施形態の露点計によれば、伝熱部２の外側部２ｂの温度を内側部２ａの温度より低温にして内側部２ａに結露が生じた状態とすることにより、伝熱部温度Ｔｅ、測定空間温度Ｔｉ、及び外部空間温度Ｔｏから広い湿度範囲において露点Ｔｄを精度よく求めることができる。これは、内側部２ａが結露した状態であれば測定空間Ｓ１の相対湿度に関係なく成り立つ伝熱部２の熱収支に基づく関係式Ｔｄ１（式（５））を用いて露点Ｔｄを算出するためである。
【００８８】
また、当該露点計は、伝熱部２と、第１外面温度センサ４と、測定空間温度センサ８と、外部空間温度センサ１０と、演算装置２０とにより構成されるので、従来の鏡面冷却式露点計のように非常に多くの部材で構成されるものに比べて構造を簡略化することができる。また、この露点計は、従来の乾湿球湿度計のようにウィックを必要としないので、古くなって水の吸い上げが悪くなる毎にウィックを交換するといったメンテナンスに係る作業負担を軽減することができる。従って、本発明による露点計では、メンテナンスに係る作業負担を軽減しながら、構造を簡略化することができる。
【００８９】
また、第１実施形態による露点計では、演算や事前実験によって第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏを求めて記憶部２１に格納しておけば、一つの伝熱部温度Ｔｅと、測定空間温度Ｔｉと、外部空間温度Ｔｏとから、広い湿度範囲における露点Ｔｄを精度よく求めることができる。即ち、本実施形態の露点計には、伝熱部２が一つ備えられていればよいため、当該露点計の構造を簡略にすることができる。
【００９０】
また、第１実施形態による露点計では、熱抵抗の小さなヒートパイプを伝熱部２として用いることにより、応答性の優れた露点計が得られた。
【００９１】
また、第１実施形態による露点計では、第１外面温度センサ４により伝熱部２の外面（表面）温度を検出しているため、伝熱部２の温度を当該伝熱部２の内部で検出する場合に比べ、伝熱部２の構造及び温度センサ４の構造を簡略化することができる。
【００９２】
尚、第１実施形態による露点計では、第１外面温度センサ４によって伝熱部２における断熱部１００に囲まれた部位（本実施形態では、測定空間Ｓ１側の端部近傍）の外面（表面）温度を検出しているが、伝熱部２の外面（表面）温度は、風等の外乱による影響を受け易いため、断熱壁１００の中にある伝熱部２の表面温度を第１外面温度センサ４によって検出するようにし（図２及び図３の断熱壁１００の中の第１外面温度センサ４参照）、このセンサ４により測定された温度を用いて露点Ｔｄを算出することにより、求められる露点Ｔｄにおいて外乱による誤差をさらに抑えることができる。
【００９３】
＜第２実施形態＞
図４は、本発明の第２実施形態による露点計の機能を説明するためのブロック図であり、図５は、図４に示した露点計の各伝熱部における熱の移動や熱抵抗を説明するための概念図である。次に、図４及び図５を参照して、本発明の第２実施形態による露点計の構成について説明するが、上記第１実施形態と同様の構成には同一符号を用いると共に詳細な説明を省略し、異なる構成についてのみ詳細に説明する。
【００９４】
本実施形態の露点計は、図４に示すように、複数（本実施形態では２本）の伝熱部２と、第１センサ部４０と、第２センサ部６０と、測定空間温度センサ８と、外部空間温度センサ１０と、演算装置２０ａとを備えている。
【００９５】
各伝熱部２は、第１実施形態同様に、ヒートパイプによってそれぞれ構成される。各伝熱部２は、測定空間Ｓ１と当該測定空間Ｓ１の外側の外部空間Ｓ２とに跨ってそれぞれ配置される。また、各伝熱部２は、第１センサ部４０の第１外面温度センサ４と測定空間温度センサ８との間の熱抵抗、及び第１センサ部４０の第１外面温度センサ４と外部空間温度センサ１０との間の熱抵抗のうちの少なくとも一方が他の伝熱部２と互いに異なるようにそれぞれ構成される。本実施形態では、伝熱部２の内側部２ａの表面積と外側部２ｂの表面積とのうちの少なくとも一方が他の伝熱部２と互いに異なるようにそれぞれ構成される。具体的には、本実施形態の露点計には２つの伝熱部２，２が設けられている。これらの伝熱部２，２は、外径が同じで且つ長さが同じヒートパイプによってそれぞれ構成される。これら２つの伝熱部２，２は、差し込み長さ（即ち、測定空間Ｓ１内に位置する内側部２ａの軸方向の長さ）が互いに異なるように配置される。これにより、２つの伝熱部２，２は、内側部２ａ，２ａ同士の表面積及び外側部２ｂ，２ｂ同士の表面積が互いに異なった状態となる。
【００９６】
尚、２つの伝熱部２，２として外径が同じで長さの異なるヒートパイプが用いられ、内側部２ａの長さ（測定空間Ｓ１内への差し込み長さ）が互いに異なる、又は同じになるように前記２つの伝熱部２，２が配置されてもよい。また、各伝熱部２の外径をそれぞれ異なる大きさにすることで、伝熱部２の内側部２ａの表面積と外側部２ｂの表面積とのうちの少なくとも一方が他の伝熱部２と互いに異なるようにそれぞれ構成されてもよい。これらのように構成されても、内側部２ａの表面積又は／及び外側部２ｂの表面積を互いに異なった状態とすることができる。
【００９７】
第１センサ部４０は、露点Ｔｄを求めるための演算に用いられる各伝熱部２の伝熱部温度Ｔｅを検出する部位である。この第１センサ部４０は、複数の伝熱部２に対応する数の第１外面温度センサ４を有し、各第１外面温度センサ４は、各伝熱部２の内側部２ａの端部近傍の外面にそれぞれ取り付けられる。そして、第１センサ部４０は、各第１外面温度センサ４が取り付けられた部分の外面温度をそれぞれ検出してその検出結果に応じた信号を出力する。
【００９８】
第２センサ部６０は、各伝熱部２において完全にヒートパイプ現象が生じているか否かを判断するための温度を検出する部位である。この第２センサ部６０は、複数の伝熱部２に対応する数の第２外面温度センサ６を有し、各第２外面温度センサ６は、各伝熱部２の外側部２ｂの端部近傍の外面にそれぞれ取り付けられる。そして、第２センサ部６０は、各第２外面温度センサ６が取り付けられた部分の外面温度をそれぞれ検出してその検出結果に応じた信号を出力する。
【００９９】
演算装置２０ａは、測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを算出すると共に、この算出した露点Ｔｄを表示（出力）する。この演算装置２０ａは、各センサ８，１０及び各センサ部４０，６０からの信号が入力され、これらを格納する温度入力部２２と、露点Ｔｄを算出する演算部２４ａと、演算部２４ａでの演算結果を出力する出力部２５と、を備える。
【０１００】
温度入力部２２は、第１センサ部４０と第２センサ部６０と測定空間温度センサ８と外部空間温度センサ１０とに接続され、各センサ部４０，６０及び各センサ８，１０からの信号を受け取り、これらの各信号を格納する部位である。
【０１０１】
演算部２４ａは、温度入力部２２に格納された各信号が表す温度、即ち、第１センサ部４０の各第１外面温度センサ４で検出された各伝熱部温度Ｔｅと、測定空間温度センサ８で検出された測定空間温度Ｔｉと、外部空間温度センサ１０で検出された外部空間温度Ｔｏとから測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを算出する。具体的に、演算部２４ａには、関係式Ｔｄ２が予め格納されており、当該演算部２４ａは、この関係式Ｔｄ２を用い、各伝熱部温度Ｔｅ、測定空間温度Ｔｉ、及び外部空間温度Ｔｏから測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを算出する。
【０１０２】
関係式Ｔｄ２は、内側部２ａに結露が生じた状態の伝熱部２における熱収支に基づくものであり、以下のようにして求められる。
【０１０３】
複数（本実施形態では２つ）の伝熱部２において、以下のように、上記第１実施形態の関係式Ｔｄ１（式（５））がそれぞれ成り立つ。尚、以下では、各伝熱部２から得られる値を区別するために、一方の伝熱部２から得られた値には何も付けず、他方の伝熱部２から得られた値には右上に「´」の符号を付ける（例えば、一方の伝熱部２から得られた伝熱部温度を「Ｔｅ」とした場合、他方の伝熱部２から得られた伝熱部温度を「Ｔｅ´」とする）。
【数６】
【数７】
【０１０４】
また、図５に示されるように、伝熱部２の内側部２ａの熱伝達率をｈｉ、伝熱部２の内側部２ａの表面積をＳｅ、長さをＬｉ、伝熱部２の外側部２ｂの熱伝達率（ヒートパイプ内外の熱伝達率を合成した有効熱伝達率）をｈｏ、伝熱部２の外側部２ｂの表面積をＳｃ、長さをＬｃ、伝熱部２の外径をｄとすると、第１の熱抵抗の値Ｒｉｅと第２の熱抵抗の値Ｒｅｏとの熱抵抗比Ｒｉｅ／Ｒｅｏは、それぞれ
【数８】
【数９】
となる。
【０１０５】
ここで、伝熱部（ヒートパイプ）２内外の熱伝達率を合成した有効熱伝達率ｈｏは、
【数１０】
で与えられる。尚、ｈｃｉは、伝熱部（ヒートパイプ）２内部の熱伝達率、ｈｃｏは、伝熱部（ヒートパイプ）２外部の熱伝達率である。
【０１０６】
式（８）及び式（９）より、
【数１１】
ここで、式（６）より、
【数１２】
また、同様にして、式（７）より、
【数１３】
これら式（１２）及び式（１３）を式（１１）に代入すると、
【数１４】
となる。この式（１４）を
【数１５】
とし、この式（１５）に式（８）及び式（９）を代入してＫを以下のように定義する。
【数１６】
そして、式（１５）において測定空間Ｓ１の露点がＴｄ１＝Ｔｄ１’であることから
【数１７】
となり、露点を求めるための関係式Ｔｄ２は、
【数１８】
で表される。
【０１０７】
このように求められた関係式Ｔｄ２を用いて露点Ｔｄを求めるためには、複数の伝熱部温度Ｔｅ（Ｔｅ´）が必要であるが、関係式Ｔｄ２には上記第１実施形態の関係式Ｔｄ１（式（５））のように第１の熱抵抗の値Ｒｉｅと第２の熱抵抗の値Ｒｅｏとが含まれていないため、第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏを用いることなく、複数の伝熱部温度Ｔｅのデータを代入することにより露点Ｔｄを求めることができる。そのため、露点Ｔｄの測定前に予め演算や事前実験を行って第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏを求めることなく、露点Ｔｄを測定することができる。尚、２つの伝熱部２において、（ｉ）一方の伝熱部２の第１外面温度センサ４と測定空間温度センサ８との間の熱抵抗、及び第１外面温度センサ４と外部空間温度センサ１０との間の熱抵抗と、（ｉｉ）他方の伝熱部２の第１外面温度センサ４と測定空間温度センサ８との間の熱抵抗、及び第１外面温度センサ４と外部空間温度センサ１０との間の熱抵抗とが同じ場合には、式（６）と式（７）とが同一となり、式（１８）を求めることができない。そのため、複数の伝熱部２を備える露点計においては、各伝熱部は、第１外面温度センサ４と測定空間温度センサ８との間の熱抵抗、及び第１外面温度センサ４と外部空間温度センサ１０との間の熱抵抗のうちの少なくとも一方が他の伝熱部２と互いに異なるようにそれぞれ構成されなければならない。
【０１０８】
また、演算部２４ａは、第１センサ部４０からの信号と第２センサ部６０からの信号とに基づいて、各内側部２ａにおいて作動流体が蒸発する部分の外面温度と、前記内側部２ａに対応する外側部２ｂにおいて気体状の作動流体が凝縮する部分の外面温度と、の温度差をそれぞれ算出する。そして、演算部２４ａは、各伝熱部２における前記の温度差を規定値とそれぞれ比較することにより、各伝熱部２において完全にヒートパイプ現象が生じているか否かの判断を行う。
【０１０９】
このように構成される露点計では、以下のようにして測定空間Ｓ１の露点Ｔｄが測定される。
【０１１０】
恒温恒湿槽１０１を駆動させ、測定空間温度Ｔｉを外部空間温度Ｔｏよりも高くすることにより、各伝熱部２の測定空間Ｓ１側の端部と外部空間Ｓ２側の端部とに温度差を形成する。これにより、各伝熱部２の外側部２ｂが内側部２ａよりも低温となり、測定空間Ｓ１内に位置する各伝熱部２の内側部２ａの温度がそれぞれ露点以下になって各内側部２ａに測定空間Ｓ１に存在する水分が付着して凝縮し、結露が生じる。このとき、各伝熱部２にヒートパイプ現象がそれぞれ生じている。そして、演算部２４ａは、第１センサ部４０からの信号と第２センサ部６０からの信号とに基づいて、各伝熱部２における内側部２ａにおいて作動流体が蒸発する部分の外面温度と外側部２ｂにおいて気体状の作動流体が凝縮する部分の外面温度との温度差をそれぞれ算出し、この算出される各温度差から各伝熱部２でヒートパイプ現象がそれぞれ完全に生じているか否かを判断する。
【０１１１】
一方、演算部２４ａは、温度入力部２２から、第１センサ部４０の各第１外面温度センサ４により検出された各伝熱部温度Ｔｅを表す信号と、測定空間温度センサ８により検出された測定空間温度Ｔｉを表す信号と、外部空間温度センサ１０により検出された外部空間温度Ｔｏを表す信号とを受け取る。前記の温度差によって伝熱部２でヒートパイプ現象が完全に生じていると確認されると、その後、演算部２４ａは、温度入力部２２からの各信号が表す温度をそれぞれ関係式Ｔｄ２（式（１８））に代入して演算し、これにより測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを算出する。そして、出力部２５が、演算部２４ａによって算出された測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを表示（出力）する。
【０１１２】
以上説明したように、第２実施形態の露点計によれば、第１実施形態の露点計と同様に、伝熱部２の外側部２ｂの温度を内側部２ａの温度より低温にして内側部２ａの温度を露点以下にして内側部２ａに結露が生じた状態とすることにより、伝熱部温度Ｔｅ、測定空間温度Ｔｉ、及び外部空間温度Ｔｏから広い湿度範囲において露点Ｔｄを精度よく求めることができる。
【０１１３】
また、第２実施形態による露点計では、伝熱部２と、第１外面温度センサ４と、測定空間温度センサ８と、外部空間温度センサ１０と、演算装置２０ａとにより構成されるので、従来の鏡面冷却式露点計のように非常に多くの部材で構成されるものに比べて構造を簡略化することができる。また、この露点計は、従来の乾湿球湿度計のようにウィックを必要としないので、古くなって水の吸い上げが悪くなる毎にウィックを交換するといったメンテナンスに係る作業負担を軽減することができる。従って、本発明による露点計では、メンテナンスに係る作業負担を軽減しながら、構造を簡略化することができる。
【０１１４】
また、第２実施形態による露点計では、関係式Ｔｄ２（式（１８））を用いて露点Ｔｄを求めるため、第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏを求めるための演算や事前実験を予め行うことなく、測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを求めることができる。即ち、複数の伝熱部２の温度Ｔｅをそれぞれ検出してこれら各伝熱部温度Ｔｅを演算に用いることにより、第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏを用いなくても露点Ｔｄを算出することができる。尚、上記のように、複数の伝熱部２において、第１外面温度センサ４と測定空間温度センサ８との間の熱抵抗、及び第１外面温度センサ４と外部空間温度センサ１０との間の熱抵抗が全て同じであれば、関係式Ｔｄ２（式（１８））を求めることができない。そのため、第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏを用いずに関係式Ｔｄ２（式（１８））を用いて露点Ｔｄを算出するためには、露点計は、複数の伝熱部２を備え、これら各伝熱部が、第１外面温度センサ４と測定空間温度センサ８との間の熱抵抗、及び第１外面温度センサ４と外部空間温度センサ１０との間の熱抵抗のうちの少なくとも一方が他の伝熱部２と互いに異なるように構成されていなければならない。
【０１１５】
尚、第２実施形態による露点計においても第１実施形態と同様に、伝熱部２における断熱部１００に囲まれた部位（本実施形態では、測定空間Ｓ１側の端部近傍）の外面（表面）温度を検出しているが、伝熱部２の外面（表面）温度は、風等の外乱による影響を受け易いため、断熱壁１００の中にある伝熱部２の表面温度を第１外面温度センサ４によってそれぞれ検出するようにし（図４及び図５の断熱壁１００の中の各第１外面温度センサ４参照）、これら各センサ４，４により測定された温度をいて露点Ｔｄを算出することにより、求められる露点Ｔｄにおいて外乱による誤差をさらに抑えることができる。
【０１１６】
＜第３実施形態＞
図６は、本発明の第３実施形態による露点計の機能を説明するためのブロック図であり、図７は、図６に示した露点形の伝熱部本体における熱の移動や熱抵抗を説明するための概念図である。次に、図６及び図７を参照して、本発明の第３実施形態による露点計の構成について説明するが、上記第１実施形態及び第２実施形態と同様の構成には同一符号を用いると共に詳細な説明を省略し、異なる構成についてのみ詳細に説明する。
【０１１７】
この第３実施形態による露点計は、上記第１実施形態及び第２実施形態による露点計と異なり、伝熱部３２において気体状の作動流体が凝縮する基側部３４ｄを強制的に冷却するようになっている。具体的に、本実施形態による露点計は、伝熱部３２と、第１外面温度センサ４と、第２外面温度センサ（第２部材温度検出部）６ａと、測定空間温度センサ８と、断熱部１６と、演算装置２０ｂとを備えている。
【０１１８】
伝熱部３２は、測定空間Ｓ１内と、この測定空間Ｓ１に対して断熱部１６で隔てられた空間（外部空間）Ｓ３とに跨って配置される伝熱部本体３４と、伝熱部本体３４の空間Ｓ３内に位置する部位（基側部）３４ｄを冷却する冷却手段３６と、を有する。本実施形態では、伝熱部本体３４は、ヒートパイプによって構成され、冷却手段３６は、ペルチェ素子１２と、接続部１４と、を有する。
【０１１９】
ペルチェ素子１２は、吸熱側と放熱側とを備え、入力電力に応じて吸熱側が吸熱動作を行うとともに放熱側が放熱動作を行う。そして、ペルチェ素子１２の吸熱側が伝熱部本体３４の基側部３４ｄの端部に接続されている。ペルチェ素子１２の吸熱側は、基側部３４ｄを冷却して気体状の作動流体を凝縮させるための冷却部として機能する。このペルチェ素子１２の吸熱側による冷却作用によって、基側部３４ｄが測定空間Ｓ１に配置される先側部３４ｃよりも低温に強制的に冷却されて伝熱部本体３４で完全にヒートパイプ現象が生じるようになっている。一方、ペルチェ素子１２の放熱側では、吸熱側との熱交換によって生じる熱を放出するようになっている。
【０１２０】
接続部１４は、伝熱部本体３４の基側部３４ｄとペルチェ素子１２とを互いに結合する。具体的に、この接続部１４は、基側部３４ｄとペルチェ素子１２の吸熱側とを、互いにリジッドに結合しつつ互いに熱的に接続している。
【０１２１】
第１外面温度センサ４は、伝熱部本体３４において作動流体が蒸発する先側部３４ｃの端部近傍の外面に取り付けられている一方、第２外面温度センサ６ａは、伝熱部本体３４において気体状の作動流体が凝縮する基側部３４ｄの端部近傍の外面に取り付けられている。ここで、先側部３４ｃは、伝熱部本体３４のうち、後述するように伝熱部本体３４に外嵌される断熱部１６に対して一方側となる部分であり、基側部３４ｄは、伝熱部本体３４のうち断熱部１６に対して他方側となる部分である。
【０１２２】
本実施形態の第２外面温度センサ６ａは、露点Ｔｄを求めるための演算に用いると共に伝熱部本体３４でヒートパイプ現象が完全に生じているか否かの判断に用いる伝熱部本体３４の温度を検出するセンサである。
【０１２３】
断熱部１６は、伝熱部本体３４の基側部３４ｄ、第２外面温度センサ６ａ、ペルチェ素子１２及び接続部１４の周りを覆うように設けられており、伝熱部本体３４が挿通される貫通孔１６ａが設けられている。即ち、伝熱部本体３４のうち先側部３４ｃが測定空間Ｓ１の雰囲気下に位置しており、この先側部３４ｃと断熱部１６内の基側部３４ｄとの間の位置で、断熱部１６を構成する壁部の一部が伝熱部本体３４に外嵌している。この断熱部１６により、測定空間Ｓ１の温度に対して断熱部１６内（空間Ｓ３）の温度を低温に保持できるようになっている。
【０１２４】
演算装置２０ｂは、温度入力部２２及び熱抵抗入力部２３を含む記憶部２１と、演算部２４ｂと、出力部２５と、ペルチェ素子１２を制御する制御部２６とを有している。
【０１２５】
本実施形態の熱抵抗入力部２３には、第１外面温度センサ４と測定空間温度センサ８との間の熱抵抗（第１の熱抵抗）の値Ｒｉｅと、第１外面温度センサ４と第２外面温度センサ６ａとの間の熱抵抗（第３の熱抵抗）の値Ｒｅｏ１とが入力（格納）される。
【０１２６】
演算部２４ｂは、関係式Ｔｄ１（式（５））を有し、この関係式Ｔｄ１を用い、第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ、第３の熱抵抗の値Ｒｅｏ１、伝熱部本体の温度Ｔｅ１、測定空間温度Ｔｉ、及び第２外面温度センサ６ａにより検出された伝熱部２の外面（表面）温度Ｔｏ１から測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを算出する。ここで、本実施形態の演算部２４ｂでは、上記第１実施形態と異なり外部空間温度Ｔｏの代わりに伝熱部本体３４の外面（表面）温度Ｔｏ１を用いて露点Ｔｄを求めるが、この場合でも、第２の熱抵抗の値Ｒｅｏの代わりに第３の熱抵抗の値Ｒｅｏ１を用いることにより、上記第１実施形態の演算部２４（図２参照）と同一の関係式Ｔｄ１を用いて露点Ｔｄの温度を精度よく求めることができる。
【０１２７】
制御部２６は、演算部２４ｂが第１外面温度センサ４からの信号と第２外面温度センサ６ａからの信号とに基づいて算出した伝熱部本体３４の外面温度の差、すなわち先側部３４ｃにおいて作動流体が蒸発する部分の外面温度と基側部３４ｄにおいて気体状の作動流体が凝縮する部分の外面温度との温度差に基づいてペルチェ素子１２を制御する。具体的には、制御部２６は、基側部３４ｄの端部近傍の外面温度と先側部３４ｃの端部近傍の外面温度との間に伝熱部本体３４でヒートパイプ現象が完全に生じるような温度差が付くように、ペルチェ素子１２の吸熱側の冷却能力を制御して基側部３４ｄを冷却する。
【０１２８】
また、制御部２６は、伝熱部本体３４においてヒートパイプ現象が完全に生じていても、測定空間Ｓ１の相対湿度が低いために先側部３４ｃに結露が生じない場合には、さらにペルチェ素子１２の吸熱側の冷却能力を上げる。これにより、伝熱部本体３４の温度が下がって結露し易くなるため、測定空間Ｓ１の相対湿度が低くても先側部３４ｃに結露が生じ、これにより、露点Ｔｄを求めることが可能となる。即ち、伝熱部３２が冷却手段３６を有することで、当該露点計の測定可能な湿度範囲がより広がる。
【０１２９】
このように構成される露点計では、以下のようにして測定空間Ｓ１の露点Ｔｄが測定される。
【０１３０】
熱抵抗入力部２３に第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第３の熱抵抗の値Ｒｅｏ１が格納されていない場合は、先ず、測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを測定する前に、第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第３の熱抵抗の値Ｒｅｏ１を演算や事前実験によってそれぞれ求め、これを熱抵抗入力部２３に入力（格納）する。一方、熱抵抗入力部２３に第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第３の熱抵抗の値Ｒｅｏ１が既に格納されている場合は、熱抵抗入力部２３に第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第３の熱抵抗の値Ｒｅｏ１を入力することなく、次のステップに進む。
【０１３１】
第３実施形態による露点計では、伝熱部本体３４の先側部３４ｃ、第１外面温度センサ４、測定空間温度センサ８が測定空間Ｓ１の雰囲気下に配置される。
【０１３２】
次に、第１外面温度センサ４から出力される信号と第２外面温度センサ６ａから出力される信号とに基づいて演算部２４ｂにより、伝熱部本体３４の先側部３４ｃの端部近傍の外面温度と基側部３４ｄの端部近傍の外面温度との温度差が算出される。その後、この算出された温度差に基づいて制御部２６がペルチェ素子１２の吸熱側の冷却能力を制御する。この際、所定の温度差が基側部３４ｄの端部近傍の外面温度と先側部３４ｃの端部近傍の外面温度との間に付くように、基側部３４ｄが冷却される。これにより、伝熱部本体３４ではヒートパイプ現象が完全に生じ、伝熱部本体３４の先側部３４ｃの端部近傍、即ち、作動流体が蒸発する部分の外面に結露が生じる。
【０１３３】
この状態で、演算部２４ｂが関係式Ｔｄ１（式（５））を用いて、熱抵抗入力部２３に格納されている第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第３の熱抵抗の値Ｒｅｏ１と、温度入力部２２に格納されている第１外面温度センサ４により検出された伝熱部本体３４の先側部３４ｃの外面（表面）温度Ｔｅ１、第２外面温度センサ６ａにより検出された伝熱部本体３４の基側部３４ｄの外面（表面）温度Ｔｏ１、及び測定空間温度センサ８により検出された測定空間温度Ｔｉと、から測定空間Ｓ１の露点Ｔｄが算出される。このように算出された露点Ｔｄは、出力部２５により表示される。
【０１３４】
尚、伝熱部本体３４において、ヒートパイプ現象が完全に生じていても先側部３４ｃに結露が生じない場合は、制御部２６が、ペルチェ素子１２の吸熱側の冷却能力を上げて伝熱部本体３４の温度を下げて結露し易くする。これにより、測定空間Ｓ１の相対湿度が低くても先側部３４ｃに結露が生じ、露点Ｔｄを測定することが可能となる。
【０１３５】
以上説明したように、第３実施形態による露点計では、伝熱部本体３４の基側部３４ｄの温度を先側部３４ｃの温度より低温にして先側部３４ｃの温度を露点以下にして先側部３４ｃに結露が生じた状態とすることにより、伝熱部本体３４の先側部３４ｃの外面温度Ｔｅ１、伝熱部本体３４の基側部３４ｄの外面（表面）温度Ｔｏ１、及び測定空間温度Ｔｉから広い湿度範囲において露点Ｔｄを精度よく求めることができる。これは、先側部３４ｃが結露した状態であれば測定空間Ｓ１の相対湿度に関係なく成り立つ伝熱部本体３４の熱収支に基づく関係式Ｔｄ１を用いて露点Ｔｄを算出するためである。
【０１３６】
しかも、基側部３４ｄの外面（表面）温度Ｔｏ１を用いて露点Ｔｄを算出することにより、気温（空間Ｓ３の気温）を用いて露点Ｔｄを算出する場合に比べ、誤差を抑えることができる。即ち、空間Ｓ３において伝熱部本体３４から熱が放出されているため、空間Ｓ３において伝熱部本体３４の周辺で検出した気温は、空間Ｓ３の温湿度条件や測定位置等によって変動するが、伝熱部本体３４の外面（表面）温度Ｔｏ１は、前記空間Ｓ３の温湿度条件等による変動が少なく、そのため、この外面（表面）温度Ｔｏ１を用いて露点Ｔｄを算出することにより、求めた露点Ｔｄに含まれる誤差を抑えることができる。
【０１３７】
また、第３実施形態による露点計では、冷却手段３６によって伝熱部本体３４の温度を低下させることができ、これにより、当該伝熱部本体３４に結露が生じ易くなって当該露点計の測定可能な湿度範囲が広がる。即ち、当該露点計では、先側部３４ｃの表面に結露が生じた状態での先側部３４ｃの外面（表面）温度Ｔｅ１、測定空間温度Ｔｉ、及び基側部３４ｄの外面（表面）温度Ｔｏ１から露点Ｔｄを算出しているため、冷却手段３６によって伝熱部本体３４を結露し易くし、測定空間Ｓ１の相対湿度が低くても先側部３４ｃに結露が生じるようにすることで、測定可能な湿度範囲を広くすることが可能である。
【０１３８】
＜第４実施形態＞
図８は、本発明の第４実施形態による湿度計の機能を説明するためのブロック図である。次に、図８を参照して、本発明の第４実施形態による湿度計の構成について説明するが、上記第１実施形態〜第３実施形態と同様の構成には同一符号を用いると共に詳細な説明を省略し、異なる構成についてのみ詳細に説明する。
【０１３９】
本実施形態の湿度計は、測定空間Ｓ１内の相対湿度を測定するものであり、上記第１実施形態の露点計の演算装置２０において、演算部２４を露点演算部１２４とし、湿度演算部２７を加えた構成を有する。具体的に、湿度計は、図８に示すように、伝熱部２と、第１外面温度センサ４と、第２外面温度センサ６と、測定空間温度センサ８と、外部空間温度センサ１０と、演算装置（湿度導出装置）１２０とを備えている。
【０１４０】
演算装置１２０は、測定空間Ｓ１内の露点Ｔｄを算出すると共にこの露点Ｔｄに基づいて測定空間Ｓ１内の相対湿度Φを算出し、この算出した露点Ｔｄ及び相対湿度Φを表示（出力）する。この演算装置１２０は、各センサ４，６，８，１０からの信号が入力される温度入力部２２及び熱抵抗の値が入力される熱抵抗入力部２３を含み、各種信号を格納する記憶部２１と、露点Ｔｄを算出する露点演算部１２４と、露点演算部１２４で算出された露点Ｔｄに基づいて相対湿度Φを算出する湿度演算部２７と、露点演算部１２４及び湿度演算部２７での各演算結果を出力する出力部２５ａと、を備える。
【０１４１】
露点演算部１２４は、上記第１実施形態の演算部２４（図２参照）と同様に構成され、関係式Ｔｄ１を有し、この関係式Ｔｄ１を用い、第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ、第２の熱抵抗の値Ｒｅｏ、伝熱部温度Ｔｅ、測定空間温度Ｔｉ、及び外部空間温度Ｔｏから測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを算出する。
【０１４２】
湿度演算部２７は、露点演算部１２４により算出された露点Ｔｄから以下のようにして測定空間Ｓ１の相対湿度Φを算出する。
【０１４３】
湿度演算部２７は、以下の式（１９）に露点演算部１２４により算出された露点Ｔｄを代入して測定空間Ｓ１の絶対湿度Ｘｉを算出する。
【数１９】
ここで、Ｐは、大気の全圧であり、Ｘｅは、第１外面温度センサ４で検出された温度Ｔｅから以下の式（２０）で与えられる第１外面センサ４の部分の絶対湿度である。
【数２０】
尚、Ｐｖｅｓは、第１外面温度センサ４の温度Ｔｅでの飽和水蒸気圧である。
【０１４４】
そして、湿度演算部２７は、この絶対湿度Ｘｉから測定空間Ｓ１の水蒸気分圧Ｐｖｉを以下の式（２１）に基づき算出する。
【数２１】
【０１４５】
湿度演算部２７は、空気温度と飽和水蒸気圧との関係を示すテーブルを有し、このテーブルと式（２１）により算出した水蒸気分圧Ｐｖｉとから、以下の式（２２）に基づいて測定空間Ｓ１の相対湿度Φを算出する。
【数２２】
ここで、測定空間温度Ｔｉでの飽和蒸気圧をＰｖｓとする。
【０１４６】
このように構成される湿度計では、以下のようにして測定空間Ｓ１の露点Ｔｄ及び相対湿度Φが測定される。
【０１４７】
上記第１実施形態と同様に、熱抵抗入力部２３に第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏが格納されていない場合は、先ず、測定空間Ｓ１の相対湿度Φを測定する前に、第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏを演算や事前実験によってそれぞれ求め、これを熱抵抗入力部２３に入力（格納）する。一方、熱抵抗入力部２３に第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏが既に格納されている場合は、熱抵抗入力部２３に第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏを入力することなく、次のステップに進む。
【０１４８】
恒温恒湿槽１０１を駆動させ、測定空間温度Ｔｉを外部空間温度Ｔｏよりも高くすることにより、各伝熱部２の測定空間Ｓ１側の端部と外部空間Ｓ２側の端部とに温度差を形成する。これにより、伝熱部２の外側部２ｂが内側部２ａよりも低温となり、内側部２ａの温度が露点以下となって内側部２ａに測定空間Ｓ１中に存在する水分が付着して凝縮し、結露が生じる。このとき、伝熱部２にヒートパイプ現象が生じる。そして、露点演算部１２４は、第１外面温度センサ４からの信号と第２外面温度センサ６からの信号とに基づいて、内側部２ａにおいて作動流体が蒸発する部分の外面温度と外側部２ｂにおいて気体状の作動流体が凝縮する部分の外面温度との温度差を算出し、この算出される温度差から伝熱部２でヒートパイプ現象がそれぞれ完全に生じているか否かを判断する。
【０１４９】
伝熱部２においてヒートパイプ現象が完全に生じていることが確認されると、上記第１実施形態と同様に、露点演算部１２４により関係式Ｔｄ１（式（５））を用いて、熱抵抗入力部２３に格納されている第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏと、温度入力部２２に格納されている伝熱部温度Ｔｅ及び測定空間温度Ｔｏと、から測定空間Ｓ１の露点Ｔｄが算出される。
【０１５０】
露点演算部１２４が測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを算出すると、湿度演算部２７がこの露点Ｔｄを用い、式（１９）〜式（２２）に基づいて測定空間Ｓ１の相対湿度Φを算出する。
【０１５１】
そして、出力部２５ａが露点演算部１２４によって算出された測定空間Ｓ１の露点Ｔｄと、湿度演算部２７によって算出された測定空間Ｓ１の相対湿度とを表示する。
【０１５２】
以上説明したように、第４実施形態による湿度計では、伝熱部２の内側部２ａの温度を外側部２ｂの温度より低温にして内側部２ａの温度を露点以下にして内側部２ａに結露が生じた状態とすることにより、伝熱部温度Ｔｅ、測定空間温度Ｔｉ、及び外部空間温度Ｔｏから広い湿度範囲において露点Ｔｄが精度よく求まるため、この露点Ｔｄに基づき相対湿度Φを精度よく求めることができる。即ち、演算によって露点Ｔｄから相対湿度Φを容易に且つ精度よく求めることができるため、測定空間Ｓ１の相対湿度Φに関係なく成り立つ伝熱部２の熱収支に基づく関係式Ｔｄ１を用い、伝熱部温度Ｔｅ、測定空間温度Ｔｉ、及び外部空間温度Ｔｏから測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを精度よく求め、これに基づいて相対湿度Φを算出することにより、測定空間Ｓ１の相対湿度Φを精度よく求めることができる。
【実施例１】
【０１５３】
ここで、実際に行った測定結果について説明する。この測定では、測定空間の温度と相対湿度とを変化させつつ、即ち、測定空間の温湿度条件を変化させつつ、この測定空間の相対湿度を第４実施形態による湿度計を用いて測定した。また、同じ温湿度条件で、以下の構成の従来の湿度計を用いて測定空間の相対湿度を測定した。
【０１５４】
この従来の湿度計は、測定空間とその外側の外部空間とを断熱部（断熱壁）により隔てる恒温恒湿槽と、断熱部を貫通して測定空間と外部空間とに跨るように配置されるヒートパイプと、ヒートパイプの内側部位の表面温度を検出する外面温度検出部とを備える。そして、この従来の湿度計は、ヒートパイプの外側部位を冷却し、当該ヒートパイプの測定空間内に位置する内側部位の表面温度を測定空間の露点として検出し、この露点に基づき測定空間の相対湿度を導出する。
【０１５５】
これらの湿度計での測定結果を湿度の代わりに露点で示したものを図９に示す。
【０１５６】
この測定結果から、従来の湿度計による測定結果では、基準温度及び基準露点が小さいときには比較的誤差が少ないが、基準温度及び基準露点が大きくなるに伴って誤差が大きくなるのに対し、第４実施形態の湿度計による測定結果では、広い温湿度範囲において誤差が少ないことが確認できる。
【０１５７】
尚、本発明の露点計、湿度計、露点導出装置、湿度導出装置、露点測定方法、及び湿度測定方法は、上記第１実施形態〜第４実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【０１５８】
湿度計の具体的構成は、上記第４実施形態の湿度計に限定されない。例えば、上記第２実施形態の露点計や上記第３実施形態の露点計における演算装置２０ａ，２０ｂに上記第４実施形態の湿度演算部２７を加えた構成の湿度計でもよい。即ち、露点Ｔｄが求められれば、この露点Ｔｄから式（１９）〜式（２２）を用いて相対湿度Φを精度よく求めることができるため、関係式Ｔｄ１又はＴｄ２を用いて、伝熱部温度Ｔｅ（又はＴｅ１）、測定空間温度Ｔｉ、及び外部空間温度Ｔｏ（又は、伝熱部が冷却手段を備える場合には伝熱部本体３４の基側部３４ｄの外面（表面）温度Ｔｏ１）から露点Ｔｄを求めることができる露点計に湿度演算部２７（図８参照）を加えた構成の湿度計であればよい。
【０１５９】
上記第３実施形態の露点計では、伝熱部本体３４の基側部３４ｄがペルチェ素子１２等の冷却手段と共に断熱部１６によって囲われているが、これに限定されず、空間Ｓ３が第１実施形態及び第２実施形態の外部空間Ｓ２と同様に解放された空間であってもよい。即ち、上記第１実施形態による露点計や上記第２実施形態による露点計において、ヒートパイプの外部空間Ｓ２内に位置する部位に冷却手段が設けられてもよい。これにより、第１及び第２実施形態による露点計の各伝熱部２を冷却して温度をより下げて結露し易くすることができるため、測定範囲をより広くすることができる。
【０１６０】
また、上記第３実施形態では、伝熱部本体３４の基側部３４ｄを冷却する手段としてペルチェ素子１２が用いられているが、これに限定されない。例えば、冷却手段は、図１０に示されるように、測定空間Ｓ１と外部空間Ｓ２とに跨って配置される伝熱部本体３４の外部空間Ｓ２側に位置する部位（外側部）３４ｂに設けられるヒートシンク等の放熱部材３６ａであってもよい。この放熱部材３６ａは、外部空間Ｓ２との接触面積を増やすことにより伝熱部本体３４から外部空間Ｓ２へ熱が放出される際の熱抵抗の値Ｒｅｏを小さくする放熱面を有する。このような放熱面を有する放熱部材３６ａを冷却手段として用いることで、冷却のための動力や電力を供給することなく伝熱部本体３４を効果的に冷却することができる。また、冷却手段は、伝熱部本体３４の外側部位３４ｂ（図１０参照）に向けて送風する送風装置等であってもよい。かかる構成によっても、外側部位３４ｂから放出される熱量を増加させ、伝熱部本体３４全体の温度を下げることができる。
【０１６１】
また、冷却手段は、図１１に示されるように、複数の伝熱部本体３４を備えた露点計や湿度計において各伝熱部本体３４をそれぞれ冷却可能に設けられてもよい。
【０１６２】
また、伝熱部本体３４としてヒートパイプを用い、このヒートパイプ３４の外部空間Ｓ２内に位置する部位に放熱部材３６ａを取り付ける場合、ヒートパイプ３４の上端部が放熱部材３６ａよりも上方に突出するように取り付けるのが好ましい（図１１参照）。このようにすることで、劣化等によりヒートパイプ３４の内部に水素ガス等の非凝縮性ガスが発生してもこのガスが放熱部材よりも上方に突出した部位（ガス溜め部）３７に溜まるため、測定精度への影響を抑制することができる。詳しくは、ヒートパイプ３４において熱を外部空間Ｓ２に放熱する部位の内側に劣化により発生した非凝縮性のガスが徐々に溜まると、ヒートパイプ３４から外部空間Ｓ２へ熱を放出するときの熱抵抗の値もそれに伴って徐々に変化する。そのため、露点Ｔｄ若しくは相対湿度Φの測定毎に第２の熱抵抗の値Ｒｅｏを実測によって求めなければ、これら露点Ｔｄ及び相対湿度Φを精度よく求めることができなくなる。そこで、放熱に殆んど寄与しない部位である放熱部材３６ａが取り付けられた位置よりも上方の部位にガス溜め部３７を設け、ここに非凝縮性のガスが発生したときにこのガスが溜まるようにすることで、劣化により非凝縮性のガスが発生しても第２の熱抵抗の値Ｒｅｏの変化を抑えることができる。
【０１６３】
また、上記第１乃至第３実施形態の露点計及び上記第４実施形態の湿度計では、伝熱部２（又は、冷却手段を備える場合には伝熱部本体３４）の温度Ｔｅとしてその外面（表面）に取り付けられた第１外面温度センサ４により外面（表面）温度を検出しているが、これに限定されず、伝熱部２（又は伝熱部本体３４）の内部温度を検出するように構成されてもよい。具体的には、例えば、伝熱部２（又は伝熱部本体３４）がヒートパイプで構成される場合、図１２に示されるように、このヒートパイプ２を内管２ｉとその外側を囲む外管２ｏとを有する二重管構造とする。そして、内管２ｉと外管２ｏとの間の空間でヒートパイプ現象が生じるように作動流体を封入し、内管２ｉ内に温度検出部材（図１２においてはシース熱電対）４ａを挿入する。このように構成することで、伝熱部２（又は伝熱部本体３４）の内部温度（内管２ｉの管壁の温度）を検出することができる。
【０１６４】
また、上記第１乃至第３実施形態の露点計及び上記第４実施形態の湿度計では、伝熱部２（又は、冷却手段を備える場合には伝熱部本体３４）の温度として、測定空間Ｓ１側の端部近傍の表面温度を検出しているが、伝熱部２（又は伝熱部本体３４）であればどの位置の温度でもよい。但し、外面温度を検出する場合は、断熱部１００を貫通している部位や、周囲を断熱部１００に囲まれた測定空間Ｓ１（図２及び図４参照）内に位置する部位が好ましい。これは、伝熱部２（又は伝熱部本体３４）において断熱部１００に囲まれた部位の表面温度が外気温（外部空間Ｓ２の気温）や風等の外乱による影響を受け難いため、この部位の表面温度を伝熱部２（又は伝熱部本体３４）の温度として検出し、これを用いて露点Ｔｄを算出することにより、求められた露点において外乱による誤差を抑えることができるからである。尚、上記第３実施形態に示すような第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第３の熱抵抗の値Ｒｅｏ１を用いて露点Ｔｄを求める露点計では、伝熱部本体３４の測定空間Ｓ１内の部位又は断熱部１６を貫通している部位の温度と、伝熱部本体３４の空間Ｓ３（又は測定空間Ｓ１と外部空間Ｓ２とに跨って配置される場合には外部空間Ｓ２）内に位置する部位の外面（表面）温度とをそれぞれ検出するように各温度センサ４，６ａ（又は６）を配置しなければ、温度センサ４，６ａ（又は６）間の温度差が小さくなり過ぎ、有効な温度センサ４，６ａ（又は６）間の第３の熱抵抗の値Ｒｅｏ１が得られない。
【０１６５】
また、上記第２実施形態の露点計では、各ヒートパイプ（伝熱部）２における第１外面温度センサ４と測定空間温度センサ８との間の第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ、及び第１外面温度センサ４と外部空間温度センサ１０との間の第２の熱抵抗の値Ｒｅｏのうちの少なくとも一方が他のヒートパイプ２と互いに異なったものとなるように、外径が同じで長さの異なる複数のヒートパイプが用いられているが、これに限定されない。例えば、図１１に示されるように、同一形状のヒートパイプ３４に放熱面の面積が異なる放熱部材３６ａをそれぞれ取り付けることにより、各ヒートパイプ３４における第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏのうちの少なくとも一方が他のヒートパイプ３４と互いに異なったものとなるようにしてもよい。
【０１６６】
上記第１乃至第３実施形態の露点計及び上記第４実施形態の湿度計では、伝熱部２（又は、冷却手段を備える場合には伝熱部本体３４）は、断熱部１００に対して固定されているが、図１３に示されるように、伝熱部２（又は伝熱部本体３４）の軸方向に沿って相対変位可能に断熱部１００に支持されてもよい。かかる構成によれば、伝熱部２（又は伝熱部本体３４）を断熱部１００に対して相対変位させることによって伝熱部２（又は伝熱部本体３４）における内側部２ａの表面積と外側部２ｂの表面積とを変更することができ、これにより、測定できる湿度範囲や応答性を調整することが可能となる。即ち、相対変位させて内側部２ａの表面積及び外側部２ｂの表面積を変えることで、第１の熱抵抗の値Ｒｉｅ及び第２の熱抵抗の値Ｒｅｏをそれぞれ変化させ、これにより、測定できる湿度範囲や応答性を調性することができる。
【０１６７】
上記第２実施形態の露点計では、複数の伝熱部２として２つの伝熱部２，２が配置されているが、３つ以上の伝熱部２，２、…が配置されてもよい。この場合、各伝熱部２，２，…は、内側部２ａの長さ（表面積）と外側部２ｂの長さ（表面積）とが互いに異なるように断熱部１００に設けられる。そして、任意の２本の伝熱部２，２を用いて露点Ｔｄを求め、前記の２本の伝熱部２，２と少なくとも１本が異なる２本の伝熱部２，２を用いて露点を求め、これを繰り返して求めた複数の露点の平均をとってこれを測定空間Ｓ１の露点Ｔｄとすることにより、より精度よく測定空間Ｓ１の露点Ｔｄを求めることが可能となる。
【符号の説明】
【０１６８】
２ 伝熱部
２ａ 内側部（伝熱部の測定空間内に位置する部位）
２ｂ 外側部（伝熱部の外部空間内に位置する部位）
４ 第１外面温度センサ（部材温度検出部／第１部材温度検出部）
６ａ 第２外面温度センサ（第２部材温度検出部）
８ 測定空間温度センサ（測定空間温度検出部）
１０ 外部空間温度センサ（外部空間温度検出部）
２０，２０ａ，２０ｂ 演算装置
２１ 記憶部
２４，２４ａ，２４ｂ 演算部
２７ 湿度演算部
３４ 伝熱部本体
３６ 冷却手段
１６，１００ 断熱部
１２０ 演算装置
１２４ 露点演算部
Ｑｅｏ 伝熱部から放出される熱の熱量
Ｑｉｅ 伝熱部に入る顕熱の熱量
ＱｉｅＬ 結露により伝熱部に供給される潜熱の熱量
Ｒｅｏ 第２の熱抵抗の値
Ｒｉｅ 第１の熱抵抗の値
Ｓ１ 測定空間
Ｓ２ 外部空間
Ｓ３ 空間（外部空間）
Ｔｄ 露点
Ｔｄ１，Ｔｄ２ 伝熱部温度、測定空間温度、及び外部空間温度と、露点との関係式
Ｔｅ 伝熱部の温度
Ｔｉ 測定空間の温度
Ｔｏ 外部空間の温度
Ｔｏ１ 伝熱部の外側部又は基側部の外面（表面）温度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定空間の露点を測定するための露点計であって、
前記測定空間と当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置される伝熱部と、
前記伝熱部の温度を検出する部材温度検出部と、
前記測定空間の温度を検出する測定空間温度検出部と、
前記外部空間の温度を検出する外部空間温度検出部と、
前記測定空間の露点を算出する演算装置と、を備え、
前記演算装置は、前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部における熱収支に基づく関係式を用い、前記部材温度検出部により検出される前記伝熱部の温度と前記測定空間温度検出部により検出される前記測定空間の温度と前記外部空間温度検出部により検出される前記外部空間の温度とから前記測定空間の露点を算出する露点計。
【請求項２】
前記演算装置は、
前記部材温度検出部の温度検出部位と前記測定空間温度検出部の温度検出部位との間の第１の熱抵抗の値、及び前記部材温度検出部の温度検出部位と前記外部温度検出部の温度検出部位との間の第２の熱抵抗の値をそれぞれ格納可能な熱抵抗記憶部と、
前記伝熱部における熱収支に基づく関係式を有し、この関係式を用いて、前記熱抵抗記憶部に格納された第１の熱抵抗の値及び第２の熱抵抗の値、前記部材温度検出部により検出される伝熱部の温度、前記測定空間温度検出部により検出される測定空間の温度、及び前記外部空間温度検出部により検出される外部空間の温度から前記測定空間の露点を算出する演算部と、を備える請求項１に記載の露点計。
【請求項３】
前記伝熱部を複数備え、
前記部材温度検出部は、各伝熱部の温度をそれぞれ検出し、
前記演算装置は、前記伝熱部における熱収支に基づく関数を用いて、前記部材温度検出部により検出される各伝熱部の温度、前記測定空間の温度、及び前記外部空間の温度から前記測定空間の露点を算出し、
各伝熱部は、前記部材温度検出部の当該伝熱部における温度検出部位と前記測定空間温度検出部の温度検出部位との間の熱抵抗、及び前記部材温度検出部の当該伝熱部における温度検出部位と前記外部温度検出部の温度検出部位との間の熱抵抗のうちの少なくとも一方が他の伝熱部と互いに異なるようにそれぞれ構成される請求項１に記載の露点計。
【請求項４】
前記伝熱部は、ヒートパイプである請求項１乃至３のいずれか１項に記載の露点計。
【請求項５】
前記部材温度検出部は、前記伝熱部の表面温度を検出する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の露点計。
【請求項６】
前記断熱部は、前記測定空間を外側から囲み、
前記伝熱部は、前記断熱部の所定部位を貫通することにより前記測定空間と前記外部空間とに跨るように配置され、
前記部材温度検出部は、前記伝熱部における前記断熱部を貫通する部位又は前記測定空間内に位置する部位の表面温度を検出する請求項５に記載の露点計。
【請求項７】
前記伝熱部は、前記測定空間と前記外部空間とに跨って配置される伝熱部本体と、
前記伝熱部本体の外部空間内に位置する部位を冷却する冷却手段と、を有する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の露点計。
【請求項８】
前記冷却手段は、ヒートシンクである請求項７に記載の露点計。
【請求項９】
前記断熱部は、当該断熱部を挟んで前記測定空間から前記外部空間に向う方向に沿って前記伝熱部を相対変位可能に支持する請求項１乃至８のいずれか１項に記載の露点計。
【請求項１０】
測定空間の露点を測定するための露点計であって、
前記測定空間と当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置される伝熱部と、
前記伝熱部の前記断熱部と対応する部位又は前記測定空間内に位置する部位の温度を検出する第１部材温度検出部と、
前記伝熱部の前記外部空間内に位置する部位の表面温度を検出する第２部材温度検出部と、
前記測定空間の温度を検出する測定空間温度検出部と、
前記測定空間の露点を算出する演算装置と、を備え、
前記演算装置は、前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部における熱収支に基づく関係式を用い、前記第１部材温度検出部により検出される前記伝熱部の温度、前記第２部材温度検出部により検出される前記伝熱部の表面温度、及び前記測定空間温度検出部により検出される前記測定空間の温度から前記測定空間の露点を算出する露点計。
【請求項１１】
前記演算装置は、
前記第１部材温度検出部の温度検出部位と前記測定空間温度検出部の温度検出部位との間の第１の熱抵抗の値、及び前記第１部材温度検出部の温度検出部位と前記第２部材温度検出部の温度検出部位との間の第２の熱抵抗の値をそれぞれ格納可能な熱抵抗記憶部と、
前記伝熱部における熱収支に基づく関係式を有し、この関係式を用いて、前記熱抵抗記憶部に格納された第１の熱抵抗の値及び第２の熱抵抗の値、前記第１部材温度検出部により検出される伝熱部の温度、前記第２部材温度検出部により検出される伝熱部の表面温度、及び前記測定空間温度検出部により検出される測定空間の温度から前記測定空間の露点を算出する演算部と、を備える請求項１０に記載の露点計。
【請求項１２】
前記伝熱部を複数備え、
前記第１部材温度検出部は、各伝熱部の前記断熱部と対応する部位の温度又は前記測定空間内に位置する部位の温度をそれぞれ検出し、
前記第２部材温度検出部は、各伝熱部の前記外部空間内に位置する部位の表面温度をそれぞれ検出し、
前記演算装置は、前記伝熱部の熱収支に基づく関数を用いて、前記第１部材温度検出部により検出される各伝熱部の温度、前記第２部材温度検出部により検出される各伝熱部の表面温度、及び前記測定空間の温度から前記測定空間の露点を算出し、
各伝熱部は、前記第１部材温度検出部の当該伝熱部における温度検出部位と前記測定空間温度検出部の温度検出部位との間の熱抵抗、及び前記第１部材温度検出部の当該伝熱部における温度検出部位とこの温度検出部位に対応する前記第２部材温度検出部の温度検出部位との間の熱抵抗のうちの少なくとも一方が他の伝熱部と互いに異なるようにそれぞれ構成される請求項１０に記載の露点計。
【請求項１３】
測定空間の相対湿度を測定するための湿度計であって、
前記測定空間と当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置される伝熱部と、
前記伝熱部の温度を検出する部材温度検出部と、
前記測定空間の温度を検出する測定空間温度検出部と、
前記外部空間の温度を検出する外部空間温度検出部と、
前記測定空間の露点を算出する演算装置と、を備え、
前記演算装置は、前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部における熱収支に基づく関係式を有し、この関係式を用いて、前記部材温度検出部により検出される前記伝熱部の温度、前記測定空間温度検出部により検出される前記測定空間の温度、及び前記外部空間温度検出部により検出される前記外部空間の温度から前記測定空間の露点を算出する露点演算部と、前記露点演算部により算出される露点に基づいて相対湿度を算出する湿度演算部と、を有する湿度計。
【請求項１４】
測定空間の露点を算出する露点導出装置であって、
前記測定空間と当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置される伝熱部の温度、前記測定空間の温度、及び前記外部空間の温度がそれぞれ入力される温度入力部と、
前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部における熱収支に基づく関係式を有し、この関係式を用いて、前記温度入力部に入力された前記伝熱部の温度、前記測定空間の温度、及び前記外部空間の温度から前記測定空間の露点を算出する演算部と、
前記演算部での演算結果を出力する出力部と、を有する露点導出装置。
【請求項１５】
測定空間の相対湿度を算出する湿度導出装置であって、
前記測定空間と当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置される伝熱部の温度、前記測定空間の温度、及び前記外部空間の温度がそれぞれ入力される温度入力部と、
前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部における熱収支に基づく関係式を有し、この関係式を用いて、前記温度入力部から入力された前記伝熱部の温度、前記測定空間の温度、及び前記外部空間の温度から前記測定空間の露点を算出する露点演算部と、
前記露点演算部により算出される露点に基づいて前記測定空間の相対湿度を算出する湿度演算部と、
前記相対湿度演算部での演算結果を出力する出力部と、を有する湿度導出装置。
【請求項１６】
測定空間の露点を測定する方法であって、
前記測定空間と当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置される伝熱部を用い、
前記伝熱部の測定空間内に位置する部位が結露するように、前記外部空間内に位置する部位の温度を測定空間内に位置する部位の温度より低温にする温度調整工程と、
前記温度調整工程後の前記伝熱部の温度を測定する伝熱部測定工程と、
前記温度調整工程後の前記測定空間の温度を測定する測定空間測定工程と、
前記温度調整工程後の前記外部空間の温度を測定する外部空間測定工程と、
前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部における熱収支に基づく関係式を用い、前記伝熱部測定工程で測定された伝熱部の温度、前記測定空間測定工程で測定された測定空間の温度、及び前記外部空間測定工程で測定された外部空間の温度から前記測定空間の露点を算出する演算工程と、を備える露点測定方法。
【請求項１７】
測定空間の相対湿度を測定する方法であって、
前記測定空間と当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置される伝熱部を用い、
前記伝熱部の測定空間内に位置する部位が結露するように、前記伝熱部の外部空間内に位置する部位の温度を測定空間内に位置する部位の温度より低温にする温度調整工程と、
前記温度調整工程後の前記伝熱部の温度を測定する伝熱部測定工程と、
前記温度調整工程後の前記測定空間の温度を測定する測定空間測定工程と、
前記温度調整工程後の前記外部空間の温度を測定する外部空間測定工程と、
前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部における熱収支に基づく関係式を用い、前記伝熱部測定工程で測定された伝熱部の温度、前記測定空間測定工程で測定された測定空間の温度、及び前記外部空間測定工程で測定された外部空間の温度から前記測定空間の露点を算出する露点算出工程と、
前記露点算出工程で算出された露点に基づいて相対湿度を算出する湿度算出工程と、を備える湿度測定方法。
【請求項１】
測定空間の露点を測定するための露点計であって、
前記測定空間と当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置される伝熱部と、
前記伝熱部の温度を検出する部材温度検出部と、
前記測定空間の温度を検出する測定空間温度検出部と、
前記外部空間の温度を検出する外部空間温度検出部と、
前記測定空間の露点を算出する演算装置と、を備え、
前記演算装置は、前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部における熱収支に基づく関係式を用い、前記部材温度検出部により検出される前記伝熱部の温度と前記測定空間温度検出部により検出される前記測定空間の温度と前記外部空間温度検出部により検出される前記外部空間の温度とから前記測定空間の露点を算出する露点計。
【請求項２】
前記演算装置は、
前記部材温度検出部の温度検出部位と前記測定空間温度検出部の温度検出部位との間の第１の熱抵抗の値、及び前記部材温度検出部の温度検出部位と前記外部温度検出部の温度検出部位との間の第２の熱抵抗の値をそれぞれ格納可能な熱抵抗記憶部と、
前記伝熱部における熱収支に基づく関係式を有し、この関係式を用いて、前記熱抵抗記憶部に格納された第１の熱抵抗の値及び第２の熱抵抗の値、前記部材温度検出部により検出される伝熱部の温度、前記測定空間温度検出部により検出される測定空間の温度、及び前記外部空間温度検出部により検出される外部空間の温度から前記測定空間の露点を算出する演算部と、を備える請求項１に記載の露点計。
【請求項３】
前記伝熱部を複数備え、
前記部材温度検出部は、各伝熱部の温度をそれぞれ検出し、
前記演算装置は、前記伝熱部における熱収支に基づく関数を用いて、前記部材温度検出部により検出される各伝熱部の温度、前記測定空間の温度、及び前記外部空間の温度から前記測定空間の露点を算出し、
各伝熱部は、前記部材温度検出部の当該伝熱部における温度検出部位と前記測定空間温度検出部の温度検出部位との間の熱抵抗、及び前記部材温度検出部の当該伝熱部における温度検出部位と前記外部温度検出部の温度検出部位との間の熱抵抗のうちの少なくとも一方が他の伝熱部と互いに異なるようにそれぞれ構成される請求項１に記載の露点計。
【請求項４】
前記伝熱部は、ヒートパイプである請求項１乃至３のいずれか１項に記載の露点計。
【請求項５】
前記部材温度検出部は、前記伝熱部の表面温度を検出する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の露点計。
【請求項６】
前記断熱部は、前記測定空間を外側から囲み、
前記伝熱部は、前記断熱部の所定部位を貫通することにより前記測定空間と前記外部空間とに跨るように配置され、
前記部材温度検出部は、前記伝熱部における前記断熱部を貫通する部位又は前記測定空間内に位置する部位の表面温度を検出する請求項５に記載の露点計。
【請求項７】
前記伝熱部は、前記測定空間と前記外部空間とに跨って配置される伝熱部本体と、
前記伝熱部本体の外部空間内に位置する部位を冷却する冷却手段と、を有する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の露点計。
【請求項８】
前記冷却手段は、ヒートシンクである請求項７に記載の露点計。
【請求項９】
前記断熱部は、当該断熱部を挟んで前記測定空間から前記外部空間に向う方向に沿って前記伝熱部を相対変位可能に支持する請求項１乃至８のいずれか１項に記載の露点計。
【請求項１０】
測定空間の露点を測定するための露点計であって、
前記測定空間と当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置される伝熱部と、
前記伝熱部の前記断熱部と対応する部位又は前記測定空間内に位置する部位の温度を検出する第１部材温度検出部と、
前記伝熱部の前記外部空間内に位置する部位の表面温度を検出する第２部材温度検出部と、
前記測定空間の温度を検出する測定空間温度検出部と、
前記測定空間の露点を算出する演算装置と、を備え、
前記演算装置は、前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部における熱収支に基づく関係式を用い、前記第１部材温度検出部により検出される前記伝熱部の温度、前記第２部材温度検出部により検出される前記伝熱部の表面温度、及び前記測定空間温度検出部により検出される前記測定空間の温度から前記測定空間の露点を算出する露点計。
【請求項１１】
前記演算装置は、
前記第１部材温度検出部の温度検出部位と前記測定空間温度検出部の温度検出部位との間の第１の熱抵抗の値、及び前記第１部材温度検出部の温度検出部位と前記第２部材温度検出部の温度検出部位との間の第２の熱抵抗の値をそれぞれ格納可能な熱抵抗記憶部と、
前記伝熱部における熱収支に基づく関係式を有し、この関係式を用いて、前記熱抵抗記憶部に格納された第１の熱抵抗の値及び第２の熱抵抗の値、前記第１部材温度検出部により検出される伝熱部の温度、前記第２部材温度検出部により検出される伝熱部の表面温度、及び前記測定空間温度検出部により検出される測定空間の温度から前記測定空間の露点を算出する演算部と、を備える請求項１０に記載の露点計。
【請求項１２】
前記伝熱部を複数備え、
前記第１部材温度検出部は、各伝熱部の前記断熱部と対応する部位の温度又は前記測定空間内に位置する部位の温度をそれぞれ検出し、
前記第２部材温度検出部は、各伝熱部の前記外部空間内に位置する部位の表面温度をそれぞれ検出し、
前記演算装置は、前記伝熱部の熱収支に基づく関数を用いて、前記第１部材温度検出部により検出される各伝熱部の温度、前記第２部材温度検出部により検出される各伝熱部の表面温度、及び前記測定空間の温度から前記測定空間の露点を算出し、
各伝熱部は、前記第１部材温度検出部の当該伝熱部における温度検出部位と前記測定空間温度検出部の温度検出部位との間の熱抵抗、及び前記第１部材温度検出部の当該伝熱部における温度検出部位とこの温度検出部位に対応する前記第２部材温度検出部の温度検出部位との間の熱抵抗のうちの少なくとも一方が他の伝熱部と互いに異なるようにそれぞれ構成される請求項１０に記載の露点計。
【請求項１３】
測定空間の相対湿度を測定するための湿度計であって、
前記測定空間と当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置される伝熱部と、
前記伝熱部の温度を検出する部材温度検出部と、
前記測定空間の温度を検出する測定空間温度検出部と、
前記外部空間の温度を検出する外部空間温度検出部と、
前記測定空間の露点を算出する演算装置と、を備え、
前記演算装置は、前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部における熱収支に基づく関係式を有し、この関係式を用いて、前記部材温度検出部により検出される前記伝熱部の温度、前記測定空間温度検出部により検出される前記測定空間の温度、及び前記外部空間温度検出部により検出される前記外部空間の温度から前記測定空間の露点を算出する露点演算部と、前記露点演算部により算出される露点に基づいて相対湿度を算出する湿度演算部と、を有する湿度計。
【請求項１４】
測定空間の露点を算出する露点導出装置であって、
前記測定空間と当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置される伝熱部の温度、前記測定空間の温度、及び前記外部空間の温度がそれぞれ入力される温度入力部と、
前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部における熱収支に基づく関係式を有し、この関係式を用いて、前記温度入力部に入力された前記伝熱部の温度、前記測定空間の温度、及び前記外部空間の温度から前記測定空間の露点を算出する演算部と、
前記演算部での演算結果を出力する出力部と、を有する露点導出装置。
【請求項１５】
測定空間の相対湿度を算出する湿度導出装置であって、
前記測定空間と当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置される伝熱部の温度、前記測定空間の温度、及び前記外部空間の温度がそれぞれ入力される温度入力部と、
前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部における熱収支に基づく関係式を有し、この関係式を用いて、前記温度入力部から入力された前記伝熱部の温度、前記測定空間の温度、及び前記外部空間の温度から前記測定空間の露点を算出する露点演算部と、
前記露点演算部により算出される露点に基づいて前記測定空間の相対湿度を算出する湿度演算部と、
前記相対湿度演算部での演算結果を出力する出力部と、を有する湿度導出装置。
【請求項１６】
測定空間の露点を測定する方法であって、
前記測定空間と当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置される伝熱部を用い、
前記伝熱部の測定空間内に位置する部位が結露するように、前記外部空間内に位置する部位の温度を測定空間内に位置する部位の温度より低温にする温度調整工程と、
前記温度調整工程後の前記伝熱部の温度を測定する伝熱部測定工程と、
前記温度調整工程後の前記測定空間の温度を測定する測定空間測定工程と、
前記温度調整工程後の前記外部空間の温度を測定する外部空間測定工程と、
前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部における熱収支に基づく関係式を用い、前記伝熱部測定工程で測定された伝熱部の温度、前記測定空間測定工程で測定された測定空間の温度、及び前記外部空間測定工程で測定された外部空間の温度から前記測定空間の露点を算出する演算工程と、を備える露点測定方法。
【請求項１７】
測定空間の相対湿度を測定する方法であって、
前記測定空間と当該測定空間に対して断熱部で隔てられる外部空間とに跨って配置される伝熱部を用い、
前記伝熱部の測定空間内に位置する部位が結露するように、前記伝熱部の外部空間内に位置する部位の温度を測定空間内に位置する部位の温度より低温にする温度調整工程と、
前記温度調整工程後の前記伝熱部の温度を測定する伝熱部測定工程と、
前記温度調整工程後の前記測定空間の温度を測定する測定空間測定工程と、
前記温度調整工程後の前記外部空間の温度を測定する外部空間測定工程と、
前記測定空間内に位置する部位に結露が生じた状態の伝熱部における熱収支に基づく関係式を用い、前記伝熱部測定工程で測定された伝熱部の温度、前記測定空間測定工程で測定された測定空間の温度、及び前記外部空間測定工程で測定された外部空間の温度から前記測定空間の露点を算出する露点算出工程と、
前記露点算出工程で算出された露点に基づいて相対湿度を算出する湿度算出工程と、を備える湿度測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−８３２０６（Ｐ２０１２−８３２０６Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２９６２０（Ｐ２０１０−２２９６２０）
【出願日】平成２２年１０月１２日（２０１０．１０．１２）
【出願人】（０００１０８７９７）エスペック株式会社 (282)
【出願人】（５０３４２０８３３）学校法人常翔学園 (62)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１２日（２０１０．１０．１２）
【出願人】（０００１０８７９７）エスペック株式会社 (282)
【出願人】（５０３４２０８３３）学校法人常翔学園 (62)
【Ｆターム（参考）】
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