JP2012198123A - Humidity measuring device and deterioration inspection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係るいくつかの態様は、湿度測定装置および劣化検査方法に関する。 Some embodiments according to the present invention relate to a humidity measuring apparatus and a deterioration inspection method.
従来から、湿度測定装置には、測定環境の雰囲気、例えば、薬品、溶剤などのガスや高湿度環境の影響により、湿度測定装置が有する湿度センサ（感湿素子）の性能や品質が低下（以下、劣化という）してしまうという問題があった。このため、感湿素子を加熱すること（以下、加熱クリーニングという）により性能や品質を回復させ、長時間安定して湿度を測定できる湿度測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, humidity measurement devices have a reduced performance and quality of humidity sensors (humidity sensitive elements) due to the atmosphere of the measurement environment, for example, gas such as chemicals and solvents, and high humidity environments There was a problem of deterioration. For this reason, there is known a humidity measuring device that recovers performance and quality by heating the moisture sensitive element (hereinafter referred to as heat cleaning) and can measure humidity stably for a long time (see, for example, Patent Document 1). .
ただし、劣化した湿度センサに加熱クリーニングを行っても、湿度センサは完全に回復するわけではなく、ある程度の劣化が残存して湿度センサに蓄積されるので、湿度センサを交換する必要があった。 However, even if heat cleaning is performed on the deteriorated humidity sensor, the humidity sensor is not completely recovered, and a certain degree of deterioration remains and is accumulated in the humidity sensor. Therefore, it is necessary to replace the humidity sensor.
従来の湿度測定装置では、湿度センサの加熱中または終了直後に、湿度センサの湿度検出値に基づいて、湿度センサの交換が必要であるか否かを判定していた。しかし、湿度センサの加熱中または終了直後は、湿度センサの周辺の相対湿度がほぼ０（ゼロ）［％］になるが、高温、例えば１００〜１８０［℃］に加熱して湿度を０（ゼロ）［％］付近にしている場合、劣化による相対湿度の変化量が小さくなってしまう。そのため、湿度センサの加熱中または終了直後のような低湿度の範囲では、湿度検出値に劣化した湿度センサの影響（変化）が表れにくく、この湿度検出値に基づいて湿度センサの交換が必要であるか否かを判定すると、例えば、湿度センサの劣化のレベル（程度、度合い）が十分高いにもかかわらず、湿度センサの交換が必要でないと判定されるなど、判定精度が低いという問題があった。 In the conventional humidity measuring apparatus, whether or not the humidity sensor needs to be replaced is determined based on the humidity detection value of the humidity sensor during or immediately after the humidity sensor is heated. However, while the humidity sensor is being heated or immediately after the end, the relative humidity around the humidity sensor becomes approximately 0 (zero) [%]. However, the humidity is heated to a high temperature, for example, 100 to 180 [° C.] to reduce the humidity to 0 (zero). ) When it is in the vicinity of [%], the amount of change in relative humidity due to deterioration becomes small. For this reason, in the low humidity range such as during heating of the humidity sensor or immediately after the end of the humidity sensor, the humidity sensor is unlikely to be affected (changed) by the humidity detection value, and it is necessary to replace the humidity sensor based on this humidity detection value. When determining whether or not there is a problem, there is a problem that the determination accuracy is low, for example, it is determined that the humidity sensor does not need to be replaced even though the level (degree and degree) of deterioration of the humidity sensor is sufficiently high. It was.
本発明のいくつかの態様は前述の問題に鑑みてなされたものであり、湿度センサの劣化のレベルを正確に判定することのできる湿度測定装置および劣化検査方法を提供することを目的の１つとする。 Some aspects of the present invention have been made in view of the above-described problems, and one of the objects is to provide a humidity measuring apparatus and a deterioration inspection method that can accurately determine the level of deterioration of a humidity sensor. To do.
本発明に係る湿度測定装置は、測定環境の雰囲気における湿度を検出し、該湿度に応じた静電容量を出力する湿度センサと、湿度センサを加熱するヒータと、前述の湿度と前述の静電容量とが線型性を有する湿度静電容量情報を記憶する記憶部と、湿度静電容量情報に基づいて、湿度センサから出力された静電容量値を湿度理論値に変換する変換部と、ヒータによる湿度センサの加熱開始から一の所定時間内に湿度センサから出力された静電容量値の湿度理論値に基づいて、湿度センサの劣化のレベルを判定する判定部と、を備える。 A humidity measuring apparatus according to the present invention detects a humidity in an atmosphere of a measurement environment, outputs a capacitance according to the humidity, a heater that heats the humidity sensor, the above-described humidity, and the above-described electrostatic capacitance. A storage unit that stores humidity capacitance information whose capacitance is linear, a conversion unit that converts a capacitance value output from a humidity sensor into a theoretical humidity value based on the humidity capacitance information, and a heater And a determination unit that determines a deterioration level of the humidity sensor based on a theoretical humidity value of the capacitance value output from the humidity sensor within one predetermined time from the start of heating of the humidity sensor.
かかる構成によれば、湿度と静電容量とが線型性を有する湿度静電容量情報に基づいて、湿度センサから出力された静電容量値が湿度理論値に変換され、ヒータによる湿度センサの加熱終了後に湿度センサから出力された静電容量値の湿度理論値に基づいて、湿度センサの劣化のレベルが判定される。ここで、静電容量式（静電容量変化型）の湿度センサにおいて、湿度静電容量特性は線型性を有していない（非線型性を有する）。一方、劣化した湿度センサにおいて、湿度静電容量特性は、劣化していない湿度センサの湿度静電容量特性と比較して、所定の値だけ変化（シフト）する。 According to this configuration, the capacitance value output from the humidity sensor is converted into the theoretical humidity value based on the humidity capacitance information in which the humidity and the capacitance are linear, and the humidity sensor is heated by the heater. The level of deterioration of the humidity sensor is determined based on the theoretical humidity value of the capacitance value output from the humidity sensor after the end. Here, in the capacitance type (capacitance change type) humidity sensor, the humidity capacitance characteristic does not have linearity (has non-linearity). On the other hand, in the deteriorated humidity sensor, the humidity capacitance characteristic is changed (shifted) by a predetermined value as compared with the humidity capacitance characteristic of the non-degraded humidity sensor.
本発明の湿度測定装置では、記憶部に湿度静電容量情報が記憶されている。湿度静電容量情報は、静電容量が全ての範囲の湿度に対して線型性を有する理論的な関係を示す。そのため、湿度静電容量情報に基づく湿度は、実際には存在しない負の値を取ることがある。一方、劣化した湿度センサにおいて、湿度静電容量情報は、劣化していない湿度センサの湿度静電容量情報と比較して、所定の値だけ変化（シフト）する。湿度センサの劣化によって、湿度センサが出力する静電容量値が、例えば、１６２［ｐＦ］から１６４［ｐＦ］に変化する場合、湿度静電容量情報に基づいて変換される湿度理論値は、例えば、−１５［％］から−５［％］になり、１０［％］の変化として表れる。このように、湿度センサが出力する静電容量値が線型性を有する湿度理論値に変換されるので、実際の湿度がゼロ付近の低湿度の範囲であっても、湿度理論値には、湿度センサの劣化による変化が大きく表れる。よって、湿度センサに加熱開始から一の所定時間内に、湿度センサから出力された静電容量値の湿度理論値に基づいて判定することにより、従来の湿度測定装置と比較して、湿度センサの劣化のレベルを正確に判定することが可能となる。これにより、適切な時期に湿度センサを交換することができ、信頼性の高い湿度を継続して測定することができる。 In the humidity measuring device of the present invention, humidity capacitance information is stored in the storage unit. The humidity capacitance information indicates a theoretical relationship in which the capacitance has linearity with respect to humidity in the entire range. Therefore, the humidity based on the humidity capacitance information may take a negative value that does not actually exist. On the other hand, in the deteriorated humidity sensor, the humidity capacitance information changes (shifts) by a predetermined value compared to the humidity capacitance information of the humidity sensor that has not deteriorated. For example, when the capacitance value output from the humidity sensor changes from 162 [pF] to 164 [pF] due to deterioration of the humidity sensor, the theoretical humidity value converted based on the humidity capacitance information is, for example, From -15 [%] to -5 [%], it appears as a change of 10 [%]. In this way, the capacitance value output from the humidity sensor is converted to a linear theoretical humidity value, so even if the actual humidity is in the low humidity range near zero, the The change due to sensor deterioration appears greatly. Therefore, by determining based on the theoretical humidity value of the capacitance value output from the humidity sensor within one predetermined time from the start of heating to the humidity sensor, compared with the conventional humidity measuring device, It becomes possible to accurately determine the level of deterioration. Thereby, a humidity sensor can be replaced at an appropriate time, and highly reliable humidity can be continuously measured.
好ましくは、湿度理論値に基づく湿度出力値を表示する表示部をさらに備え、湿度出力値は、湿度理論値が負の値であるとき、ゼロである。 Preferably, the apparatus further includes a display unit that displays a humidity output value based on the theoretical humidity value, and the humidity output value is zero when the theoretical humidity value is a negative value.
かかる構成によれば、湿度理論値に基づく湿度出力値が表示され、湿度理論値が負の値であるとき、湿度出力値がゼロである。ここで、湿度静電容量情報は湿度と静電容量とが線型性を有する理論的な関係を示すので、湿度センサが出力する静電容量値に対して、湿度理論値が実際には存在しない負の値を取ることがある。よって、湿度理論値に基づく湿度出力値が表示され、湿度理論値が実際には存在しない負の値であるときに、湿度出力値がゼロであることにより、劣化のレベルを判定するため（判定用）の湿度理論値を用いて、湿度出力値を表示することができるとともに、負の値である湿度理論値をそのまま表示するのを防止することができる。これにより、装置の故障や測定異常を疑われたり、測定結果に基づく制御に悪影響を及ぼしたりするおそれを低減することができ、湿度理論値に基づく湿度出力値の信頼性を保つ（維持）することができる。 According to this configuration, the humidity output value based on the theoretical humidity value is displayed, and when the theoretical humidity value is a negative value, the humidity output value is zero. Here, the humidity capacitance information indicates a theoretical relationship in which the humidity and the capacitance have a linearity, so that there is actually no theoretical humidity value for the capacitance value output by the humidity sensor. May take negative values. Therefore, the humidity output value based on the theoretical humidity value is displayed, and when the theoretical humidity value is a negative value that does not actually exist, the humidity output value is zero to determine the level of deterioration (determination The humidity output value can be displayed by using the theoretical humidity value of (for), and the negative theoretical humidity value can be prevented from being displayed as it is. This can reduce the risk of suspicious equipment failures and measurement abnormalities, or adversely affecting control based on measurement results, and maintains (maintains) the reliability of humidity output values based on theoretical humidity values. be able to.
好ましくは、湿度センサによる湿度の検出開始から他の所定時間を経過するまでに、ヒータによる湿度センサの加熱開始から一の所定時間内に湿度センサにより出力された静電容量値の湿度理論値を基準値として設定する設定部をさらに備え、判定部は、ヒータによる湿度センサの加熱開始から一の所定時間内に湿度センサにより出力された静電容量値の湿度理論値と基準値との差に基づいて、湿度センサの劣化のレベルを判定する。 Preferably, the theoretical humidity value of the electrostatic capacitance value output by the humidity sensor within one predetermined time from the start of heating of the humidity sensor by the heater before the passage of another predetermined time from the start of humidity detection by the humidity sensor. The setting unit further includes a setting unit for setting the reference value, and the determination unit is configured to determine a difference between the theoretical value of the capacitance value output by the humidity sensor and the reference value within one predetermined time from the start of heating of the humidity sensor by the heater. Based on this, the level of deterioration of the humidity sensor is determined.
かかる構成によれば、湿度センサによる湿度の検出開始から他の所定時間を経過するまでに、ヒータによる湿度センサの加熱開始から一の所定時間内に湿度センサにより出力された静電容量値の湿度理論値が、基準値として設定され、ヒータによる湿度センサの加熱開始から一の所定時間内に湿度センサにより出力された静電容量値の湿度理論値と基準値との差に基づいて、湿度センサの劣化のレベルが判定される。ここで、湿度センサによる湿度の検出を開始してからある程度の時間を経過するまでは、湿度センサが劣化していない状態、または、ほとんど劣化していない状態であると考えられる。よって、例えば、最初の湿度センサの加熱中または加熱終了直後の湿度理論値である基準値と最新（直近）の湿度センサの加熱中または加熱終了直後の湿度理論値との差は、現時点の湿度センサの劣化のレベルを表すことになる。これにより、湿度センサの劣化のレベルを、容易かつ正確に、判定することができる。 According to such a configuration, the humidity of the capacitance value output by the humidity sensor within one predetermined time from the start of heating of the humidity sensor by the heater before another predetermined time elapses from the start of humidity detection by the humidity sensor. Based on the difference between the theoretical value and the reference value of the capacitance value output by the humidity sensor within one specified time from the start of heating of the humidity sensor by the heater. The level of degradation is determined. Here, it is considered that the humidity sensor is not deteriorated or hardly deteriorated until a certain amount of time elapses after the humidity detection by the humidity sensor is started. Thus, for example, the difference between the reference value, which is the theoretical humidity value during the heating of the first humidity sensor or immediately after the end of heating, and the theoretical humidity value during the heating of the latest (most recent) humidity sensor or immediately after the completion of heating is the current humidity. It represents the level of sensor degradation. Thereby, the level of deterioration of the humidity sensor can be determined easily and accurately.
好ましくは、判定部の判定結果に基づいて、湿度センサの劣化のレベルを報知する報知部をさらに備える。 Preferably, a notification unit that notifies the level of deterioration of the humidity sensor based on the determination result of the determination unit is further provided.
かかる構成によれば、判定部の判定結果に基づいて、湿度センサの劣化のレベルが報知される。これにより、湿度センサの劣化のレベルを自ら判断することが困難な利用者（ユーザ）に、容易に知らせることができる。 According to this configuration, the deterioration level of the humidity sensor is notified based on the determination result of the determination unit. Thereby, it is possible to easily notify a user (user) who is difficult to determine the level of deterioration of the humidity sensor himself.
本発明に係る劣化検査方法は、測定環境の雰囲気における湿度を検出し、該湿度に応じた静電容量を出力する湿度センサと、湿度センサを加熱するヒータと、前述の湿度と前述の静電容量とが線型性を有する湿度静電容量情報を記憶する記憶部と、変換部と、判定部と、を備える湿度測定装置において、湿度センサの劣化を検査する劣化検査方法であって、変換部が、湿度静電容量情報に基づいて、湿度センサから出力された静電容量値を湿度理論値に変換するステップと、判定部が、ヒータによる湿度センサの加熱開始から一の所定時間内に湿度センサから出力された静電容量値の湿度理論値に基づいて、湿度センサの劣化のレベルを判定するステップと、を備える。 The deterioration inspection method according to the present invention includes a humidity sensor that detects humidity in an atmosphere of a measurement environment and outputs a capacitance according to the humidity, a heater that heats the humidity sensor, the humidity described above, and the electrostatic capacitance described above. A humidity inspection apparatus comprising a storage unit that stores humidity capacitance information whose capacitance is linear, a conversion unit, and a determination unit. The step of converting the capacitance value output from the humidity sensor into a theoretical humidity value based on the humidity capacitance information, and the determination unit detects the humidity within one predetermined time from the start of heating of the humidity sensor by the heater. Determining a level of deterioration of the humidity sensor based on a theoretical humidity value of the capacitance value output from the sensor.
かかる構成によれば、変換部によって、湿度と静電容量とが線型性を有する湿度静電容量情報に基づいて、湿度センサから出力された静電容量値が湿度理論値に変換され、判定部によって、ヒータによる湿度センサの加熱開始から一の所定時間内に湿度センサから出力された静電容量値の湿度理論値に基づいて、湿度センサの劣化のレベルが判定される。ここで、静電容量式（静電容量変化型）の湿度センサにおいて、湿度静電容量特性は線型性を有していない（非線型性を有する）。一方、劣化した湿度センサにおいて、湿度静電容量特性は、劣化していない湿度センサの湿度静電容量特性と比較して、所定の値だけ変化（シフト）する。 According to such a configuration, the capacitance value output from the humidity sensor is converted into the humidity theoretical value based on the humidity capacitance information in which the humidity and capacitance have linearity by the conversion unit, and the determination unit Accordingly, the level of deterioration of the humidity sensor is determined based on the theoretical humidity value of the electrostatic capacitance value output from the humidity sensor within one predetermined time from the start of heating of the humidity sensor by the heater. Here, in the capacitance type (capacitance change type) humidity sensor, the humidity capacitance characteristic does not have linearity (has non-linearity). On the other hand, in the deteriorated humidity sensor, the humidity capacitance characteristic is changed (shifted) by a predetermined value as compared with the humidity capacitance characteristic of the non-degraded humidity sensor.
本発明の劣化検査方法では、記憶部に湿度静電容量情報が記憶されている。湿度静電容量情報は、静電容量が全ての範囲の湿度に対して線型性を有する理論的な関係を示す。そのため、湿度静電容量情報に基づく湿度は、実際には存在しない負の値を取ることがある。一方、劣化した湿度センサにおいて、湿度静電容量情報は、劣化していない湿度センサの湿度静電容量情報と比較して、所定の値だけ変化（シフト）する。湿度センサの劣化によって、湿度センサが出力する静電容量値が、例えば、１６２［ｐＦ］から１６４［ｐＦ］に変化する場合、湿度静電容量情報に基づいて変換される湿度理論値は、例えば、−１５［％］から−５［％］になり、１０［％］の変化として表れる。このように、湿度センサが出力する静電容量値が線型性を有する湿度理論値に変換されるので、実際の湿度がゼロ付近の低湿度の範囲であっても、湿度理論値には、湿度センサの劣化による変化が大きく表れる。よって、湿度センサに加熱開始から一の所定時間内に、湿度センサから出力された静電容量値の湿度理論値に基づいて判定することにより、従来の劣化検査方法と比較して、湿度センサの劣化のレベルを正確に判定することが可能となる。 In the deterioration inspection method of the present invention, humidity capacitance information is stored in the storage unit. The humidity capacitance information indicates a theoretical relationship in which the capacitance has linearity with respect to humidity in the entire range. Therefore, the humidity based on the humidity capacitance information may take a negative value that does not actually exist. On the other hand, in the deteriorated humidity sensor, the humidity capacitance information changes (shifts) by a predetermined value compared to the humidity capacitance information of the humidity sensor that has not deteriorated. For example, when the capacitance value output from the humidity sensor changes from 162 [pF] to 164 [pF] due to deterioration of the humidity sensor, the theoretical humidity value converted based on the humidity capacitance information is, for example, From -15 [%] to -5 [%], it appears as a change of 10 [%]. In this way, the capacitance value output from the humidity sensor is converted to a linear theoretical humidity value, so even if the actual humidity is in the low humidity range near zero, the The change due to sensor deterioration appears greatly. Therefore, by determining based on the theoretical humidity value of the capacitance value output from the humidity sensor within one predetermined time from the start of heating to the humidity sensor, compared with the conventional deterioration inspection method, It becomes possible to accurately determine the level of deterioration.
本発明に係る湿度測定装置および劣化検査方法によれば、湿度センサが出力する静電容量値が線型性を有する湿度理論値に変換されるので、実際の湿度がゼロ付近の低湿度の範囲であっても、湿度理論値には、湿度センサの劣化による変化が大きく表れる。よって、湿度センサの加熱開始から一の所定時間内に、湿度センサから出力された静電容量値の湿度理論値に基づいて判定することにより、従来の湿度測定装置または従来の劣化検査方法と比較して、湿度センサの劣化のレベルを正確に判定することが可能となる。これにより、適切な時期に湿度センサを交換することができ、信頼性の高い湿度を継続して測定することができる。 According to the humidity measuring apparatus and the degradation inspection method according to the present invention, the capacitance value output from the humidity sensor is converted into a theoretical humidity value having linearity, so that the actual humidity is within a low humidity range near zero. Even if it exists, the change by deterioration of a humidity sensor will appear largely in the humidity theoretical value. Therefore, it is compared with the conventional humidity measuring device or the conventional deterioration inspection method by judging based on the theoretical humidity value of the capacitance value output from the humidity sensor within one predetermined time from the start of heating of the humidity sensor. Thus, it is possible to accurately determine the level of deterioration of the humidity sensor. Thereby, a humidity sensor can be replaced at an appropriate time, and highly reliable humidity can be continuously measured.
以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法などは以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。なお、以下の説明において、図面の上側を「上」、下側を「下」、左側を「左」、右側を「右」という。 Embodiments of the present invention will be described below. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, the drawings are schematic. Therefore, specific dimensions and the like should be determined in light of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings. In the following description, the upper side of the drawing is referred to as “upper”, the lower side as “lower”, the left side as “left”, and the right side as “right”.
図１ないし図１２は、本発明の一実施形態を示すためのものである。図１は、本発明の一実施形態における湿度測定装置を説明する正面図である。図１に示すように、湿度測定装置１００は、第１センサユニット１１０と、第２センサユニット１２０と、本体部１３０と、を備える。温湿度測定装置１００は測定環境の雰囲気中に設置される。
1 to 12 show one embodiment of the present invention. FIG. 1 is a front view illustrating a humidity measuring device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
第１センサユニット１１０は、測定環境の雰囲気における温度および相対湿度（以下、単に湿度という）を検出する。第１センサユニット１１０は、本体部１３０の一方側（図１において右側）に配置された固定部材Ｆ１によって本体部１３０に固定されている。また、第１センサユニット１１０は、複数の導線を束ねて被覆（シールド）したケーブルＣ１によって本体部１３０に接続されている。
The
第２センサユニット１２０は、測定環境の雰囲気における温度および湿度を検出する。第２センサユニット１２０は、本体部１３０の他方側（図１において左側）に配置された固定部材Ｆ２によって本体部１３０に固定されている。また、第２センサユニット１２０は、複数の導線を束ねて被覆（シールド）したケーブルＣ２によって本体部１３０に接続されている。
The
本体部１３０は、略直方体形状を呈する筐体（ケース）を有しており、この筐体の上面の略中央には、表示部１３１と、発光部１３２と、入力部１３３と、が設けられている。
The
表示部１３１は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などのディスプレイであり、測定結果や各種の情報を表示する。発光部１３２は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光体であり、測定結果に基づいて発光する。入力部１３３は、複数のキー（ボタン）を有し、ユーザが当該キーを操作することよって、各種の情報が入力される。
The
本実施形態では、第１センサユニット１１０および第２センサユニット１２０は、固定部材Ｆ１，Ｆ２によって本体部１３０に固定される例を示したが、これに限定されない。第１センサユニット１１０および第２センサユニット１２０は、ケーブルＣ１，Ｃ２を介して本体部１３０に接続されていればよく、本体部１３０と分離した構成を採用することもできる。この場合、温湿度測定装置１００を測定環境の雰囲気中に設置しなくてもよく、第１センサユニット１１０および第２センサユニット１２０のみが測定環境の雰囲気中に配置されていればよい。
In this embodiment, although the
図２は図１に示したＩＩ線矢視方向上面図であり、図３は図１に示したＩＩＩ線矢視方向側面図である。図２に示すように、第１センサユニット１１０は、固定部材Ｆ１に接続されたケース１１１と、ケース１１１の内側に取り付けられたセンサプローブ１１２と、を備える。ケース１１１は、一方側（図２において右側）が開いたＵ字形状を有している。また、図３に示すように、ケース１１１は両端部に開口を有しており、センサプローブ１１２の一端部（図３において左端部）は、ケース１１１の開口を介してケーブルＣ１と接続している。
2 is a top view in the direction of arrows II shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a side view in the direction of arrows III shown in FIG. As shown in FIG. 2, the
図２に示すように、第２センサユニット１１０は、固定部材Ｆ２に接続されたケース１２１と、ケース１２１の内側に取り付けられたセンサプローブ１２２と、を備える。ケース１２１は、他方側（図２において左側）が開いたＵ字形状を有している。また、図示は省略するが、図３に示す第１センサユニット１１０の場合と同様に、ケース１２１は両端部に開口を有しており、センサプローブ１２２の一端部は、ケース１２１の開口を介してケーブルＣ２と接続している。
As shown in FIG. 2, the
図４は、図２および図３に示したセンサプローブ１１２におけるセンサヘッド１１４の脱着の様子を説明する斜視図である。図４に示すように、センサプローブ１１２は、センサボディ１１３と、センサヘッド１１４と、を備える。センサヘッド１１４の下部の台座部１１４ａは、センサボディ１１３の上部に設けられたガイド部１１３ａに嵌合可能に形成されており、センサヘッド１１４はセンサボディ１１３に脱着自在に装着される。
FIG. 4 is a perspective view for explaining how the
また、センサヘッド１１４の台座部１１４ａの上面には、雰囲気の湿度を検出する湿度センサ１１５と、湿度センサ１１５を加熱するヒータ１１６と、が設けられている。センサヘッド１１４をセンサボディ１１３に装着すると、湿度センサ１１５およびヒータ１１６とセンサボディ１１３の下部のケーブルＣ１とが電気的に接続される。
A
湿度センサ１１５は、例えば、雰囲気の湿度に応じて静電容量が変化する静電容量式（静電容量変化型）の感湿素子であり、検出した湿度に応じた静電容量値を検出信号（湿度検出信号）として出力する。なお、感湿層の材料は、例えば、高分子化合物やセラミックなどであってよく、その材料を問わない。
The
ヒータ１１６は、湿度センサ１１５の一方の面（図４において手前の面）に、接着剤などを介して固定されている。また、ヒータ１１６は、雰囲気の温度を検出する温度センサを兼ねている。すなわち、ヒータ１１６は、例えば、測温抵抗体であり、湿度センサ１１５の加熱を行っていないときは、検出した温度に応じた抵抗値を検出信号（温度検出信号）として出力する。これにより、ヒータ１１６は温度センサとして機能することができる。
The
なお、ヒータ１１６が温度センサを兼ねる場合に限定されず、センサヘッド１１４は、湿度センサを加熱するヒータと雰囲気の温度を検出する温度センサとをそれぞれ有するように構成することが可能である。
Note that the
図５は、図２および図３に示したセンサプローブ１１２におけるセンサキャップ１１７の脱着の様子を説明する斜視図である。図５に示すように、センサプローブ１１２は、センサボディ１１３のコネクタ部１１３ｂに脱着可能に装着されるセンサキャップ１１７をさらに備える。センサヘッド１１４が装着されたセンサボディ１１３に、センサキャップ１１７を装着すると、湿度センサ１１５およびヒータ１１６がセンサキャップ１１７によって覆われ、保護される。
FIG. 5 is a perspective view for explaining how the
また、センサキャップ１１７の上面には、気体の流通を可能にするメッシュ１１７ａが設けられている。これにより、湿度センサ１１５は測定環境の雰囲気の湿度を検出する湿度センサとして機能するとともに、ヒータ１１６は測定環境の雰囲気の温度を検出する温度センサとして機能する。
Further, a
なお、図２に示すセンサプローブ１２２の構成は、前述したセンサプローブ１１２と同様の構成である。すなわち、センサプローブ１２２は、センサボディ１２３と、センサヘッド１２４と、センサキャップ１２７と、を備え、センサヘッド１２４は、湿度センサ１２５と、ヒータ１２６と、を有する。よって、前述したセンサプローブ１１２の説明をもってセンサプローブ１２２の説明を省略する。
The configuration of the
図６は、図１に示した温湿度測定装置１００の機能的構成を説明するブロック図である。図６に示すように、本体部１３０は、その筐体の内部に、湿度信号変換回路１３４，１３５と、温度信号変換回路１３６，１３７と、ヒータエレメント駆動回路１３８，１３９と、マイクロプロセッサ１４０と、アナログ出力部１５０と、デジタル通信部１６０と、電源部１７０と、が設けられている。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a functional configuration of the temperature /
湿度信号変換回路１３４は、第１センサユニット１１０の湿度センサ１１５に接続されており、湿度センサ１１５から入力される湿度検出信号を電圧信号に変換し、変換した電圧信号をマイクロプロセッサ１４０に出力する。
The humidity
湿度信号変換回路１３５は、第２センサユニット１２０の湿度センサ１２５に接続されており、湿度エレメント１２５から入力される湿度検出信号を電圧信号に変換し、変換した電圧信号をマイクロプロセッサ１４０に出力する。
The humidity
温度信号変換回路１３６は、第１センサユニット１１０のヒータ１１６に接続されており、ヒータ１１６から入力される温度検出信号を電圧信号に変換し、変換した電圧信号をマイクロプロセッサ１４０に出力する。
The temperature
温度信号変換回路１３７は、第２センサユニット１２０のヒータ１２６に接続されており、ヒータ１２６から入力される温度検出信号を電圧信号に変換し、変換した電圧信号をマイクロプロセッサ１４０に出力する。
The temperature
ヒータエレメント駆動回路１３８は、第１センサユニット１１０のヒータ１１６に接続されており、マイクロプロセッサ１４０から入力される制御信号に基づいて、ヒータ１１６に電流を供給して駆動する。具体的には、ヒータエレメント駆動回路１３８は、湿度センサ１１５の感湿層の材料が高分子化合物の場合、ヒータ１１６の温度が、例えば７０〜１８０［℃］程度になるように駆動し、湿度センサ１１５の感湿層の材料がセラミックの場合、ヒータ１１６の温度が、例えば７００〜１２００［℃］程度になるように駆動する。
The heater
ヒータエレメント駆動回路１３９は、第２センサユニット１２０のヒータ１２６に接続されており、マイクロプロセッサ１４０から入力される制御信号に基づいて、ヒータ１２６に電流を供給して駆動する。具体的には、ヒータエレメント駆動回路１３９は、湿度センサ１２５の感湿層の材料が高分子化合物の場合、ヒータ１２６の温度が、例えば７０〜１８０［℃］程度になるように駆動し、湿度センサ１２５の感湿層の材料がセラミックの場合、ヒータ１２６の温度が、例えば７００〜１２００［℃］程度になるように駆動する。
The heater
本実施形態では、湿度信号変換回路１３４，１３５、温度信号変換回路１３６，１３７、およびヒータエレメント駆動回路１３８，１３９を、それぞれ第１センサユニット１１０用と第２センサユニット１２０用とに設ける例を示したが、これに限定されない。例えば、湿度信号変換回路、温度信号変換回路、およびヒータエレメント駆動回路のうちの少なくとも１つについて、第１センサユニット１１０および第２センサユニット１２０の兼用になるように構成することが可能である。
In the present embodiment, an example in which humidity
アナログ出力部１５０は、マイクロプロセッサ１４０から入力される制御信号、データを電圧信号または電流信号に変換して本体部１３０の外部に出力するためのものである。アナログ出力部１５０は、出力端子を含み、当該出力端子に接続された外部機器、例えば湿度制御用のコントローラにアナログ信号を出力する。
The
デジタル通信部１６０は、マイクロプロセッサ１４０から入力される制御信号、データを本体部１３０の外部に出力するためのものである。デジタル通信部１６０は、出力端子を含み、当該出力端子に接続された外部機器、例えば中央監視装置にデジタル信号を出力する。なお、デジタル通信部１６０は、単にオン／オフを出力する接点（ピン）を含む出力端子であってもよい。
The
電源部１７０は、湿度測定装置１００の各部に電力を供給するためのものである。なお、電源部１７０は、本体部１３０の内部に設けられる場合に限定されず、本体部１３０の外部に設けるようにしてもよい。
The
マイクロプロセッサ１４０は、Ａ／Ｄ変換器１４１と、ＣＰＵ１４２と、ＲＯＭ１４３と、ＲＡＭ１４４と、不揮発性のメモリ１４５と、を備える。また、マイクロプロセッサ１４０は、前述した表示部１３１、発光部１３２、入力部１３３、アナログ出力部１５０、およびデジタル通信部１６０に接続されている。
The
Ａ／Ｄ変換器１４１は、マイクロプロセッサ１４０に入力された電圧信号、すなわち、アナログ信号をデジタル信号に変換してＣＰＵ１４２に出力する。本実施形態では、Ａ／Ｄ変換器１４１は、湿度信号変換回路１３４から入力された電圧信号をデジタル信号に変換したものを湿度センサ１１５の静電容量値Ｃ１とし、湿度信号変換回路１３５から入力された電圧信号をデジタル信号に変換したものを湿度センサ１２５の静電容量値Ｃ２として、ＣＰＵ１４２に出力する。また、Ａ／Ｄ変換器１４１は、温度信号変換回路１３６から入力された電圧信号をデジタル信号に変換したものをヒータ１１６の温度検出値Ｔ１とし、温度信号変換回路１３７から入力された電圧信号をデジタル信号に変換したものをヒータ１２６の温度検出値Ｔ２として、ＣＰＵ１４２に出力する。
The A /
ＣＰＵ１４２は、ＲＡＭ１４４およびメモリ１４５に対してデータの読み出しや書き込みを行いながら、ＲＯＭ１４３に記憶されたプログラムに基づいて各種の演算を行う。また、ＣＰＵ１４２は、制御信号やデータなどを出力しながら、湿度測定装置１００の動作を制御する。
The
メモリ１４５は、湿度の測定前にあらかじめ登録された情報や、湿度の測定中に得られた情報などを記憶するためのものである。メモリ１４５に記憶される情報は、ＣＰＵ１４２８によって書き込まれ、または読み出される。本実施形態では、後述する湿度静電容量情報があらかじめ記憶されている。
The
本実施形態では、湿度測定装置１００が第１センサユニット１１０および第２センサユニット１２０を備え、測定環境の雰囲気における湿度および温度を測定する例を説明したが、これに限定されない。第１センサユニット１１０および第２センサユニット１２０のうちのいずれか一方は、湿度センサのみを有し、湿度のみを測定するようにしてもよい。また、湿度測定装置１００は、第１センサユニット１１０および第２センサユニット１２０のうちのいずれか一方のみを備えるようにしてもよいし、３つ以上のセンサユニット（湿度センサ）を備えるようにしてもよい。
In the present embodiment, the example in which the
なお、以下において、特に明示した場合を除き、説明の簡略化のために、湿度測定装置１００が備える第１センサユニット１１０および第２センサユニット１２０のうち、第１センサユニット１１０を使用して湿度を測定するものとして説明する。
In the following description, unless otherwise specified, for the sake of simplification of the description, the humidity using the
図７は図６に示したＣＰＵ１４２の機能的構成を示すブロック図である。図７に示すように、ＣＰＵ１４２は、湿度理論値変換部１４２ａと、加熱制御部１４２ｂは、湿度理論値記録部１４２ｃと、出力制御部１４２ｄと、劣化判定部１４２ｅと、劣化報知部１４２ｆと、を備える。
FIG. 7 is a block diagram showing a functional configuration of the
湿度理論値変換部１４２ａは、メモリ１４５に記憶された湿度静電容量情報に基づいて、湿度センサ１１５からＡ／Ｄ変換器１４１を介して入力された静電容量値Ｃ１を、湿度理論値ＨＴ１に変換する。
Based on the humidity capacitance information stored in the
加熱制御部１４２ｂは、ヒータエレメント駆動回路１３８に制御信号を出力し、ヒータ１１６を所定時間駆動する。これにより、湿度センサ１１５が加熱され、劣化した湿度センサ１１５は回復する。
The
湿度理論値記録部１４２ｃは、湿度理論値変換部１４２ａにより変換された湿度理論値ＨＴ１を、メモリ１４５に書き込んで記録する。
The humidity theoretical
出力制御部１４２ｄは、湿度理論値変換部１４２ａにより変換された湿度理論値ＨＴ１に基づいて、湿度出力値Ｈを決定し、決定した湿度出力値Ｈを表示部１３１に出力して表示させる。
The
劣化判定部１４２ｅは、湿度理論値変換部１４２ａにより変換された湿度理論値ＨＴ１に基づいて、湿度センサ１１５の劣化のレベル（程度、度合い）を判定する。
The
劣化報知部１４２ｆは、劣化判定部１４２ｅによる判定結果に基づいて、発光部１３２に制御信号を出力し、発光部１３２を点灯または点滅させる。
The
図８は、図４ないし図６に示した湿度センサ１１５の劣化を説明するためのグラフである。なお、以下において、特に明示した場合を除き、説明の簡略化のために、測定環境の雰囲気の湿度は一定のまま変化していないものとして説明する。
FIG. 8 is a graph for explaining deterioration of the
一般に、測定環境の雰囲気中に薬品、溶剤などのガス（気体）が含まれる場合や、相対湿度が高湿度、例えば、９０［％］以上の環境である場合などに、湿度センサ１１５は、これらの影響を受けて劣化する。そのため、図８に示すように、測定環境の雰囲気の湿度が実際には変化していないにもかかわらず、湿度センサ１１５が検出する湿度検出値ｈは、例えば、時刻ｔ１−ｔ２間のように、時間の経過とともに上昇する。
In general, the
そのため、例えば、時刻ｔ２において、加熱制御部１４２ｂにより湿度センサ１１５を加熱する。加熱終了後に、湿度検出値ｈはほぼ０（ゼロ）［％］付近まで一時的に低下した後、時間の経過とともに徐々に安定し、測定環境の雰囲気の湿度に応じた値になる。
Therefore, for example, at time t2, the
しかしながら、湿度センサ１１５は、薬品、溶剤などのガス（気体）や高湿度などの影響を受けて再び劣化するので、湿度検出値ｈは、例えば、時刻ｔ２−ｔ３間のように、時間の経過とともに再び上昇する。よって、例えば、時刻ｔ３において、加熱制御部１４２ｂにより湿度エレメント１１５を再び加熱する。このように、湿度センサ１１５を周期的に、例えば、加熱周期Ｔで加熱することにより、湿度センサ１１５の性能や品質を保って（維持して）いる。
However, the
ただし、劣化した湿度センサ１１５を過熱することで加熱クリーニングを行っても、湿度センサ１１５は完全に回復するわけではない。湿度センサ１１５を過熱するごとに、ある程度の劣化が残存して湿度センサ１１５に蓄積されていく。そのため、湿度センサ１１５は、所定期間使用され続けると検出誤差が大きくなり、加熱しても要求される検出精度
を満たすまでに回復しなくなる。この場合、湿度測定装置１００の利用者（ユーザ）は、湿度センサ１１５を交換する必要がある。
However, even if heat cleaning is performed by overheating the deteriorated
図９は図４ないし図６に示した湿度センサ１１５における湿度静電容量特性の一例を説明するグラフであり、図１０は、図９に示した湿度静電容量特性の一部を示すグラフである。ここで、静電容量式（静電容量変化型）の湿度センサ１１５において、測定環境の雰囲気の湿度、すなわち、実際の湿度に対して湿度センサ１１５が出力する静電容量の特性（以下、湿度静電容量特性という）は、図９および図１０において実線で示すグラフＬ１のように、線型性を有していない（非線型性を有する）。具体的には、湿度センサ１１５が出力する静電容量値Ｃ１は、例えば、１０〜９０［％］の高湿度の範囲に対して線型性を有するが、例えば、０〜１０［％］の低湿度の範囲に対して線型性を有していない。
9 is a graph for explaining an example of the humidity capacitance characteristic in the
一方、劣化した湿度センサ１１５において、湿度静電容量特性は、図９および図１０において破線で示すグラフＬ２のように、正常時の、すなわち、劣化していない湿度センサの湿度静電容量特性のグラフＬ１と比較して、所定の値だけ変化（シフト）する。湿度センサ１１５の劣化によって、湿度センサ１１５が出力する静電容量値Ｃ１が、例えば、図９に示すように、１６９［ｐＦ］から１７１［ｐＦ］に２［ｐＦ］変化する場合、湿度静電容量特性に基づく湿度センサ１１５の湿度検出値ｈは、２０［％］から３０［％］に１０［％］変化する。
On the other hand, in the deteriorated
従来の湿度測定装置または従来の劣化検査方法では、湿度センサの加熱終了直後に、湿度センサの湿度検出値に基づいて、湿度センサの交換が必要であるか否かを判定していた。例えば、図８に示すように、時刻ｔ１の最初の加熱クリーニングの直後の湿度検出値ｈ１を基準値として、時刻ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６の各加熱クリーニングの直後の湿度検出値ｈ２、ｈ３，ｈ４，ｈ５，ｈ６との差Δｈ２，Δｈ３，Δｈ４，Δｈ５，Δｈ６が所定のしきい値以上である場合に、湿度センサの交換が必要であると判定していた。 In the conventional humidity measuring apparatus or the conventional deterioration inspection method, immediately after the heating of the humidity sensor is finished, it is determined whether or not the humidity sensor needs to be replaced based on the humidity detection value of the humidity sensor. For example, as shown in FIG. 8, the humidity detection value h2 immediately after each heating cleaning at times t2, t3, t4, t5, and t6, with the humidity detection value h1 immediately after the first heating cleaning at time t1 as a reference value, When the difference Δh2, Δh3, Δh4, Δh5, Δh6 with h3, h4, h5, h6 is equal to or greater than a predetermined threshold value, it is determined that the humidity sensor needs to be replaced.
しかし、湿度センサの加熱終了直後は、湿度センサの周辺の湿度がほぼ０（ゼロ）［％］になるが、高温、例えば、１００〜１８０［℃］に加熱して湿度を０（ゼロ）［％］付近にしている場合、劣化による湿度検出値の変化が小さくなってしまう。 However, immediately after the heating of the humidity sensor is finished, the humidity around the humidity sensor becomes almost 0 (zero) [%]. However, the humidity is heated to a high temperature, for example, 100 to 180 [° C.] to reduce the humidity to 0 (zero) [ %], The change in the humidity detection value due to deterioration becomes small.
ここで、実際の被測定環境の雰囲気が、例えば、気温２５［℃］、湿度５０［％］であるときに、雰囲気中の空気を１００［℃］以上に加熱した場合、湿度は以下の表１に示すように、０（ゼロ）［％］付近の値に低下する。 Here, when the atmosphere of the actual environment to be measured is, for example, an air temperature of 25 [° C.] and a humidity of 50 [%], when the air in the atmosphere is heated to 100 [° C.] or higher, the humidity is shown in the table below. As shown in FIG. 1, it decreases to a value in the vicinity of 0 (zero) [%].
一方、前述した気温２５［℃］、湿度５０［％］の雰囲気において、湿度センサが劣化し、湿度センサの湿度検出値が１０［％］変化（シフト）して６０［％］である場合に、同様に、雰囲気中の空気を１００［℃］以上に加熱すると、湿度は以下の表２に示すような値になる。 On the other hand, when the humidity sensor deteriorates and the humidity detection value of the humidity sensor changes (shifts) by 10 [%] to 60 [%] in the above-described atmosphere of temperature 25 [° C.] and humidity 50 [%]. Similarly, when the air in the atmosphere is heated to 100 [° C.] or higher, the humidity becomes a value as shown in Table 2 below.
表１および表２を比較すると、気温２５［℃］における１０［％］の湿度差は、１００〜１５０［℃］の範囲では０．３［％］以下の湿度差に減少してしまうことが分かる。 Comparing Table 1 and Table 2, the humidity difference of 10 [%] at an air temperature of 25 [° C.] may be reduced to a humidity difference of 0.3 [%] or less in the range of 100 to 150 [° C.]. I understand.
よって、湿度センサを高温に加熱して低湿度になった場合、図１０に示すように、湿度センサの劣化によって、湿度センサの静電容量値が、２［ｐＦ］変化しても、湿度検出値は、例えば、１［％］から３［％］に２［％］しか変化しない。このように、湿度センサの加熱終了直後のような高温による低湿度の範囲では、湿度検出値には、劣化した湿度センサの影響（変化）が表れにくいため、この湿度検出値に基づいて、湿度センサの交換が必要であるか否かを判定するのは、困難であり、判定精度が低かった。 Therefore, when the humidity sensor is heated to a high temperature and becomes low humidity, as shown in FIG. 10, even if the capacitance value of the humidity sensor changes by 2 [pF] due to the deterioration of the humidity sensor, the humidity detection is performed. For example, the value changes only from 2 [%] from 1 [%] to 3 [%]. In this way, in the range of low humidity due to a high temperature, such as immediately after the heating of the humidity sensor, the humidity detection value is unlikely to be affected (changed) by the deteriorated humidity sensor. It was difficult to determine whether the sensor needs to be replaced, and the determination accuracy was low.
これに対し、本実施形態の湿度測定装置１００または本実施形態の劣化検査方法では、湿度と静電容量とが線型性を有する湿度静電容量情報に基づいて、湿度センサ１１５から出力された静電容量値Ｃ１が湿度理論値ＨＲ１に変換され、ヒータ１１６による湿度センサ１１５の加熱終了中または加熱終了直後に湿度センサ１１５から出力された静電容量値Ｃ１の湿度理論値ＨＲ１に基づいて、湿度センサ１１５の劣化のレベルが判定される。
In contrast, in the
図１１は図６に示したメモリ１４５が記憶する湿度静電容量情報の一例を説明するグラフである。図６に示すメモリ１４５には、湿度静電容量情報として、図１１において太線で示すグラフＬ３の情報が、例えば、テーブル形式で記憶されている。湿度静電容量情報は、静電容量が全ての範囲の湿度に対して線型性を有する理論的な関係を示す。そのため、湿度静電容量情報に基づく湿度は、実際には存在しない負の値を取ることがある。
FIG. 11 is a graph for explaining an example of humidity capacitance information stored in the
一方、劣化した湿度センサ１１５において、湿度静電容量情報は、図１１において太破線で示すグラフＬ４のように、劣化していない湿度センサ１１５の湿度静電容量情報のグラフＬ３と比較して、所定の値だけ変化（シフト）する。湿度センサ１１５の劣化によって、湿度センサ１１５から出力された静電容量値Ｃ１が、例えば、図１１に示すように、１６２［ｐＦ］から１６４［ｐＦ］に変化する場合、湿度静電容量情報に基づいて変換される湿度理論値ＨＲ１は、−１５［％］から−５［％］になり、図９に示した高湿度の範囲における湿度静電容量特性と同様に、１０［％］の変化として表れる。このように、湿度センサ１１５から出力された静電容量値Ｃ１が線型性を有する湿度理論値ＨＴ１に変換されるので、実際の湿度がゼロ付近の低湿度の範囲であっても、湿度理論値ＨＴ１には、湿度センサ１１５の劣化による変化が大きく表れる。よって、湿度センサ１１５の加熱中または加熱終了直後、すなわち、湿度センサ１１５の加熱開始から所定時間内に、湿度センサ１１５から出力された静電容量値Ｃ１の湿度理論値ＨＴ１に基づいて判定することにより、従来の湿度測定装置または従来の劣化検査方法と比較して、湿度センサの劣化のレベルを正確に判定することが可能となる。
On the other hand, in the deteriorated
なお、本明細書における「線型性」という用語は、数学的に厳密に線型性（linearity）を有する場合に限定されず、略線型性を有する場合をも含む意味である。 The term “linearity” in the present specification is not limited to a mathematically strictly linearity, but includes a case having a substantially linearity.
次に、湿度測定装置１００が湿度センサ１１５の劣化を検査する動作について説明する。
Next, an operation in which the
図１２は、図１に示した湿度測定装置１００が湿度センサの劣化を検査する動作を説明するフローチャートである。例えば、電源スイッチが投入されて温湿度測定装置１００が起動したとき、あるいは、センサヘッド１１４または湿度センサ１１５自体が交換され、入力部１３３からリセット信号が入力されたときに、ＣＰＵ１４２は、図１２に示す劣化検査処理Ｓ１００を実行する。すなわち、まず、ＣＰＵ１４２は、初期処理を行う（Ｓ１０１）。
FIG. 12 is a flowchart for explaining the operation of the
初期処理Ｓ１０１では、ＣＰＵ１４２は、メモリ１４５に予め記憶されたデータを読み出して、前述した加熱周期Ｔや後述するしきい値ＴＶなどの各種の値を設定する。また、ＣＰＵ１４２は、例えば、マイクロプロセッサ１４０に内蔵された水晶振動子などのクロック信号に基づいて、時間の計測を開始する。
In the initial process S101, the
次に、ＣＰＵ１４２は、計測を開始してから経過した時間が、加熱周期Ｔ未満であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。
Next, the
Ｓ１０２の判定の結果、経過した時間が加熱周期Ｔ未満である場合、湿度理論値変換部１４２ａは、メモリ１４５に記憶された湿度静電容量情報を読み出して、湿度センサ１１５からＡ／Ｄ変換器１４１を介して入力された静電容量値Ｃ１を、湿度理論値ＨＴ１に変換する（Ｓ１０３）。
If the elapsed time is less than the heating cycle T as a result of the determination in S102, the humidity theoretical
Ｓ１０３の後、出力制御部１４２ｄは、湿度理論値変換部１４２ａにより変換された湿度理論値ＨＴ１が「０」（ゼロ）以上であるか否かを判定する（Ｓ１０４）。
After S103, the
Ｓ１０４の判定の結果、湿度理論値ＨＴ１が「０」（ゼロ）以上である場合、出力制御部１４２ｄは、湿度理論値ＨＴ１をそのまま湿度出力値Ｈとして表示部１３１に出力し、表示部１３１に表示させる（Ｓ１０５）。
If the humidity theoretical value HT1 is equal to or greater than “0” (zero) as a result of the determination in S104, the
一方、Ｓ１０４の判定の結果、湿度理論値ＨＴ１が「０」（ゼロ）未満である、すなわち、湿度理論値ＨＴ１が負の値である場合、出力制御部１４２ｄは、「０」（ゼロ）を湿度出力値Ｈとして表示部１３１に出力して表示させる（Ｓ１０６）。ここで、湿度静電容量情報は湿度と静電容量とが線型性を有する理論的な関係を示すので、図１１のグラフＬ３に示すように、静電容量値Ｃ１に対して、湿度理論値ＨＲ１が実際には存在しない負の値を取ることがある。よって、湿度理論値ＨＴ１に基づく湿度出力値Ｈが表示され、湿度理論値ＨＲ１が実際には存在しない負の値であるときに、湿度出力値Ｈがゼロであることにより、劣化のレベルを判定するため（判定用）の湿度理論値ＨＴ１を用いて、湿度出力値Ｈを表示することができるとともに、負の値である湿度理論値ＨＴ１をそのまま表示するのを防止することができる。
On the other hand, as a result of the determination in S104, when the theoretical humidity value HT1 is less than “0” (zero), that is, when the theoretical humidity value HT1 is a negative value, the
本実施形態では、Ｓ１０５またはＳ１０６において、出力制御部１４２ｄが湿度出力値Ｈを表示部１３１に出力して表示させるようにしたが、これに限定されない。出力制御部１４２ｄは、表示部１３１に代えて、または、表示部１３１とともに、アナログ出力部１５０およびデジタル通信部１６０のうちの少なくとも一方に、湿度出力値Ｈを出力するようにしてもよい。これにより、湿度測定装置１００に接続する外部機器に湿度出力値Ｈを出力することが可能となる。
In the present embodiment, the
Ｓ１０５またはＳ１０６の後、ＣＰＵ１４２は、例えば、電源スイッチが切断されて湿度測定装置１００が停止するか、あるいは入力部１３３からリセット信号が入力されるまで、Ｓ１０２のステップに戻り、以降のステップを再度行う。
After S105 or S106, the
一方、Ｓ１０２の判定の結果、経過した時間が加熱周期Ｔ未満でない、すなわち、経過した時間が加熱周期Ｔ以上である場合、加熱制御部１４２ｂは、ヒータエレメント駆動回路１３８に制御信号を出力してヒータ１１６を所定時間駆動し、ヒータ１１６が湿度センサ１１５を加熱する（Ｓ１０７）。なお、湿度センサ１１５の加熱終了後に、ＣＰＵ１４２は、経過時間をリセットして、再度、時間の計測を開始する。
On the other hand, if the elapsed time is not less than the heating cycle T as a result of the determination in S102, that is, if the elapsed time is equal to or longer than the heating cycle T, the
Ｓ１０７の直後に、湿度理論値変換部１４２ａは、メモリ１４５に記憶された湿度静電容量情報を読み出して、湿度センサ１１５からＡ／Ｄ変換器１４１を介して入力された静電容量値Ｃ１を、湿度理論値ＨＴ１に変換する（Ｓ１０８）。
Immediately after S107, the humidity theoretical
本実施形態では、Ｓ１０７の直後に、すなわち、湿度センサ１１５の加熱終了直後に、Ｓ１０８において湿度理論値変換部１４２ａが湿度センサ１１５から入力された静電容量値Ｃ１を湿度理論値ＨＴ１に変換する例を示したが、これに限定されない。湿度理論値変換部１４２ａは、Ｓ１０７における湿度センサ１１５の加熱開始から所定時間内に、湿度センサ１１５から入力された静電容量値Ｃ１を湿度理論値ＨＴ１に変換すればよく、例えば、Ｓ１０７における湿度センサの加熱中に、Ｓ１０８において湿度理論値変換部１４２ａが湿度センサ１１５から入力された静電容量値Ｃ１を湿度理論値ＨＴ１に変換するようにしてもよい。
In the present embodiment, immediately after S107, that is, immediately after the heating of the
Ｓ１０８の後、湿度理論値記録部１４２ｃは、湿度理論値変換部１４２ａにより変換された湿度理論値ＨＴ１をメモリ１４５に書き出して記録する（Ｓ１０９）。具体的には、湿度理論値記録部１４２ｃは、湿度センサ１１５による湿度の検出を開始してから、湿度センサ１１５が加熱された回数ｎ（ｎは１以上の整数）に応じて、湿度理論値ＨＴ１を判定値ＤＶｎとして記録する。湿度センサ１１５が交換された場合には、回数ｎは「１」にリセットされる。なお、本実施形態の判定値ＤＶ１は、本発明における「基準値」の一例に相当し、本実施形態の湿度理論値記録部１４２ｃは、本発明における「設定部」の一例に相当する。
After S108, the theoretical humidity
Ｓ１０９の後、劣化判定部１４２ｅは、メモリ１４５から最初の判定値ＤＶ１と最新（直近）の判定値ＤＶｎとを読み出し、最新（直近）の判定値ＤＶｎと最初の判定値ＤＶ１との差が、しきい値ＴＶ未満である（｜ＤＶｎ−ＤＶ１｜＜ＴＶ）であるか否かを判定する（Ｓ１１０）。ここで、最初の湿度センサ１１５の加熱終了後は、湿度センサ１１５が劣化していない状態である。よって、最初の湿度センサ１１５の加熱終了後の湿度理論値ＨＴ１である判定値ＤＶ１（基準値）と最新（直近）の湿度センサ１１５の加熱終了後の湿度理論値ＨＴ１である判定値ＤＶｎとの差は、現時点の湿度センサ１１５の劣化のレベルを表すことになる。
After S109, the
本実施形態では、湿度理論値記録部１４２ｃが最初の判定値ＤＶ１を基準値として設定する例を示したが、これに限定されない。例えば、湿度センサ１１５による湿度の検出を開始してからある程度の時間を経過するまでは、湿度センサ１１５が劣化していない状態、または、ほとんど劣化していない状態であると考えられる。よって、最初の判定値ＤＶ１に代えて、例えば、２番目の判定値ＤＶ２を基準値としてもよい。この場合、Ｓ１１０において、劣化判定部１４２ｅは、最新（直近）の判定値ＤＶｎと２番目の判定値ＤＶ２との差が、しきい値ＴＶ未満である（｜ＤＶｎ−ＤＶ２｜＜ＴＶ）であるか否かを判定する。
Although the humidity theoretical
Ｓ１１０の判定の結果、最新（直近）の判定値ＤＶｎと最初の判定値ＤＶ１との差がしきい値ＴＶ未満である場合、湿度センサ１１５は、劣化していないか、または、劣化していても劣化のレベル（程度、度合い）が低いと考えられる。よって、出力制御部１４２ｄは、前述したＳ１０４のステップを行い、湿度出力値Ｈを表示する。
As a result of the determination in S110, when the difference between the latest (most recent) determination value DVn and the first determination value DV1 is less than the threshold value TV, the
一方、Ｓ１１０の判定の結果、最新（直近）の判定値ＤＶｎと最初の判定値ＤＶ１との差がしきい値ＴＶ未満でない、すなわち、しきい値ＴＶ以上である場合、湿度センサ１１５が出力する静電容量値Ｃ１が所定の値以上に変化（シフト）しており、湿度センサ１１５は交換しなければならないほどに劣化のレベル（程度、度合い）が高いものと考えられる。よって、劣化報知部１４２ｆは、発光部１３２に制御信号を出力して、発光部１３２を点灯または点滅させて報知する（Ｓ１１０）。これにより、湿度センサ１１５の劣化のレベルを自ら判断することが困難な利用者（ユーザ）に、容易に知らせることができる。
On the other hand, as a result of the determination in S110, if the difference between the latest (most recent) determination value DVn and the first determination value DV1 is not less than the threshold TV, that is, is equal to or greater than the threshold TV, the
本実施形態では、Ｓ１１１において、劣化報知部１４２ｆが発光部１３２を点灯または点滅させて報知する例を示したが、これに限定されない。例えば、劣化報知部１４２ｆは、発光部１３２に代えて、または、発光部１３２とともに、湿度センサ１１５が劣化している旨を表示部１３１に表示（報知）するようにしてもよい。また、湿度測定装置１００がスピーカなどの音声出力手段をさらに備え、劣化報知部１４２ｆは、音声出力手段により湿度センサ１１５が劣化している旨を報知するようにしてもよいし、あるいは、表示部１３１、発光部１３２、および音声出力手段のうちの少なくとも二つを組み合わせて、湿度センサ１１５が劣化している旨を報知してもよい。
In the present embodiment, in S111, the
また、本実施形態では、Ｓ１１１において、劣化報知部１４２ｆが発光部１３２に制御信号を出力する例を示したが、これに限定されない。劣化報知部１４２ｆは、発光部１３２に代えて、または、発光部１３２とともに、アナログ出力部１５０およびデジタル通信部１６０のうちの少なくとも一方に、制御信号を出力するようにしてもよい。これにより、温湿度測定装置１００に接続する外部機器に湿度センサ１１５の劣化のレベルを報知することが可能となる。
Moreover, in this embodiment, although the
Ｓ１１１の後、ＣＰＵ１４２は、例えば、電源スイッチが切断されて湿度測定装置１００が停止するか、あるいは入力部１３３からリセット信号が入力されるまで、Ｓ１０２のステップに戻り、以降のステップを再度行う。
After S111, for example, the
本実施形態では、Ｓ１１０において、劣化判定部１４２ｅが１つのしきい値ＴＶに基づいて、湿度センサの劣化のレベルを判定する例を示したが、これに限定されない。例えば、初期処理Ｓ１０１において、ＣＰＵ１４２は、複数、例えば２つのしきい値ＴＶ１，ＴＶ２（ＴＶ１＜ＴＶ２）を設定する。この場合、Ｓ１１０において、劣化判定部１４２ｅは、最新（直近）の判定値ＤＶｎと最初の判定値ＤＶ１との差が、しきい値ＴＶ１未満である場合（｜ＤＶｎ−ＤＶ１｜＜ＴＶ１）と、しきい値ＴＶ１以上しきい値ＴＶ２未満である場合（ＴＶ１≦｜ＤＶｎ−ＤＶ１｜＜ＴＶ２）と、しきい値ＴＶ２以上である場合（ＴＶ２≦｜ＤＶｎ−ＤＶ１｜）と、の３つの場合に場合分けする。そして、Ｓ１１１において、劣化報知部１４２ｆは、最新（直近）の判定値ＤＶｎと最初の判定値ＤＶ１との差が、しきい値ＴＶ１以上しきい値ＴＶ２未満である場合（ＴＶ１≦｜ＤＶｎ−ＤＶ１｜＜ＴＶ２）には、例えば、劣化報知部１４２ｆが発光部１３２を点滅させ、湿度センサ１１５の劣化が注意（警戒）の必要なレベルである旨を報知する。また、劣化報知部１４２ｆは、最新（直近）の判定値ＤＶｎと最初の判定値ＤＶ１との差が、しきい値ＴＶ２以上である場合（ＴＶ２≦｜ＤＶｎ−ＤＶ１｜）には、例えば、劣化報知部１４２ｆが発光部１３２を点灯させ、または発光部１３２の点滅のスピードを上げて（間隔を短くして）、湿度センサ１１５の劣化が交換の必要なレベルである旨を報知する。これにより、湿度センサ１１５の劣化のレベルを段階的に判定し、判定されレベルに応じて段階的に報知することができる。
In the present embodiment, the example in which the
このように、本実施形態における湿度測定装置１００によれば、湿度と静電容量とが線型性を有する湿度静電容量情報に基づいて、湿度センサ１１５から出力された静電容量値Ｃ１が湿度理論値ＨＲ１に変換され、ヒータ１１６による湿度センサ１１５の加熱開始から所定時間内に湿度センサ１１５から出力された静電容量値Ｃ１の湿度理論値ＨＲ１に基づいて、湿度センサ１１５の劣化のレベルが判定される。ここで、静電容量式（静電容量変化型）の湿度センサ１１５において、湿度静電容量特性は、図９および図１０において実線で示すグラフＬ１のように、線型性を有していない（非線型性を有する）。一方、劣化した湿度センサ１１５において、湿度静電容量特性は、図９および図１０において破線で示すグラフＬ２のように、劣化していない湿度センサ１１５の湿度静電容量特性のグラフＬ１と比較して、所定の値だけ変化（シフト）する。
As described above, according to the
本実施形態の湿度測定装置１００では、図６に示すメモリ１４５に、湿度静電容量情報として、図１１において太線で示すグラフＬ３の情報が、例えば、テーブル形式で記憶されている。湿度静電容量情報は、静電容量が全ての範囲の湿度に対して線型性を有する理論的な関係を示す。そのため、湿度静電容量情報に基づく湿度は、実際には存在しない負の値を取ることがある。一方、劣化した湿度センサ１１５において、湿度静電容量情報は、図１１において太破線で示すグラフＬ４のように、劣化していない湿度センサ１１５の湿度静電容量情報のグラフＬ３と比較して、所定の値だけ変化（シフト）する。湿度センサ１１５の劣化によって、湿度センサ１１５から出力された静電容量値Ｃ１が、例えば、図１１に示すように、１６２［ｐＦ］から１６４［ｐＦ］に変化する場合、湿度静電容量情報に基づいて変換される湿度理論値ＨＲ１は、−１５［％］から−５［％］になり、図９に示した高湿度の範囲における湿度静電容量特性と同様に、１０［％］の変化として表れる。このように、湿度センサ１１５から出力された静電容量値Ｃ１が線型性を有する湿度理論値ＨＴ１に変換されるので、実際の湿度がゼロ付近の低湿度の範囲であっても、湿度理論値ＨＴ１には、湿度センサ１１５の劣化による変化が大きく表れる。よって、湿度センサ１１５に加熱開始から所定時間内に、湿度センサ１１５が出力された静電容量値Ｃ１の湿度理論値ＨＴ１に基づいて判定することにより、従来の湿度測定装置と比較して、湿度センサの劣化のレベルを正確に判定することが可能となる。これにより、適切な時期に湿度センサ１１５を交換することができ、信頼性の高い湿度を継続して測定することができる。
In the
また、本実施形態における湿度測定装置１００によれば、湿度理論値ＨＴ１に基づく湿度出力値Ｈが表示され、湿度理論値ＨＴ１が負の値であるとき、湿度出力値Ｈがゼロである。ここで、湿度静電容量情報は湿度と静電容量とが線型性を有する理論的な関係を示すので、図１１のグラフＬ３に示すように、静電容量値Ｃ１に対して、湿度理論値ＨＲ１が実際には存在しない負の値を取ることがある。よって、湿度理論値ＨＴ１に基づく湿度出力値Ｈが表示され、湿度理論値ＨＲ１が実際には存在しない負の値であるときに、湿度出力値Ｈがゼロであることにより、劣化のレベルを判定するため（判定用）の湿度理論値ＨＴ１を用いて、湿度出力値Ｈを表示することができるとともに、負の値である湿度理論値ＨＴ１をそのまま表示するのを防止することができる。これにより、装置の故障や測定異常を疑われたり、測定結果に基づく制御に悪影響を及ぼしたりするおそれを低減することができ、湿度理論値ＨＴ１に基づく湿度出力値Ｈの信頼性を保つ（維持）することができる。
Moreover, according to the
また、本実施形態における湿度測定装置１００によれば、湿度センサ１１５による湿度の検出開始から所定時間を経過するまでに、ヒータ１１６による湿度センサ１１５の加熱終了後に湿度センサ１１５により出力された静電容量値Ｃ１の湿度理論値ＨＲ１が、基準値として設定され、ヒータ１１６による湿度センサ１１５の加熱開始から所定時間内に湿度センサ１１５により出力された静電容量値Ｃ１の湿度理論値ＨＲ１である判定値ＤＶ１と基準値との差に基づいて、湿度センサ１１５の劣化のレベルが判定される。ここで、湿度センサ１１５による湿度の検出を開始してからある程度の時間を経過するまでは、湿度センサ１１５が劣化していない状態、または、ほとんど劣化していない状態であると考えられる。よって、例えば、最初の湿度センサ１１５の加熱開始から所定時間内の湿度理論値ＨＴ１である判定値ＤＶ１（基準値）と最新（直近）の湿度センサ１１５の加熱終了後の湿度理論値ＨＴ１である判定値ＤＶｎとの差は、現時点の湿度センサ１１５の劣化のレベルを表すことになる。これにより、湿度センサ１１５の劣化のレベルを、容易かつ正確に、判定することができる。
Further, according to the
また、本実施形態における湿度測定装置１００によれば、劣化判定部１４２ｆの判定結果に基づいて、湿度センサ１１５の劣化のレベルが報知される。これにより、湿度センサ１１５の劣化のレベルを自ら判断することが困難な利用者（ユーザ）に、容易に知らせることができる。
Moreover, according to the
また、本実施形態における劣化検査方法によれば、湿度理論値変換部１４２ａによって、湿度と静電容量とが線型性を有する湿度静電容量情報に基づいて、湿度センサ１１５から出力された静電容量値Ｃ１が湿度理論値ＨＲ１に変換され、劣化判定部１４２ｅによって、ヒータ１１６による湿度センサ１１５の加熱開始から所定時間内に湿度センサ１１５から出力された静電容量値Ｃ１の湿度理論値ＨＲ１に基づいて、湿度センサ１１５の劣化のレベルが判定される。ここで、静電容量式（静電容量変化型）の湿度センサ１１５において、湿度静電容量特性は、図９および図１０において実線で示すグラフＬ１のように、線型性を有していない（非線型性を有する）。一方、劣化した湿度センサ１１５において、湿度静電容量特性は、図９および図１０において破線で示すグラフＬ２のように、劣化していない湿度センサ１１５の湿度静電容量特性のグラフＬ１と比較して、所定の値だけ変化（シフト）する。
In addition, according to the deterioration inspection method in the present embodiment, the electrostatic capacity output from the
本実施形態の劣化判定方法では、図６に示すメモリ１４５に、湿度静電容量情報として、図１１において太線で示すグラフＬ３の情報が、例えば、テーブル形式で記憶されている。湿度静電容量情報は、静電容量が全ての範囲の湿度に対して線型性を有する理論的な関係を示す。そのため、湿度静電容量情報に基づく湿度は、実際には存在しない負の値を取ることがある。一方、劣化した湿度センサ１１５において、湿度静電容量情報は、図１１において太破線で示すグラフＬ４のように、劣化意していない湿度センサ１１５の湿度静電容量情報のグラフＬ３と比較して、所定の値だけ変化（シフト）する。湿度センサ１１５の劣化によって、湿度センサ１１５から出力された静電容量値Ｃ１が、例えば、図１１に示すように、１６２［ｐＦ］から１６４［ｐＦ］に変化する場合、湿度静電容量情報に基づいて変換される湿度理論値ＨＲ１は、−１５［％］から−５［％］になり、図９に示した高湿度の範囲における湿度静電容量特性と同様に、１０［％］の変化として表れる。このように、湿度センサ１１５から出力された静電容量値Ｃ１が線型性を有する湿度理論値ＨＴ１に変換されるので、実際の湿度がゼロ付近の低湿度の範囲であっても、湿度理論値ＨＴ１には、湿度センサ１１５の劣化による変化が大きく表れる。よって、湿度センサ１１５に加熱開始から所定時間内に、湿度センサ１１５が出力された静電容量値Ｃ１の湿度理論値ＨＴ１に基づいて判定することにより、従来の劣化判定方法と比較して、湿度センサの劣化のレベルを正確に判定することが可能となる。これにより、適切な時期に湿度センサ１１５を交換することができ、信頼性の高い湿度を継続して測定することができる。
In the deterioration determination method of the present embodiment, the information of the graph L3 indicated by the bold line in FIG. 11 is stored in the
なお、前述した実施形態の構成は、組み合わせたりあるいは一部の構成部分を入れ替えたりしたりしてもよい。また、本発明の構成は前述した実施形態のみ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てもよい。 The configurations of the above-described embodiments may be combined or some components may be replaced. The configuration of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the scope of the present invention.
１００…湿度測定装置
１１５，１２５…湿度センサ
１１６，１２６…ヒータ
１３１…表示部
１３３…発光部
１４２…ＣＰＵ
１４２ａ…湿度理論値変換部
１４２ｂ…加熱制御部
１４２ｃ…湿度理論値記録部
１４２ｄ…出力制御部
１４２ｅ…劣化判定部
１４２ｆ…劣化報知部
１４５…メモリ
DESCRIPTION OF
142a ... Humidity theoretical
Claims (5)
前記湿度センサを加熱するヒータと、
前記湿度と前記静電容量とが線型性を有する湿度静電容量情報を記憶する記憶部と、
前記湿度静電容量情報に基づいて、前記湿度センサから出力された静電容量値を湿度理論値に変換する変換部と、
前記ヒータによる前記湿度センサの加熱開始から一の所定時間内に前記湿度センサから出力された前記静電容量値の前記湿度理論値に基づいて、前記湿度センサの劣化のレベルを判定する判定部と、を備える
ことを特徴とする湿度測定装置。 A humidity sensor that detects humidity in the atmosphere of the measurement environment and outputs a capacitance according to the humidity;
A heater for heating the humidity sensor;
A storage unit for storing humidity capacitance information in which the humidity and the capacitance have linearity;
Based on the humidity capacitance information, a conversion unit that converts the capacitance value output from the humidity sensor into a theoretical humidity value;
A determination unit that determines a level of deterioration of the humidity sensor based on the humidity theoretical value of the capacitance value output from the humidity sensor within one predetermined time from the start of heating of the humidity sensor by the heater; A humidity measuring device comprising:
前記湿度出力値は、前記湿度理論値が負の値であるとき、ゼロである
ことを特徴とする請求項１に記載の湿度測定装置。 A display unit for displaying a humidity output value based on the theoretical humidity value;
The humidity measurement apparatus according to claim 1, wherein the humidity output value is zero when the theoretical humidity value is a negative value.
前記判定部は、前記ヒータによる前記湿度センサの加熱開始から前記一の所定時間内に前記湿度センサにより出力された前記静電容量値の前記湿度理論値と前記基準値との差に基づいて、前記湿度センサの劣化のレベルを判定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の湿度測定装置。 The capacitance value output by the humidity sensor within one predetermined time from the start of heating of the humidity sensor by the heater until another predetermined time elapses from the start of detection of the humidity by the humidity sensor. A setting unit for setting the theoretical humidity value as a reference value;
The determination unit is based on the difference between the theoretical humidity value and the reference value of the capacitance value output by the humidity sensor within the predetermined time from the start of heating of the humidity sensor by the heater, The humidity measuring apparatus according to claim 1, wherein a level of deterioration of the humidity sensor is determined.
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の湿度測定装置。 The humidity measuring device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a notification unit that notifies a level of deterioration of the humidity sensor based on a determination result of the determination unit.
前記変換部が、前記湿度静電容量情報に基づいて、前記湿度センサから出力された静電容量値を湿度理論値に変換するステップと、
前記判定部が、前記ヒータによる前記湿度センサの加熱開始から一の所定時間内に前記湿度センサから出力された前記静電容量値の前記湿度理論値に基づいて、前記湿度センサの劣化のレベルを判定するステップと、を備える
ことを特徴とする劣化検査方法。 A humidity sensor that detects the humidity in the atmosphere of the measurement environment and outputs a capacitance according to the humidity, a heater that heats the humidity sensor, and a humidity electrostatic device in which the humidity and the capacitance are linear. In a humidity measurement device comprising a storage unit for storing capacity information, a conversion unit, and a determination unit, a deterioration inspection method for inspecting deterioration of the humidity sensor,
Converting the capacitance value output from the humidity sensor into a theoretical humidity value based on the humidity capacitance information;
The determination unit determines the level of deterioration of the humidity sensor based on the humidity theoretical value of the capacitance value output from the humidity sensor within one predetermined time from the start of heating of the humidity sensor by the heater. And a step of determining. A deterioration inspection method comprising:
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