TWI554755B - A hygrometer and a constant temperature and humidity tank with the hygrometer - Google Patents

A hygrometer and a constant temperature and humidity tank with the hygrometer Download PDF

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TWI554755B
TWI554755B TW102108953A TW102108953A TWI554755B TW I554755 B TWI554755 B TW I554755B TW 102108953 A TW102108953 A TW 102108953A TW 102108953 A TW102108953 A TW 102108953A TW I554755 B TWI554755 B TW I554755B
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Description

濕度計及具有該濕度計之恒溫恒濕槽
本發明係關於濕度計及具有該濕度計之恒溫恒濕槽。
如專利文獻1所揭露的，已知有濕度計，其使用配置為跨越由斷熱部所分隔的測定空間和外部空間的類似如熱管等的傳熱部，能夠測定在測定空間內的濕度。
另外，本申請人提出以下的濕度計，以作為上述濕度計改良後的結果(參照專利文獻2)。
具體而言，在專利文獻2中揭露的濕度計中，藉由計算，由在位於傳熱部的測定空間內的部位產生凝露的狀態時所檢出的傳熱部的溫度、測定空間的溫度、及外部空間的溫度，求出測定空間的濕度。
習知技術文獻 專利文獻
專利文獻1：專利第4837777號公報
專利文獻2：特開2012-083206號公報
在專利文獻2所揭露的濕度計中，在求出測定空間的濕度時的計算當中，係使用外部空間的溫度。因此，即使測定空間的濕度是一定的，也會因為檢測出的外部空間的溫度 變動，而使得該濕度計所求出的濕度(濕度值)變動。
本發明的目的為，提供濕度計及具有該濕度計之恒溫恒濕槽，其能夠精準地測定測定空間的濕度。
本發明人，為了達到上述目的而得到如後的見解。
此見解係有關於在傳熱部中的熱收支。具體言之，該見解為，在將熱強制地從傳熱部放出以使得放熱量一定的情況下，係關於在傳熱部中位於測定空間內的部位產生凝露時的熱收支。像這樣產生凝露時，從測定空間進入傳熱部的顯熱和由該凝露而供給給該傳熱部的潛熱加起來的熱量，就等於從該傳熱部強制放出的熱量，如上述的熱收支成立，和測定空間的濕度及外部空間的溫度無關。
基於此見解，本發明人著眼於測定空間的水蒸氣壓並精查該熱收支的結果，發現：傳熱部的溫度及測定空間的溫度和測定空間的水蒸氣壓之間成立既定的關係式，而與外部空間的溫度無關。在此，濕度(相對濕度)為，水蒸氣壓相對於飽和水蒸氣壓的分壓。因此，若能夠求出測定空間的水蒸氣壓和溫度，就能夠由這些水蒸氣壓和溫度而容易地求出測定空間的濕度(相對濕度)。
本發明係為，基於上述各溫度和測定空間的水蒸氣壓之間的關係式而做成。依據本發明一樣態的濕度計係為測定測定空間的濕度的濕度計，包括：傳熱部，從該測定空間朝向藉由斷熱部相對於該測定空間分隔而成的外部空間延伸；放熱量控制部，使得熱從該傳熱部向該外部空間放出，以使得放 出到該外部空間的熱量為一定；計算裝置，算出該測定空間的濕度。其中，該計算裝置，在藉由該放熱量控制部使得從該傳熱部向該外部空間放出的熱量為一定的狀態下，使用依據在該傳熱部中位於該測定空間內的部位產生凝露時在該傳熱部中的熱收支的關係式，由該傳熱部的溫度和該測定空間的溫度算出該測定空間的濕度。
另外，本發明另一樣態的恒溫恒濕槽，其包括：圍住既定的測定空間的斷熱部；測定該測定空間的濕度的濕度計；溫濕度調整部，其依據該濕度計的測定結果，調整該測定空間內的溫度及濕度的至少一方。
再者，本發明另外一樣態的濕度計，其係為測定空間內的濕度的濕度計，其包括：傳熱部，從配置於該空間內的第1位置的第1端部，延伸到配置於和該第1位置隔著間隔的第2位置的第2端部，並且，能夠將從該空間進入該第1端部的熱輸送到該第2端部；放熱量控制部，使得熱從該傳熱部的該第2端部向該空間放出，以使得放出到該空間的熱量為一定；計算裝置，算出該測定空間的濕度。其中，該計算裝置，在藉由該放熱量控制部使得從該第2端部向該空間放出的熱量為一定的狀態下，使用依據至少在該第1端部產生凝露時在該傳熱部中的熱收支的關係式，由該傳熱部的溫度和該空間的溫度算出該空間的濕度。
10、10A、10B‧‧‧濕度計
12、12B‧‧‧傳熱部
12a‧‧‧內側部位(位於測定空間內的部位)
12b‧‧‧端部
12c‧‧‧外側部位
14‧‧‧傳熱部溫度感測器(傳熱部溫度檢測部)
16‧‧‧測定空間溫度感測器(測定空間溫度檢測部)
20、20B、120‧‧‧放熱量控制部
22‧‧‧帕耳帖模組(帕耳帖裝置)
22a‧‧‧吸熱部位(冷卻部位)
22b‧‧‧放熱部位(加熱部位)
24‧‧‧電力供給部
30‧‧‧濕度計本體
32‧‧‧計算部(計算裝置)
34‧‧‧輸出部
100‧‧‧斷熱壁
100a‧‧‧凹部
100b‧‧‧貫通孔
101‧‧‧恒溫恒濕槽
102‧‧‧溫濕度調整部
122‧‧‧空氣供給部
124‧‧‧溫度調整部
124a‧‧‧空氣冷卻部
124b‧‧‧控制部
126‧‧‧導引部
e‧‧‧測定空間的水蒸氣壓
es‧‧‧測定空間的飽和水蒸氣壓
ese‧‧‧傳熱部溫度的飽和水蒸氣壓
qc‧‧‧放熱量
qCon‧‧‧因為凝露而供給至傳熱部12的潛熱
qHeat‧‧‧從測定空間S1進入傳熱部12的顯熱
S1‧‧‧測定空間
S2‧‧‧外部空間
t‧‧‧測定空間溫度
te‧‧‧傳熱部溫度
U‧‧‧相對濕度(濕度)
第1圖為本發明第1實施形態的濕度計的概略構成圖。
第2圖為用以說明該濕度計的功能的方塊圖。
第3圖為用以說明該濕度計的傳熱部中的熱收支的概念圖。
第4圖為本發明第2實施形態的濕度計的概略構成圖。
第5圖為本發明第3實施形態的濕度計的概略構成圖。
第6圖(A)為，測定空間內為高溫高濕狀態(溫度為攝氏85度，濕度為85%的狀態)時，乾濕球濕度計以及作為比較例的濕度計所測定之結果的一例。(B)為測定空間內為高溫高濕狀態(溫度為攝氏85度，濕度為85%的狀態)時，乾濕球濕度計以及第1實施形態的濕度計所測定之結果的一例。
第7圖(A)為，測定空間內為低溫高濕狀態(溫度為攝氏35度，濕度為85%的狀態)時，乾濕球濕度計以及作為比較例的濕度計所測定之結果的一例。(B)為測定空間內為低溫高濕狀態(溫度為攝氏35度，濕度為85%的狀態)時，乾濕球濕度計以及第1實施形態的濕度計所測定之結果的一例。
第8圖為顯示依據本發明其他實施形態的濕度計中傳熱部溫度感測器的概略構成的圖。
以下參照所附之圖式，說明本發明的實施形態。
<第1實施形態>
第1圖為概略地顯示具有本發明第1實施形態的濕度計的恒溫恒濕槽的構造的圖。第2圖為用以說明第1圖所示之濕度計的功能的方塊圖。第3圖為用以說明第1圖所示之濕度計的傳熱部中的熱收支的概念圖。首先，參照第1圖到第 3圖，說明本發明第1實施形態的濕度計的構成。
本實施形態的濕度計，係為用以測定測定空間S1內的濕度(相對濕度)的裝置，如第1圖及第2圖所示，其包括：傳熱部12、傳熱部溫度感測器(傳熱部溫度檢測部)14、測定空間溫度感測器(測定空間溫度檢測部)16、具有帕耳帖模組(帕耳帖裝置)22的放熱量控制部20、濕度計本體30。
傳熱部12係由熱管所構成，其構成為：作為作動流體的水在檢壓狀態下被封入其內部，並且能使熱管現象產生。在此所謂的熱管現象意指，被封入的作動流體在既定的場所反覆蒸發及凝縮，藉此，隨著作動流體從蒸發的地方往凝縮的地方的作動流體的流動，而使得熱被傳遞。
該傳熱部12，從測定空間S1向該測定空間S1外側的外部空間S2延伸。
在此，測定空間S1為，例如，由斷熱壁100(斷熱部)所圍住的恒溫恒濕槽101的內側空間。另一方面，外部空間S2為該恒溫恒濕槽101外側的空間。亦即，該恒溫恒濕槽101具有濕度計10。
具體言之，恒溫恒濕槽101包括：圍住測定空間S1的斷熱壁(斷熱部)100、濕度計10、溫濕度調整部102，能夠控制測定空間S1(詳言之，為測定空間S1內的空氣)的溫度和濕度。在構成該恒溫恒濕槽101的天壁部的斷熱壁100上，形成由外部空間S2朝向測定空間S1凹陷的凹部100a。放熱量控制部20的帕耳帖模組22嵌入該凹部100a中。在凹部100a的底部，設有將測定空間S1和外部空間S2連通的貫 通孔100b。
溫濕度調整部102依據濕度計10的測定結果，調整測定空間S1內的溫度(測定空間溫度)t及濕度U的至少一方。
傳熱部12，其一方側的端部12b***貫通孔100b中。而且，傳熱部12和嵌入凹部100a的帕耳帖模組22以可熱傳導(熱交換)的方式連接。傳熱部12的另一側的端部側的部位12a，位(露出)於測定空間S1內。在下文中，將傳熱部12中的位於該測定空間S1內的部位稱之為內側部位12a。該傳熱部12，不只是以垂直立起的姿勢配置，只要熱管現象可以產生，就也可以配置為傾斜的姿勢，或者，也可以配置為水平姿勢。
再者，在本實施形態中，雖是使用熱管作為傳熱部12，但並不以此為限。例如，傳熱部12也可以是中實的銅製棒體。亦即，相較於熱從測定空間S1進入傳熱部12時的熱阻、以及由放熱量控制部20從傳熱部12放出到外部空間S2時的熱阻，傳熱部12係構成為，使得在熱沿著傳熱部12的表面或在傳熱部12的內部移動時的熱阻非常小就可以了。
傳熱部溫度感測器14，係為檢測出用於為了求出相對濕度U的計算的傳熱部12的溫度(傳熱部溫度)te的感測器。本實施形態的傳熱部溫度感測器14檢測出傳熱部12的外面(表面)的溫度，並輸出相應於該檢測結果的信號。具體言之，傳熱部溫度感測器14係安裝於，位於測定空間S1內的內側部位12a的端部附近的外面。另外，傳熱部溫度感測器14 也可以不配置為和傳熱部12(內側部位12a)的外面接觸。亦即，傳熱部溫度感測器14也可以構成為以非接觸的方式測定傳熱部12的溫度，也可以在埋入傳熱部12內的狀態下測定傳熱部12的溫度。另外，傳熱部溫度感測器14，在傳熱部12由熱管構成的情況下，也可以配置為和熱管的內面接觸。
測定空間溫度感測器16係為，檢測為了求出相對濕度U的計算中所使用的測定空間S1的溫度(測定空間溫度)t的感測器。該測定空間溫度感測器16係配置於測定空間S1內，檢測出測定空間S1內的溫度t，並輸出相應於該檢測結果的信號。
放熱量控制部20包括：帕耳帖模組22、及將電力供給帕耳帖模組22的電力供給部24。該放熱量控制部20，控制從電力供給部24到帕耳帖模組22的電力供給量，以使得放出到外部空間S2的熱量為一定。
帕耳帖模組(帕耳帖裝置)22，在嵌入恒溫恒濕槽101的凹部100a的狀態下，和傳熱部12的另一側的端部12b連接。具體言之，帕耳帖模組22具有吸熱部位(冷卻部位)22a及放熱部位(加熱部位)22b。吸熱部位22a，係在嵌入凹部100a的狀態下，以可以熱交換(可冷卻)的方式和傳熱部12的另一側的端部12b連接。藉由將帕耳帖模組22如此配置，在傳熱部12中的內側部位12a以外的部位，係被斷熱壁(斷熱部)100和帕耳帖模組22圍住。如此，傳熱部12的一端部(另一側的端部12b)不會在外部空間S2露出，而成為熱僅能透過帕耳帖模組22，從傳熱部12的一端部放出到外部空間 S2的配置(無法從傳熱部12直接放熱到外部空間S2的狀態)。因此，能夠容易地執行從傳熱部12放出到外部空間S2的熱量的控制。亦即，本實施形態的濕度計10，藉由控制供給至帕耳帖模組22的電力，來控制透過帕耳帖模組22而從傳熱部12放出到外部空間S2的熱量。
在此帕耳帖模組22中，當電力從電力供給部24供給時，吸熱部位22a從傳熱部12的另一側的端部12b吸熱(亦即，使另一側的端部12b冷卻)，並由放熱部位22b將該熱放出到外部空間S2。此時，在傳熱部12中，作動流體在內側部位12a內蒸發，並且，氣體狀的作動流體在另一側的端部12b內凝縮，藉此，從測定空間S1進入傳熱部12的內側部位12a的熱，移動到另一側的端部12b，並傳熱給帕耳帖模組22。
電力供給部24，可以把一定的電力供給帕耳帖模組22。本實施形態的電力供給部24，雖是配置在濕度計本體30中，但並不限於此配置方式，也可以獨立於濕度計本體30設置。
藉由該電力供給部24將一定的電力供給帕耳帖模組22(例如，施加一定的電壓，或者供給一定的電流)，透過帕耳帖模組22從傳熱部12放出到外部空間S2的熱量是一定的。
濕度計本體30，算出測定空間S1內的濕度U，並顯示(輸出)該已算出的濕度U。該濕度計本體30包括：算出相對濕度U的計算部(計算裝置)32、在計算部32的計算結果輸出至外部的輸出部34、以及電力供給部24。各感測器 14及16係以可以分離的方式連接於本實施形態的濕度計本體30。
計算部32，接收來自各感測器14及16的信號並算出濕度U。具體言之，計算部32，使用由傳熱部溫度感測器14檢測出的傳熱部溫度te、及由測定空間溫度感測器16檢測出的測定空間溫度t，算出測定空間S1的相對濕度U。詳言之，在計算部32中事先儲存了以下的式(1)(既定的關係式)、及以下的式(2)，該計算部32使用上述的式(1)及式(2)，從傳熱部溫度te及測定空間溫度t算出測定空間S1的相對濕度U。
在此，式(1)的A為係數，t為測定空間溫度(測定空間S1內的空氣的溫度)，te為傳熱部溫度(傳熱部12的表面溫度)，ese為傳熱部溫度te的飽和水蒸氣壓，p為測定空間S1的壓力，δ為境膜厚度，qc為從傳熱部12向外部空間S2的放熱量。另外，式(2)的es為測定空間溫度t的飽和水蒸氣壓。
具體言之，計算部32，首先使用式(1)，從傳熱部溫度te及測定空間溫度t算出測定空間S1的水蒸氣壓(水蒸氣分壓)e。繼之，計算部32使用式(2)，從該水蒸氣壓e 和測定空間溫度t的飽和水蒸氣壓es算出測定空間S1的相對濕度U。此時所使用的飽和水蒸氣壓es為，計算部32從事先儲存在計算部32的表格中所記憶的資料中讀取出來的。在表格中記憶了例如溫度、和各溫度的飽和水蒸氣壓對應的資料。
式(1)為，為了使得放出到外部空間S2的熱量qc為一定，在將熱從傳熱部12強制放出到外部空間S2的狀態下，且在內側部位12a產生凝露的狀態下，基於傳熱部12的熱收支的式。該式(1)係如後述般求出。
當強制地將熱從傳熱部12向外部空間S2放出以使得放出到外部空間S2的熱量qc為一定時，藉由傳熱部12內的作動流體，將熱從測定空間S1側向外部空間S2側(另一側的端部12b)傳遞。藉此，傳熱部溫度te為測定空間S1的露點以下，在傳熱部12的內側部位12a產生凝露。此時因為凝露而從測定空間S1供給至傳熱部12的潛熱為qCon，從測定空間S1進入傳熱部12的顯熱為qHeat，則潛熱qCon和顯熱qHeat分別由下述的式(3-1)及式(3-2)表示。
在式(3-1)及式(3-2)中，Hv為水的潛熱，D為水蒸氣擴散係數，P0為大氣壓，R為氣體常數，λ為空氣的熱 傳導率。
在此，為了使得放出到外部空間S2的熱量qc為一定，在將熱從傳熱部12強制放出到外部空間S2的狀態下，在傳熱部12的內側部位12a產生凝露。此時，和測定空間S1的相對濕度U及外部空間S2的溫度無關，後述的熱收支成立。此熱收支為，從測定空間S1供給至傳熱部12的顯熱qHeat、和因為該凝露而供給至傳熱部12的潛熱qCon加起來的熱量，等於強制地從傳熱部12向外部空間S2放出的熱量qc。
因此，在qCon、qHeat、qc之間，如後述式(4)所表示的關係是成立的(參見第3圖)。
式(4)qc=qCon+qHeat…(4)
繼之，藉由將上述的式(3-1)及式(3-2)代入式(4)中進行整理，而成立了用以求出測定空間S1內的空氣的水蒸氣壓e的關係式(5)。
將在此式(5)中由第2項的虛線圍起來的式子，和由第3項的由虛線圍起來的式子，分別代換為係數A，藉此可以得到上述的式(1)。
輸出部34接收計算部32的計算結果，並輸出測定空間S1的相對濕度U。本實施形態的輸出部34，係構成為 顯示計算結果。再者，輸出部34並不限定於顯示計算結果的構成。例如，輸出部也可以構成為，輸出用以將該計算結果顯示於液晶顯示器等的外部的顯示裝置的信號。另外，輸出部也可以構成為藉由印字等輸出。
如上述構成的濕度計10中，如下述般測定測定空間S1的相對濕度U。
首先，當濕度計本體30啟動時，電力供給部24將一定的電力供給帕耳帖模組22。在本實施形態中，電力供給部24將一定的電流供給帕耳帖模組22。藉此，能夠使得透過帕耳帖模組22，從傳熱部12放出到外部空間S2的放熱量qc為一定。其結果為，傳熱部12的內側部位12a的溫度下降，而測定空間S1變成露點溫度以下。藉此，內側部位12a凝露。當此狀態持續既定的時間時，傳熱部12的溫度成為平衡狀態而穩定下來。
繼之，計算部32，接收表示傳熱部溫度感測器14的檢測結果的信號(亦即，表示傳熱部溫度te的信號)、以及表示測定空間溫度感測器16的檢測結果的信號(亦即，表示測定空間溫度t的信號)。繼之，計算部32，將來自各感測器14及16的各信號所表示的溫度，分別代入式(1)進行計算。藉此算出測定空間S1的水蒸氣壓e。
例如，在第3圖所示的例子中係表示如後的情況，傳熱部溫度te為攝氏79.6度，測定空間溫度t為攝氏85.0度，藉由帕耳帖模組22而從傳熱部12放出到外部空間S2的熱量(穗熱量)為20336W/m2。此時計算部32，將這些值代入式 (1)，藉此求出水蒸氣壓e。繼之，計算部32，當算出測定空間S1的水蒸氣壓e時，將此水蒸氣壓e(在第3圖所示之例子中，e=49.1)和測定空間溫度感測器16檢測出的測定空間溫度t的飽和水蒸氣壓es分別代入式(2)，計算出相對濕度U。
藉此所求出的測定空間S1的相對濕度U(在上述的例子中為85%)則由計算部32輸出到輸出部34。輸出部34顯示(輸出)由計算部32算出的測定空間S1的相對濕度U。
依據上述的濕度計10，為使得被放出的熱量(從傳熱部12向外部空間S2的放熱量)qc為一定，藉由將熱從傳熱部12強制放出到外部空間S2，使得位於傳熱部12的測定空間S1的部位12a凝露。而且，使用式(1)導出測定空間S1的濕度U。因此，能夠精確地求出測定空間S1的濕度U，而不受外部空間S2的溫度的影響。
具體言之，依據不將外部空間S2的溫度作為參數的式(1)及式(2)來求出濕度U。藉此，能夠在計算濕度U時減少外部空間S2的溫度的影響。因為強制地將熱從傳熱部12向外部空間S2放出以使得放出到外部空間S2的熱量qc為一定(既定的值)，傳熱部12的溫度不受到外部空間S2的溫度及其變動的影響而得以穩定。因此，在濕度計10中，雖然在式(1)向外部空間S2放熱的傳熱部12的溫度(傳熱部溫度) 被使用作為參數，但能夠不受該外部空間S2的溫度及其變動的影響而能夠精確求出測定空間S1的濕度。
再者，該濕度計10，不像傳統的乾濕球濕度計那樣必須要有紗布，因為能夠減少變舊而使吸水力變差時就要替換紗布的維護作業負擔。因此，在本實施形態的濕度計10中，能夠減少維護作業負擔，同時能夠使構造簡化。
另外，在本實施形態的濕度計10中，藉由傳熱部溫度感測器14檢測出傳熱部12的外面(表面)溫度，因此，相較於在傳熱部12的內部檢測出傳熱部12的溫度的情況，能夠簡化傳熱部12的構造及傳熱部溫度感測器14的構造。
再者，第1實施形態的濕度計10中，傳熱部溫度感測器14檢測出內側部位12a(在本實施形態中為測定空間S1的側的端部附近)的外面(表面)溫度。但是，藉由傳熱部溫度感測器14檢測出傳熱部溫度te的位置，並不限定於此位置。例如，傳熱部溫度感測器14也可以配置為，檢測出斷熱壁100中的傳熱部12的表面溫度。傳熱部12的外面(表面)溫度，容易受到風等的外部騷動的影響，所以傳熱部溫度感測器14可以配置在不容易受到風的影響的斷熱壁100中。在此情況下，使用由傳熱部溫度感測器14測定的溫度來算出濕度U，藉此而抑制在求出的濕度U中因為外部騷動而產生的誤差。
<第2實施形態>
參照第4圖說明本發明的第2實施形態。在第2實施形態中，對於和上述第1實施形態相同的構成使用同樣的符號，並且省略其說明，僅針對不同的構成進行說明。
在第2實施形態的濕度計10A中，在傳熱部12的配置和放熱量控制部120的構成與第1實施形態的濕度計10不同。
傳熱部12配置為貫穿斷熱壁100。亦即，傳熱部12，配置為跨越測定空間S1內、及該測定空間S1外側的外部空間S2。因此，傳熱部12的一端部位於測定空間S1內，傳熱部12的另一端部則位於外部空間S2內。以下，將傳熱部12中位於外部空間S2內的部位稱之為外側部位12c。
放熱量控制部120包括：空氣供給部122、溫度調整部124及、導引部126。
空氣供給部122，形成朝向傳熱部12的外側部位(向外部空間S2側突出的部位)12c的空氣(外部氣體)流。在本實施形態中，空氣供給部122為送風扇。該空氣供給部122，向外側部位12c以一定的風量送風。本實施形態的空氣供給部122，在從外側部位12c的突出方向先端朝向斷熱壁100(外側部位12c的基端)側的方向送風。
溫度調整部124具有空氣冷卻部124a、控制部124b。
空氣冷卻部124a配置於空氣供給部122和外側部位12c之間，調整從空氣供給部122流向外側部位12c的空氣的溫度。該空氣冷卻部124a具有檢測出從空氣供給部122供給的空氣之溫度的溫度感測器(圖示省略)。
控制部124b依據空氣冷卻部124a的溫度感測器(圖略)所檢測出的溫度(從空氣供給部122供給的空氣之溫 度)，控制空氣冷卻部124a的冷卻能力。藉由調整空氣冷卻部124a的冷卻能力，將供給外側部位12c的空氣的溫度維持在一定。
依據上述的濕度計10A，也能強制地將熱從傳熱部12向外部空間S2放出以使得放出到外部空間S2的熱量qc為一定。藉此，在傳熱部12中位於測定空間內的部位12a凝露，再使用式(1)及式(2)導出測定空間S1的濕度。因此，能夠精確求出測定空間S1的濕度U而不受外部空間S2的溫度的影響。
導引部126，將由空氣冷卻部124a調整溫度後的空氣導向外側部位12c。藉由該導引部126引導調整溫度後的空氣，能夠防止外部氣體混入調整溫度後的空氣流中。藉此，一定溫度(既定的溫度)的空氣以一定的風量到達外側部位12c。而且，接收由外側部位12c而來的熱之空氣，從導引部126中斷熱壁100側的端部開口放出到外部空間S2。
另外，關於其他的構成、作用及效果，雖省略其說明，不過是和上述第1實施形態相同。
<第3實施形態>
參照第5圖說明本發明的第3實施形態。在第3實施形態中，對於和上述第1及第2實施形態相同的構成使用同樣的符號，並且省略其說明，僅針對不同的構成進行說明。
在第3實施形態的濕度計10B中，與第1及第2實施形態的濕度計10、10A不同，濕度計10B的全部構成可以配置在一個空間(測定空間)S1內。亦即，依據第3實施 形態的濕度計10B，即使不將傳熱部12B的熱放出到有別於測定濕度的空間(測定空間)S1的空間(第1及第2實施形態的外部空間)，也能夠測定測定空間S1的濕度。換言之，依據第3實施形態的濕度計10B，能夠將傳熱部12的熱放出到測定空間S1中，同時測定測定空間S1的濕度。
傳熱部12B，具有從第1端部120a延伸到第2端部120b的形狀，可以將從測定空間S1進入第1端部120a的熱傳遞到第2端部120b。和第1實施形態一樣，在第3實施形態中的傳熱部12B是熱管。第3實施形態的傳熱部12B，比第1及第2實施形態的傳熱部12短。此係因為後述的理由。因為傳熱部12B的溫度和測定空間S1的溫度差小，所以在第3實施形態中，藉由放熱量控制部20B(詳言之為帕耳帖模組22)，使得從傳熱部12B的第2端部120b向測定空間S1的放熱可能量變小。因此，在傳熱部12B中，來自測定空間S1的熱(顯熱)進入部位(在第5圖中比斷熱部材110靠下端側的部位)的表面積變小，藉此，即使來自第2端部120b的放熱量變小也能使該部位容易凝露。因此，第3實施形態的傳熱部12B，短於第1及第2實施形態的傳熱部12。藉此，使得濕度計10B的測定範圍變廣。
另外，傳熱部12B係配置為垂直立起的姿勢。此係由於，如本實施形態般，傳熱部12B是由熱管構成的情況下，藉由將熱管配置為立起的姿勢，使得熱管的熱阻變小，藉此，能夠增加來自第2端部120b的放熱量。其結果為，如本實施形態般，即使由帕耳帖模組22的放熱可能量變小，也能 夠使第1端部120a側的部位容易凝露。
放熱量控制部20B除了帕耳帖模組22及電力供給部24之外，還具有斷熱部材110。
斷熱部材110配置為圍住傳熱部12B的第2端部120b。該斷熱部材110使得在傳熱部12B中容易產生熱管現象。另外，所謂的熱管現象係指，如上所述，被封入的作動流體在既定的場所反覆蒸發及凝縮，藉此，隨著作動流體從作動流體蒸發的地方向濃縮的地方流動，而使得熱被傳遞的現象。再者，斷熱部材110係設置用以使得在傳熱部12B中熱傳遞容易進行，但其並非必須。
測定空間溫度感測器16配置於，在測定空間S1中，不受到來自放熱量控制部20B(帕耳帖模組22的放熱部位22b)的放熱的影響的位置。
在上述說明的構成的濕度計10B中，為了使得放出的熱量(從傳熱部12B向外部空間S1的放熱量)為一定，在將熱從傳熱部12B的第2端部120b強制放出到外部空間S1。藉此，至少傳熱部12B的第1端部120a凝露。而且，使用式(1)和式(2)計算濕度U，藉此，即使測定空間溫度t變動，也能夠精確求出各溫度t中空間的濕度U。
另外，關於其他的構成、作用及效果，雖省略其說明，不過是和上述第1及第2實施形態相同。
[實施例]
在此，將依據第1實施形態的濕度計、以及作為比較例的濕度計的測定空間的濕度測定結果顯示如後。此作為 比較例的濕度計係配置為，其傳熱部從測定空間跨到外部空間。比較例的濕度計中，從在傳熱部中位於測定空間內的部位產生凝露的狀態時所檢測出的傳熱部的溫度、測定空間的溫度及外部空間的溫度，亦算得出測定空間的濕度。在比較例中也是用熱管作為傳熱部。
第6圖(A)為，測定空間內為高溫高濕狀態(溫度為攝氏85度，濕度為85%的狀態)時，乾濕球濕度計(虛線)以及作為上述比較例的濕度計(實線)所測定之結果。第6圖(B)為測定空間內為高溫高濕狀態(溫度為攝氏85度，濕度為85%的狀態)時，乾濕球濕度計(虛線)測定之結果、以及第1實施形態的濕度計(實線)所測定之結果的一例。第7圖(A)為，測定空間內為低溫高濕狀態(溫度為攝氏35度，濕度為85%的狀態)時，乾濕球濕度計(虛線)所測定之結果以及作為比較例的濕度計(實線)所測定之結果。第7圖(B)為測定空間內為低溫高濕狀態(溫度為攝氏35度，濕度為85%的狀態)時，乾濕球濕度計(虛線)所測定之結果以及第1實施形態的濕度計(實線)所測定之結果。
由第6圖(A)及第6圖(B)的比較，以及第7圖(A)及第7圖(B)的比較，可以確認：在第1實施形態的濕度計中，相較於作為比較例的濕度計，能夠得到測定結果的值的浮動(在圖表中的上下浮動)較少的穩定的值(測定值)。亦即，可以確認：相較於作為用以求出濕度的計算中使用外氣溫度的比較例的濕度計，在第1實施形態的濕度計中，能夠更精確地測定測定空間的濕度。
再者，從在第6圖(B)及第7圖(B)中實線所示的波形和虛線所示波形的比較，能夠確認：在第1實施形態的濕度計中，和乾濕球濕度計一樣，能夠以高精度測定測定空間的濕度。
再者，本發明的濕度計，並不限定於上述第1~第3實施形態，在不脫離本發明要旨的範圍內，當然可以加上各種的變更。
放熱量控制部的具體構成不限定於上述各實施形態。例如，第1(或第3)實施形態的放熱量控制部20中，藉由帕耳帖模組22使得從傳熱部12向外部空間S2(或測定空間S1)的放熱量維持在一定，另外，在第2實施形態的放熱量控制部中，藉由將已調整溫度的空氣送風，而使得從傳熱部12向外部空間S2的放熱量維持在一定。但是，並不限定於此。放熱量控制部也可以構成為，例如，使用帕耳帖模組22以外的冷卻裝置或已調整溫度的水(流體)，將熱從傳熱部12放出到外部空間S2以使得放熱量為一定。
再者，在第1實施形態的濕度計10中，傳熱部12的一端部12b被斷熱壁100和帕耳帖模組22圍住，因此，傳熱部12的一端部12b不在外部空間S2露出。但是，並不限定於此構成。例如，只要是能夠將從傳熱部12中露出外部空間S2的部位放出到外部空間S2的熱量，和藉由帕耳帖模組22而從傳熱部12放出到外部空間S2的熱量加總起來的熱量保持在一定的構成即可，傳熱部12的一部份露出外部空間S2的構成亦可。或者，在從傳熱部12中露出外部空間S2的部位放出 到外部空間S2的熱量能控制在誤差的範圍內的構成的情況下，也可以是傳熱部12的一部份露出外部空間S2的構成。
第1~第3實施形態的計算部32，事先儲存式(1)及式(2)，並使用這些算式算出濕度，但並不限定於此構成。例如，從式(1)及式(2)，分別求出對各測定空間溫度t、各傳熱部溫度te的相對濕度U，事先作測定空間溫度t及各傳熱部溫度te及濕度U彼此對應的表格，並將其事先儲存在計算部32。在此情況下，計算部32使用此表格來求出濕度U。
上述第1~第3實施形態的濕度計10、10A、10B，僅導出測定空間S1的相對濕度U，但並不限定於此構成。濕度計也可以除了相對濕度U之外，還從求出的相對濕度U及檢測出的測定空間溫度t求出測定空間S1的露點。
上述第1~第3實施形態的濕度計10、10A、10B，具有傳熱部溫度感測器14和測定空間溫度感測器16，但並不限定於此構成。濕度計的計算部，也可以夠成為，使用從其他的機器輸入的傳熱部溫度te及測定空間溫度t來算出濕度U。
在上述第3實施形態的濕度計10B中，使用帕耳帖模組22，從傳熱部12B的第2端部120b以一定的放熱量將熱放出到測定空間S1。但是，並不限定於此構成。例如，使用於第2實施形態的濕度計10A般的空氣供給部122、溫度調整部124及、導引部126，使得熱從傳熱部12B的第2端部120b放出亦可。在此情況下，其構成為將空氣供給部、溫度調整部及、導引部配置為，由空氣供給部提供的空氣流不會直接吹到在傳熱部12B中的濕度的測定部位(亦即，在傳熱部12B中測 定空間S1的熱進入該傳熱部12B的部位)。
上述第1~第3實施形態的傳熱部12、12A都是筆直地延伸，但是中間也可以彎曲或屈曲。
上述第1~第3實施形態的濕度計中，係採用安裝在傳熱部外面(表面)的傳熱部溫度感測器14所檢測出的外面(表面)的溫度，作為傳熱部12的溫度Te。但其並不以此為限。例如，傳熱部溫度感測器14也可以構成為檢測傳熱部12的內部溫度。具體言之，在傳熱部12由熱管構成的情況下，如第8圖所示，傳熱部12為具有內管12i和圍在其外側的外管12o的二重管構造。將作動流體封入傳熱部12中，使得在內管12i和外管12o之間的空間產生熱管現象。傳熱部溫度感測器14的溫度檢測元件(在第8圖中為為極細金屬管熱電偶(sheath thermalcouple))4a***內管12i中。藉由此種構成，能夠檢測出傳熱部12的內部溫度(內管12i的管壁的溫度)。另外，在第8圖中，係將傳熱部12顯示為如第2實施形態般貫穿斷熱壁100的構成。但是，傳熱部溫度感測器14檢測出傳熱部12的內部溫度的構成，也可以是如第1實施形態及第3實施形態般，傳熱部12的一端部12配置在斷熱壁內的構成。
[實施形態的概要]
在此，針對上述實施形態概要說明。
(1)上述實施形態的濕度計，係為測定測定空間的濕度計，其包括：傳熱部，從該測定空間朝向藉由斷熱部相對於該測定空間分隔而成的外部空間延伸；放熱量控制部，使得熱從該傳熱部向該外部空間放出，以使得放出到該外部空間 的熱量為一定；計算裝置，算出該測定空間的濕度。該計算裝置，在藉由該放熱量控制部使得從該傳熱部向該外部空間放出的熱量為一定的狀態下，使用依據在該傳熱部中位於該測定空間內的部位產生凝露時在該傳熱部中的熱收支的關係式，由該傳熱部的溫度和該測定空間的溫度算出該測定空間的濕度。
依據上述濕度計，將熱從傳熱部強制放出到外部空間，以使得從傳熱部放出的熱量(從傳熱部向外部空間的放熱量)為一定。而且，在傳熱部中位於該測定空間內的部位產生凝露的狀態下，使用上述關係式導出測定空間的濕度。因此，能夠精確地求出測定空間的濕度，而不受外部空間的溫度的影響。
具體言之，依據不將外部空間的溫度作為參數的上述關係式來求出濕度，因此減少外部空間的溫度的影響。而且，因為強制地將熱從傳熱部向外部空間放出以使得放熱量為既定的值，因此，傳熱部的溫度不受到外部空間的溫度及其變動的影響而得以穩定。藉此，雖然在上述關係式中向外部空間放熱的傳熱部的溫度被使用作為參數，但能夠不受該外部空間的溫度及其變動的影響而能夠精確求出測定空間的濕度。
(2)上述濕度計，也可以包括傳熱部溫度檢測部，其檢測出該傳熱部的溫度。在此情況下，該計算裝置，使用該傳熱部溫度檢測部檢測出的溫度，作為該傳熱部的該溫度。另外，上述濕度計也可以包括測定空間溫度檢測部，其檢測出該測定空間的溫度。在此情況下，該計算裝置，使用由該測定空間溫度檢測部檢測出的溫度，作為該測定空間的該溫 度。
如上述構成，濕度計包括傳熱部溫度檢測部及/或測定空間溫度檢測部的情況下，不從該濕度計以外的機器等取得傳熱部溫度及/或測定空間溫度，而能夠測定測定空間的濕度。
(3)具體言之，例如，在上述濕度計中，該放熱量控制部可以包括：帕耳帖裝置(Peltier Device)、以及提供電力給該帕耳帖裝置的電力供給部。在此情況下，該帕耳帖裝置配置為可以將該傳熱部冷卻，該電力供給部能夠將一定的電力供給該帕耳帖裝置。
依據上述構成，能夠將從傳熱部放出到外部空間的熱量控制為一定。在此情況下，該帕耳帖裝置可以配置為，和該斷熱部一起，圍住該傳熱部中位於該測定空間內的部位以外的部位。在此情況下，藉由簡單的構成，就能夠容易地實現將從傳熱部放出到外部空間的熱量控制為一定的控制。
(4)該傳熱部可以從該斷熱部向外部空間側突出；該放熱量控制部可以包含：空氣供給部，形成朝向該傳熱部中向外部空間側突出的部位的空氣流；溫度調整部，使得該空氣供給部供給該突出的部位的空氣的溫度為一定。
依據上述構成，也能夠將從傳熱部放出到外部空間的熱量控制為一定。
(5)上述實施形態為，藉由著重於上述各溫度及測定空間的水蒸氣壓之間的關係式而做成的恒溫恒濕槽，其包括：圍住既定的測定空間的斷熱部；測定該測定空間的濕度的 上述濕度計；溫濕度調整部，其依據該濕度計的測定結果，調整該測定空間內的溫度及濕度的至少一方。
依據上述構成，能夠精確求出測定空間的濕度，而不受到斷熱部的外側的空間(外部空間)的溫度的影響，因能夠正確地調整測定空間內的溫度及濕度。
(6)上述第3實施形態，係為著重於上述各溫度及測定空間的水蒸氣壓之間的關係式而做成的測定空間內的濕度的濕度計，其包括：傳熱部，從配置於該空間內的第1位置的第1端部，延伸到配置於和該第1位置隔著間隔的第2位置的第2端部，並且，能夠將從該空間進入該第1端部的熱輸送到該第2端部；放熱量控制部，使得熱從該傳熱部的該第2端部向該空間放出，以使得放出到該空間的熱量為一定；計算裝置，算出該測定空間的濕度。該計算裝置，在藉由該放熱量控制部使得從該第2端部向該空間放出的熱量為一定的狀態下，使用依據至少在該第1端部產生凝露時在該傳熱部中的熱收支的關係式，由該傳熱部的溫度和該空間的溫度算出該空間的濕度。
依據此濕度計，強制地將熱從傳熱部的第2端部向空間放出，使得被放出的熱量(從傳熱部向空間的放熱量)為一定，因此，至少在傳熱部的第1端部已凝露的狀態下，使用上述關係式計算濕度，藉此，即使空間的溫度變動，也能夠精確地求出在各溫度中空間的濕度。
如上述，依據上述實施形態，能夠精確地求出藉由斷熱部和該外部空間隔開的測定空間的濕度，而不受外部空 間的溫度的影響。
[產業上的利用性]
本發明可利用於測定空間內的濕度的濕度計。
10‧‧‧濕度計
12‧‧‧傳熱部
12a‧‧‧內側部位(位於測定空間內的部位)
12b‧‧‧端部
14‧‧‧傳熱部溫度感測器(傳熱部溫度檢測部)
16‧‧‧測定空間溫度感測器(溫度感測器溫度檢測部)
20‧‧‧放熱量控制部
22‧‧‧帕耳帖模組(帕耳帖裝置)
22a‧‧‧吸熱部位(冷卻部位)
22b‧‧‧放熱部位(加熱部位)
24‧‧‧電力供給部
30‧‧‧濕度計本體
32‧‧‧計算部(計算裝置)
34‧‧‧輸出部
100‧‧‧斷熱壁
100a‧‧‧凹部
100b‧‧‧貫通孔
101‧‧‧恒溫恒濕槽
S1‧‧‧測定空間
S2‧‧‧外部空間

Claims (8)

  1. 一種濕度計，其係為測定測定空間的濕度的濕度計，包括：傳熱部，從該測定空間朝向藉由斷熱部相對於該測定空間分隔而成的外部空間延伸；放熱量控制部，使得熱從該傳熱部向該外部空間放出，以使得放出到該外部空間的熱量為一定；計算裝置，算出該測定空間的濕度；其中，該計算裝置，在藉由該放熱量控制部使得從該傳熱部向該外部空間放出的熱量為一定的狀態下，使用依據在該傳熱部中位於該測定空間內的部位產生凝露時在該傳熱部中的熱收支的關係式，由該傳熱部的溫度和該測定空間的溫度算出該測定空間的濕度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之濕度計，其包括：傳熱部溫度檢測部，其檢測出該傳熱部的溫度，其中該計算裝置，使用該傳熱部溫度檢測部檢測出的溫度，作為該傳熱部的該溫度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之濕度計，其包括測定空間溫度檢測部，其檢測出該測定空間的溫度，其中該計算裝置，使用由該測定空間溫度檢測部檢測出的溫度，作為該測定空間的該溫度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之濕度計，其中該放熱量控制部包括：帕耳帖裝置(Peltier Device)、以及提供電力給該帕耳帖裝置的電力供給部，其中該帕耳帖裝置配置為可以將該傳熱部冷卻， 該電力供給部能夠將一定的電力供給該帕耳帖裝置。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之濕度計，其中該帕耳帖裝置配置為，和該斷熱部一起圍住該傳熱部中位於該測定空間內的部位以外的部位。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之濕度計，其中：該傳熱部，從該斷熱部向外部空間側突出；該放熱量控制部包含：空氣供給部，形成朝向該傳熱部中向外部空間側突出的部位的空氣流；溫度調整部，使得該空氣供給部供給該突出的部位的空氣的溫度為一定。
  7. 一種恒溫恒濕槽，其包括：圍住既定的測定空間的斷熱部；如申請專利範圍第1~6項中任一項所記載的濕度計，其測定該測定空間的濕度；溫濕度調整部，其依據該濕度計的測定結果，調整該測定空間內的溫度及濕度的至少一方。
  8. 一種濕度計，其係為測定空間內的濕度的濕度計，其包括：傳熱部，從配置於該空間內的第1端部，延伸到該空間內的第2端部，並且，能夠將從該空間進入該第1端部的熱輸送到該第2端部；放熱量控制部，使得熱從該傳熱部的該第2端部向該空間放出，以使得放出到該空間的熱量為一定；計算裝置，算出該空間的濕度； 其中，該計算裝置，在藉由該放熱量控制部使得從該第2端部向該空間放出的熱量為一定的狀態下，使用依據至少在該第1端部產生凝露時在該傳熱部中的熱收支的關係式，由該傳熱部的溫度和該空間的溫度算出該空間的濕度。
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