露点、微量水分、相対湿度、酸素測定のミッシェルジャパン

ロゴ

サポートSUPPORT

鏡面冷却式水分(露点)測定の測定原理

露点計の測定原理とは  -  鏡面冷却式 露点測定

そもそも「露点」とは?

「露点」(ろてん/dewpoint)とは、何でしょうか?
露点は、「湿度」の表し方の一つです。日常生活で触れることのない単語ではないでしょうか?

湿度とは、大気中の水分量(水蒸気量)を表したものです。
「湿度(水分)」は、気象変化、生活環境(空調)、食品といった日常生活範囲だけではなく、鋼鉄や石油化学、電力、紙パルプ、自動車、航空、文化財保護など様々な工業など諸産業にも影響を与えています。
産業に求められる品質が高くなるにつれ、正確な水分管理(測定)や微量水分域での測定が求められるようになりました。

露点とは



露点計の測定原理とは『静電容量式 露点測定』と一緒に、是非こちらの記事もお読みください。

水分から品質を守る。湿度と露点と水蒸気の基本を解説
『露点とは』という疑問から、露点と飽和水蒸気曲線、水分、圧力、湿度の関係を性について簡単に概要をご紹介します。    …ブログを読む 

MIL21-05, 露点とは。露点計の種類と測定原理を簡単に解説
『露点とは』という単純な疑問から、相対湿度との違い、露点計が求められる理由、露点計が活躍している業界、代表的な測定原理について簡単に概要をまとめてご紹介します。    …ブログを読む 
相対温度・絶対温度とは?空気&湿度の基礎と換算式を解説
「湿度」と何か? 露点を知るためには「湿度」について理解をすることが重要です。この記事では、「湿度」についての基本からご紹介します。
    …ブログを読む 
露点トランスミッターの正確性について, MIL21-06
露点計は、その他の測定器と同様に定期的なメンテナンスを必要とします。この記事では、定期メンテナンスの必要性と校正作業についてご紹介します。
    …ブログを読む 


鏡面冷却式水分(露点)測定テクノロジー
鏡面冷却式水分測定は、経年変化が非常に起こりにくく、最高峰の精度と安定性を誇ります。

鏡面冷却式露点計は、静電容量式露点計やプロセス分析計より選ばれているのでしょうか?

鏡面表面の霜形成の状態から露点温度を求めることから鏡面冷却式露点計を呼ばれます。

鏡面冷却式は露点の測定原理に基づいています。
計測器内に設置されたよく研磨された鏡面を冷却し、気体を一定の流速で鏡面上に送り、鏡面の結露または霜の発生を光学的に検出し、その時の鏡面温度を温度センサーで読み取ります。 鏡面上に結露(霜)が形成された時の温度を露点温度となります。

昔は、結露が形成された時の温度を温度計で「目視」で判断していましたが、「目視」はどうしても担当者ごとの誤差が大きく正確さに難があるため、近年では光学的に測定されています。
鏡面冷却式露点計は測定原理に基づいているため、一次標準機としての設置例が多く、高精度であるため研究開発用途などで選択されます。 静電容量式と同程度の測定範囲をもち、高精度と高速応答が特長ですが、極低露点域(-100℃dp以下)や高露点域(+60℃dp以上)の測定には不向きです。

鏡面画像


鏡面冷却式水分(露点)測定テクノロジー

ミッシェル社の鏡面冷却式露点センサーは、精密に研磨された金属 表面(鏡面)がペルチェ式サーモ・エレクトリック・ヒートポンプにより、サンプルガスの露点温度に到達するまで冷却されます。 鏡面温度が露点温度に到達すると、鏡面上に結露が生じます。(0℃ 以下は霜点)

電気光学回路は、光源の可視赤色発光ダイオードと検出部の高感度フォト・ダイオード検出部.で構成され、水分の凝結形成を検知します。光源LEDから放たれた光はミラー表面で反射し、光の強さが減少します。鏡面からの赤色線反射密度の減少(反射率の変化)は機器制御回路にフィードバックされ、ペルチェ素子の冷却パワーが変化します。

鏡面は、「結露」と「蒸発」が均衡する状態に制御されます。この状態の下、白金測温抵抗体により鏡面温度がサンプルガスの露点温度となります。

鏡面冷却式テクノロジー 結露前・結露後

ミッシェル社の鏡面冷却式露点計は、特性劣化の少ない機器としてガス中の水分計測と校正の標準器として選ばれています。

鏡面冷却式テクノロジー

光源LED  鏡面  反射ビーム検出用フォト・センサー  散乱ビーム検出用フォト・センサー  光源輝度制御用フォト・センサー  ペルチェ冷却部  高精度PT100Ωセンサー  ベース温度制御部 スターリングクーラ―(RS)


鏡面冷却式水分(露点)測定テクノロジーの長所と短所
長所 短所
露点測定原理に基づく
絶対高精度
経年変化がない
冷却器のメンテナンスコスト大
初期導入コストが高い
大きな露点変動に不向き

校正周期について
露点計はメンテナンスフリーの測定器ではありません。 測定値に高い信頼性を維持するためには、定期的に校正をすることを推奨します。 鏡面冷却式露点計の校正周期は使用環境下によって異なります、校正周期の決め方についてはミッシェルジャパン株式会社までお問い合わせ下さい。



静電容量式水分(露点)測定テクノロジーの測定原理まとめ

S8000 RS

  • 露点の測定原理に基づいている
  • よく研磨された鏡面表面に形成された結露(霜)の形成状態から露点温度を測る
  • 光学式(発光ダイオード)により、鏡面上の水分の凝結状態を検知する
  • 鏡面上の水分の凝結状態により光の反射率が変化し、ペルチェ素子の冷却パワーが変化する
  • 機器の露点温度は水分発生器により規定された基準露点に対して、上位標準器と比較校正された目盛り付けにより決定される(校正)
ミッシェル・インスツルメンツ社の鏡面冷却式露点計について

ミシェル社の鏡面冷却式露点計は、水分管理が重要なアプリケーション向けの水分測定器です。
露点測定の基礎原理である鏡面冷却式は、非常に信頼性が高く安定した測定を提供するフィールド機器として、または実験室/研究室などの基準器用途として使用できることを意味しています。 ミッシェル社の鏡面冷却式露点測定器は、測定原理に基づいています。


鏡面冷却式露点計 S8000シリーズのポイント
感 度
ミッシェル社の鏡面冷却式露点計はppb(1/10億)の感度をもっています。

基本的検出構造
鏡面冷却式は熱力学的な基礎に基づいた1次検知方式なので、高精度の第2標準器として広く採用されています。
精 度
TRS4000のノウハウよりペルチェ素子の制御アルゴリズムが向上し、霜の検出感度が良くなりました。
DCC 機能 (鏡面汚染誤差自動補償システム)
鏡面上の汚染状態や光学バランスを管理し、機器の正常な安定動作や精度の維持をアシストします。
安定性
ペルチェ素子の制御能力向上に伴い、霜形成の維持制御が繊細になりました。

FAST 機能
制御アルゴリズムを介して霜点予測をすることで鏡面上に霜点状態を作り、過冷却水の発生を予防して測定誤差を最小限にします。
トレーサビリティ
ミッシェル社の全ての計器は国際標準にトレーサビリティを確立しているので、相対湿度・露点計測装置の校正にも使用できます。

鏡面冷却式 露点計のご紹介

Optidew401/501

鏡面冷却式露点計
Optidew401/501r 

工業用アプリケーションや精密検査室における水分制御管理用の鏡面冷却式露点計です。
測定範囲:-40~+120℃dp
精度:±0.15℃dp

S8000 RS

高精密鏡面冷却式露点計
S8000 RS 

世界初、スターリングエンジン内蔵し、露点-100℃dpまで測定可能(RS100モデル)です。
測定範囲:-100~+20℃dp
精度:±0.1℃dp

S8000 Integrale

高性能鏡面冷却式露点計 
S8000 Integrale 

露点-60℃dpまでの高速応答を追求した標準タイプの鏡面冷却式露点計です。
測定範囲:-60~+40℃dp
精度:±0.1℃dp

S8000 Remote

リモート型鏡面冷却式露点計
S8000 Remote 

センサー部をリモート構造にすることで、適応力が高く、高感度で正確な測定をサポートします。
測定範囲:-40~+120℃dp
信号出力:4-20mA