(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の化学物質が含まれた試験室内の湿度を検出するための湿度検出装置であって、
前記試験室内の湿度を検出するとともに、前記化学物質と反応することで湿度検出性能が経時的に変化する高分子容量式の第１湿度検出部と、
前記第１湿度検出部の近傍に配設されて前記試験室内の湿度を検出するとともに、前記化学物質と反応することで、該第１湿度検出部とは異なる変化量で湿度検出性能が経時的に変化する高分子容量式の第２湿度検出部と、
前記第１湿度検出部で検出された第１湿度値と、前記第２湿度検出部で検出された第２湿度値とを受信する制御部とを備え、
前記第１湿度検出部は、前記化学物質と反応することで前記試験室内の実際の湿度よりも高い前記第１湿度値を検出する一方、
前記第２湿度検出部は、前記化学物質と反応することで前記試験室内の実際の湿度よりも低い前記第２湿度値を検出するように構成され、
前記制御部は、前記第１湿度値と前記第２湿度値との差分値を算出して、該差分値が所定の基準値よりも大きい場合に、前記第１湿度検出部及び前記第２湿度検出部のうち少なくとも一方の湿度検出性能が低下したことを示す異常信号を出力するように構成されていることを特徴とする湿度検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の湿度検出装置と、
内部に試験室を有する恒温恒湿槽と、
前記試験室内の温度及び湿度を調整する空調装置と、
前記湿度検出装置から異常信号が出力された場合に所定の警報動作を行う警報装置とを備えたことを特徴とする環境試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿度検出装置及びそれを備えた環境試験装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、医薬品等の安定性試験を行うに際し、所定の温度及び所定の湿度の条件下における製品の性能を試験するために、例えば、恒温恒湿槽（チャンバ）を備えた環境試験装置が用いられている。環境試験装置では、断熱壁で囲まれた恒温恒湿槽の試験室内に温度センサ及び湿度センサを設け、これらの計測値に基づいて冷凍機、加湿器及び加温機を含む空調装置を制御している。これにより、槽内と空調装置との間で空気を循環させて、槽内の温湿度が目標温湿度で一定となるようにしている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
ここで、湿度センサとして、高分子容量式のセンサがよく用いられる。高分子容量式の湿度センサは、感湿性高分子が電極上に塗布されて構成され、感湿性高分子に吸着された水分量に応じて変化する感湿性高分子の誘電率を測定することで、試験室内の湿度を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１４００６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の環境試験装置では、試験室内に設置した試料から所定の化学物質を含むガスが発生することがある。高分子容量式の湿度センサでは、この化学物質が感湿性高分子と反応してしまい、湿度検出性能が経時的に変化するおそれがある。そして、湿度センサの湿度検出性能が低下すると、測定誤差が大きくなって試験室内の湿度を正確に検出できなくなるという問題がある。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、試験室内の湿度を検出する湿度検出部の湿度検出性能が低下したことを容易に判断できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、所定の化学物質が含まれた試験室内の湿度を検出するための湿度検出装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。
【０００８】
すなわち、第１の発明は、前記試験室内の湿度を検出するとともに、前記化学物質と反応することで湿度検出性能が経時的に変化する高分子容量式の第１湿度検出部と、
前記第１湿度検出部の近傍に配設されて前記試験室内の湿度を検出するとともに、前記化学物質と反応することで、該第１湿度検出部とは異なる変化量で湿度検出性能が経時的に変化する高分子容量式の第２湿度検出部と、
前記第１湿度検出部で検出された第１湿度値と、前記第２湿度検出部で検出された第２湿度値とを受信する制御部とを備え、
前記第１湿度検出部は、前記化学物質と反応することで前記試験室内の実際の湿度よりも高い前記第１湿度値を検出する一方、
前記第２湿度検出部は、前記化学物質と反応することで前記試験室内の実際の湿度よりも低い前記第２湿度値を検出するように構成され、
前記制御部は、前記第１湿度値と前記第２湿度値との差分値を算出して、該差分値が所定の基準値よりも大きい場合に、前記第１湿度検出部及び前記第２湿度検出部のうち少なくとも一方の湿度検出性能が低下したことを示す異常信号を出力するように構成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
第１の発明では、第１湿度検出部及び第２湿度検出部は、化学物質と反応すると、互いに異なる変化量で湿度検出性能が経時的に変化するようになっている。第１湿度検出部及び第２湿度検出部で検出された第１湿度値及び第２湿度値が制御部に入力されると、制御部では、第１湿度値及び第２湿度値の差分値が算出される。そして、差分値が所定の基準値よりも大きい場合には、第１湿度検出部及び第２湿度検出部のうち少なくとも一方の湿度検出性能が低下したことを示す異常信号が出力される。
【００１０】
このような構成とすれば、第１湿度検出部及び第２湿度検出部のうち少なくとも一方の温度検出性能が低下したことを容易に判断することができる。具体的に、試験室内の湿度を１つの湿度検出部のみで検出する場合には、この湿度検出部が化学物質と反応して湿度検出性能が経時的に変化したことを認識することができず、測定誤差が大きくなって試験室内の湿度を正確に検出することが困難であった。
【００１１】
これに対し、本発明では、化学物質と反応したときの湿度検出性能の経時的な変化量が互いに異なる第１及び第２湿度検出部によって、試験室内の湿度を検出するようにしたから、第１及び第２湿度検出部で検出された第１及び第２湿度値の差分値を所定の基準値と比較することで、第１及び第２湿度検出部のうち少なくとも一方の湿度検出性能が低下したことを容易に判断することができ、湿度検出部の交換作業を迅速に行うことができる。
【００１２】
また、本発明に係る湿度検出装置は、既存の環境試験装置に対して後付けによって付加することができるので、新しく環境試験装置を買い替える必要がなく、所定の化学物質が含まれた試験室内の湿度検出性能を低コストで向上させることができる。
【００１３】
また、第１及び第２湿度検出部が化学物質と反応すると、第１湿度検出部では、試験室内の実際の湿度よりも高い第１湿度値が検出され、第２湿度検出部では、実際の湿度よりも低い第２湿度値が検出される。
【００１４】
このような構成とすれば、第１湿度値及び第２湿度値の差分値を算出したときに、相対的に大きな値が差分値として得られるため、第１及び第２湿度検出部の湿度検出性能の低下をより確実に判断することができる。
【００１５】
第２の発明は、環境試験装置であって、第１の発明に記載の湿度検出装置と、内部に試験室を有する恒温恒湿槽と、試験室内の温度及び湿度を調整する空調装置と、湿度検出装置から異常信号が出力された場合に所定の警報動作を行う警報装置とを備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
第２の発明では、湿度検出装置から異常信号が出力されると、警報装置によって所定の警報動作が行われる。このような構成とすれば、第１及び第２湿度検出部のうち少なくとも一方の湿度検出性能が低下したことを警報動作によって容易に判断することができる。警報装置は、例えば、アラームやシグナルで構成され、アラームを鳴らしたりシグナルを点灯させることにより、オペレータに対して湿度検出性能の低下を警報することができる。また、警報動作の別の形態として、湿度検出性能が低下したことを示すメッセージを、ディスプレイに表示したり、ネットワーク回線を通じて遠隔地の管理者に送信してもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、化学物質と反応したときの湿度検出性能の経時的な変化量が互いに異なる第１及び第２湿度検出部によって、試験室内の湿度を検出するようにしたから、第１及び第２湿度検出部で検出された第１及び第２湿度値の差分値を所定の基準値と比較することで、第１及び第２湿度検出部のうち少なくとも一方の湿度検出性能が低下したことを容易に判断することができ、湿度検出部の交換作業を迅速に行うことができる。
【００１８】
また、本発明に係る湿度検出装置は、既存の環境試験装置に対して後付けによって付加することができるので、新しく環境試験装置を買い替える必要がなく、所定の化学物質が含まれた試験室内の湿度検出性能を低コストで向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る湿度検出装置の内部構成を示す機能ブロック図である。
【図２】第１及び第２湿度検出センサが化学物質と反応したときの湿度検出性能の変化量の違いを示すグラフ図である。
【図３】環境試験装置における恒温恒湿槽の構成を示す斜視図である。
【図４】環境試験装置における恒温恒湿槽の試験室内の構成を示す斜視図である。
【図５】環境試験装置における恒温恒湿槽の内部構成を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態に係る湿度検出装置の内部構成を示す機能ブロック図である。図１に示すように、湿度検出装置２０は、第１湿度検出センサ１７と、第２湿度検出センサ１８と、制御ユニット２１とを備えている。
【００２２】
第１湿度検出センサ１７は、高分子容量式のセンサで構成されている。具体的に、第１湿度検出センサ１７は、感湿性高分子が電極上に塗布されて構成され、感湿性高分子に吸着された水分量に応じて変化する感湿性高分子の誘電率を測定することで湿度を検出するものである。第１湿度検出センサ１７で検出された第１湿度値は、制御ユニット２１に送信される。
【００２３】
第２湿度検出センサ１８は、高分子容量式のセンサで構成され、第１湿度検出センサ１７の近傍に配設されている。第２湿度検出センサ１８で検出された第２湿度値は、制御ユニット２１に送信される。ここで、第２湿度検出センサ１８は、所定の化学物質と反応したときの湿度検出性能の経時的な変化量が、第１湿度検出センサ１７と異なっている。
【００２４】
具体的に、図２に示すように、第１湿度検出センサ１７は、化学物質と反応したときに、試験室Ｓ内の実際の湿度（真値）よりもプラス方向に逸脱する傾向を示すセンサを用いている。つまり、第１湿度検出センサ１７では、実際の湿度よりも高い第１湿度値が検出されることとなる。
【００２５】
一方、第２湿度検出センサ１８は、化学物質と反応したときに、真値よりもマイナス方向に逸脱する傾向を示すセンサを用いている。つまり、第２湿度検出センサ１８では、実際の湿度よりも低い第２湿度値が検出されることとなる。
【００２６】
なお、第１及び第２湿度検出センサ１７，１８が化学物質と反応したときの真値からの逸脱傾向は、あくまでも一例であり、この形態に限定するものではない。例えば、第１及び第２湿度検出センサ１７，１８が両方とも真値よりもプラス方向に逸脱する傾向を示すセンサであっても、その逸脱量が互いに異なっていれば差分値を算出することができる。
【００２７】
図１に示すように、制御ユニット２１は、第１及び第２湿度検出センサ１７，１８からの信号を受信する受信部２２と、受信部２２によって受信された信号を保持するデータ記憶部２３と、データ記憶部２３に保持された第１湿度値と第２湿度値との差分値を算出する演算部２４と、演算部２４で算出された差分値と所定の基準値とを比較判定する判定部２５と、第１及び第２湿度検出センサ１７，１８で検出された第１及び第２湿度値と判定部２５による判定結果とを後述する環境試験装置１０の本体コントローラ３０に送信するＩ／Ｏ部２６とを備えている。
【００２８】
判定部２５は、第１及び第２湿度値の差分値が所定の基準値よりも大きい場合に、第１及び第２湿度検出センサ１７，１８のうち少なくとも一方の湿度検出性能が低下したことを示す異常信号を出力する。判定部２５で出力された異常信号は、Ｉ／Ｏ部２６を介して環境試験装置１０の本体コントローラ３０に送信される。
【００２９】
図３は、環境試験装置における恒温恒湿槽の構成を示す斜視図である。図３に示すように、恒温恒湿槽１１（チャンバ）は、例えば、医薬品等の安定性試験に使用され、そのために試験室Ｓ内の温度及び湿度を予め設定した範囲内に安定的に維持する。
【００３０】
恒温恒湿槽１１は、外形が略直方体形状をなし、前面の上端から中央部にかけて、扉１２が開閉可能に取り付けられている。扉１２の前面には、制御目標となる温度及び湿度の設定等を行うための操作盤５１と、設定値等を表示するディスプレイ５２とが上下方向に並んで配設されている。
【００３１】
図４に示すように、恒温恒湿槽１１の扉１２を開けることによって、恒温恒湿槽１１の内部に形成されている略直方体形状の試験室Ｓが開口し、それによって試験室Ｓ内に試料５５を入れたり、試験室Ｓ内に入れた試料５５を取り出すことができる。試験室Ｓ内の奥側の壁面の上部には、空気吹出口１３が開口しており、冷凍機、加湿機及び加温機等を含む空調装置１５（図５参照）によって、温度及び湿度を調整した調和空気が、試験室Ｓ内に吹き出される。さらに、試験室Ｓ内の奥側の壁面の下部には、空気吸込口（図示省略）が開口しており、試験室Ｓ内の空気を吸い込んで空調装置１５に対してその空気を供給する。
【００３２】
恒温恒湿槽１１においては、試験室Ｓ内と空調装置１５との間で空気を循環させることによって、試験室Ｓ内の温度及び湿度を予め設定した範囲内に安定的に維持する。なお、恒温恒湿槽１１は、試験室Ｓと空調装置１５との間で閉空間を構成する。
【００３３】
試験室Ｓ内には、図４に示す例では、２枚の棚板１４が上下に並んで配設されており、各棚板１４の上に試料５５が載置される。なお、棚板１４の枚数及びその配置は、この形態に限定するものではなく、適宜設定することができる。
【００３４】
試験室Ｓ内の中央に相当する位置（図４に示す例では、棚板１４の中央位置）に第１及び第２湿度検出センサ１７，１８が配設されている。第１及び第２湿度検出センサ１７，１８は、試験室Ｓ内の湿度を計測するためのセンサである。第１及び第２湿度検出センサ１７，１８で検出された第１及び第２湿度値は、制御ユニット２１に送信される。
【００３５】
空気吹出口１３には、恒温恒湿槽１１に１つの温湿度センサ１６が配設され、温湿度センサ１６の計測値によって、空気吹出口１３から吹き出される空気の温度、相対湿度及び絶対湿度が測定される。なお、温湿度センサ１６の配設位置は、空気吹出口１３の近傍に限られず、空気吸込口の近傍に配設してもよい。
【００３６】
温湿度センサ１６からの計測信号は、恒温恒湿槽１１の下部に配設されている本体コントローラ３０に送信される。本体コントローラ３０は、試験室Ｓ内の温度及び湿度が予め設定した状態となるように、温湿度センサ１６の計測値に応じて空調装置１５を制御する。なお、本実施形態では、第１及び第２湿度検出センサ１７，１８を試験室Ｓ内の湿度をモニタリングするために用いているが、温湿度センサ１６とともに空調装置１５を制御するために用いてもよい。
【００３７】
図５は、環境試験装置における恒温恒湿槽の内部構成を示す機能ブロック図である。図５に示すように、本体コントローラ３０は、温湿度センサ１６からの信号を受信する受信部３１と、受信部３１によって受信された信号を保持するデータ記憶部３２とを有している。
【００３８】
また、本体コントローラ３０は、制御目標となる温度及び湿度の設定等を行うための操作盤５１からの操作信号に基づいて、試験室Ｓ内の温度及び湿度の制御目標値を設定する温湿度設定部３３と、温湿度設定部３３及びデータ記憶部３２からの信号を受けて、後述するように空調装置１５の制御のための各種の演算を行う演算部３４とを有している。演算結果は、必要に応じて、恒温恒湿槽１１の扉１２に配設されたディスプレイ５２に表示される。
【００３９】
演算部３４は、温湿度センサ１６からの温度及び湿度の計測値と設定値との差分を算出して、補正値を生成する。判定部３５は、温湿度センサ１６による計測値と設定値の差分を判定する。
【００４０】
本体コントローラ３０は、空調装置１５に対する制御の調整量を演算する制御調整量演算部３６を有している。
【００４１】
また、本体コントローラ３０は、湿度検出装置２０との通信を行うＩ／Ｏ部３７を有している。本体コントローラ３０は、湿度検出装置２０から出力された異常信号に基づいて警報動作を行うことができるように、制御プログラム（ソフトウェア）が更新されている。
【００４２】
ここで、湿度検出装置２０から異常信号が出力されると、異常信号がＩ／Ｏ部２６を介して本体コントローラ３０に入力される。本体コントローラ３０では、異常信号に基づいて、シグナル５３やアラーム５４を作動させてオペレータに対して警報動作を行う。なお、警報動作としては、第１及び第２湿度検出センサ１７，１８のうち少なくとも一方の湿度検出性能が低下したことを示すメッセージを、ディスプレイ５２に表示したり、ネットワーク回線を通じて遠隔地の管理者に送信してもよい。
【００４３】
−運転方法−
次に、環境試験装置１０の運転方法について説明する。環境試験の対象となる試料５５は、恒温恒湿槽１１の扉１２を開けることによって、試験室Ｓ内に配設されている棚板１４の上に載置される。
【００４４】
制御目標値は、扉１２の前面に配設された操作盤５１から入力される。このとき、オペレータは、ディスプレイ５２に表示される制御目標値を見て、操作の正誤を確認することができる。
【００４５】
環境試験装置１０の運転中は、空調装置１５によって、温度及び湿度を調整した調和空気が、空気吹出口１３より試験室Ｓ内に吹き出される。また、試験室Ｓ内の奥側の壁面の下部に設けられた空気吸込口からは空調装置１５に空気が供給される。このように、試験室Ｓ内と空調装置１５との間で空気を循環させながら、空調装置１５において温度及び湿度が調整された調和空気を試験室Ｓ内に供給することにより、試験室Ｓ内の温度及び湿度が、入力された制御目標値となるように運転される。
【００４６】
また、試験室Ｓ内における空気吹出口１３の近傍に配設された温湿度センサ１６により測定された温度及び湿度データは、本体コントローラ３０の受信部３１を介してデータ記憶部３２に格納される。このデータ記憶部３２へのデータの格納タイミングは、所定の周期で実行させることができる。
【００４７】
一方、試験室Ｓ内に配設された第１及び第２湿度検出センサ１７，１８により測定された湿度データは、制御ユニット２１の受信部２２を介してデータ記憶部２３にそれぞれ格納される。
【００４８】
演算部２４は、データ記憶部２３に格納された、第１及び第２湿度検出センサ１７，１８の第１及び第２湿度値の差分値を計算する。判定部２５は、差分値と所定の基準値とを比較判定する。差分値が基準値よりも大きい場合には、第１及び第２湿度検出センサ１７，１８のうち少なくとも一方が、化学物質と反応することによって真値からの逸脱傾向が大きくなり、湿度検出性能が低下していると判定し、その旨を示す異常信号を出力する。判定部２５から出力された異常信号は、Ｉ／Ｏ部２６を介して環境試験装置１０の本体コントローラ３０に送信される。
【００４９】
本体コントローラ３０では、異常信号に基づいて、シグナル５３やアラーム５４を作動させてオペレータに対して警報動作を行う。なお、湿度検出性能が低下したことを示すメッセージを、ディスプレイ５２に表示したり、ネットワーク回線を通じて遠隔地の管理者に送信してもよい。
【００５０】
以上のように、本実施形態に係る湿度検出装置２０では、化学物質と反応したときの湿度検出性能の経時的な変化量が互いに異なる第１及び第２湿度検出センサ１７，１８によって、試験室Ｓ内の湿度を検出している。これにより、第１及び第２湿度値の差分値を所定の基準値と比較することで、第１及び第２湿度検出センサ１７，１８のうち少なくとも一方の湿度検出性能が低下したことを容易に判断することができ、第１及び第２湿度検出センサ１７，１８の交換作業を迅速に行うことができる。
【００５１】
また、本実施形態に係る湿度検出装置２０は、既存の環境試験装置１０に対して後付けによって付加することができるので、新しく環境試験装置１０を買い替える必要がなく、所定の化学物質が含まれた試験室Ｓ内の湿度検出性能を低コストで向上させることができる。
【００５２】
《その他の実施形態》
前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００５３】
本実施形態では、２つの第１及び第２湿度検出センサ１７，１８によって第１及び第２湿度値を検出してその差分値を算出する形態について説明したが、湿度検出センサの数はこの形態に限定するものではなく、３つ以上の湿度検出センサを用いてもよい。
【００５４】
また、本実施形態では、試験室Ｓ内の中央に相当する位置（図４に示す例では、棚板１４の中央位置）に第１及び第２湿度検出センサ１７，１８を配設しているが、あくまでも一例であり、第１及び第２湿度検出センサ１７，１８の配設位置は適宜設定することができる。
【００５５】
また、本実施形態では、第１及び第２湿度検出センサ１７，１８を別々のセンサで構成しているが、１つの湿度検出センサに対して２つの湿度検出部を設けた形態であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上説明したように、本発明は、試験室内の湿度を検出する湿度検出センサの湿度検出性能が低下したことを容易に判断できるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。
【符号の説明】
【００５７】
１０    環境試験装置
１１    恒温恒湿槽
１５    空調装置
１７    第１湿度検出センサ（第１湿度検出部）
１８    第２湿度検出センサ（第２湿度検出部）
２０    湿度検出装置
２１    制御ユニット（制御部）
５３    シグナル（警報装置）
５４    アラーム（警報装置）
Ｓ    試験室
【図１】
0005884238.tif 000002
【図２】
0005884238.tif 000003
【図３】
0005884238.tif 000004
【図４】
0005884238.tif 000005
【図５】
0005884238.tif 000006