(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定気体に晒される鏡面と、
この鏡面を冷却する熱電冷却素子と、
前記鏡面の温度を検出する温度センサと、
前記鏡面に対して光を照射する投光手段と、
前記投光手段から前記鏡面に対して照射された光の反射光を受光する受光手段と、
前記受光手段が受光する反射光の光量に基づいて前記熱電冷却素子へ供給する電流を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記受光手段が受光する反射光の光量に基づいて前記熱電冷却素子へ供給する電流を前記鏡面に生じる結露もしくは結霜の増減がなくなる平衡状態になるように制御し、その平衡状態において前記温度センサが検出する前記鏡面の温度を露点温度として計測する露点温度計測制御を実行する手段を備えた鏡面冷却式露点計と、
前記鏡面冷却式露点計とは異なる原理で前記被測定気体の湿度を計測する湿度センサとを備え、
前記鏡面冷却式露点計によって計測された露点温度を変換して得られる湿度計測値を第１の湿度計測値とし、前記湿度センサによって計測された湿度計測値を第２の湿度計測値とし、前記第１および第２の湿度計測値の何れか一方を有効な湿度計測値として選択して前記被測定気体の正式な湿度計測値として出力する湿度計測システムであって、
前記第１の湿度計測値の信頼性を判定する信頼性判定手段と、
前記信頼性判定手段によって前記第１の湿度計測値の信頼性が肯定された場合、前記第１の湿度計測値を有効な湿度計測値として選択して通常時の正式な湿度計測値とする一方、前記信頼性判定手段によって前記第１の湿度計測値の信頼性が否定された場合、前記第２の湿度計測値を有効な湿度計測値として選択して異常時の正式な湿度計測値とする湿度計測値選択手段と
を備えることを特徴とする湿度計測システム。
【請求項２】
請求項１に記載された湿度計測システムにおいて、
前記信頼性判定手段は、
前記第１の湿度計測値と前記第２の湿度計測値との差に基づいて前記第１の湿度計測値の信頼性を判定する
ことを特徴とする湿度計測システム。
【請求項３】
請求項１に記載された露点温度計測システムにおいて、
前記信頼性判定手段は、
前記鏡面冷却式露点計の露点温度計測制御を定期的に中断し、前記受光手段が受光する反射光の光量に基づいて前記第１の湿度計測値の信頼性を判定する
ことを特徴とする湿度計測システム。
【請求項４】
請求項３に記載された湿度計測システムにおいて、
前記信頼性判定手段は、
前記鏡面冷却式露点計の露点温度計測制御を定期的に中断して前記第１の湿度計測値の信頼性を判定する場合、
前記露点温度計測制御による前記熱電冷却素子への供給電流の制御の中断後、その中断から所定時間経過した後の前記受光手段が受光する反射光の光量に基づき、この反射光の光量が予め定められている受光量基準範囲から外れている場合に、前記第１の湿度計測値の信頼性を否定する
ことを特徴とする湿度計測システム。
【請求項５】
請求項３に記載された湿度計測システムにおいて、
前記信頼性判定手段は、
前記鏡面冷却式露点計の露点温度計測制御を定期的に中断して前記第１の湿度計測値の信頼性を判定する場合、
前記露点温度計測制御による前記熱電冷却素子への供給電流の制御の中断後、前記鏡面の温度に変化が生じなくなったと判断したときの前記受光手段が受光する反射光の光量に基づき、この反射光の光量が予め定められている受光量基準範囲から外れている場合に、前記第１の湿度計測値の信頼性を否定する
ことを特徴とする湿度計測システム。
【請求項６】
請求項３に記載された湿度計測システムにおいて、
前記信頼性判定手段は、
前記鏡面冷却式露点計の露点温度計測制御を定期的に中断して前記第１の湿度計測値の信頼性を判定する場合、
前記露点温度計測制御による前記熱電冷却素子への供給電流の制御の中断後、前記受光手段が受光する反射光の光量に変化が生じなくなったと判断したときの前記受光手段が受光する反射光の光量に基づき、この反射光の光量が予め定められている受光量基準範囲から外れている場合に、前記第１の湿度計測値の信頼性を否定する
ことを特徴とする湿度計測システム。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載された湿度計測システムにおいて、
前記鏡面冷却式露点計の制御手段は、
前記鏡面に付着しているであろう、通常は気体で前記被測定気体に含まれ、前記露点温度よりも高い低温で固体となり、前記鏡面を汚す凝縮物質を蒸発又は昇華させて除去させる自動クリーニング制御を実行する手段を備え、
前記鏡面冷却式露点計は、
前記露点温度計測制御を常時実行し、前記信頼性判定手段によって前記第１の湿度計測値の信頼性が否定された場合、前記露点温度計測制御を中止して、前記自動クリーニング制御に移行する
ことを特徴とする湿度計測システム。
【請求項８】
請求項７に記載された湿度計測システムにおいて、
前記鏡面冷却式露点計は、
前記自動クリーニング制御として、
前記鏡面に付着しているであろう、通常は気体で前記被測定気体に含まれ、前記露点温度よりも高い低温で固体となり、前記鏡面を汚す凝縮物質を蒸発又は昇華させて除去させるべく、前記鏡面の温度を上昇させるように前記熱電冷却素子へ供給する電流を制御する
ことを特徴とする湿度計測システム。
【請求項９】
請求項７に記載された湿度計測システムにおいて、
前記鏡面冷却式露点計は、
前記鏡面、前記熱電冷却素子、前記温度センサ、前記投光手段および前記受光手段を収容するチャンバを少なくとも備え、
前記自動クリーニング制御として、
前記鏡面に付着しているであろう、通常は気体で前記被測定気体に含まれ、前記露点温度よりも高い低温で固体となり、前記鏡面を汚す凝縮物質を蒸発又は昇華させて除去させるべく、前記チャンバ内の圧力を減圧制御する
ことを特徴とする湿度計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一方の面が低温側、他方の面が高温側とされる熱電冷却素子を用いて冷却される鏡面の上に生じる結露や結霜から露点温度を計測する鏡面冷却式露点計と、この鏡面冷却式露点計とは異なる原理で湿度を計測する湿度センサとを用いた湿度計測システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、湿度測定法として、被測定気体の温度を低下させ、その被測定気体に含まれる水蒸気の一部を結露させたときの温度を測定することにより露点を検出する露点検出法が知られている。例えば、寒剤、冷凍機、電子冷却器などを用いて鏡を冷却し、この冷却した鏡の鏡面上の反射光の強度の変化を検出し、反射光の強度が平衡状態になった時の鏡面の温度を測定することによって、被測定気体中の水分の露点を検出する鏡面冷却式露点計が用いられている。
【０００３】
この鏡面冷却式露点計には、利用する反射光の種類によって、２つのタイプがある。１つは、正反射光を利用する正反射光検出方式（例えば、特許文献１参照）、もう１つは、散乱光を利用する散乱光検出方式（例えば、特許文献２参照）である。
【０００４】
〔正反射光検出方式〕
図２１に正反射光検出方式を採用した従来の鏡面冷却式露点計におけるセンサ部の構成を示す。このセンサ部１０１は、被測定気体が流入されるチャンバ１と、このチャンバ１の底部に設けられた熱電冷却素子（ペルチェ素子）２を備えている。熱電冷却素子２の冷却面２−１には鏡３が取り付けられており、熱電冷却素子２の加熱面２−２にはヒートパイプ４を介して放熱部材５が取り付けられている。すなわち、ヒートパイプ４の一端４−１が熱電冷却素子２の加熱面２−２に取り付けられており、熱電冷却素子２から離されたヒートパイプ４の他端４−２に放熱部材５が取り付けられている。
【０００５】
また、熱電冷却素子２とヒートパイプ４の一端４−１にはその周囲を覆うように断熱部材６が設けられており、鏡３の上面（鏡面）３−１には温度検出素子７が取り付けられている。また、チャンバ１の上部に、鏡３の鏡面３−１に対して斜めに光を照射する発光素子８と、この発光素子８から鏡面３−１に対して照射された光の正反射光を受光する受光素子９とが設けられている。また、熱電冷却素子２へのリード線１０が断熱部材６を貫通して設けられている。
【０００６】
このセンサ部１０１において、チャンバ１内には、不図示の主配管から分岐された分岐管路を介して、被測定気体が流入される。これにより、チャンバ１内の鏡面３−１が、被測定気体に晒される。鏡面３−１に結露が生じていなければ、発光素子８から照射された光はそのほゞ全量が正反射し、受光素子９で受光される。したがって、鏡面３−１に結露が生じていない場合、受光素子９で受光される反射光の強度は大きい。
【０００７】
熱電冷却素子２への電流を増大し、熱電冷却素子２の冷却面２−１の温度を下げて行くと、被測定気体に含まれる水蒸気が鏡面３−１に結露し、その水の分子に発光素子８から照射した光の一部が吸収されたり、乱反射したりする。これにより、受光素子９で受光される反射光（正反射光）の強度が減少する。この鏡面３−１における正反射光の変化を検出することにより、鏡面３−１上の状態の変化、すなわち鏡面３−１上に水分（水滴）が付着したことを知ることができる。さらに、この時の鏡面３−１の温度を温度検出素子７で測定することにより、被測定気体中の水分の露点を知ることができる。そして、この露点の温度を計算式など用いて変換することにより、被測定気体の湿度を求めることができる。
【０００８】
〔散乱光検出方式〕
図２２に散乱光検出方式を採用した従来の鏡面冷却式露点計におけるセンサ部の構成を示す。このセンサ部１０２は、正反射光検出方式を採用したセンサ部１０１とほゞ同構成であるが、受光素子９の取り付け位置が異なっている。このセンサ部１０２において、受光素子９は、発光素子８から鏡面３−１に対して照射された光の正反射光を受光する位置ではなく、散乱光を受光する位置に設けられている。
【０００９】
このセンサ部１０２において、チャンバ１内には、不図示の主配管から分岐された分岐管路を介して、被測定気体が流入される。これにより、チャンバ１内の鏡面３−１が、被測定気体に晒される。鏡面３−１に結露が生じていなければ、発光素子８から照射された光はそのほゞ全量が正反射し、受光素子９での受光量は極微量である。したがって、鏡面３−１に結露が生じていない場合、受光素子９で受光される反射光の強度は小さい。
【００１０】
熱電冷却素子２への電流を増大し、熱電冷却素子２の冷却面２−１の温度を下げて行くと、被測定気体に含まれる水蒸気が鏡面３−１に結露し、その水の分子に発光素子８から照射した光の一部が吸収されたり、乱反射したりする。これにより、受光素子９で受光される乱反射された光（散乱光）の強度が増大する。この鏡面３−１における散乱光の変化を検出することにより、鏡面３−１上の状態の変化、すなわち鏡面３−１上に水分（水滴）が付着したことを知ることができる。さらに、この時の鏡面３−１の温度を温度検出素子７で測定することにより、被測定気体中の水分の露点を知ることができる。そして、この露点の温度を計算式など用いて変換することにより、被測定気体の湿度を求めることができる。
【００１１】
なお、上述した露点計においては、鏡面３−１に生じる結露（露点）を検出する例で説明したが、同様の構成によって鏡面３−１に生じる結霜（霜点）を検出することも可能である。本明細書では、霜点も含めた温度を露点温度として定義する。
【００１２】
このような鏡面冷却式露点計では、被測定気体に低温で凝縮する物質（例えば、有機溶剤）が混入している場合がある。すなわち、通常は気体で被測定気体に含まれ、露点温度よりも高い低温で固体になる物質が含まれている場合がある。このような物質が露点温度計測のための冷却に伴って凝縮して鏡面に付着すると、この鏡面上に付着した凝縮物質により反射光や散乱光に対して悪影響を及ぼし、正確な露点温度の計測（湿度の計測）が行えなくなる。例えば、連続露点計測中に凝縮物質が付着して鏡面が汚れると、計測が不安定になったり、汚れにより結露の検出が異常になり、結露し過ぎていると判断し、露点温度が上昇することがある。
【００１３】
そこで、従来は、鏡面の汚れを防ぐために、定期的に露点温度計測を中断して、人手により綿棒などで鏡面を清掃するようにしたり、特許文献３に示されているように、被測定気体に含まれる凝縮物質を鏡面に導かれる前に除去装置によって除去するようにしたり、特許文献４に示されるように、ＣＯ２ガスを吹きかけて凝縮物質を鏡面上から吹き飛ばすようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開昭６１−７５２３５号公報
【特許文献２】特公平０７−１０４３０４号公報
【特許文献３】特開２００２−１８９００７号公報
【特許文献４】特開平０５−９９８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、人手により鏡面を清掃する方法では、露点温度計測を定期的に中断しなければならず、鏡面の汚れを確認する際に鏡面汚れアラームが多発することがある。また、清掃作業が面倒であり、清掃作業のために比較的長時間、露点温度計測を中断しなければならず、露点温度の連続計測（湿度の連続計測）ができない。
【００１６】
また、被測定気体が鏡面に導かれる前に凝縮物質を除去する方法では、事前に凝縮物質が特定されていて、それを化学反応などによって除去するための除去装置が必要となる。また、全ての凝縮物質に対して適応していない。
【００１７】
ＣＯ２ガスを吹きかけて凝縮物質を鏡面上から吹き飛ばす方法では、ＣＯ２ガスを吹きかける装置が必要であり、ＣＯ２ガスを吹きかけている間は露点温度の計測を中断しなければならない。
【００１８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、通常は鏡面冷却式露点計により高精度な湿度計測を行わせる一方、鏡面冷却式露点計の鏡面が汚れるなどして計測精度が落ちたような場合には、鏡面冷却式露点計とは異なる原理で湿度を計測する湿度センサにより湿度計測を行わせるようにして、途切れることなく連続して湿度計測を行わせることが可能な湿度計測システムを提供することにある。
【００１９】
また、湿度センサにより湿度計測を行わせている場合、鏡面冷却式露点計の鏡面に付着しているであろう凝縮物質を除去させる自動クリーニング制御を実行させるようにして、人手による鏡面の清掃を不要とし、凝縮物質を除去する装置を別途設ける必要をなくすことが可能な湿度計測システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
このような目的を達成するために本発明は、被測定気体に晒される鏡面と、この鏡面を冷却する熱電冷却素子と、鏡面の温度を検出する温度センサと、鏡面に対して光を照射する投光手段と、投光手段から鏡面に対して照射された光の反射光を受光する受光手段と、受光手段が受光する反射光の光量に基づいて熱電冷却素子へ供給する電流を制御する制御手段とを備え、制御手段は、受光手段が受光する反射光の光量に基づいて熱電冷却素子へ供給する電流を鏡面に生じる結露もしくは結霜の増減がなくなる平衡状態になるように制御し、その平衡状態において温度センサが検出する鏡面の温度を露点温度として計測する露点温度計測制御を実行する手段を備えた鏡面冷却式露点計と、鏡面冷却式露点計とは異なる原理で被測定気体の湿度を計測する湿度センサとを備え、鏡面冷却式露点計によって計測された露点温度を変換して得られる湿度計測値を第１の湿度計測値とし、湿度センサによって計測された湿度計測値を第２の湿度計測値とし、第１および第２の湿度計測値の何れか一方を有効な湿度計測値として選択して被測定気体の正式な湿度計測値として出力する湿度計測システムであって、第１の湿度計測値の信頼性を判定する信頼性判定手段と、信頼性判定手段によって第１の湿度計測値の信頼性が肯定された場合、第１の湿度計測値を有効な湿度計測値として選択して通常時の正式な湿度計測値とする一方、信頼性判定手段によって第１の湿度計測値の信頼性が否定された場合、第２の湿度計測値を有効な湿度計測値として選択して異常時の正式な湿度計測値とする湿度計測値選択手段とを備えることを特徴とする。
【００２１】
この発明では、鏡面冷却式露点計によって計測された露点温度を変換して得られる湿度計測値が第１の湿度計測値とされ、湿度センサによって計測された湿度計測値（鏡面冷却式露点計とは異なる原理で計測された湿度計測値）が第２の湿度計測値とされ、この第１および第２の湿度計測値の何れか一方が有効な湿度計測値として選択され、被測定気体の正式な湿度計測値として出力される。この被測定気体の正式な湿度計測値の出力に際し、本発明では、第１の湿度計測値の信頼性を判定するようにし、第１の湿度計測値の信頼性が肯定された場合、第１の湿度計測値を有効な湿度計測値として選択して通常時の正式な湿度計測値とし、第１の湿度計測値の信頼性が否定された場合、第２の湿度計測値を有効な湿度計測値として選択して異常時の正式な湿度計測値とする。これにより、通常は鏡面冷却式露点計により高精度な湿度計測が行われ、鏡面冷却式露点計の鏡面が汚れるなどして計測精度が落ちたような場合には、鏡面冷却式露点計とは異なる原理で湿度を計測する湿度センサにより湿度計測が行われ、途切れることなく連続して湿度計測が行われるものとなる。
【００２２】
本発明では、第１の湿度計測値の信頼性を判定するようにするが、例えば、第１の方式として、鏡面冷却式露点計の露点温度計測制御を定期的に中断し、受光手段が受光する反射光の光量に基づいて第１の湿度計測値の信頼性を判定するようにすることが考えられる。また、第２の方式として、第１の湿度計測値と第２の湿度計測値との差に基づいて第１の湿度計測値の信頼性を判定するようにすることが考えられる。
【００２３】
本発明において、上述した第１の方式を採用した場合、第１の湿度計測値の信頼性を判定するために、鏡面冷却式露点計の露点温度計測制御を定期的に中断させる必要がある。これに対し、上述した第２の方式を採用すると、鏡面冷却式露点計の鏡面が汚れるなどして計測精度が落ちたような場合だけではなく、露点温度計測制御中も中断させることなく湿度計測を連続して行わせることが可能となる。
【００２４】
また、本発明において、湿度センサにより湿度計測を行わせている場合、鏡面冷却式露点計の鏡面に付着しているであろう凝縮物質を除去させる自動クリーニング制御を実行させるようにすれば、人手による鏡面の清掃を不要とし、凝縮物質を除去する装置を別途設ける必要をなくすことが可能となる。この場合、自動クリーニング制御として、鏡面に付着しているであろう凝縮物質を除去させるべく、鏡面の温度を上昇させるように熱電冷却素子へ供給する電流を制御する方式、鏡面に付着しているであろう凝縮物質を除去させるべく、鏡面、熱電冷却素子、温度センサ、投光手段および受光手段を収容するチャンバ内の圧力を減圧制御する方式を採用することが考えられる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、鏡面冷却式露点計によって計測された露点温度を変換して得られる湿度計測値を第１の湿度計測値とし、鏡面冷却式露点計とは異なる原理で湿度を計測する湿度センサによって計測された湿度計測値を第２の湿度計測値とし、第１の湿度計測値の信頼性を判定し、第１の湿度計測値の信頼性が肯定された場合、第１の湿度計測値を有効な湿度計測値として選択して通常時の正式な湿度計測値とし、第１の湿度計測値の信頼性が否定された場合、第２の湿度計測値を有効な湿度計測値として選択して異常時の正式な湿度計測値とするようにしたので、通常は鏡面冷却式露点計により高精度な湿度計測を行わせる一方、鏡面冷却式露点計の鏡面が汚れるなどして計測精度が落ちたような場合には、鏡面冷却式露点計とは異なる原理で湿度を計測する湿度センサにより湿度計測を行わせるようにして、途切れることなく連続して湿度計測を行わせることが可能となる。
また、本発明によれば、湿度センサにより湿度計測を行わせている場合、鏡面冷却式露点計の鏡面に付着しているであろう凝縮物質を除去させる自動クリーニング制御を実行させるようにして、人手による鏡面の清掃を不要とし、凝縮物質を除去する装置を別途設ける必要をなくすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る湿度計測システムに用いる鏡面冷却式露点計の概略構成図である。
【図２】この鏡面冷却式露点計のサンプリングチャンバ内に被測定気体を導くための仕切り弁および吸引ポンプの設置状況を示す図である。
【図３】この鏡面冷却式露点計におけるサブコントローラ側での動作を示すフローチャートである。
【図４】この鏡面冷却式露点計における鏡面に対して照射されるパルス光および鏡面から受光される反射パルス光を示す図である。
【図５】この鏡面冷却式露点計におけるサブクーラおよび第１の熱電冷却素子の冷却曲線（特性Ｉ，II）を示す図である。
【図６】この鏡面冷却式露点計において定期的に行われる鏡面状態の正常／異常の判断および自動クリーニングへの移行動作を示すフローチャートである。
【図７】この鏡面冷却式露点計において鏡面状態の正常／異常の判断を鏡面温度の変化が生じなくなったことを確認して行うようにした場合の動作を示すフローチャートである。
【図８】この鏡面冷却式露点計において鏡面状態の正常／異常の判断を反射光量の変化が生じなくなったことを確認して行うようにした場合の動作を示すフローチャートである。
【図９】この鏡面冷却式露点計において定期的に行われる鏡面状態の正常／異常の判断および自動クリーニングへの移行動作の別の例を示すフローチャートである。
【図１０】この鏡面冷却式露点計において鏡面状態の正常／異常の判断を鏡面温度の変化が生じなくなったことを確認して行うようにした場合の別の例の動作を示すフローチャートである。
【図１１】この鏡面冷却式露点計において鏡面状態の正常／異常の判断を反射光量の変化が生じなくなったことを確認して行うようにした場合の別の例の動作を示すフローチャートである。
【図１２】この鏡面冷却式露点計の要部の機能ブロック図である。
【図１３】この鏡面冷却式露点計における制御モードの変化を示すタイムチャートである。
【図１４】本発明に係る湿度計測システムの第１の実施の形態（実施の形態１）の要部の機能ブロック図である。
【図１５】実施の形態１の湿度計測システムの運用中の鏡面冷却式露点計における制御モードの変化および湿度センサの計測状態を示すタイムチャートである。
【図１６】実施の形態１の湿度計測システムにおける鏡面冷却式露点計の制御フローチャートである。
【図１７】実施の形態１の湿度計測システムにおける統括コントローラの制御フローチャートである。
【図１８】本発明に係る湿度計測システムの第２の実施の形態（実施の形態２）の要部の機能ブロック図である。
【図１９】実施の形態２の湿度計測システムの運用中の鏡面冷却式露点計における制御モードの変化および湿度センサの計測状態を示すタイムチャートである。
【図２０】鏡面冷却式露点計と湿度センサとを直列に設置した場合の構成例を示す図である。
【図２１】正反射光検出方式を採用した従来の鏡面冷却式露点計におけるセンサ部の構成を示す図である。
【図２２】散乱光検出方式を採用した従来の鏡面冷却式露点計におけるセンサ部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
先ず、本発明に係る湿度計測システムの実施の形態の説明に入る前に、この湿度計測システムに用いる鏡面冷却式露点計について説明する。
【００２８】
〔鏡面冷却式露点計〕
図１はこの鏡面冷却式露点計の単体の概略構成図である。この鏡面冷却式露点計２０１はセンサ部２０１Ａとコントロール部２０１Ｂとを有している。
【００２９】
〔センサ部〕
センサ部２０１Ａにおいて、１１は鏡であり、その表面１１−１が鏡面とされている。鏡１１は、例えばシリコンチップとされており、鏡１１の裏面１１−２側に第１の熱電冷却素子（ペルチェ素子）２の冷却面２−１が取り付けられている。また、鏡１１と第１の熱電冷却素子２の冷却面２−１との間には、例えば白金による第１の温度センサ１２が設けられている。第１の温度センサ１２は鏡１１の裏面１１−２の温度を鏡面温度ｔＰｐｖとして検出する。
【００３０】
また、第１の熱電冷却素子２は、その加熱面２−２を底面として、センサボディ１３の先端部１３ａの傾斜面１３ｂに取り付けられている。傾斜面１３ｂはセンサボディ１３の中心軸に対して３０゜〜４５゜の傾斜角とされている。したがって、第１の熱電冷却素子２の冷却面２−１に第１の温度センサ１２を挟んで取り付けられた鏡１１の鏡面１１−１もセンサボディ１３の中心軸に対して３０゜〜４５゜の角度で傾けられている。
【００３１】
センサボディ１３の先端部１３ａにつながる後端部１３ｃは円柱状とされている。この後端部１３ｃには、その先端面を鏡面１１−１に対向させて、投受光一体型の光ファイバ１４が保持されている。投受光一体型の光ファイバ１４の投光軸および受光軸はセンサボディ１３の中心軸と平行とされている。なお、この例では、後端部１３ｃから鏡面１１−１に向かって突き出ている投受光一体型の光ファイバ１４の光ファイバ１４−１，１４−２のうち、１４−１を投光側の光ファイバ、１４−２を受光側の光ファイバとしている。
【００３２】
センサボディ１３の後端部１３ｃの後部には冷却ブロック１５が接合されている。また、冷却ブロック１５の後部には、冷却板１６が接合されている。センサボディ１３、冷却ブロック１５、冷却板１６はいずれも熱伝導性の部材とされており、このセンサボディ１３と冷却ブロック１５と冷却板１６とによって熱伝導体１７が構成されている。
【００３３】
冷却板１５の後部には第２の熱電冷却素子（ペルチェ素子）１８が設けられている。第２の熱電冷却素子１８は、その冷却面１８−１を冷却板１６側として、熱伝導体１７に取り付けられている。すなわち、熱伝導体１７の一端に第１の熱電冷却素子２の加熱面２−２が取り付けられ、熱伝導体１７の他端に第２の熱電冷却素子１８の冷却面１８−１が取り付けられている。この鏡面冷却式露点計２０１において、第２の熱電冷却素子１８の冷却能力は、そのサイズを比較しても分かるように、第１の熱電冷却素子２の冷却能力よりも遙かに大きいものとされている。
【００３４】
第２の熱電冷却素子１８の加熱面１８−２にはヒートシンク１９が放熱体として接合されている。ヒートシンク１９には多数の放熱フィン１９ａが形成されている。このヒートシンク１９も熱伝導体１７と同様、熱伝導性の部材とされている。また、ヒートシンク１９の後方には冷却ファン２０が設けられており、冷却板１６には第２の温度センサ２１が設けられている。第２の温度センサ２１は、第２の熱電冷却素子１８の冷却面１８−１の温度をサブクーラ温度ｔＳｐｖとして検出する。
【００３５】
この鏡面冷却式露点計２０１では、冷却板１６と第２の熱電冷却素子１８とヒートシンク１９と冷却ファン２０とを合わせた構成を補助冷却器（サブクーラ）と呼ぶが、補助冷却器（サブクーラ）の主要構成は第２の熱電冷却素子１８であり、第２の熱電冷却素子１８単体を補助冷却器（サブクーラ）と呼んでもよい。ここでは、冷却板１６と第２の熱電冷却素子１８とヒートシンク１９と冷却ファン２０とを合わせた構成をサブクーラＳＣとする。
【００３６】
また、この鏡面冷却式露点計２０１において、第１の熱電冷却素子２や鏡１１，第１の温度センサ１２，投光側の光ファイバ１４−１，受光側の光ファイバ１４−２などを含む検出部ＤＴは、被測定気体が引き込まれるサンプリングチャンバ３１内に断熱材３２を通して設けられている。また、サンプリングチャンバ３１に対しては、図２に示すように、このサンプリングチャンバ３１に被測定気体を導くための仕切り弁４０と吸引ポンプ４１が設置されている。
【００３７】
また、センサ部２０１Ａには、光電変換器２２が設けられている。光電変換器２２は、コントロール部２０１Ｂからの電気信号を光信号に変換して投光側の光ファイバ１４−１へ与えたり、受光側の光ファイバ１４−２からの光信号を電気信号に変換してコントロール部２０１Ｂへ与えたりする。光電変換器２２とコントロール部２０１Ｂとの接続関係については後述する。また、センサ部２０１Ａに対しては、冷却ファン２０が吸い込む外気の温度をｔｏｕｔとして検出する外気温度センサ２３が設けられている。外気温度センサ２３が検出する外気温度ｔｏｕｔはコントロール部２０１Ｂへ送られる。
【００３８】
〔コントロール部〕  
コントロール部２０１Ｂには、メインコントローラ２４と、サブコントローラ２５と、電源２６と、電源スイッチ２７と、露点計測ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２８と、サブクーラ制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２９と、サブクーラ低温／高温／連動切替セレクタスイッチ３０とが設けられている。
【００３９】
メインコントローラ２４は、ＣＰＵ２４−１と、第１のＡ／Ｄ変換器２４−２と、第２のＡ／Ｄ変換器２４−３と、露点温度出力部２４−４と、ＲＡＭ２４−５と、ＲＯＭ２４−６とを備えている。ＣＰＵ２４−１は、外部からの各種入力情報を得て、ＲＡＭ２４−５にアクセスしながら、ＲＯＭ２４−６に格納されたプログラムに従って動作する。ＲＯＭ２４−６には露点計測プログラムが格納されている。
【００４０】
なお、メインコントローラ２４において、第１のＡ／Ｄ変換器２４−２は、光電変換器２２からの電気信号に変換された受光側の光ファイバ１４−２からの光信号（信号Ｓ４）をデジタル信号に変換してＣＰＵ２４−１へ与える。また、第２のＡ／Ｄ変換器２４−３は、第１の温度センサ１２からの鏡面温度ｔＰｐｖ（信号Ｓ２）をデジタル信号に変換して露点温度出力部２４−４およびＣＰＵ２４−１へ与える。露点温度出力部２４−４は第１の温度センサ１２からのデジタル信号に変換された鏡面温度ｔＰｐｖを露点温度として上位装置へ送る。
【００４１】
サブコントローラ２５は、ＣＰＵ２５−１と、第１のＡ／Ｄ変換器２５−２と、第２のＡ／Ｄ変換器２５−３と、ＲＡＭ２５−４と、ＲＯＭ２５−５とを備えている。ＣＰＵ２５−１は、外部からの各種入力情報を得て、ＲＡＭ２５−４にアクセスしながら、ＲＯＭ２５−５に格納されたプログラムに従って動作する。ＲＯＭ２５−５にはサブクーラ制御プログラムが格納されている。
【００４２】
なお、サブコントローラ２５において、第１のＡ／Ｄ変換器２５−２は、第２の温度センサ２１からのサブクーラ温度ｔＳｐｖ（信号Ｓ６）をデジタル信号に変換してＣＰＵ２５−１へ与える。また、第２のＡ／Ｄ変換器２５−３は、外気温度センサ２３からの外気温度ｔｏｕｔ（信号Ｓ８）をデジタル信号に変換してＣＰＵ２５−１へ与える。また、ＣＰＵ２５−１には、メインコントローラ２４における第２のＡ／Ｄ変換器２４−３を介して、第１の温度センサ１２からの鏡面温度ｔＰｐｖが与えられる。また、サブコントローラ２５のＣＰＵ２５−１は、図２に示されるように、メインコントローラ２４のＣＰＵ２４−１からの指令を受けて、仕切り弁４０の開閉および吸引ポンプ４１の運転／停止も制御する。
【００４３】
〔サブクーラ低温／高温／連動の切替設定〕
この鏡面冷却式露点計２０１では、サブクーラＳＣに対して、「低温（例えば、−５℃固定）」で動作させるのか、「高温（例えば、２５℃固定）」で動作させるのか、「連動（鏡面温度＋α）」で動作させるのかについて、サブクーラ低温／高温／連動切替セレクタスイッチ３０を用いてその動作モードを選択的に設定することが可能である。
【００４４】
〔動作モードを「低温」としての露点計測〕
今、サブクーラ低温／高温／連動切替セレクタスイッチ３０を「低温」に設定して、露点計測を開始するものとする。なお、この場合、電源スイッチ２７は既にＯＮとされており、メインコントローラ２４およびサブコントローラ２５には電源が供給された状態にあるものとする。
【００４５】
露点計測を開始させる場合、露点計測ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２８とサブクーラ制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２９とを共にＯＮとする。なお、先に、サブクーラ制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２９をＯＮとし、ある程度時間が経った後に露点計測ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２８をＯＮとするようにしてもよいが、ここでは露点計測ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２８とサブクーラ制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２９とを同時にＯＮとするものとする。
【００４６】
メインコントローラ２４のＣＰＵ２４−１は、サブクーラ制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２９がＯＮとされると、サブクーラ低温／高温／連動切替セレクタスイッチ３０の現在の設定状態と合わせて、サブクーラ制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２９がＯＮとされた旨をサブコントローラ２５のＣＰＵ２５−１に知らせる。
【００４７】
〔サブコントローラ側での動作〕
サブコントローラ２５のＣＰＵ２５−１は、メインコントローラ２４からサブクーラ制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２９がＯＮとされた旨の知らせを受けると（図３：ステップＳ１０１のＹＥＳ）、仕切り弁４０を開とし（ステップＳ１０２）、吸引ポンプ４１の運転を開始して（ステップＳ１０３）、サンプリングチャンバ３１への被測定気体の流入を開始すると共に、冷却ファン２０の運転を開始する（ステップＳ１０４、信号Ｓ５）。なお、電源スイッチ２７がＯＮとされたときにサンプリングチャンバ３１への被測定気体の導入（仕切り弁４０の開、吸引ポンプ４１の運転）および冷却ファン２０の運転を開始するように構成してもよい。
【００４８】
また、サブコントローラ２５のＣＰＵ２５−１は、メインコントローラ２４から知らされるサブクーラ低温／高温／連動切替セレクタスイッチ３０の現在の設定状態をチェックする（ステップＳ１０５）。この場合、サブクーラ低温／高温／連動切替セレクタスイッチ３０の設定状態は「低温」とされているので、ステップＳ１０８を経てステップＳ１０９へ進み、サブクーラの設定目標温度Ｔｓｐを低温（例えば、−５℃）とする。
【００４９】
そして、第２の温度センサ２１からのサブクーラ温度ｔＳｐｖを取り込み（ステップＳ１１４、信号Ｓ６）、サブクーラ温度ｔＳｐｖと設定目標温度Ｔｓｐとが一致するように、第２の熱電冷却素子１８へ供給する電流をＯＮ／ＯＦＦ制御する（ステップＳ１１５、信号Ｓ７）。
【００５０】
〔メインコントローラ側での動作〕
一方、メインコントローラ２４のＣＰＵ２４−１は、露点計測ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２８がＯＮとされると、光電変換器２２へ信号Ｓ３を送り、投光側の光ファイバ１４−１の先端面より、鏡面１１−１に対して所定の周期で光を照射させる（図４（ａ）参照）。なお、電源スイッチ２７がＯＮされると投光側の光ファイバ１４−１の先端面より光を照射させるように光電変換器２２を構成してもよい。
【００５１】
鏡面１１−１は被測定気体に晒されており、鏡面１１−１に結露が生じていなければ、投光側の光ファイバ１４−１の先端から照射された光はそのほゞ全量が正反射し、受光側の光ファイバ１４−２を介して受光される鏡面１１−１からの反射光（散乱光）の量は極微量である。したがって、鏡面１１−１に結露が生じていない場合、受光側の光ファイバ１４−２を介して受光される反射光の強度は小さい。受光側の光ファイバ１４−２を介して受光される反射光は、光電変換器２２によって電気信号に変換され、メインコントローラ２４の第１のＡ／Ｄ変換器２４−２へ送られ、デジタル信号に変換されてＣＰＵ２４−１に取り込まれる。
【００５２】
ＣＰＵ２４−１は、受光側の光ファイバ１４−２を介して受光される反射光の上限値と下限値との差を反射光の強度として求める。この場合、反射光の強度はほゞ零であり、予め定められている閾値（結露判定用の設定値）に達していないので、ＣＰＵ２４−１は、第１の熱電冷却素子２への電流を増大させる（信号Ｓ１）。これにより、第１の熱電冷却素子２の冷却面２−１の温度が下げられて行く。
【００５３】
第１の熱電冷却素子２の冷却面２−１の温度、すなわち鏡面１１−１の温度を下げて行くと、被測定気体に含まれる水蒸気が鏡面１１−１に結露し、その水の分子に投光側の光ファイバ１４−１の先端から照射された光の一部が吸収されたり、乱反射したりする。これにより、受光側の光ファイバ１４−２を介して受光される鏡面１１−１からの反射光（散乱光）の強度が増大する。
【００５４】
ここで、受光側の光ファイバ１４−２を介して受光される反射光の強度が閾値を超えると、ＣＰＵ２４−１は、第１の熱電冷却素子２への電流を減少させる。これにより、第１の熱電冷却素子２の冷却面２−１の温度の低下が抑えられ、結露の発生が抑制される。この結露の抑制により、受光側の光ファイバ１４−２を介して受光される反射光の強度が小さくなり、閾値を下回ると、ＣＰＵ２４−１は、第１の熱電冷却素子２への電流を増大させる。
【００５５】
この動作の繰り返しによって、受光側の光ファイバ１４−２を介して受光される反射光の強度が閾値とほゞ等しくなるように、第１の熱電冷却素子２の冷却面２−１の温度が調整される。この調整された温度、すなわち鏡面１１−１に生じた結露が平衡状態に達した温度（露点温度）が、露点温度出力部２４−４に送られる。
【００５６】
この露点の検出動作において、第１の熱電冷却素子２の加熱面２−２は熱伝導体１７を介して、第２の熱電冷却素子１８を含むサブクーラＳＣによって冷却される。図５に特性ＩとしてサブクーラＳＣの冷却曲線を示し、特性IIとして第１の熱電冷却素子２の冷却曲線を示す。また、参考として、サブクーラＳＣを用いず、鏡面冷却用の熱電冷却素子を大型の多段ペルチェとした場合の冷却曲線を特性IIIとして示す。
【００５７】
特性IIと特性IIIとを比較して分かるように、鏡面冷却用の熱電冷却素子を大型の多段ペルチェとした場合には、鏡面周りの熱容量が大きくなるので、応答性が悪化する。これに対して、サブクーラＳＣを用いた場合には、鏡面周りの熱容量を小さなままとすることができるので、応答性が悪化することがない。
【００５８】
このようにして、この鏡面冷却式露点計２０１では、サブクーラＳＣを用いることによって、第１の熱電冷却素子２として冷却能力が比較的小さい小型の素子（冷却スピードの速いペルチェ）を用いることができている。このため、応答性が犠牲になることがなく、鏡面周りのサイズの大型化も避けられる。また、サブクーラＳＣにペルチェ式の冷却器を採用していることから、冷媒式の冷却器や配管が不要であり、装置が複雑化せず、小型となる。また、冷媒漏れの心配もない。
【００５９】
〔動作モードを「連動」としての露点計測〕
次に、サブクーラ低温／高温／連動切替セレクタスイッチ３０を「連動」に設定して、露点計測を開始する場合について説明する。この場合も、露点計測ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２８とサブクーラ制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２９とを同時にＯＮとするものとする。
【００６０】
メインコントローラ２４のＣＰＵ２４−１は、サブクーラ制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２９がＯＮとされると、サブクーラ低温／高温／連動切替セレクタスイッチ３０の現在の設定状態と合わせて、サブクーラ制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２９がＯＮとされた旨をサブコントローラ２５のＣＰＵ２５−１に知らせる。
【００６１】
〔サブコントローラ側での動作〕
サブコントローラ２５のＣＰＵ２５−１は、メインコントローラ２４からサブクーラ制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２９がＯＮとされた旨の知らせを受けると（図３：ステップＳ１０１のＹＥＳ）、仕切り弁４０を開とし（ステップＳ１０２）、吸引ポンプ４１の運転を開始して（ステップＳ１０３）、サンプリングチャンバ３１への被測定気体の流入を開始すると共に、冷却ファン２０の運転を開始する（ステップＳ１０４、信号Ｓ５）。
【００６２】
また、サブコントローラ２５のＣＰＵ２５−１は、メインコントローラ２４から知らされるサブクーラ低温／高温／連動切替セレクタスイッチ３０の現在の設定状態をチェックする（ステップＳ１０５）。この場合、サブクーラ低温／高温／連動切替セレクタスイッチ３０の設定状態は「連動」とされているので、第１の温度センサ１２からの鏡面温度ｔＰｐｖを取得し（ステップＳ１０６）、サブクーラの設定目標温度Ｔｓｐを鏡面温度ｔＰｐｖ＋αとする（ステップＳ１０７）。
【００６３】
そして、外気温度センサ２３からの外気温度ｔｏｕｔを取り込み（ステップＳ１１１）、ステップＳ１０７で定めた設定目標温度Ｔｓｐと外気温度ｔｏｕｔとを比較する（ステップＳ１１２）。ここで、設定目標温度Ｔｓｐが外気温度ｔｏｕｔ以下であれば（ステップＳ１１２のＹＥＳ）、第２の温度センサ２１からのサブクーラ温度ｔＳｐｖを取り込み（ステップＳ１１４）、サブクーラ温度ｔＳｐｖと設定目標温度Ｔｓｐとが一致するように、第２の熱電冷却素子１８へ供給する電流をＯＮ／ＯＦＦ制御する（ステップＳ１１５）。
【００６４】
これに対し、設定目標温度Ｔｓｐが外気温度ｔｏｕｔよりも高い場合には（ステップＳ１１２のＮＯ）、設定目標温度Ｔｓｐを外気温度ｔｏｕｔとし（ステップＳ１１３）、すなわち設定目標温度Ｔｓｐの上限値を外気温度ｔｏｕｔで規制し、サブクーラ温度ｔＳｐｖと設定目標温度Ｔｓｐとが一致するように、第２の熱電冷却素子１８へ供給する電流をＯＮ／ＯＦＦ制御する（ステップＳ１１４、Ｓ１１５）。
【００６５】
〔メインコントローラ側での動作〕
メインコントローラ２４側での動作は、サブクーラ低温／高温／連動切替セレクタスイッチ３０を「低温」に設定した場合と同じであるので、ここでの説明は省略する。
【００６６】
サブクーラ低温／高温／連動切替セレクタスイッチ３０を「低温」に設定した場合、すなわちサブクーラの設定目標温度Ｔｓｐを低温（例えば、−５℃）に固定するものとした場合、その固定された設定目標温度Ｔｓｐよりも高い露点は測定することができない。また、測定範囲の上限付近の露点を測定する際でも、設定目標温度Ｔｓｐが固定であるので、多くのエネルギーを消費してしまう。
【００６７】
これに対して、サブクーラ低温／高温／連動切替セレクタスイッチ３０を「連動」に設定すると、すなわちサブクーラの設定目標温度Ｔｓｐを鏡面温度ｔＰｐｖ＋αとすると、鏡面温度ｔＰｐｖが上昇すると設定目標温度Ｔｓｐも上昇することになるので、周囲温度と同じ温度まで露点計測を行うことが可能となる。また、設定目標温度Ｔｓｐは、常に鏡面温度ｔＰｐｖ＋αで変動しているため、消費されるエネルギーも必要最小限となる。
【００６８】
〔鏡面のメンテナンス(１)〕
例えば、動作モードを「低温」としての露点計測中、鏡面１１−１のメンテナンスを行いたいものとする。この場合、露点計測ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２８をＯＦＦとし、サブクーラ低温／高温／連動切替セレクタスイッチ３０を「高温」に設定する。
【００６９】
すると、メインコントローラ２４のＣＰＵ２４−１は、第１の熱電冷却素子２による鏡面１１−１の冷却動作を中断すると共に、サブクーラ低温／高温／連動切替セレクタスイッチ３０が「高温」に設定された旨をサブコントローラ２５のＣＰＵ２５−１に知らせる。
【００７０】
サブコントローラ２５のＣＰＵ２５−１は、メインコントローラ２４からサブクーラ低温／高温／連動切替セレクタスイッチ３０が「高温」に設定された旨の知らせを受けると、サブクーラの設定目標温度Ｔｓｐを高温（例えば、２５℃）とする（図３：ステップＳ１０８，Ｓ１１０）。
【００７１】
そして、第２の温度センサ２１からのサブクーラ温度ｔＳｐｖを取り込み（ステップＳ１１４）、サブクーラ温度ｔＳｐｖと設定目標温度Ｔｓｐとが一致するように、第２の熱電冷却素子１８へ供給する電流をＯＮ／ＯＦＦ制御する（ステップＳ１１５）。この場合、設定目標温度Ｔｓｐがサブクーラ温度ｔＳｐｖよりも高いので、第２の熱電冷却素子１８へは逆電流がかけられる。これにより、サブクーラＳＣが加熱器として利用され、鏡面周りが短時間で常温に戻される。
【００７２】
〔鏡面のメンテナンス(２)〕
例えば、動作モードを「連動」としての露点計測中、鏡面１１−１のメンテナンスを行いたいものとする。この場合、動作モードを「低温」としての露点計測中と同様にして、露点計測ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２８をＯＦＦとし、サブクーラ低温／高温／連動切替セレクタスイッチ３０を「高温」に設定するようにしてもよいが、露点計測ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２８をＯＦＦとするだけとしてもよい。
【００７３】
露点計測ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２８がＯＦＦにされると、メインコントローラ２４のＣＰＵ２４−１は、第１の熱電冷却素子２による鏡面１１−１の冷却動作を中断する。この場合、サブコントローラ２５のＣＰＵ２５−１は、サブクーラの設定目標温度Ｔｓｐを鏡面温度ｔＰｐｖ＋αとする制御を続ける。これにより、鏡面１１−１の冷却動作の中断による温度の上昇に伴って、サブクーラの設定目標温度Ｔｓｐも上昇して行く。
【００７４】
このようにして、動作モードを「連動」としての露点計測中でれば、露点計測ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２８をＯＦＦとするのみで、サブクーラの設定目標温度Ｔｓｐを高温に切り替えることなく、自動的に鏡面周りを常温に戻すようにすることができる。
【００７５】
〔メインコントローラおよびサブコントローラの性能〕
この鏡面冷却式露点計２０１において、鏡面１１−１上での結露の生成スピードは非常に速く、また鏡面温度ｔＰｐｖや鏡面からの反射光の光量は高精度に測定する必要がある。その一方で、サブクーラＳＣの制御は、熱容量が大きいため制御スピードが遅く、また、サブクーラ温度ｔＳｐｖの検出はあまり精度を必要としない。
【００７６】
そこで、この鏡面冷却式露点計２０１では、メインコントローラ２４は、高速制御と高精度測定が必要であるので、高性能・高価格コントローラを用い、サブコントローラ２５は、制御性能・計測精度はあまり必要としないので、低性能・低価格のコントローラを用いるようにして、メインコントローラ２４とサブコントローラ２５のコストと性能をバランスさせ、製品コストを安くしている。
【００７７】
この点について、さらに具体的に述べる。メインコントローラ２４は、受光側の光ファイバ１４−２が受光する反射光の光量をＡ／Ｄ変換し、そのＡ／Ｄ変換値に基づいて第１の熱電冷却素子２へ供給する電流を所定の制御周期で制御する。また、第１の温度センサ１２が検出する鏡面温度ｔＰｐｖをＡ／Ｄ変換し、その刻々の鏡面温度ｔＰｐｖを表示する。そして、鏡面１１−１に生じた結露が平衡状態に達した時の温度を露点温度として表示する。一方、サブコントローラ２５は、第２の温度センサ２１が検出するサブクーラ温度ｔＳｐｖをＡ／Ｄ変換し、そのＡ／Ｄ変換値に基づいて第２の熱電冷却素子１８へ供給する電流を所定の制御周期で制御する。
【００７８】
メインコントローラ２４において、受光側の光ファイバ１４−２が受光する反射光の光量のＡ／Ｄ変換は第１のＡ／Ｄ変換器２４−２で行われ、そのＡ／Ｄ変換値に基づく第１の熱電冷却素子２への供給電流の所定の制御周期での制御はＣＰＵ２４−１で行われる。また、第１の温度センサ１２が検出する鏡面温度ｔＰｐｖのＡ／Ｄ変換は第２のＡ／Ｄ変換器２４−３で行われる。一方、サブコントローラ２５において、第２の温度センサ２１が検出するサブクーラ温度ｔＳｐｖのＡ／Ｄ変換は第１のＡ／Ｄ変換器２５−２で行われ、そのＡ／Ｄ変換値に基づく第２の熱電冷却素子１８への供給電流の所定の制御周期での制御はＣＰＵ２５−１で行われる。
【００７９】
ここで、メインコントローラ２４とサブコントローラ２５のコストと性能をバランスさせるために、メインコントローラ２４における第１のＡ／Ｄ変換器２４−２や第２のＡ／Ｄ変換器２４−３のＡ／Ｄ変換の精度は、サブコントローラ２５における第１のＡ／Ｄ変換器２５−２のＡ／Ｄ変換の精度よりも高くされている。また、メインコントローラ２４における第１の熱電冷却素子２への供給電流の制御周期は、サブコントローラ２５における第２の熱電冷却素子１８への供給電流の制御周期よりも短周期とされている。
【００８０】
なお、サブコントローラ２５において、第２のＡ／Ｄ変換器２４−３のＡ／Ｄ変換の精度は、第１のＡ／Ｄ変換器２５−２と同程度とされている。この例では、説明上、第１のＡ／Ｄ変換器２５−２と第２のＡ／Ｄ変換器２５−３とを別々に設けるものとしたが、第１のＡ／Ｄ変換器２５−２と第２のＡ／Ｄ変換器２５−３とを１つとし、その１つのＡ／Ｄ変換器を時分割で用いるようにしてもよい。
【００８１】
また、この鏡面冷却式露点計２０１において、メインコントローラ２４からの第１の熱電冷却素子２への供給電流の制御周期はサブコントローラ２５からの第２の熱電冷却素子１８への供給電流の制御周期よりも短周期とされているが、メインコントローラ２４からの第１の熱電冷却素子２への供給電流の制御を比例制御、サブコントローラ２５からの第２の熱電冷却素子１８への供給電流の制御をＯＮ／ＯＦＦ制御とするようにしてもよい。
【００８２】
すなわち、結露を平衡状態に制御するメインコントローラ２４は、高速で緻密な制御を必要とするので比例制御を採用し、サブクーラの温度を制御するサブコントローラ２５は、比較的アバウトな制御でよいので、制御性能が高くなく低価格で実現可能なＯＮ／ＯＦＦ制御を採用するというように、その制御方式を異ならせるようにしてもよい。勿論、メインコントローラ２４／サブコントローラ２５ともに、その供給電流の制御を比例制御で行うようにしてもよい。
【００８３】
〔受光量基準範囲を用いての鏡面の状態の正常／異常判断〕
メインコントローラ２４のＣＰＵ２４−１は、定期的な割り込み処理動作として、鏡面１１−１に生じる結露の増減がなくなる平衡状態になるような第１の熱電冷却素子２への供給電流の制御（露点温度計測制御）を中断する（図６：ステップＳ２０１）。
【００８４】
そして、所定時間の経過を待って（ステップＳ２０２のＹＥＳ）、受光側の光ファイバ１４−２を介して受光される鏡面１１−１からの反射光の光量（受光量）Ｒｐｖを求める（ステップＳ２０３）。そして、この求めた受光量Ｒｐｖが予め定められている受光量基準範囲に入っているか否かをチェックする（ステップＳ２０４）。
【００８５】
すなわち、ＣＰＵ２４−１は、露点温度計測制御の中断後（ステップＳ２０１）、所定時間の経過を待つことによって（ステップＳ２０２）、鏡面１１−１に結露が生じていない状態を作り出し、この時の鏡面１１−１からの反射光の受光量Ｒｐｖを求め（ステップＳ２０３）、この求めた受光量Ｒｐｖが予め定められている受光量基準範囲に入っているか否かをチェックする（ステップＳ２０４）。
【００８６】
ここで、受光量Ｒｐｖが受光量基準範囲に入っていれば（ステップＳ２０４のＹＥＳ）、ＣＰＵ２４−１は、鏡面１１−１の状態が正常であると判断し、露点温度計測制御を再開する（ステップＳ２０５）。
【００８７】
〔自動クリーニング制御への移行〕
これに対して、受光量Ｒｐｖが受光量基準範囲から外れていれば（ステップＳ２０４のＮＯ）、ＣＰＵ２４−１は、鏡面１１−１の状態が異常であると判断し、鏡面１１−１に付着しているであろう凝縮物質を除去させるべく、鏡面１１−１の温度を上昇させるように第１の熱電冷却素子２へ供給する電流を制御する（ステップＳ２０６）。すなわち、露点温度計測制御を中止して、鏡面１１−１の温度を上昇させるような第１の熱電冷却素子２への供給電流の制御（自動クリーニング制御）に移行する。この例では、第１の熱電冷却素子２へ供給する電流を予め定められた所定の電流値まで増大し、鏡面１１−１の温度を上昇させる。
【００８８】
そして、所定時間の経過を待って（ステップＳ２０７のＹＥＳ）、Ｎ（初期値０）をＮ＝Ｎ＋１とし（ステップＳ２０８）、Ｎ＞Ｎｍａｘではないことを確認のうえ（ステップＳ２０９のＮＯ）、ステップＳ２０３の処理へ戻る。すなわち、所定時間の経過を待つことにより、鏡面１１−１の温度をステップＳ２０６でアップした電流値に対応する値まで上昇させるものとし、その上昇させた温度で再度、鏡面１１−１からの反射光の受光量Ｒｐｖを求める。
【００８９】
この場合、鏡面１１−１に付着していた汚れが凝縮物質であって、その凝縮物質が鏡面１１−１の温度上昇によって蒸発又は昇華して除去されれば、鏡面１１−１からの反射光の受光量Ｒｐｖは受光量基準範囲に入るものとなり（ステップＳ２０４のＹＥＳ）、ＣＰＵ２４−１は、鏡面１１−１の状態が正常に戻ったと判断し、露点温度計測制御を再開する（ステップＳ２０５）。
【００９０】
これに対して、鏡面１１−１からの反射光の受光量Ｒｐｖが受光量基準範囲から外れていれば（ステップＳ２０４のＮＯ）、ＣＰＵ２４−１は、鏡面１１−１の状態が正常に戻らなかったと判断し、第１の熱電冷却素子２へ供給する電流を所定量アップし（ステップＳ２０６）、鏡面１１−１の温度をさらに上昇させる。
【００９１】
そして、所定時間の経過を待って（ステップＳ２０７のＹＥＳ）、Ｎ＝Ｎ＋１とし（ステップＳ２０８）、Ｎ＞Ｎｍａｘではないことを確認のうえ（ステップＳ２０９のＮＯ）、ステップＳ２０３の処理へ戻り、その上昇させた温度で再度、鏡面１１−１からの反射光の受光量Ｒｐｖを求める。
【００９２】
以下同様にして、鏡面１１−１からの反射光の受光量Ｒｐｖが受光量基準範囲に入っているか否かをチェックし（ステップＳ２０４）、受光量基準範囲に入っていれば鏡面１１−１の状態が正常に戻ったと判断して（ステップＳ２０４のＹＥＳ）、露点温度計測制御を再開し（ステップＳ２０５）、受光量基準範囲から外れていれば鏡面１１−１の状態が正常に戻らなかったと判断して（ステップＳ２０４のＮＯ）、第１の熱電冷却素子２へ供給する電流を所定量アップし（ステップＳ２０６）、鏡面１１−１の温度をさらに上昇させる、という処理動作を繰り返す。
【００９３】
このようにして、この鏡面冷却式露点計２０１では、鏡面１１−１に凝縮物質が付着していた場合、その凝縮物質が鏡面１１−１の温度上昇によって速いスピードで蒸発又は昇華するものとなり、人手による鏡面の清掃が不要となり、凝縮物質を除去する装置を別途設ける必要もなくなる。また、この鏡面冷却式露点計２０１では、鏡面１１−１に付着していた汚れが凝縮物質であった場合、その凝縮物質の種類が分からなくても、鏡面１１−１の温度の上昇過程の途中でその凝縮物質が蒸発又は昇華するものとなる。したがって、事前に凝縮物質を特定しなくても、鏡面１１−１の状態を正常な状態に戻すことが可能となる。
【００９４】
なお、ステップＳ２０６〜Ｓ２０９の繰り返し処理中、Ｎ＞Ｎｍａｘとなると（ステップＳ２０９のＹＥＳ）、ＣＰＵ２４−１は、鏡面１１−１の汚れが温度上昇では回復することができない異常であると判断し、警報を発する（ステップＳ２１０）。例えば、鏡面１１−１にゴミが付着していたり、検出系の劣化などが生じていた場合、鏡面１１−１の温度上昇では回復することができないので、警報が発せられる。この警報は露点温度出力部２４−４を介して上位装置へ送られる。
【００９５】
なお、図６に示したフローチャートでは、露点温度計測制御を中断した後、所定時間経過後の鏡面１１−１からの反射光の受光量Ｒｐｖを求めるようにしたが、第１の熱電冷却素子２への供給電流の制御を中断した後、第１の温度センサ１２からの鏡面温度ｔＰｐｖの変化をチェックし、鏡面温度ｔＰｐｖの変化が生じなくなった時の鏡面１１−１からの反射光の受光量Ｒｐｖを求めるようにしてもよい。
【００９６】
図７にこの場合のフローチャートを例示する。このフローチャートは図６に対応するフローチャートであり、ステップＳ２０２−１において鏡面温度ｔＰｐｖの変化をチェックし、ステップＳ２０２−２において鏡面温度ｔＰｐｖの変化が生じなくなった時点を判断する。なお、鏡面温度ｔＰｐｖの変化が生じなくなった時点は、鏡面温度ｔＰｐｖの変化する割合が所定値を下回ったタイミングとして判断する。
【００９７】
また、図８に示すように、ステップＳ２０２−１において鏡面温度ｔＰｐｖの変化をチェックする代わりに、鏡面１１−１からの反射光の受光量Ｒｐｖをチェックし、ステップＳ２０２−２においてその受光量Ｒｐｖの変化が生じなくなった時点を判断するようにしてもよい。なお、受光量ｐｖの変化が生じなくなった時点は、受光量Ｒｐｖの変化する割合が所定値を下回ったタイミングとして判断する。
【００９８】
なお、この鏡面冷却式露点計２０１では、鏡面１１−１に生じる結露（露点）を検出するようにしているが、同様の構成によって鏡面１１−１に生じる結霜（霜点）を検出することもできる。すなわち、鏡面１１−１に生じる結霜の増減がなくなる平衡状態になるように第１の熱電冷却素子２への供給電流を制御することによって、鏡面１１−１に生じる結霜（霜点）を検出することも可能である。
【００９９】
また、この鏡面冷却式露点計２０１では、露点計測ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２８とサブクーラ制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２９とを別個に設けるようにしているが、露点計測ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２８とサブクーラ制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２９とを１つのスイッチで構成するようにしてもよい。この場合、露点計測のＯＮとサブクーラの制御のＯＮが同時に行われ、露点計測のＯＦＦとサブクーラの制御のＯＦＦが同時に行われるものとなる。
【０１００】
また、この鏡面冷却式露点計２０１では、第１の熱電冷却素子２を１段のペルチェとしているが、２段のペルチェとするなどしてもよい。すなわち、鏡面回りのサイズや応答性に余裕があれば、多段のペルチェとサブクーラとを組み合わせた構成としても構わない。また、この鏡面冷却式露点計２０１では、第２の熱電冷却素子１８を設けるようにしているが、第２の熱電冷却素子１８は必ずしも設けなくてもよく、第１の熱電冷却素子２のみを設けた構成であっても構わない。
【０１０１】
また、この鏡面冷却式露点計２０１では、例えば図６におけるステップＳ２０６〜Ｓ２０９の処理で示されるように、鏡面１１−１の温度を徐々に上昇させるようにしているが、適切な温度（例えば、１００℃）を定めて、その温度に一気に上昇させるようにしてもよい。この場合、例えば、所定時間が経過しても鏡面１１−１正常な状態に戻らなければ、警報を発するようにする。
【０１０２】
また、この鏡面冷却式露点計２０１では、自動クリーニング制御として、 鏡面１１−１に付着しているであろう凝縮物質を除去させるべく、鏡面１１−１の温度を上昇させるように熱電冷却素子２へ供給する電流を制御するようにしたが、鏡面１１−１に付着しているであろう凝縮物質を除去させるべく、サンプリングチャンバ３１内の圧力を減圧制御するようにしてもよい。
【０１０３】
鏡面１１−１を加熱して鏡面１１−１に付着しているであろう凝縮物質を除去させるようにした場合、ヒートショックによって、ダメージを受ける。これに対し、サンプリングチャンバ３１内の圧力の減圧によって鏡面１１−１に付着しているであろう凝縮物質を除去させると、加熱する場合のようなヒートショックがなく、ダメージを与えないようにすることが可能となる。
【０１０４】
図９に、鏡面１１−１に付着しているであろう凝縮物質を除去させるべく、サンプリングチャンバ３１内の圧力を減圧制御する場合の図６に対応するフローチャートを示す。このフローチャートにおいて、ステップＳ３０１〜Ｓ３０４までの処理は図６のステップＳ２０１〜２０４までの処理と同じであるので、その説明を省略する。
【０１０５】
ＣＰＵ２４−１は、受光量Ｒｐｖが受光量基準範囲から外れていれば（ステップＳ３０４のＮＯ）、鏡面１１−１の状態が異常であると判断し、鏡面１１−１に付着しているであろう凝縮物質を除去させるべく、仕切り弁４０を閉とし、吸引ポンプ４１の運転を継続させることにより、サンプリングチャンバ３１内の圧力を減圧させる（ステップＳ３０６）。すなわち、吸引ポンプ４１の運転を継続させた状態で、仕切り弁４０を閉とすることにより、サンプリングチャンバ３１内の圧力を低下させて行くような減圧制御（自動クリーニング制御）に移行する。なお、仕切り弁４０の閉は、サブコントローラ２５のＣＰＵ２５−１を経由して行われる。
【０１０６】
そして、所定時間の経過を待って（ステップＳ３０７のＹＥＳ）、Ｎ（初期値０）をＮ＝Ｎ＋１とし（ステップＳ３０９）、Ｎ＞Ｎｍａｘではないことを確認のうえ（ステップＳ３０９のＮＯ）、ステップＳ３０３の処理へ戻る。すなわち、所定時間の経過を待つことにより、サンプリングチャンバ３１内の圧力を所定の値まで低下させるものとし、この圧力を低下させた状態で再度、鏡面１１−１からの反射光の受光量Ｒｐｖを求める。
【０１０７】
この場合、鏡面１１−１に付着していた汚れが凝縮物質であって、その凝縮物質がサンプリングチャンバ３１内の圧力の低下によって蒸発又は昇華して除去されれば、鏡面１１−１からの反射光の受光量Ｒｐｖは受光量基準範囲に入るものとなり（ステップＳ３０４のＹＥＳ）、ＣＰＵ２４−１は、鏡面１１−１の状態が正常に戻ったと判断し、吸引ポンプ４１の運転を継続させた状態で、仕切り弁４０を開とし、露点温度計測制御を再開する（ステップＳ３０５）。
【０１０８】
これに対して、鏡面１１−１からの反射光の受光量Ｒｐｖが受光量基準範囲から外れていれば（ステップＳ３０４のＮＯ）、ＣＰＵ２４−１は、鏡面１１−１の状態が正常に戻らなかったと判断し、仕切り弁４０を閉としたままの状態で所定時間の経過を待ち（ステップＳ３０７のＹＥＳ）、サンプリングチャンバ３１内の圧力をさらに低下させる。なお、この場合のステップＳ３０７での経過時間は、１回目の経過時間よりも短いものとし、サンプリングチャンバ３１内の圧力の低下量は少ないものとする。これにより、サンプリングチャンバ３１内の圧力は、１回目は所定値ＰＬまで低下し、２回目はＰＬ−αまで低下するものとなる。
【０１０９】
そして、ＣＰＵ２４−１は、Ｎ＝Ｎ＋１とし（ステップＳ３０８）、Ｎ＞Ｎｍａｘではないことを確認のうえ（ステップＳ３０９のＮＯ）、ステップＳ３０３の処理へ戻り、その上昇させた温度で再度、鏡面１１−１からの反射光の受光量Ｒｐｖを求める。
【０１１０】
以下同様にして、鏡面１１−１からの反射光の受光量Ｒｐｖが受光量基準範囲に入っているか否かをチェックし（ステップＳ３０４）、受光量基準範囲に入っていれば鏡面１１−１の状態が正常に戻ったと判断して（ステップＳ３０４のＹＥＳ）、露点温度計測制御を再開し（ステップＳ３０５）、受光量基準範囲から外れていれば鏡面１１−１の状態が正常に戻らなかったと判断して（ステップＳ３０４のＮＯ）、サンプリングチャンバ３１内の圧力を所定量α低下させる（ステップＳ３０６，３０７）、という処理動作を繰り返す。
【０１１１】
ステップＳ３０６〜Ｓ３０９の繰り返し処理中、Ｎ＞Ｎｍａｘとなると（ステップＳ３０９のＹＥＳ）、ＣＰＵ２４−１は、鏡面１１−１の汚れが減圧では回復することができない異常であると判断し、警報を発する（ステップＳ３１０）。
【０１１２】
図９に示したフローチャートでは、第１の熱電冷却素子２への供給電流の制御を中断した後、所定時間経過後の鏡面１１−１からの反射光の受光量Ｒｐｖを求めるようにしたが、図７のフローチャートに対応する図１０のフローチャートが示すように、第１の熱電冷却素子２への供給電流の制御を中断した後、第１の温度センサ１２からの鏡面温度ｔＰｐｖの変化をチェックし、鏡面温度ｔＰｐｖの変化が生じなくなった時の鏡面１１−１からの反射光の受光量Ｒｐｖを求めるようにしてもよい。
【０１１３】
また、図１１に示すように、ステップＳ３０２−１において鏡面温度ｔＰｐｖの変化をチェックする代わりに、鏡面１１−１からの反射光の受光量Ｒｐｖをチェックし、ステップＳ３０２−２においてその受光量Ｒｐｖの変化が生じなくなった時点を判断するようにしてもよい。なお、受光量ｐｖの変化が生じなくなった時点は、受光量Ｒｐｖの変化する割合が所定値を下回ったタイミングとして判断する。
【０１１４】
〔鏡面冷却式露点計の要部の機能ブロック図〕
図１２に上述した鏡面冷却式露点計２０１の要部の機能ブロック図を示す。同図において、図１，図２と同一符号は図１，図２を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。この鏡面冷却式露点計２０１において、コントロール部２０１Ｂは露点温度計測制御部３４と、鏡面異常状態判断部３５と、自動クリーニング制御部３６と、制御モード選択部３７とを備えている。なお、露点計測を開始するにあたって、吸引ポンプ４１が運転され、仕切り弁４０が開とされるが、この仕切り弁４０および吸引ポンプ４１に対する制御部は示していない。
【０１１５】
コントロール部２０１Ｂにおいて、露点温度計測制御部３４は、受光側の光ファイバ１４−２を介して受光される鏡面１１−１からの反射光の光量に基づいて熱電冷却素子２へ供給する電流を鏡面１１−１に生じる結露もしくは結霜の増減がなくなる平衡状態になるように制御し、その平衡状態において温度センサ１２が検出する鏡面１１−１の温度ｔｘ１を取り込み、露点温度の計測値ｔｘ１として制御モード選択部３７へ送る。
【０１１６】
コントロール部２０１Ｂにおいて、鏡面異常状態判断部３５は、受光側の光ファイバ１４−２を介して受光される鏡面１１−１からの反射光の光量に基づいて鏡面１１−１の状態の正常／異常を判断し、その判断結果を制御モード選択部３７へ送る。
【０１１７】
コントロール部２０１Ｂにおいて、自動クリーニング制御部３６は、鏡面１１−１に付着しているであろう凝縮物質を除去させるべく、鏡面１１−１の温度を上昇させるように熱電冷却素子２へ供給する電流を制御する。なお、この例では、温度センサ１２が検出する鏡面１１−１の温度ｔｘ１を自動クリーニング制御部３６に与えているが、この例では熱電冷却素子２へ供給する電流値をアップさせる方法をとっているので、温度センサ１２が検出する鏡面１１−１の温度ｔｘ１は必ずしも必要とはしない。
【０１１８】
コントロール部２０１Ｂにおいて、制御モード選択部３７は、露点温度計測制御部３４に対して露点温度計測制御を常時実行するように指示すると共に、この露点温度計測制御を定期的に中断させて、鏡面異常状態判断部３５による鏡面１１−１の状態の正常／異常の判断を実行させ、鏡面１１−１の状態が異常であった場合、自動クリーニング制御部３６による鏡面１１−１の自動クリーニングを実行させる。この自動クリーニングによって鏡面１１−１の状態が正常に戻った場合、制御モード選択部３７は、露点温度計測制御部３４による露点温度計測制御を再開させる。また、制御モード選択部３７は、露点温度計測制御部３４による露点温度計測制御中、露点温度計測制御部３４からの露点温度の計測値ｔｘ１を上位装置に出力する。
【０１１９】
図１３はこの鏡面冷却式露点計２０１における制御モードの変化を示すタイムチャートである。制御モード選択部３７は、露点温度計測制御部３４による露点温度計測制御を常時実行させる。露点温度計測制御中（期間Ｔ１）、制御モード選択部３７は、この露点温度計測制御を定期的に中断させて、鏡面異常状態判断部３５による鏡面１１−１の状態の正常／異常の判断を実行させる（ｔ１，ｔ２，ｔ３点）。ここで、例えば、ｔ３点において、鏡面１１−１の状態が異常であると判断されると、制御モード選択部３７は、露点温度計測制御部３４による露点温度計測制御を中止させて、自動クリーニング制御部３６による自動クリーニング制御に移行させる。そして、この自動クリーニング制御への移行後、鏡面異常状態判断部３５によって鏡面１１−１の状態が正常に戻ったことが確認されると（ｔ４点）、制御モード選択部３７は、露点温度計測制御部３４による露点温度計測制御を再開させる。
【０１２０】
この鏡面冷却式露点計２０１では、鏡面１１−１の状態が異常であると判断された場合、鏡面１１−１に付着しているであろう凝縮物質を除去させるべく、自動クリーニング制御が行われるので、人手による鏡面１１−１の清掃を不要とし、凝縮物質を除去する装置を別途設ける必要をなくすことができる。しかしながら、この鏡面冷却式露点計２０１単体では、自動クリーニング制御を行うために、露点温度計測制御を一度中止（停止）させて、鏡面１１−１を加熱しなければならない。このため、図１３に期間Ｔ２として示されるように、露点温度を計測することができない期間が生じる。すなわち、湿度を計測することができない期間が生じる。
【０１２１】
〔湿度計測システム〕
そこで、本実施の形態の湿度計測システムでは、鏡面冷却式露点計と、この鏡面冷却式露点計とは異なる原理で湿度を計測する湿度センサとを設け、鏡面冷却式露点計は、その露点温度を変換して得られる湿度計測値が常に有効な湿度計測値（被測定気体の正式な湿度計測値）として用いられる主要センサとし、湿度センサは、主要センサが自動クリーニング制御中である時にその湿度計測値が有効な湿度計測値（被測定気体の正式な湿度計測値）として用いられる補助センサとするようにする。これにより、通常は主要センサ（鏡面冷却式露点計）により高精度な湿度計測が行われ、主要センサの鏡面が汚れるなどして計測精度が落ちたような場合には、補助センサ（湿度センサ）により湿度計測が行われ、途切れることなく連続して湿度計測が行われるものとなる。すなわち、湿度を計測することができない期間Ｔ２が生じないようになる。
【０１２２】
〔実施の形態１〕
図１４に本発明に係る湿度計測システムの第１の実施の形態（実施の形態１）の要部の機能ブロック図を示す。この湿度計測システムでは、鏡面冷却式露点計２０１とは別に、鏡面冷却式露点計２０１とは異なる原理で湿度を計測する湿度センサ２０２を設けている。
【０１２３】
鏡面冷却式露点計２０１において、コントロール部２０１Ｂは露点温度計測制御部３４と、鏡面異常状態判断部３５と、自動クリーニング制御部３６と、制御モード選択部３７とを備えている。
【０１２４】
湿度センサ２０２は、感湿素子２０２Ａと、検出信号生成部２０２Ｂとを備えており、検出信号生成部２０２Ｂは感湿素子２０２Ａが検出する湿度に応じた信号を検出信号として生成する。
【０１２５】
なお、鏡面冷却式露点計２０１に対しては仕切り弁４０−１と吸引ポンプ４１−１とが設けられ、湿度センサ２０２に対しては仕切り弁４０−２と吸引ポンプ４１−２とが設けられている。これら仕切り弁４０−１，４０−２および吸引ポンプ４１−１，４１−２に対する制御部は示していないが、湿度計測を開始するにあたって、吸引ポンプ４１−１，４１−２が運転され、仕切り弁４０−１，４０−２が開とされることにより、鏡面冷却式露点計２０１のサンプリングチャンバ３１および湿度センサ２０２の感湿素子２０２Ａへ被測定気体が分岐して供給される。すなわち、本実施の形態では、鏡面冷却式露点計２０１と湿度センサ２０２とを並列に設置し、供給源を同一とする被測定気体をサンプリングチャンバ３１および感湿素子２０２Ａに同時に送るようにしている。
【０１２６】
また、この湿度計測システムにおいて、鏡面冷却式露点計２０１および湿度センサ２０２に対しては、統括コントローラ３００が設けられている。統括コントローラ３００は、露点計制御モード指定部３０１と、湿度計測値選択部３０２と、露点計現在制御モード認識部３０３と、鏡面状態判断結果認識部３０４と、露点温度／湿度変換部３０５とを備えている。
【０１２７】
鏡面冷却式露点計２０１において、制御モード選択部３７は、統括コントローラ３００の露点計制御モード指定部３０１からの制御モードの指定（信号Ｄ１）を受け、鏡面冷却式露点計２０１における現在の制御モードを露点温度計測制御モードとするか、自動クリーニング制御モードとするかを選択する。また、制御モード選択部３７は、現在選択している制御モード（信号Ｂ１）を統括コントローラ３００の露点計現在制御モード認識部３０３に送る。また、制御モード選択部３７は、露点温度計測制御部３４からの露点温度の計測値ｔｘ１（信号Ａ１）を統括コントローラ３００の露点温度／湿度変換部３０５に送る。また、鏡面冷却式露点計２０１において、鏡面状態判断部３５は、鏡面１１−１の状態の正常／異常の判断結果（信号Ｃ１）を自己の制御モード選択部３７ではなく、統括コントローラ３００の鏡面状態判断結果認識部３０４へ送る。
【０１２８】
湿度センサ２０２において、感湿素子２０２Ａは、鏡面冷却式露点計２０１へ分岐して与えられる被測定気体の湿度を検出し、検出信号生成部２０２Ｂは、感湿素子２０２Ａが検出する湿度に応じた信号を検出信号として生成する。この検出信号生成部２０２Ｂが生成した検出信号は湿度センサ２０２が計測する被測定気体の湿度計測値Ｘ２として統括コントローラ３００の湿度計測値選択部３０２へ送られる。
【０１２９】
統括コントローラ３００の露点計現在制御モード認識部３０３は、鏡面冷却式露点計２０１から送られてくる現在選択している制御モード（信号Ｂ１）を認識し、その認識結果を露点計制御モード指定部３０１へ送ると共に、上位装置へ通知する。
【０１３０】
統括コントローラ３００の鏡面状態判断結果認識部３０４は、鏡面冷却式露点計２０１から送られてくる鏡面状態の判断結果（信号Ｃ１）を認識し、その認識結果を露点計制御モード指定部３０１へ送ると共に、上位装置へ通知する。
【０１３１】
統括コントローラ３００の露点温度／湿度変換部３０５は、鏡面冷却式露点計２０１から送られてくる露点温度の計測値ｔｘ１（信号Ａ１）を計算式などを用いて湿度に変換し、この変換した湿度を湿度計測値Ｘ１として湿度計測値選択部３０２へ送る。
【０１３２】
統括コントローラ３００の露点計制御モード指定部３０１は、露点計現在制御モード認識部３０３からの鏡面冷却式露点計２０１において現在選択されている制御モードの認識結果（Ｂ１）と、鏡面状態判断結果認識部３０４からの鏡面冷却式露点計２０１における鏡面状態の正常／異常の認識結果（Ｃ１）とから、鏡面冷却式露点計２０１に対して指定する制御モード（Ｄ１）を決定すると共に、現在の有効なセンサ（計測された湿度を有効な湿度計測値として選択すべきセンサ（鏡面冷却式露点計２０１／湿度センサ２０２）を湿度計測値選択部３０２へ通知する（信号Ｅ）。
【０１３３】
統括コントローラ３００の湿度計測値選択部３０２は、鏡面冷却式露点計２０１からの露点温度／湿度変換部３０５を介する湿度計測値（第１の湿度計測値）Ｘ１と、湿度センサ２０２からの湿度計測値（第２の湿度計測値）Ｘ２とを入力とし、露点計制御モード指定部３０１から通知される有効なセンサからの湿度計測値を有効な湿度計測値として選択し、その選択した湿度計測値を被測定気体の正式な湿度計測値（湿度計測システムの計測湿度）として上位装置に通知する（信号Ｆ）。
【０１３４】
なお、統括コントローラ３００の露点計制御モード指定部３０１は、鏡面冷却式露点計２０１を、その計測された露点温度を変換して得られる湿度計測値を常に有効な計測値として用いる主要センサとし、湿度センサ２０２を、主要センサが自動クリーニング制御中である時にその湿度計測値を有効な計測値として用いる補助センサとし、鏡面冷却式露点計２０１に対して制御モードとして露点温度計測制御モードを指定している場合には、湿度計測値選択部３０２に対して鏡面冷却式露点計２０１を有効なセンサとして通知し、鏡面冷却式露点計２０１に対して制御モードとして自動クリーニング制御モードを指定している場合には、湿度計測値選択部３０２に対して湿度センサ２０２を有効なセンサとして通知する。但し、特別な条件として、露点計制御モード指定部３０１は、自動クリーニング制御モードから露点温度計測制御モードへの移行時、露点温度計測制御が安定するまでの所定時間Ｔ１の間は、湿度計測値選択部３０２に対して湿度センサ２０２を有効なセンサとして通知する。
【０１３５】
〔運用〕
図１５（ａ）および（ｂ）はこの実施の形態１の湿度計測システムの運用中の鏡面冷却式露点計２０１における制御モードの変化および湿度センサ２０２の計測状態を示すタイムチャートである。
【０１３６】
統括コントローラ３００の露点計制御モード指定部３０１は、最初に、鏡面冷却式露点計２０１を主要センサとし、湿度センサ２０２を補助センサとし、湿度計測値選択部３０２に対して鏡面冷却式露点計２０１を有効なセンサとして通知する。すなわち、鏡面冷却式露点計２０１は、その計測原理から湿度センサ２０２よりも高精度に湿度計測を行うことが可能であり、この高精度に湿度計測を行うことが可能な鏡面冷却式露点計２０１を効なセンサとして通知する。以下、主要センサとされる鏡面冷却式露点計２０１をメインセンサと呼び、補助センサとされる湿度センサ２０２をサブセンサと呼ぶ。
【０１３７】
メインセンサ２０１の制御モード選択部３７は、露点温度計測制御部３４による露点温度計測制御を常時実行させ、サブセンサ２０２は計測中の状態を常時続ける。
【０１３８】
図１６に実施の形態１の湿度計測システムにおけるメインセンサ２０１の制御フローチャートを示し、図１７に統括コントローラ３００の制御フローチャートを示す。
【０１３９】
メインセンサ２０１の制御モード選択部３７は、露点温度計測制御中、この露点温度計測制御を定期的に中断させて、鏡面異常状態判断部３５による鏡面１１−１の状態の正常／異常の判断を実行させる（ｔ１，ｔ２，ｔ３点）。すなわち、制御モード選択部３７は、現在の自己の制御モードを確認し（図１６：ステップＳ４０１）、現在の自己の制御モードが露点温度計測制御であるので（ステップＳ４０２のＹＥＳ）、鏡面状態の確認タイミングか否かをチェックし（ステップＳ４０３）、鏡面状態の確認タイミングであれば（ステップＳ４０３のＹＥＳ）、露点温度計測制御を中断させて、鏡面１１−１の状態（正常／異常）を確認させる（ステップＳ４０４）。
【０１４０】
メインセンサ２０１の鏡面異常状態判断部３５は、鏡面１１−１の状態が正常であることを確認すると（ステップＳ４０５のＹＥＳ）、その旨を統括コントローラ３００に通知し（ステップＳ４０７）、 鏡面１１−１の状態が異常であることを確認すると（ステップＳ４０５のＮＯ）、その旨を統括コントローラ３００に通知する（ステップＳ４０６）。また、この露点温度計測制御中、鏡面状態の確認タイミングにない場合（ステップＳ４０３のＮＯ）、メインセンサ２０１の制御モード選択部３７は、露点温度計測制御部３４からの露点温度計測値ｔｘ１を統括コントローラ３００に通知する（ステップＳ４０８）。
【０１４１】
一方、サブセンサ２０２は、メインセンサ２０１へ分岐して与えられる被測定気体の湿度の検出を続け、その湿度計測値Ｘ２を統括コントローラ３００の湿度計測値選択部３０２へ送り続ける。
【０１４２】
統括コントローラ３００の露点計制御モード指定部３０１は、露点計現在制御モード認識部３０３からの認識結果から、メインセンサ２０１の現在の制御モードを確認する（図１７：ステップＳ５０１）。この場合、メインセンサ２０１の現在の制御モードは露点温度計測制御モードであるので（ステップＳ５０２のＹＥＳ）、鏡面状態判断結果認識部３０４からの認識結果から、メインセンサ２０１の鏡面１１−１の状態を確認する（ステップＳ５０３）。
【０１４３】
〔メインセンサの鏡面の状態が正常である場合〕
今、図１５（ａ）に示すｔ１点，ｔ２点にあって、メインセンサ２０１から鏡面１１−１の状態が正常である旨の判断結果が送られてくれば（ステップＳ５０４のＹＥＳ）、露点計制御モード指定部３０１は、湿度計測値選択部３０２に対してメインセンサ２０１を有効なセンサとして通知する。これにより、湿度計測値選択部３０２は、メインセンサ２０１からの露点温度／湿度変換部３０５を介する湿度計測値Ｘ１を有効な湿度計測値として選択し、この選択した湿度計測値Ｘ１を湿度計測システムの計測湿度（通常時の正式な湿度計測値）として上位装置に通知し続ける（ステップＳ５０５）。
【０１４４】
〔メインセンサの鏡面の状態が異常である場合〕
今、図１５（ａ）に示すｔ３点にあって、メインセンサ２０１から鏡面１１−１の状態が異常である旨の判断結果が送られてくれば（ステップＳ５０４のＮＯ）、露点計制御モード指定部３０１は、メインセンサ２０１に対して制御モードを自動クリーニング制御モードに移行するように切換指令を送る（ステップＳ５０６）。
【０１４５】
メインセンサ２０１の制御モード選択部３７は、統括コントローラ３００の露点計制御モード指定部３０１からの自動クリーニング制御モードへの切換指令を受けて、制御モードをそれまでの露点温度計測制御モードから自動クリーニング制御モードに切り換える（図１５（ａ）に示すｔ３点）。すなわち、それまでの露点温度計測制御を中止させて、自動クリーニング制御に移行させる。
【０１４６】
露点計制御モード指定部３０１は、メインセンサ２０１の制御モードを自動クリーニング制御モードに切り換えた後、湿度計測値選択部３０２に対してサブセンサ２０２を有効なセンサとして通知する。これにより、湿度計測値選択部３０２は、サブセンサ２０２からの湿度計測値Ｘ２を有効な湿度計測値として選択し、この選択した湿度計測値Ｘ２を湿度計測システムの計測湿度（異常時の正式な湿度計測値）として上位装置に通知し始める（ステップＳ５０７）。
【０１４７】
メインセンサ２０１の制御モード選択部３７は、自動クリーニング制御として、定期的に鏡面１１−１の自動クリーニングを実行させると共に、鏡面異常状態判断部３５によってそのクリーニング後の鏡面１１−１の状態の正常／異常の判断を行わせる。鏡面異常状態判断部３５は、その正常／異常の判断結果を統括コントローラ３００に通知する（ステップＳ４０９）。
【０１４８】
統括コントローラ３００の露点計制御モード指定部３０１は、露点計現在制御モード認識部３０３からの認識結果から、メインセンサ２０１の現在の制御モードを確認する（ステップＳ５０１）。この場合、メインセンサ２０１の現在の制御モードが自動クリーニング制御モードであるので（ステップＳ５０２のＮＯ）、露点計制御モード指定部３０１は、湿度計測値選択部３０２に対してサブセンサ２０２を有効なセンサとして通知する。これにより、湿度計測値選択部３０２は、サブセンサ２０２からの湿度計測値Ｘ２を湿度計測システムの計測湿度として上位装置に通知する（ステップＳ５０８）。
【０１４９】
このメインセンサ２０１の自動クリーニング制御中、露点計制御モード指定部３０１は、鏡面状態判断結果認識部３０４からの認識結果から、メインセンサ２０１の鏡面１１−１の状態を確認しながら（ステップＳ５０９，５１０）、湿度計測値選択部３０２に対してサブセンサ２０２を有効なセンサとして通知し続ける（ステップＳ５０８）。
【０１５０】
〔メインセンサの鏡面の状態が正常に戻った場合〕
今、図１５（ａ）に示すｔ４点にあって、メインセンサ２０１から鏡面１１−１の状態が正常となった旨の判断結果が送られてくれば（ステップＳ５１０のＹＥＳ）、露点計制御モード指定部３０１は、メインセンサ２０１に対して制御モードを露点温度計測制御モードに移行するように切換指令を送る（ステップＳ５１１）。
【０１５１】
メインセンサ２０１の制御モード選択部３７は、統括コントローラ３００の露点計制御モード指定部３０１からの露点温度計測制御モードへの切換指令を受けて、制御モードをそれまでの自動クリーニング制御モードから露点温度計測制御モードに切り換える（図１５（ａ）に示すｔ４点）。すなわち、それまでの自動クリーニング制御を中止させて、露点温度計測制御に復帰させる。
【０１５２】
統括コントローラ３００の露点計制御モード指定部３０１は、メインセンサ２０１の制御モードを自動クリーニング制御モードから露点温度計測制御モードに切り換えた後、露点温度計測制御が安定するまでの所定時間Ｔ１が経過するまで（ステップＳ５１２のＹＥＳ）、湿度計測値選択部３０２に対してサブセンサ２０２を有効なセンサとして通知し続ける。これにより、湿度計測値選択部３０２は、メインセンサ２０１の自動クリーニング制御の終了後も、露点温度計測制御が安定するまでの所定時間Ｔ１が経過するまでの間、サブセンサ２０２からの湿度計測値Ｘ２を湿度計測システムの計測湿度として上位装置に通知し続ける（ステップＳ５１３）。
【０１５３】
露点温度計測制御が安定するまでの所定時間Ｔ１が経過すると（ステップＳ５１２のＹＥＳ）、露点計制御モード指定部３０１は、露点計現在制御モード認識部３０３からの認識結果から、メインセンサ２０１の現在の制御モードを確認する（ステップＳ５０１）。この場合、メインセンサ２０１の現在の制御モードが露点計測制御モードに戻されており（ステップＳ５０２のＹＥＳ）、鏡面１１−１の状態も正常であることから（ステップＳ５０４のＹＥＳ）、露点計制御モード指定部３０１は、湿度計測値選択部３０２に対してメインセンサ２０１を有効なセンサとして通知する。これにより、湿度計測値選択部３０２は、メインセンサ２０１からの露点温度／湿度変換部３０５を介する湿度計測値Ｘ１を有効な湿度計測値として選択し、その選択した湿度計測値Ｘ１を湿度計測システムの計測湿度として上位装置に通知し始める（ステップＳ５０５）。
【０１５４】
このようにして、この実施の形態１では、通常はメインセンサ２０１により高精度な湿度計測が行われ、メインセンサ２０１の鏡面１１−１の状態が異常であると判断されると、すなわちメインセンサ２０１による湿度計測値Ｘ１の信頼性が否定されると、メインセンサ２０１とは異なる原理で湿度を計測するサブセンサ２０２により湿度計測が行われ、途切れることなく連続して湿度計測が行われるものとなる。
【０１５５】
また、この実施の形態１では、自動クリーニング制御の終了後、メインセンサ２０１が露点温度計測制御に復帰し（ステップＳ５１１）、露点温度計測制御が安定するまでの所定時間Ｔ１が経過して（ステップＳ５１２のＹＥＳ）、鏡面状態判断結果認識部３０４において鏡面１１−１の状態が正常に戻されたことが確認されると（ステップＳ５０４のＹＥＳ）、すなわちメインセンサ２０１による湿度計測値Ｘ１の信頼性が肯定されると、メインセンサ２０１からの露点温度／湿度変換部３０５を介する湿度計測値Ｘ１が有効な湿度計測値として用いられ、メインセンサ２０１による高精度の湿度計測が続けられる。
【０１５６】
すなわち、メインセンサ２０１において自動クリーニング制御が行われている間、および自動クリーニング制御から露点温度計測制御への移行後露点温度計測制御が安定するまでの間は、サブセンサ２０２による湿度計測が行われ、その他の期間はメインセンサ２０１による高精度の湿度計測が行われ、全体として常に高精度の湿度計測が続けられるものとなる。
【０１５７】
〔実施の形態２〕
図１８に本発明に係る湿度計測システムの第２の実施の形態（実施の形態２）の要部の機能ブロック図を示す。同図において、図１４と同一符号は図１４を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。
【０１５８】
この実施の形態２の実施の形態１と異なる点は、鏡面冷却式露点計２０１から鏡面状態判断部３５を無くし、統括コントローラ３００の鏡面状態判断結果認識部３０４に代えて鏡面状態判断部３０６を設けた点にある。鏡面状態判断部３０６は、鏡面冷却式露点計２０１からの露点温度／湿度変換部３０５を介する湿度計測値（第１の湿度計測値）Ｘ１と湿度センサ２０２からの湿度計測値（第２の湿度計測値）Ｘ２とを入力とし、この湿度計測値Ｘ１とＸ２との差に基づいて鏡面冷却式露点計２０１の鏡面１１−１の状態の正常／異常を判断し、その判断結果を露点計制御モード指定部３０１へ送る。
【０１５９】
また、この実施の形態２の湿度計測システムにおいて、統括コントローラ３００の露点計制御モード指定部３０１は、鏡面冷却式露点計２０１を、その計測される露点温度を変換して得られる湿度計測値が常に有効な湿度計測値（被測定気体の正式な湿度計測値）として用いられる主要センサとし、湿度センサ２０２を、主要センサが自動クリーニング制御中である時にその湿度計測値が有効な湿度計測値（被測定気体の正式な湿度計測値）として用いられる補助センサとし、鏡面冷却式露点計２０１に対して制御モードとして露点温度計測制御モードを指定している場合には、湿度計測値選択部３０２に対して鏡面冷却式露点計２０１を有効なセンサとして通知し、鏡面冷却式露点計２０１に対して制御モードとして自動クリーニング制御モードを指定している場合には、湿度計測値選択部３０２に対して湿度センサ２０２を有効なセンサとして通知する。但し、特別な条件として、露点計制御モード指定部３０１は、自動クリーニング制御モードから露点温度計測制御モードへの移行時、露点温度計測制御が安定するまでの所定時間Ｔ１の間は、湿度計測値選択部３０２に対して湿度センサ２０２を有効なセンサとして通知する。
【０１６０】
〔運用〕
図１９（ａ）および（ｂ）はこの実施の形態２の湿度計測システムの運用中の鏡面冷却式露点計２０１における制御モードの変化および湿度センサ２０２の計測状態を示すタイムチャートである。
【０１６１】
統括コントローラ３００の露点計制御モード指定部３０１は、最初に、鏡面冷却式露点計２０１を主要センサとし、湿度センサ２０２を補助センサとし、湿度計測値選択部３０２に対して鏡面冷却式露点計２０１を有効なセンサとして通知する。すなわち、鏡面冷却式露点計２０１は、その計測原理から湿度センサ２０２よりも高精度に湿度計測を行うことが可能であり、この高精度に湿度計測を行うことが可能な鏡面冷却式露点計２０１を有効なセンサとして通知する。以下、主要センサとされる鏡面冷却式露点計２０１をメインセンサと呼び、補助センサとされる湿度センサ２０２をサブセンサと呼ぶ。
【０１６２】
メインセンサ２０１の制御モード選択部３７は、露点温度計測制御部３４による露点温度計測制御を常時実行させ、サブセンサ２０２は計測中の状態を常時続ける。
【０１６３】
〔メインセンサの鏡面の状態が正常である場合〕
メインセンサ２０１の制御モード選択部３７は、露点温度計測制御部３４による露点温度計測制御を常時実行させる。一方、サブセンサ２０２は、メインセンサ２０１へ分岐して与えられる被測定気体の湿度の検出を続け、その湿度計測値Ｘ２を統括コントローラ３００の湿度計測値選択部３０２へ送り続ける。
【０１６４】
メインセンサ２０１の露点温度計測制御中、統括コントローラ３００の露点計制御モード指定部３０１は、湿度計測値選択部３０２に対してメインセンサ２０１を有効なセンサとして通知する。これにより、湿度計測値選択部３０２は、メインセンサ２０１からの露点温度／湿度変換部３０５を介する湿度計測値Ｘ１を有効な湿度計測値として選択し、この選択した湿度計測値Ｘ１を湿度計測システムの計測湿度として上位装置に通知する。
【０１６５】
また、統括コントローラ３００の鏡面状態判断部３０６は、メインセンサ２０１の露点温度計測制御中、メインセンサ２０１からの露点温度／湿度変換部３０５を介する湿度計測値Ｘ１とサブセンサ２０２からの湿度計測値Ｘ２とを入力とし、この湿度計測値Ｘ１とＸ２との差に基づいてメインセンサ２０１の鏡面１１−１の状態の正常／異常を判断する。この例では、湿度計測値Ｘ１の湿度計測値Ｘ２に対する乖離を求め、この乖離が所定値を超えた場合にメインセンサ２０１の鏡面１１−１の状態が異常であると判断する。
【０１６６】
鏡面冷却式露点計は他の計測原理が異なる湿度センサよりも高精度に湿度計測が可能である反面、鏡面の汚れによる計測精度の劣化は他の計測原理が異なる湿度センサよりも速い。このため、鏡面冷却式露点計であるメインセンサ２０１による湿度計測値Ｘ１と他の計測原理が異なる湿度センサであるサブセンサ２０２からの湿度計測値Ｘ２の計測値とを比較することで、メインセンサ２０１の劣化の程度が簡単に確認できる。このような知見に基づき、本実施の形態では、湿度計測値Ｘ１の湿度計測値Ｘ２に対する乖離を求め、この乖離が所定値を超えた場合にメインセンサ２０１の鏡面１１−１の状態が異常であると判断するようにしている。
【０１６７】
〔メインセンサの鏡面の状態が異常である場合〕
今、図１９（ａ）に示すｔ１点にあって、統括コントローラ３００の鏡面状態判断部３０６においてメインセンサ２０１の鏡面１１−１の状態が異常であると判断されると、露点計制御モード指定部３０１は、メインセンサ２０１に対して制御モードを自動クリーニング制御モードに移行するように切換指令を送る。
【０１６８】
メインセンサ２０１の制御モード選択部３７は、統括コントローラ３００の露点計制御モード指定部３０１からの自動クリーニング制御モードへの切換指令を受けて、制御モードをそれまでの露点温度計測制御モードから自動クリーニング制御モードに切り換える（図１９（ａ）に示すｔ１点）。すなわち、それまでの露点温度計測制御を中止させて、自動クリーニング制御に移行させる。
【０１６９】
統括コントローラ３００の露点計制御モード指定部３０１は、メインセンサ２０１の制御モードを自動クリーニング制御モードに切り換えた後、湿度計測値選択部３０２に対してサブセンサ２０２を有効なセンサとして通知する。これにより、湿度計測値選択部３０２は、サブセンサ２０２からの湿度計測値Ｘ２を有効な湿度計測値として選択し、この選択した湿度計測値Ｘ２を湿度計測システムの計測湿度として上位装置に通知し始める。
【０１７０】
統括コントローラ３００の露点計制御モード指定部３０１は、メインセンサ２０１の制御モードの自動クリーニング制御モードへの切り換え後、所定時間Ｔが経過した時点で（図１９（ａ）に示すｔ２点）、メインセンサ２０１に対して制御モードを露点温度計測制御モードに移行するように切換指令を送る。
【０１７１】
なお、この場合の所定時間Ｔは、メインセンサ２０１の鏡面１１−に付着しているであろう凝縮物質を除去させるに充分な所定時間Ｔとして定めておく。
【０１７２】
露点計制御モード指定部３０１は、所定時間Ｔが経過する間、湿度計測値選択部３０２に対してサブセンサ２０２を有効なセンサとして通知し続ける。これにより、メインセンサ２０１が自動クリーニング制御を実行している間中、湿度計測値選択部３０２は、サブセンサ２０２からの湿度計測値Ｘ２を湿度計測システムの計測湿度として上位装置に通知し続ける。
【０１７３】
〔メインセンサの鏡面の状態が正常に戻った場合〕
メインセンサ２０１の制御モード選択部３７は、統括コントローラ３００の露点計制御モード指定部３０１からの露点温度計測制御モードへの切換指令を受けて、制御モードをそれまでの自動クリーニング制御モードから露点温度計測制御モードに切り換える（図１９（ａ）に示すｔ２点）。すなわち、それまでの自動クリーニング制御を中止させて、露点温度計測制御に復帰させる。
【０１７４】
統括コントローラ３００の露点計制御モード指定部３０１は、メインセンサ２０１の制御モードを自動クリーニング制御モードから露点温度計測制御モードに切り換えた後、露点温度計測制御が安定するまでの所定時間Ｔ１が経過するまで、湿度計測値選択部３０２に対してサブセンサ２０２を有効なセンサとして通知し続ける。これにより、湿度計測値選択部３０２は、メインセンサ２０１の自動クリーニング制御の終了後も、露点温度計測制御が安定するまでの所定時間Ｔ１が経過するまでの間、サブセンサ２０２からの湿度計測値Ｘ２を湿度計測システムの計測湿度として上位装置に通知し続ける。
【０１７５】
露点温度計測制御が安定するまでの所定時間Ｔ１が経過すると、露点計制御モード指定部３０１は、露点計現在制御モード認識部３０３からの認識結果から、メインセンサ２０１の現在の制御モードを確認する。この場合、メインセンサ２０１の現在の制御モードが露点計測制御モードに戻されているので、露点計制御モード指定部３０１は、鏡面状態判断部３０６からのメインセンサ２０１の鏡面１１−１の状態が正常に戻された旨の判断結果を確認のうえ、湿度計測値選択部３０２に対してメインセンサ２０１を有効なセンサとして通知する。これにより、湿度計測値選択部３０２は、メインセンサ２０１からの露点温度／湿度変換部３０５を介する湿度計測値Ｘ１を有効な湿度計測値として選択し、その選択した湿度計測値Ｘ１を湿度計測システムの計測湿度として上位装置に通知し始める。
【０１７６】
このようにして、この実施の形態２では、通常はメインセンサ２０１により高精度な湿度計測が行われ、メインセンサ２０１の鏡面１１−１の状態が異常であると判断されると、すなわちメインセンサ２０１による湿度計測値Ｘ１の信頼性が否定されると、メインセンサ２０１とは異なる原理で湿度を計測するサブセンサ２０２により湿度計測が行われ、途切れることなく連続して湿度計測が行われるものとなる。
【０１７７】
また、この実施の形態２では、所定時間Ｔの自動クリーニング制御の終了後、メインセンサ２０１が露点温度計測制御に復帰し、露点温度計測制御が安定するまでの所定時間Ｔ１が経過して、鏡面状態判断部３０６において鏡面１１−１の状態が正常に戻されたことが確認されると、すなわちメインセンサ２０１による湿度計測値Ｘ１の信頼性が肯定されると、メインセンサ２０１からの露点温度／湿度変換部３０５を介する湿度計測値Ｘ１が有効な湿度計測値として用いられ、メインセンサ２０１による高精度の湿度計測が続けられる。
【０１７８】
すなわち、メインセンサ２０１において自動クリーニング制御が行われている間、および自動クリーニング制御から露点温度計測制御への移行後露点温度計測制御が安定するまでの間は、サブセンサ２０２による湿度計測が行われ、その他の期間はメインセンサ２０１による高精度の湿度計測が行われ、全体として常に高精度の湿度計測が続けられるものとなる。
【０１７９】
また、この実施の形態２では、メインセンサ２０１において、メインセンサ２０１からの露点温度／湿度変換部３０５を介する湿度計測値Ｘ１とサブセンサ２０２からの湿度計測値Ｘ２との差に基づいてメインセンサ２０１の鏡面１１−１の状態の正常／異常を判断するようにしているので、露点温度計測制御中も中断させることなく湿度計測を行うことが可能となる。
【０１８０】
なお、上述し実施の形態１，２では、鏡面冷却式露点計２０１における自動クリーニング制御を鏡面を加熱する加熱制御方式としたが、サンプリングチャンバ内の圧力を減圧させる減圧制御方式としてもよい。
【０１８１】
また、上述した実施の形態１，２では、サンプリングチャンバ３１の上流側に仕切り弁４０−１を設け、下流側に吸引ポンプ４１−１を設け、仕切り弁４０−１を開とし、吸引ポンプ４１−１を運転することによって、サンプリングチャンバ３１内に被測定気体を流入させるような構成としたが、吸引ポンプを設けずに、上流側の圧力を高くして、サンプリングチャンバ３１内に被測定気体を流入させるような構成としてもよい。このような構成では、例えば、サンプリングチャンバ３１の上，下流に弁を設け、サンプリングチャンバ３１の近くに減圧用ポンプをポンプを設け、上，下流の弁を閉じ、減圧用ポンプを運転することによって、サンプリングチャンバ３１内の圧力を減圧させるようにすることが可能である。
【０１８２】
また、上述した実施の形態１，２では、鏡面冷却式露点計２０１と湿度センサ２０２とを並列に設置したが、直列に設置するようにしてもよい。図２０に鏡面冷却式露点計２０１と湿度センサ２０２とを直列に設置した場合の構成例を示す。直列に設置するようにした場合、鏡面冷却式露点計２０１における自動クリーニング制御は加熱制御方式とする。
【０１８３】
また、上述した実施の形態１，２では、鏡面冷却式露点計２０１と湿度センサ２０２に対して統括コントローラ３００を設けるようにしたが、統括コントローラ３００の機能を鏡面冷却式露点計２０１に持たせるようにしてもよい。
【０１８４】
また、上述した実施の形態１，２では、露点温度／湿度変換部３０５を統括コントローラ３００に設けたが、鏡面冷却式露点計２０１に設けるようにしてもよい。この場合、鏡面冷却式露点計２０１は湿度センサ２０２とは異なる原理で湿度を計測する湿度センサとなるが、この湿度センサ中に本発明でいう鏡面冷却式露点計が組み込まれていることになる。
【０１８５】
また、上述した実施の形態１，２において、本発明でいう信頼性判定手段は鏡面状態判断部３５（図１４）や鏡面状態判断部３０６（図１８）がそれに相当するが、鏡面冷却式露点計２０１による湿度計測値Ｘ１の信頼性の判定は必ずしも鏡面状態に基づくものでなくてもよい。例えば、実施の形態２における鏡面状態判断部３０６では、鏡面冷却式露点計２０１の鏡面１１−１の状態が正常な場合であっても、他の要因で湿度計測値Ｘ１とＸ２との乖離が大きくなることがあり得る。この場合、鏡面１１−１の状態が正常であっても、鏡面冷却式露点計２０１の計測精度が落ちたとみなされ、湿度センサ２０２からの湿度計測値Ｘ２が有効な湿度計測値として選択されるものとなる。
【０１８６】
また、上述した実施の形態１，２では、自動クリーニング制御から露点温度計測制御への移行後に、露点温度計測制御が安定するまでの所定時間Ｔ１を設け、この所定時間Ｔ１の間も湿度センサ２０２からの湿度計測値Ｘ２を有効な湿度計測値として用いるようにしたが、露点温度計測制御が安定するまでの時間が問題とならない場合もあり、必ずしも所定時間Ｔ１を設けるようにしなくてもよい。また、鏡面１１−１からの反射光の受光量から露点温度計測制御が安定したことを確認し、鏡面冷却式露点計２０１からの露点温度／湿度変換部３０５を介する湿度計測値Ｘ１を有効な湿度計測値として用いるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１８７】
本発明の湿度計測システムは、熱電冷却素子（ペルチェ素子）を用いた鏡面冷却式露点計と、この鏡面冷却式露点計とは異なる原理で湿度を計測する湿度センサとを使用した湿度計測システムとして、各種の被測定気体の湿度計測に利用することが可能である。
【符号の説明】
【０１８８】
２０１…鏡面冷却式露点計、２０１Ａ…センサ部、２０１Ｂ…コントロール部、２…第２の熱電冷却素子（ペルチェ素子）、２−１…冷却面、２−２…加熱面、１１…鏡、１１−１…表面（鏡面）、１１−２…裏面、１２…第２の温度センサ、１３…センサボディ、１３ａ…先端部、１３ｂ…傾斜面、１３ｃ…後端部、１４…投受光一体型の光ファイバ、１４−１…投光側の光ファイバ、１４−２…受光側の光ファイバ、１５…冷却ブロック、１６…冷却板、１７…熱伝導体、１８…第２の熱電冷却素子（ペルチェ素子）、１８−１…冷却面、１８−２…加熱面、１９…ヒートシンク、１９ａ…放熱フィン、２０…冷却ファン、２１…第２の温度センサ、２２…光電変換器、２３…外気温度センサ、ＤＴ…検出部、ＳＣ…サブクーラ、２４…メインコントローラ、２４−１…ＣＰＵ、２４−２…第２のＡ／Ｄ変換器、２４−３…第２のＡ／Ｄ変換器、２４−４…露点温度出力部、２４−５…ＡＭ、２４−６…ＯＭ、２５…サブコントローラ、２５−１…ＣＰＵ、２５−２…第２のＡ／Ｄ変換器、２５−３…第２のＡ／Ｄ変換器、２５−４…ＡＭ、２５−５…ＯＭ、２６…電源、２７…電源スイッチ、２８…露点計測ＯＮ／ＯＦＦスイッチ、２９…サブクーラ制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ、３０…サブクーラ低温／高温／連動切替セレクタスイッチ、３１…サンプリングチャンバ、３４…露点温度計測制御部、３５…自動クリーニング制御部、３６…鏡面状態判断部、３７…制御モード選択部、４０（４０−１，４０−２）…仕切り弁、４１（４１−１，４１−２）…吸引ポンプ、 ２０２…湿度センサ、２０２Ａ…感湿素子、２０２Ｂ…検出信号生成部、３００…統括コントローラ、３０１…露点計制御モード指定部、３０２…露点温度計測値選択部、３０３…露点計現在制御モード認識部、３０４…鏡面状態判断結果認識部、３０５…露点温度／湿度変換部、３０６…鏡面状態判断部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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