(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定空間内の空気の相対湿度を測定する湿度計であって、
前記測定空間内に位置する第１部位と、第２部位とを有し、前記第１部位から前記第２部位に熱伝導させる伝熱部材と、
前記第２部位に熱的に接続された放熱ブロックと、
前記測定空間内の空気の乾球温度を検出する乾球温度検出部と、
前記第１部位の温度を検出する第１温度検出部と、
前記放熱ブロックの温度を検出するブロック温度検出部と、
前記乾球温度検出部、前記第１温度検出部及び前記ブロック温度検出部の検出結果に基づいて前記測定空間内の空気の相対湿度を導出する演算部と、を備え、
前記ブロック温度検出部は、前記放熱ブロックの周囲の空気との伝熱が遮断された状態で配置されている湿度計。
【請求項２】
前記ブロック温度検出部は、前記放熱ブロックに埋め込まれている請求項１に記載の湿度計。
【請求項３】
前記伝熱部材は、前記第１部位と前記第２部位との間で前記伝熱部材内で作動流体が相変化しつつ循環することにより、前記第１部位から前記第２部位への熱伝導を行うように構成されている請求項１又は２に記載の湿度計。
【請求項４】
前記伝熱部材及び前記第１温度検出部を覆う保護管が設けられ、
前記保護管の端部にはフランジ部が設けられ、
前記保護管は、前記フランジ部を介して前記放熱ブロックに固定されている請求項１から３の何れか１項に記載の湿度計。
【請求項５】
前記フランジ部は、前記保護管の延びる方向に対して直交する方向において、一方向に長い形状である請求項４に記載の湿度計。
【請求項６】
試験空間を有する試験槽と、
前記試験空間を前記測定空間として配置された請求項１から５の何れか１項に記載の湿度計と、を備えている環境試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿度計及び環境試験装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に開示されているように、測定空間内の湿度を測定するための湿度計が知られている。特許文献１に開示された湿度計は、露点を導出する露点計と、露点から相対湿度を演算する湿度演算処理部とを備えている。露点計は、図８に示すように、測定空間Ｓ１と外部空間Ｓ２とに跨るように配置されたヒートパイプ２０２と、ヒートパイプ２０２における外部空間Ｓ２に位置する外側部２０２ｂに伝熱板２０３を介して取り付けられた熱流センサ２０４と、ヒートパイプ２０２における測定空間Ｓ１内に位置する内側部２０２ａの温度を検出する第１温度検出部２０５と、測定空間Ｓ１の温度を検出する第２温度検出部２０６と、露点を導出する演算処理部２０７と、を備えている。
【０００３】
測定空間Ｓ１の温度が外部空間Ｓ２の温度よりも高ければ、ヒートパイプ２０２の内側部２０２ａの熱が外側部２０２ｂに搬送される。このとき、ヒートパイプ２０２の内側部２０２ａでは、結露が生じている。そして、ヒートパイプ２０２の内側部２０２ａから伝わった熱は、熱流センサ２０４を通過して外部空間Ｓ２に放出される。即ち、熱流センサ２０４を通過する熱流が形成される。そして、露点計は、測定空間Ｓ１の温度、ヒートパイプ２０２における内側部２０２ａの温度及び熱流センサ２０４を通過する熱流量と、露点との間に成立する所定の関係を利用して、露点を導出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２４２３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された湿度計では、測定空間Ｓ１からヒートパイプ２０２に入る顕熱と、ヒートパイプ２０２表面での結露によってヒートパイプ２０２に入る潜熱とを合わせた熱量が、熱流センサ２０４を通過する熱流量と等しくなるという熱収支を利用しているため、測定空間Ｓ１の広い温度領域で相対湿度を導出できるという利点がある。しかしながら、さらに研究を進めると、この特許文献１の湿度計でも改善の余地が残されていることが判明した。
【０００６】
そこで、本発明は、前記従来技術を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、測定空間内の熱を伝熱部材を介して放熱させたときの熱収支に基づいて相対湿度を導出する湿度計の精度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、特許文献１に開示された湿度計のように熱流センサが用いられる場合には、熱流センサから放熱されているため、熱流センサ周囲の空気の流れ等の影響を受けることにより、熱流センサの出力から算出される放熱量が変動することが新たに判明した。そこで、本発明者らは、相対湿度の導出精度をさらに向上すべく、熱流センサに代わる手段を用いることとした。
【０００８】
前記の目的を達成するため、本発明は、測定空間内の空気の相対湿度を測定する湿度計であって、前記測定空間内に位置する第１部位と、第２部位とを有し、前記第１部位から
前記第２部位に熱伝導させる伝熱部材と、前記第２部位に熱的に接続された放熱ブロックと、前記測定空間内の空気の乾球温度を検出する乾球温度検出部と、前記第１部位の温度を検出する第１温度検出部と、前記放熱ブロックの温度を検出するブロック温度検出部と、前記乾球温度検出部、前記第１温度検出部及び前記ブロック温度検出部の検出結果に基づいて前記測定空間内の空気の相対湿度を導出する演算部と、を備え、前記ブロック温度検出部は、前記放熱ブロックの周囲の空気との伝熱が遮断された状態で配置されている湿度計である。
【０００９】
本発明では、伝熱部材の第２部位に放熱ブロックが熱的に接続されている。そして、ブロック温度検出部は、放熱ブロックの温度を検出する。放熱ブロックは熱容量が大きく、周囲の空気の流れや、該空気の温度の微小変動の影響を受け難い。このため、放熱ブロックの温度は、周囲の空気の流れ等によって変動し難く安定しやすい。このため、放熱ブロックから放出される放熱量を安定させることができるため、測定空間内の相対湿度を精度よく算出することができる。
【００１０】
しかも、前記ブロック温度検出部が前記放熱ブロックの周囲の空気との伝熱が遮断された状態で配置されていているので、ブロック温度検出部自体が周囲の空気の温度の影響を受けないため、放熱ブロックの温度をより正確に検出することができる。
【００１１】
前記ブロック温度検出部は、前記放熱ブロックに埋め込まれていてもよい。この態様では、ブロック温度検出部が放熱ブロックに埋め込まれているため、より安定した温度を検出することができる。すなわち、放熱ブロックにおいて、周囲の空気に触れる表面は、周囲の空気の流動の影響を少なからず受けることがある。これに対し、ブロック温度検出部が放熱ブロックの内部に埋め込まれていれば、そのような影響はない。したがって、放熱ブロックの温度をより正確に検出することができる。
【００１２】
前記伝熱部材は、前記第１部位と前記第２部位との間で前記伝熱部材内で作動流体が相変化しつつ循環することにより、前記第１部位から前記第２部位への熱伝導を行うように構成されていてもよい。この態様では、伝熱部材において、第１部位から第２部位への熱伝導を効率良く行うことができる。
【００１３】
前記伝熱部材及び前記第１温度検出部を覆う保護管が設けられていてもよい。また、前記保護管の端部にはフランジ部が設けられていてもよい。前記保護管は、前記フランジ部を介して前記放熱ブロックに固定されていてもよい。この態様では、保護管が放熱ブロックに支持されるため、保護管を安定して保持することができる。
【００１４】
前記フランジ部は、前記保護管の延びる方向に対して直交する方向において、一方向に長い形状であってもよい。この態様では、保護管内に第１温度検出部が配置されているとしても、保護管の周方向に対して第１温度検出部がどの向きに配置されているかを容易に把握することができる。したがって、測定空間内における空気の流動方向を考慮して、第１温度検出部が配置される向きを決めることができる。
【００１５】
本発明は、試験空間を有する試験槽と、前記試験空間を前記測定空間として配置された前記湿度計と、を備えている環境試験装置である。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、熱流センサを用いる場合に比べ、相対湿度の導出精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る環境試験装置の概略構成を示す図である。
【図２】保護管及び保護管に固定された放熱ブロックを示す図である。
【図３】放熱ブロックの内部構造を説明するための図である。
【図４】保護管の先端部の構成を説明するための図である。
【図５】演算部によって導出された測定空間の相対湿度と基準値とを比較した結果を示す図である。
【図６】露点Ｔｄと温度差Ｔｅ−Ｔｂとの関係を示す図である。
【図７】本発明のその他の実施形態で用いられる放熱ブロックの斜視図である。
【図８】従来の環境試験装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る環境試験装置の概略構成を示している。この環境試験装置は、例えば恒温恒湿槽として構成されており、試験空間１０１を有する試験槽としてのチャンバ１００と、試験空間１０１の温度および湿度を制御する制御部（図示せず）と、試験空間１０１中の空気の相対湿度を測定するための湿度計１とを備える。すなわち、試験空間１０１は、湿度計１によって空気の相対湿度を測定する対象空間としての測定空間である。
【００２０】
チャンバ１００は、その内部に試験空間１０１を有する中空の筐体を備えており、筐体は、断熱壁１０２によって試験空間１０１を取り囲む構成となっている。したがって、試験空間１０１は、断熱壁１０２によって外部空間１０３から断熱されている。なお、筐体内には、試験空間１０１を空調するための設備が配設されるとともに試験空間１０１に連通した図略の空調空間が設けられている。この空調空間内で空気の温度及び湿度が図略の制御部によって調節され、これにより、試験空間１０１内の温度及び湿度が調整される。
【００２１】
湿度計１は、環境試験装置のチャンバ１００の内部の試験空間１０１における空気の相対湿度を測定するための装置である。湿度計１は、チャンバ１００の試験空間１０１内の温度を測定する測定部２と、当該測定部２で測定された温度から相対湿度を演算する演算装置３とを備える。
【００２２】
測定部２は、試験空間１０１の乾球温度を測定する乾球温度測定部４と、試験空間１０１中の空気の水蒸気分圧を算出するために必要な温度を測定するための部材温度測定部５と、を備える。
【００２３】
乾球温度測定部４は、試験空間１０１内部に設置され、試験空間１０１内部の乾球温度を検出する乾球温度検出部としての乾球温度センサ７と、乾球温度センサ７を覆う保護管８とを備える。保護管８は、ステンレスなどの金属材料で製造された密封された管である。乾球温度センサ７は、電線９の端部に接続されている。電線９は、保護管８の内部を通って試験空間１０１の外部に引き出されている。なお、保護管８の内部は、試験空間１０１に連通してもよい。また、保護管８を省略することも可能である。
【００２４】
部材温度測定部５は、図２から図４にも示すように、チャンバ１００の断熱壁１０２を貫通して当該チャンバ１００の内側から外側にかけて延びるように取り付けられたヒートパイプ１１と、当該ヒートパイプ１１におけるチャンバ１００内側の部分（第１部位１１ａ）に取り付けられた温度センサ１２と、ヒートパイプ１１および温度センサ１２を覆う保護管１４と、ヒートパイプ１１における外部空間１０３内に位置する外側部（第２部位１１ｂ）に取り付けられた放熱ブロック１３と、放熱ブロック１３の温度を検出するブロック温度センサ１６と、保護管１４とヒートパイプ１１との隙間に充填された充填材１５とを備える。なお、保護管１４とヒートパイプ１１とが互いに密着している場合には、充填材１５を省略することも可能である。
【００２５】
ヒートパイプ１１は、試験空間１０１の内部と外部との間で熱伝導が可能な伝熱部材であり、試験空間１０１内に配置される第１部位１１ａと、当該試験空間１０１から断熱壁１０２によって断熱された外部空間１０３に配置される第２部位１１ｂと、断熱壁１０２内に位置する第３部位１１ｃとを有する。
【００２６】
ヒートパイプ１１は、作動流体が封入されており、試験空間１０１の温度と外部空間１０３の温度との温度差によってヒートパイプ現象を生じさせ得るように構成されている。これにより、ヒートパイプ１１では、断熱壁１０２を貫通する第３部位１１ｃを介して第１部位１１ａと第２部位１１ｂとの間での伝熱が許容されている。具体的には、ヒートパイプ１１は、銅などの熱伝導性の良い材料からなる密閉された細い管の内部に熱伝達媒体として水などの作動流体が減圧状態で封入されることによって構成されている。ヒートパイプ１１は、作動流体が蒸発および凝縮をしながら管本体の内部を循環することによって、試験空間１０１内の第１部位１１ａと外部空間１０３に位置する第２部位１１ｂとの間において熱が搬送されるヒートパイプ現象を生じさせる。試験空間１０１内の温度が外部空間１０３の温度よりも所定温度以上高ければ、第１部位１１ａで蒸発した作動流体が第２部位１１ｂで凝縮する。したがって、ヒートパイプ１１は、第１部位１１ａにおいて試験空間１０１内の空気から吸熱し、第２部位１１ｂにおいて外部空間１０３の空気に放熱する。
【００２７】
温度センサ１２は、ヒートパイプ１１の第１部位１１ａの端部１１ａ１（図４参照）の表面に取り付けられ、当該第１部位１１ａの端部１１ａ１の表面の温度を検出する第１温度検出部として機能する。すなわち、温度センサ１２は、ヒートパイプ１１のうち、作動流体が蒸発する部位の温度を検出する。
【００２８】
温度センサ１２は、熱電対などからなり、薄いシート状に形成されている。また、温度センサ１２は、ヒートパイプ１１の外周面に沿うように配置され、第１部位１１ａの端部１１ａ１の表面に接着されている。これにより、温度センサ１２は、ヒートパイプ１１に熱的に接続されている。温度センサ１２には、電線１７が接続されている。この電線１７は、ヒートパイプ１１と保護管１４との間の隙間に配策されている。
【００２９】
温度センサ１２は、ヒートパイプ１１の第１部位１１ａの表面と保護管１４との間に挟まれて保持されている。このため、温度センサ１２がヒートパイプ１１の表面から脱落するのが防止されている。
【００３０】
保護管１４は、試験空間１０１側の一端部（先端部）１４ａが閉じられた有底筒状の部材である。すなわち、保護管１４の先端部１４ａは閉じられ、他方の端部（基端部）１４ｂには開口が形成されている。基端部１４ｂの開口は、外部空間１０３に位置している。
【００３１】
基端部１４ｂには、平板形状のフランジ部１８が設けられている。フランジ部１８は、一方向に長い形状に形成されている。フランジ部１８の長手方向の向きは、温度センサ１２が取り付けられた位置（周方向の位置）に対して決められている。したがって、保護管１４内において周方向のどの位置に温度センサ１２が取り付けられているかが、フランジ部１８の向きによって容易に分かる。フランジ部１８は、保護管１４に放熱ブロック１３を固定するために用いられる。
【００３２】
ヒートパイプ１１は、温度センサ１２が取り付けられた状態で、保護管１４の基端部１４ｂの開口を通して保護管１４内に挿入されている。保護管１４は、この状態で、ヒートパイプ１１の第１部位１１ａおよび当該第１部位１１ａの表面に取り付けられた温度センサ１２を覆っている。また、保護管１４は、断熱壁１０２内部に位置しているヒートパイプ１１の第３部位１１ｃも覆っている。
【００３３】
保護管１４は、耐腐食性を有する金属材料（例えば、ステンレス）によって構成されている。保護管１４の内径は、温度センサ１２が取り付けられた状態でヒートパイプ１１が挿入できるように、ヒートパイプ１１の外径よりも少し大きくなるように設定されている。ヒートパイプ１１と保護管１４との隙間には、熱伝導性の充填材１５が充填されている。なお、ヒートパイプ１１と保護管１４との隙間に充填材１５を充填した後に、ヒートパイプ１１を拡管して隙間を狭くしてもよい。
【００３４】
ヒートパイプ１１のうち、チャンバ１００の試験空間１０１内部に配置される第１部位１１ａおよびチャンバ１００の断熱壁１０２を貫通する第３部位１１ｃは、充填材１５を介して保護管１４の内面に接触している。すなわち、ヒートパイプ１１は保護管１４に熱的に接続されている。これにより、充填材１５を介して保護管１４からヒートパイプ１１へ熱を伝えることが可能になる。充填材１５としては、高い熱伝導性を有する材料が採用され、例えば、酸化マグネシウムや伝熱グリスなどが用いられる。
【００３５】
放熱ブロック１３は、例えばアルミニウム合金等の金属製のものである。放熱ブロック１３は塊状のものである。このため、放熱ブロック１３は、試験空間１０１及び外部空間１０３の温度差に応じてヒートパイプ１１からの伝熱量が変化した場合に、当該温度差に応じて放熱量を変化させる一方で、放熱ブロック１３周囲の空気の流れ等によっては放熱量が変動しないような大きさの熱容量を有している。
【００３６】
放熱ブロック１３は、保護管１４の基端部１４ｂ近傍に設けられたフランジ部１８に固定されている。すなわち、フランジ部１８に形成された挿通孔に挿通されたビスを放熱ブロック１３の側面に締結することにより、放熱ブロック１３は保護管１４に固定されている。なお、フランジ部１８には、保護管１４を挿通させる貫通孔（図示省略）が形成されている。また、フランジ部１８は保護管１４の基端部１４ｂに固定されていてもよい。
【００３７】
放熱ブロック１３は、ヒートパイプ１１の第２部位１１ｂの端部に熱的に接続されている。具体的に、放熱ブロック１３は、中実状に形成されており、放熱ブロック１３を貫通する貫通孔１３ａが形成されている。ヒートパイプ１１の第２部位１１ｂ及び電線１７はこの貫通孔１３ａに挿入されている。そして、ヒートパイプ１１を拡管させることにより、保護管１４の基端部１４ｂよりも放熱ブロック１３の奥側において、ヒートパイプ１１は、貫通孔１３ａの内周面に密着した状態となっている。これにより、ヒートパイプ１１と放熱ブロック１３とは熱的に接続されている。ヒートパイプ１１にブロック状の放熱ブロック１３が熱的に接続されているため、ヒートパイプ１１及び放熱ブロック１３を一体とした大きな熱容量が構成されている。なお、ヒートパイプ１１を拡管するのに代えて、放熱ブロック１３を焼き嵌めするようにしてもよい。ヒートパイプ１１と放熱ブロック１３の貫通孔１３ａの内周面との間に、図略の充填材を介装してもよい。充填材を介装することにより、ヒートパイプ１１と放熱ブロック１３との間の熱抵抗を低減することができる。
【００３８】
放熱ブロック１３の貫通孔１３ａ内に挿入された電線１７は、放熱ブロック１３に固定されたコネクタ２０に電気的に接続されている。コネクタ２０には、演算装置３に接続された電線２１（図１参照）が接続可能となっている。
【００３９】
放熱ブロック１３には、放熱ブロック１３が有する熱を放出するための複数の針状の冷却フィン２２が設けられている。この冷却フィン２２は、ヒートパイプ１１の第２部位１１ｂから放熱ブロック１３に伝達された熱を外部空間１０３に放熱する。冷却フィン２２は、外部空間１０３の温度に対して試験空間１０１内の温度が相対的に変化する範囲から得られる伝熱量に対して、大き過ぎず、かつ小さ過ぎない放熱量が得られる寸法に設定されている。すなわち、ヒートパイプ１１の第１部位１１ａの先端部１１ａ１を試験空間１０１内部の環境下における露点以下まで冷却可能な放熱量を有する一方で、露点よりも過剰に低くならないような放熱量が得られるように設計されている。
【００４０】
放熱ブロック１３には、放熱ブロック１３の温度を検出するブロック温度検出部としてのブロック温度センサ１６が埋め込まれている。具体的に、放熱ブロック１３には、フランジ部１８に固定された面とは反対側の面から放熱ブロック１３の中に向かって延びる有底穴１３ｂが形成されている。ブロック温度センサ１６は、有底穴１３ｂの奥側部に配置されており、ブロック温度センサ１６に接続された配線２３が有底穴１３ｂから引き出されている。この配線２３は、演算装置３に接続されている。
【００４１】
有底穴１３ｂには、グリス等の充填材２４が挿入されていて、有底穴１３ｂは充填材２４によって塞がれている。このため、充填材２４により、ブロック温度センサ１６は、放熱ブロック１３の周囲の空気との伝熱が遮断された状態となっている。このため、ブロック温度センサ１６は、放熱ブロック１３の周囲の空気の温度が微小に変動した場合、周囲の空気が流動する場合にその影響を受けることなく、放熱ブロック１３の温度を検出することができる。また、ブロック温度センサ１６は、充填材２４を介して放熱ブロック１３と熱的に接続されている。すなわち、充填材２４は、ブロック温度センサ１６と放熱ブロック１３との間の熱抵抗を低減する機能を有するとともに、ブロック温度センサ１６を周囲の空気から遮断する機能をも有している。なお、充填材２４を省略することも可能である。この場合、ブロック温度センサ１６は、周囲の空気とは完全に遮断された状態ではなくなるが、放熱ブロック１３に埋め込まれているため、周囲の空気の温度の影響を受け難い。
【００４２】
演算装置３は、図１に示すように、測定部２から送られてきた温度に関する情報等の情報を記憶する記憶部３１と、記憶部３１に記憶された温度に関する情報を用いて相対湿度を演算する演算部３２と、演算部３２で求められた相対湿度に関する情報を出力する出力部３３とを備える。
【００４３】
記憶部３１は、乾球温度センサ７から電線９を介して送られてきた乾球温度に関する情報を記憶する乾球温度記憶部３１ａと、温度センサ１２から送られてきたヒートパイプ１１の第１部位１１ａにおける温度に関する情報を記憶するヒートパイプ温度記憶部３１ｂと、ブロック温度センサ１６によって検出された放熱ブロック１３の温度に関する情報を記録するブロック温度記憶部３１ｃと、を有する。
【００４４】
演算部３２は、乾球温度記憶部３１ａに記憶された乾球温度、ヒートパイプ温度記憶部３１ｂに記憶された第１部位１１ａの温度及びブロック温度記憶部３１ｃに記憶された放熱ブロック１３の温度を用いて、所定の演算式によって演算することにより、試験空間１０１内部の相対湿度を演算する。
【００４５】
出力部３３は、ディスプレイまたはプリンタなどからなる。出力部３３は、演算部３２で求められた相対湿度に関する情報を、図略のディスプレイ上に表示することによって出力してもよく、あるいは、図略のプリンタから印刷することによって出力してもよい。
【００４６】
ここで、演算部３２が行う試験空間１０１内の空気の相対湿度の演算について説明する。
【００４７】
相対湿度の導出には、ヒートパイプ１１の第１部位１１ａへの入熱量と、放熱ブロック１３から放出される放熱量と、がバランスする、という熱収支に関する関係式が用いられている。ヒートパイプ１１の第１部位１１ａへの入熱には、試験空間１０１（測定空間）からヒートパイプ１１の第１部位１１ａに入る顕熱と、試験空間１０１の空気中の水分の凝縮による潜熱とが含まれる。
【００４８】
保護管１４（ヒートパイプ１１）の表面における空気中の水分の凝縮により、ヒートパイプ１１に入る潜熱、言い換えると、凝縮による吸熱量ｑＣｏｎは式（１）で表される。試験空間１０１からヒートパイプ１１に入る顕熱、言い換えると、空気による伝熱量ｑＨｅａｔは、式（２）で表される。
【００４９】
【数１】
0006457967.tif 000002
【００５０】
ここで、Ｈｖ：水の潜熱、Ｄ：水蒸気拡散係数、δ：境界膜厚さ、Ｒ：気体定数、ｔｅ：第１部位１１ａの温度、ｅｓｅ：ｔｅにおける飽和水蒸気圧、ｅ：試験空間１０１内の空気中の水蒸気分圧、λ：空気の熱伝導率、ｔ：乾球温度である。
【００５１】
放熱ブロック１３から外部への放熱量ｑｃは、以下の式（３）で表される。
【００５２】
【数２】
0006457967.tif 000003
【００５３】
ここで、ｔｂは：放熱ブロック１３の温度（ブロック温度）、Ｒｅｂ：ヒートパイプ１１と放熱ブロック１３との間の熱抵抗である。
【００５４】
凝縮による吸熱量ｑＣｏｎと空気による伝熱量ｑＨｅａｔの合計値は、外部への放熱量ｑｃと平衡するため、以下の式（４）
ｑＣｏｎ＋ｑＨｅａｔ＝ｑｃ                          式（４）
が成立する。式（４）に式（１）〜（３）を代入して整理すると、式（５）が得られる。
【００５５】
【数３】
0006457967.tif 000004
【００５６】
乾湿計係数Ａを以下の式（６）で定義すると、式（５）は簡略化され、以下の式（７）が得られる。
【００５７】
【数４】
0006457967.tif 000005
【００５８】
式（７）を、各温度ｔ、ｔｅ、ｔｂの関数として整理すると、式（８）が得られる。
【００５９】
【数５】
0006457967.tif 000006
【００６０】
この式（８）を用いて空気の水蒸気分圧ｅを導出することができ、この水蒸気分圧ｅを用いて、測定空間の相対湿度を求めることができる。
【００６１】
演算部３２には、乾球温度記憶部３１ａに記憶された乾球温度ｔと、ヒートパイプ温度記憶部３１ｂに記憶された第１部位１１ａの温度ｔｅと、ブロック温度記憶部３１ｃに記憶された放熱ブロック１３の温度（ブロック温度）ｔｂとが入力される。
【００６２】
記憶部３１には、乾球温度ｔと飽和水蒸気圧ｅｓｅとを関連付けた情報が記憶されるとともに、式（８）が記憶されている。そして、演算部３２に入力された乾球温度ｔと、第１部位１１ａの温度ｔｅと、ブロック温度ｔｂとを式（８）に代入することにより、演算部３２は、空気の水蒸気分圧ｅを導出する。また、演算部３２は、乾球温度ｔに対応する飽和水蒸気圧ｅｓｅに対する水蒸気分圧ｅのパーセンテージから、測定空間の相対湿度を導出する。
【００６３】
ここで、演算部３２によって導出された測定空間の相対湿度と基準値とを比較した結果について、図５を参照しつつ説明する。基準値は、恒温恒湿槽に備え付けられた従来公知の基準湿度計による検出値である。また、比較例として、ヒートパイプにおける外部空間に位置する外側部に熱流センサが取り付けられた構成も用意し、比較例による検出結果との比較も行った。
【００６４】
図５において、上部に示されている波形は、本実施形態によって得られた相対湿度、基準湿度計による相対湿度（基準湿度）、比較例によって得られた相対湿度である。下部に示されている波形は、本実施形態によって得られた相対湿度と基準湿度との差分を示す波形と、比較例によって得られた相対湿度と基準湿度との差分を示す波形である。なお、この測定例は、相対湿度を８５％ＲＨ設定とし、外部空間（外部空間１０３）の温度（外気温度）を４０℃から３℃まで次第に下げ、その後、３３℃まで上昇させたときの測定空間（試験空間１０１）内の相対湿度を測定したものである。
【００６５】
図５に示すように、比較例では、測定空間内の温度が変化するのに伴い、相対湿度も変化し、最大で５％以上の誤差があることが分かる。熱流センサを用いた場合では、外気温度の変化に応じて導出された相対湿度が変化していることから、熱流センサによる熱流量の検出値は、熱流センサの表面からの放熱量の変動の影響を受けてばらついていると推測される。これに対し、本実施形態によって導出された相対湿度は、外気温度によらず±２％の誤差範囲内に収まっている。すなわち、放熱ブロック１３の温度を用いた場合には、外気温度の微小変動の影響（気流による影響）を受け難いため、放熱ブロック１３からの放熱量を、ヒートパイプ１１における第１部位１１ａの温度ｔｅと放熱ブロック１３の温度ｔｂとの温度差から精度よく求めることができていると推測される。
【００６６】
放熱ブロック１３はヒートパイプ１１と熱的に接続されている。このため、図６に示すように、ヒートパイプ１１における第１部位１１ａの温度ｔｅとブロック温度ｔｂとの温度差ｔｅ−ｔｂは、測定空間（試験空間１０１）内の露点Ｔｄの変化に対して線形的に変化する関係にある。一方で、温度差ｔｅ−ｔｂは、放熱ブロック１３の放熱量に比例する関係にあるため、放熱ブロック１３からの放熱量は、外部空間の温度（外気温度）に応じて異なる。したがって、放熱量を温度差ｔｅ−ｔｂで定量化することができることの裏付けとなっている。なお、図６は、外気温度が０℃〜４０℃の場合の測定例である。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態では、ヒートパイプ１１の第２部位１１ｂに放熱ブロック１３が熱的に接続されている。そして、ブロック温度センサ１６は、放熱ブロック１３の温度を検出する。放熱ブロック１３は熱容量が大きく、周囲の空気の流れや、該空気の温度の変動の影響を受け難い。このため、放熱ブロック１３の温度は、周囲の空気の流れ等によって変動し難い。このため、放熱ブロック１３から放熱される放熱量を安定させることができるため、試験空間１０１内の相対湿度を精度よく算出することができる。
【００６８】
また本実施形態では、ブロック温度センサ１６が放熱ブロック１３の周囲の空気との伝熱が遮断された状態で配置されている。このため、ブロック温度センサ１６自体が周囲の空気の温度の影響を受けないため、放熱ブロック１３の温度をより正確に検出することができる。
【００６９】
しかも本実施形態では、ブロック温度センサ１６が放熱ブロック１３に埋め込まれているため、より安定した温度を検出することができる。すなわち、放熱ブロック１３において、周囲の空気に触れる表面は、周囲の空気の流動の影響を少なからず受けることがある。これに対し、ブロック温度センサ１６が放熱ブロック１３の内部に埋め込まれていれば、そのような影響はない。したがって、放熱ブロック１３の温度をより正確に検出することができる。
【００７０】
また本実施形態では、保護管１４がフランジ部１８を介して放熱ブロック１３に支持されるため、保護管１４を安定して保持することができる。
【００７１】
また本実施形態では、フランジ部１８が保護管１４の延びる方向に対して直交する方向において、一方向に長い形状となっている。このため、保護管１４内に温度センサ１２が配置されているとしても、保護管１４の周方向に対して温度センサ１２がどの向きに配置されているかを容易に把握することができる。したがって、試験空間１０１内における空気の流動方向を考慮して、温度センサ１２が配置される向きを決めることができる。
【００７２】
なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、前記実施形態では、ブロック温度センサ１６が放熱ブロック１３の中に埋め込まれた例について説明した。これに限られるものではなく、例えば、図７に示すように、ブロック温度センサ１６は、放熱ブロック１３の外面に固定されるとともに、カバー２６で覆われる形態であってもよい。この場合、カバー２６は断熱性を有するものであることが望ましい。
【００７３】
前記実施形態では、記憶部３１に式（８）が記憶されている構成としたが、式（５）が記憶されていて、演算部３２は、乾球温度ｔと、第１部位１１ａの温度ｔｅと、ブロック温度ｔｂとを式（５）に代入する構成であってもよい。この構成でも、放熱ブロック１３からの放熱量に相関関係のある第１部位１１ａの温度ｔｅと、ブロック温度ｔｂとの温度差を用いて相対湿度（又は空気中の水蒸気分圧ｅ）を導出することとなる。
【００７４】
前記実施形態では、湿度計１が環境試験装置のチャンバ１００に形成された試験空間１０１内の空気の相対湿度を導出する構成であったが、これに限られない。湿度計１は、所定の閉じた空間（測定空間）内の空気の相対湿度を測定する構成であれば、チャンバ１００に設けられるものに限られない。この場合、ヒートパイプ１１の第１部位１１ａが配置される測定空間と第２部位１１ｂが配置される外部空間とが断熱壁１０２とによって区画される構成に限られない。測定空間と外部空間とが区分けされていることが好ましいが、区分けされていない場合でもよい。
【００７５】
前記実施形態では、伝熱部材がヒートパイプ１１によって構成された例を示したが、これに限られない。例えば、伝熱部材が銅製の棒材によって形成されていてもよい。
【００７６】
前記実施形態では、保護管１４がフランジ部１８を介して放熱ブロック１３に固定される構成としたが、これに限られない。例えば、フランジ部１８を省略することも可能である。この場合、保護管１４の基端部１４ｂが放熱ブロック１３の貫通孔１３ａに差し込まれることによって、保護管１４が放熱ブロック１３に固定される構成となる。
【００７７】
前記実施形態では、フランジ部１８が保護管１４の延びる方向に対して直交する方向において、一方向に長い形状となっているがこれに限られない。フランジ部１８の形状は任意の形状であってもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１  湿度計
７  乾球温度センサ
１１  ヒートパイプ
１１ａ  第１部位
１１ｂ  第２部位
１２  温度センサ
１３  放熱ブロック
１４  保護管
１６  ブロック温度センサ
１８  フランジ部
３２  演算部
１００  チャンバ
１０１  試験空間
１０２  断熱壁
１０３  外部空間
【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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