(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素燃料の燃料としての適性を診断する適性診断装置であって、
前記水素燃料の温度及び湿度を調整する温湿度調整部と、
前記温湿度調整部によって温度及び湿度を調整された前記水素燃料の相対湿度を計測する計測部と、
前記水素燃料を診断することにより前記水素燃料の燃料としての適性を診断する診断部と、
前記温湿度調整部、前記計測部及び前記診断部の順に前記水素燃料を流す流路とを備え、
前記温湿度調整部は、
前記水素燃料が通過する流路であって温度に応じて周囲の水蒸気を取り込む量が増減する加湿流路と、
前記加湿流路の周囲に水蒸気を与えて加湿する水蒸気付与部と、
前記加湿流路に接触して加熱する電熱器と、
前記電熱器を制御する温度制御部とを備え、
前記加湿流路は、少なくとも一部がナフィオン（登録商標）を素材としており、
前記水素燃料における不純物の濃度の検量線を作成する検量線作成部をさらに備え、
前記検量線作成部は、
既知の第１濃度の前記不純物を含有する水素燃料である第１試料を前記流路に流した際の電圧を測定すると共に、
前記第１濃度とは異なる既知の第２濃度の前記不純物を含有する水素燃料である第２試料を前記流路に流した際の電圧を測定し、
前記第２濃度は、前記第１濃度よりも前記不純物の濃度が高く、
前記検量線作成部は、濃度依存流量調整部をさらに備え、
前記濃度依存流量調整部は、前記第２試料の不純物濃度を測定する場合に、前記第１試料の不純物濃度を測定する場合よりも流速を遅くする、適性診断装置。
【請求項２】
前記加湿流路を経た流路内部の相対湿度の値を計測する計測手段をさらに備え、
前記温度制御部は、前記加湿流路を経た流路内部の相対湿度の値に基づいて前記電熱器を制御する、請求項１記載の適性診断装置。
【請求項３】
前記加湿流路を通らない流路における前記水素燃料の流速を調整する乾燥流量調整部と、
前記乾燥流量調整部を制御する湿度制御部とをさらに備え、
前記乾燥流量調整部から前記水素燃料を流出させる流路は、前記加湿流路から前記水素燃料が流出する流路にある合流点に接続されている、請求項１又は２記載の適性診断装置。
【請求項４】
前記加湿流路に前記水素燃料を与える気体供給部と、
前記気体供給部と前記加湿流路との間に及び／又は前記加湿流路と前記合流点との間に、前記水素燃料の流量を制御するマイクロバルブとをさらに備える、請求項３記載の適性診断装置。
【請求項５】
前記マイクロバルブと前記加湿流路の間に、前記加湿流路よりも流路が細い微小流路をさらに備える、請求項４記載の適性診断装置。
【請求項６】
水素燃料の燃料としての適性を診断する適性診断装置を用いた適性診断方法であって、
前記適性診断装置は、
前記水素燃料が通過する流路であって温度に応じて周囲の水蒸気を取り込む量が増減する加湿流路と、
前記加湿流路を加熱する電熱器と、
前記電熱器を制御する温度制御部と、
前記加湿流路において温度及び湿度を調整された前記水素燃料の相対湿度を計測する計測部と、
前記水素燃料を診断することにより前記水素燃料の燃料としての適性を診断する診断部と、
前記加湿流路、前記計測部及び前記診断部の順に前記水素燃料を流す流路と、
前記水素燃料における不純物の濃度の検量線を作成する検量線作成部と、
既知の濃度の不純物を含有する混入気体保持部とをさらに備え、
前記加湿流路は、少なくとも一部がナフィオン（登録商標）を素材としており、
前記温度制御部が、前記計測部が計測した相対湿度の計測結果に基づいて前記電熱器を制御して、前記加湿流路を加熱させるステップと、
前記検量線作成部が前記混入気体保持部からの気体を第１時間だけ流路に流した後に、前記診断部が診断する第１診断ステップと、
前記検量線作成部が前記混入気体保持部からの気体を前記第１時間とは異なる第２時間だけ流路に流した後に、前記診断部が診断する第２診断ステップとを含む、適性診断方法。
【請求項７】
コンピュータを、請求項６記載の前記温度制御部、前記検量線作成部及び前記診断部として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温湿度調整装置、湿度調整装置、適性診断装置、温湿度調整方法、適性診断方法及びプログラムに関し、特に、気体の温度及び湿度を調整する温湿度調整装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池自動車に使用される水素燃料中に一酸化炭素などの不純物が混入している場合、燃料電池自動車の電池性能劣化等に影響を与えることが確認されている。そのため、水素ステーションにおける水素燃料の品質管理のコストダウン及び水素製造設備の信頼性向上を目的として、水素燃料適性診断装置の開発が行われてきた。
【０００３】
図１７は、水素燃料適性診断装置の診断部２０１の概要を示す図である。図１７（ａ）を参照して、診断部２０１は、恒温槽２０３と、電源２０５と、電圧計２０７とを備える。恒温槽２０３中において、アノード２０９及びカソード２１１間に電解質膜２１３がある。電源２０５がアノード２０９及びカソード２１１間に電流を流し、電圧計２０７がアノード２０９及びカソード２１１間の電圧を計測する。流入口２１５から水素燃料を流入させると共に、流出口２１７から水素燃料を流出させる。
【０００４】
診断部２０１は、ＭＥＡ（電解質膜２１３／電極接合体）に電源２０５から電流を流すことで、アノード２０９上で分解された水素が水素イオンとなり電解質膜２１３中を移動し、カソード２１１上で再び水素となる水素ポンプの原理を応用して診断する。
【０００５】
水素燃料中に不純物が含まれると、図１７（ｂ）に示すように、センサー電極が被毒し一定電流を流すために必要な電圧が上昇する。診断部２０１は、この電圧変化により、不純物の混入を検知する。
【０００６】
なお、一酸化炭素などの不純物は、２００ｐｐｍ〜０．２ｐｐｍの広いレンジにわたって検出可能であることが求められる。図１８は、水素の製造から供給までのプロセスの概要を示す図である。
【０００７】
図１８を参照して、水素製造装置３０１は、都市ガス、LPG、LNGのような原料となる気体から水素を製造する。製造当初は、２００ｐｐｍ程度の高濃度で一酸化炭素などの不純物が混入している。不純物濃度は、時間の経過とともに低下し、やがて０．２ｐｐｍ以下の低濃度で安定する。２００ｐｐｍ〜０．２ｐｐｍ程度の高濃度の不純物は、市販されている簡易診断装置３０３で検出可能である。高純度となった水素ガスは、コンプレッサー３０５により圧縮され、蓄ガス器３０７に蓄えられる。ディスペンサー３０９が水素燃料を供給する際には、０．２ｐｐｍ以下の微量の不純物濃度を高精度に検出する水素燃料適性診断装置３１１が必要となる。
【０００８】
このような水素燃料適性診断装置３１１の診断部２０１に用いられる不純物センサーが有効に機能するためには、診断対象となる水素燃料の湿度及び温度をそれぞれ±１％程度に精密に維持する必要がある。
【０００９】
従来、相対湿度はわずかな温度変化で増減するため、正確で信頼性ある測定が困難と考えられていた。そのため、流路内の湿度を計測する際、相対湿度を直接的に測定する方法ではなく、露点を用いた間接的な湿度計測が行われていた。
【００１０】
また、一般的な加湿装置は、純水を加温した100％加湿槽と乾燥槽との比率制御で加湿制御をしている。しかし、加湿槽の加湿粒子が大きく精密な加湿制御ができない。
【００１１】
他方、特定の樹脂が水粒子を透過する特性を利用した場合、膜を透過した微小粒子を加湿に用いることにより、結露しにくい安定した加湿制御が可能となる。この場合、流路の湿度維持のために流路の温度を安定に調整する方法として、流路の周囲に熱容量の大きな温水を流すことが行われていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、露点による湿度計測の場合、流路内の温度が短時間に変化して流路内の湿度が数％変化した場合であっても、空気中の水蒸気の絶対量が変化しない限り露点自体は変化がない。そのため、湿度の変化を迅速に検知して精密に調整することが困難であった。
【００１３】
しかも、熱容量の大きな水で流路の温度を迅速に調整することが難しいため、水蒸気の流路への取り込み量を迅速かつ精密に制御して流路内の湿度を保つことが困難であった。
【００１４】
ゆえに、本発明は、気体の温度及び湿度を精密に調整することが可能となる温湿度調整装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の第１の観点は、気体の温度及び湿度を調整する温湿度調整装置であって、前記気体が通過する流路であって温度に応じて周囲の水蒸気を取り込む量が増減する加湿流路と、前記加湿流路の周囲に水蒸気を与えて加湿する水蒸気付与部と、前記加湿流路に接触して加熱する電熱器と、前記電熱器を制御する温度制御部とを備える、温湿度調整装置である。
【００１６】
本発明の第２の観点は、第１の観点の温湿度調整装置であって、前記加湿流路を経た流路内部の相対湿度の値を計測する計測手段をさらに備え、前記温度制御部は、前記加湿流路を経た流路内部の相対湿度の値に基づいて前記電熱器を制御する。
【００１７】
本発明の第３の観点は、第１又は第２の観点の温湿度調整装置であって、前記加湿流路を通らない流路における前記気体の流速を調整する乾燥流量調整部と、前記乾燥流量調整部を制御する湿度制御部とをさらに備え、前記乾燥流量調整部から前記気体を流出させる流路は、前記加湿流路から前記気体が流出する流路にある合流点に接続されている。
【００１８】
本発明の第４の観点は、第３の観点の温湿度調整装置であって、前記加湿流路に前記気体を与える気体供給部と、前記気体供給部と前記加湿流路との間に及び／又は前記加湿流路と前記合流点の間に、前記加湿流路から流出する前記気体の流量を制御するマイクロバルブとをさらに備える。
【００１９】
本発明の第５の観点は、第４の観点の温湿度調整装置であって、前記マイクロバルブと前記加湿流路の間に、前記加湿流路よりも流路が細い微小流路をさらに備える。
【００２０】
本発明の第６の観点は、気体の湿度を調整する湿度調整装置であって、前記気体が通過する流路であって温度に応じて周囲の水蒸気を取り込む量が増減する加湿流路と、前記加湿流路の周囲に水蒸気を与えて加湿する水蒸気付与部と、前記加湿流路を通らない流路における前記気体の流速を調整する乾燥流量調整部と、前記乾燥流量調整部を制御する湿度制御部と、前記加湿流路に前記気体を与える気体供給部と、前記加湿流路から流出する前記気体の流量を制御するマイクロバルブとを備え、前記乾燥流量調整部から前記気体を流出させる流路は、前記マイクロバルブから前記気体が流出する流路にある合流点に接続されている、湿度調整装置である。
【００２１】
本発明の第７の観点は、水素燃料の燃料としての適性を診断する適性診断装置であって、前記水素燃料の温度及び湿度を調整する温湿度調整部と、前記温湿度調整部によって温度及び湿度を調整された前記水素燃料の相対湿度を計測する計測部と、前記水素燃料を診断することにより前記水素燃料の燃料としての適性を診断する診断部と、前記温湿度調整部、前記計測部及び前記診断部の順に前記水素燃料を流す流路とを備え、前記温湿度調整部は、前記水素燃料が通過する流路であって温度に応じて周囲の水蒸気を取り込む量が増減する加湿流路と、前記加湿流路の周囲に水蒸気を与えて加湿する水蒸気付与部と、前記加湿流路に接触して加熱する電熱器と、前記電熱器を制御する温度制御部とを備える、適性診断装置である。
【００２２】
本発明の第８の観点は、第７の観点の適性診断装置であって、前記水素燃料における不純物の濃度の検量線を作成する検量線作成部をさらに備え、前記検量線作成部は、既知の第１濃度の前記不純物を含有する水素燃料である第１試料を前記流路に流した際の電圧を測定すると共に、前記第１濃度とは異なる既知の第２濃度の前記不純物を含有する水素燃料である第２試料を前記流路に流した際の電圧を測定する。
【００２３】
本発明の第９の観点は、第８の観点の適性診断装置であって、前記第２濃度は、前記第１濃度よりも前記不純物の濃度が高く、前記検量線作成部は、濃度依存流量調整部をさらに備え、前記濃度依存流量調整部は、前記第２試料の不純物濃度を測定する場合に、前記第１試料の不純物濃度を測定する場合よりも流速を遅くする。
【００２４】
本発明の第１０の観点は、気体の温度及び湿度を調整する温湿度調整方法であって、温度制御部が、前記気体が通過する流路であって温度に応じて周囲の水蒸気を取り込む量が増減する加湿流路を経た流路内部の相対湿度の値に基づいて電熱器を制御して、前記加湿流路を加熱させるステップを含む、温湿度調整方法である。
【００２５】
本発明の第１１の観点は、水素燃料の燃料としての適性を診断する適性診断装置を用いた適性診断方法であって、前記適性診断装置は、前記水素燃料が通過する流路であって温度に応じて周囲の水蒸気を取り込む量が増減する加湿流路と、前記加湿流路を加熱する電熱器と、前記電熱器を制御する温度制御部と、前記加湿流路において温度及び湿度を調整された前記水素燃料の相対湿度を計測する計測部と、前記水素燃料を診断することにより前記水素燃料の燃料としての適性を診断する診断部と、前記加湿流路、測定部及び前記診断部の順に前記水素燃料を流す流路とを備え、前記温度制御部が、前記計測部が計測した相対湿度の計測結果に基づいて前記電熱器を制御して、前記加湿流路を加熱させるステップを含む、適性診断方法である。
【００２６】
本発明の第１２の観点は、第１１の観点の適性診断方法であって、前記適性診断装置は、前記水素燃料における不純物の濃度の検量線を作成する検量線作成部と、既知の濃度の不純物を含有する混入気体保持部とをさらに備え、前記検量線作成部が前記混入気体保持部からの気体を第１時間だけ流路に流した後に、前記診断部が診断する第１診断ステップと、前記検量線作成部が前記混入気体保持部からの気体を前記第１時間とは異なる第２時間だけ流路に流した後に、前記診断部が診断する第２診断ステップとをさらに含む。
【００２７】
本発明の第１３の観点は、コンピュータを、第１０の観点の温湿度調整方法における温度制御部として機能させるプログラム。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の各観点によれば、加湿流路に接触して加熱する電熱器を用いることにより、加湿流路が水蒸気を取り込む量を迅速に調整可能となる。そのため、気体の温度及び湿度を精密に調整することが可能となる。
【００２９】
また、本発明の第２の観点によれば、温度に敏感に左右される相対湿度の値の計測結果に基づいて加湿流路をフィードバック制御行うことにより、加湿流路において精密に気体の温度及び湿度を調整する温湿度調整装置等を提供することが容易となる。
【００３０】
さらに、本発明の第３の観点によれば、加湿流路を経た気体と乾燥した気体を混合することにより、気体の湿度を精密に調整することが容易となる。
【００３１】
さらに、本発明の第４及び第６の観点によれば、加湿流路の前後に流量を精密に調整することを可能とするマイクロバルブを設置することにより、加湿流路による加湿を安定して行うことが可能となる。結果として、気体の加湿を安定して行うことが可能となる。
【００３２】
さらに、本発明の第５の観点によれば、マイクロバルブと加湿流路の間に微小流路を設けることにより、さらに高精度な制御が可能となった。具体的には、水素燃料の湿度を±０．２％程度、温度を±０．１％程度もの高精度に調整することが可能となった。
【００３３】
さらに、本発明の第７の観点によれば、流路内の相対湿度を直接的に計測することにより、流路内の湿度の変化を迅速に検知して水素燃料の適性診断を実施することができる。
【００３４】
さらに、本発明の第８の観点によれば、測定対象である水素燃料中の不純物濃度を測定可能となる。そのため、水素燃料の燃料としての適性を定量的に診断することが可能となる。
【００３５】
さらに、本発明の第９及び第１２の観点によれば、計測部の測定レンジを変更せずに検量線作成や濃度測定を行うことが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本願発明の実施例１に係る温湿度調整装置１の概要を示すブロック図である。
【図２】温湿度調整装置１を用いた水素燃料診断装置４１の概要を示す図である。
【図３】表示部２５の操作画面の一例を示す図である。
【図４】表示部２５の制御画面及び設定画面の一例を示す図である。
【図５】温湿度調整装置１を用いた温度及び湿度の調整結果の一例を示す図である。
【図６】温湿度調整装置１を用いた温度及び湿度の調整結果の別の例を示す図である。
【図７】電圧の検知結果の一例を示す図である。
【図８】本発明の実施例２に係る温湿度調整装置１０１の概要を示すブロック図である。
【図９】温湿度調整装置１０１を用いた場合の水素燃料適性診断結果の一例を示す図である。
【図１０】温湿度調整装置１０１を用いた温度及び湿度の調整結果の一例を示す図である。
【図１１】図１０の一部を拡大した図である。
【図１２】不純物濃度を測定する不純物濃度測定部の概要を示す図である。
【図１３】不純物濃度測定部及び温湿度調整装置を含む適性診断装置全体の概要を示す図である。
【図１４】検量線作成のために不純物濃度が２ｐｐｍ程度と既知である第１濃度の不純物が混入した水素気体を測定するフローを示す図である。
【図１５】検量線作成のために不純物濃度が２００ｐｐｍ程度と既知である第１濃度の不純物が混入した水素気体を測定するフローを示す図である。
【図１６】水素燃料の不純物濃度測定のフローを示す図である。
【図１７】従来の水素燃料の診断原理の概要を示す図である。
【図１８】水素の製造から供給までのプロセスの概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、図面を参照して、本願発明の実施例について述べる。なお、本願発明の実施の形態は、以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００３８】
図１は、本願発明の実施例１に係る温湿度調整装置１の概要を示すブロック図である。以下、図１の温湿度調整装置１の概要を説明する。
【００３９】
温湿度調整装置１（本願請求項の「温湿度調整装置」の一例）は、気体の温度及び湿度を調整する。温湿度調整装置１は、流入弁３と、全流量調整部５と、分岐７と、加湿器９と、乾燥流量調整部１１（本願請求項の「乾燥流量調整部」の一例）と、合流点１３と、微小流路１７と、マイクロバルブ１９と、温度制御部２１（本願請求項の「温度制御部」の一例）と、湿度制御部２３と、表示部２５と、設定部２７と、計測部２９（本願請求項の「計測手段」の一例）とを備える。また、加湿器９は、加湿流路３１（本願請求項の「加湿流路」の一例）と、水蒸気付与部３３（本願請求項の「水蒸気付与部」の一例）と、電熱器３５（本願請求項の「電熱器」の一例）とを備える。計測部２９は、相対湿度計測部３７と、温度制御部３９とを備える。
【００４０】
流入弁３から温湿度調整装置１内に流入した気体は、全流量調整部５を経て分岐７で加湿器９及び乾燥流量調整部１１に分けて送られる。加湿器９及び乾燥流量調整部１１から送られた気体は、合流点１３で合流し、計測部２９に流入する。加湿器９から出た気体は、微小流路１７及びマイクロバルブ１９を順に経て合流点１３に至る。
【００４１】
全流量調整部５は、流入弁３から流入した気体の流量を調整する。加湿器９は、加湿流路３１を通過する気体を加湿する。加湿流路３１は、水蒸気付与部３３から加湿されると共に、電熱器３５から加熱される。マイクロバルブ１９は、加湿器９から出てくる加湿された気体の流量を精密に調整する。温度制御部２１は、加湿器９の温度の情報を得ながら電熱器３５の温度を制御する。湿度制御部２３は、乾燥流量調整部１１の湿度を制御する。表示部２５は、気体や温湿度調整装置１の状態等を表示する他、操作画面や設定画面等を表示する。設定部２７は、ユーザに温湿度調整装置１の設定を行わせるためのユーザーインターフェースである。計測部２９は、気体の湿度及び温度を計測する。相対湿度計測部３７は、計測部２９に流入した気体の相対湿度を計測する。温度計測部３９は、計測部２９に流入した気体の温度を計測する。
【００４２】
加湿器９において、加湿流路３１は、少なくとも一部がナフィオン（登録商標）を素材としており、温度に応じて水蒸気を透過する量が異なる。水蒸気付与部３３が加湿流路３１の周囲を加湿し、かつ、温度制御部２１が電熱器３５を制御して加湿流路３１を加熱することにより、加湿流路３１を通る気体の湿度を調整することが可能である。特に、電熱器３５が加湿流路３１をらせん状に巻いて接触することにより、加湿流路が水蒸気を取り込む量を迅速に調整可能となる。
【００４３】
他方、乾燥流量調整部１１を通過する気体は、湿度制御部２３が乾燥流量調整部１１を制御することにより湿度が制御される。加湿器９を経た湿った気体と乾燥流量調整部１１を経た乾いた気体を適切な割合で混合することにより、気体の湿度を調整することが可能である。ここで、加湿器から出た気体がマイクロバルブ１９を経ることにより、精密な調整が可能となる。また、加湿器９を出た気体がマイクロバルブ１９の直前で小さな径の微小流路１７を通過することにより、さらに精密な調整が容易となる。
【００４４】
また、気体の相対湿度は、気体の温度に極めて敏感に左右される。そこで、相対湿度計測部３７の計測結果に基づいて温度制御部２１が電熱器３５を制御することにより、加湿流路における迅速な湿度調整がさらに容易となる。
【００４５】
図２を参照して、温湿度調整装置１を用いた水素燃料診断装置について説明する。図２は、水素燃料診断装置４１の概要を示す図である。
【００４６】
図２に示す水素燃料診断装置４１は、図１の温湿度調整装置１を備え、さらに、診断部４３と、制御モジュール４５と、検出モジュール４７と、純水タンク４９と、純水ドレン弁５１とをさらに備える。計測部２９は、温湿センサ５３を備える。診断部４３は、水素燃料の燃料としての適性を診断するセンサである診断センサ５５を備える。制御モジュール４５は、温度制御部２１と、湿度制御部２３と、計測部温度制御部５７とを備える。
【００４７】
計測部２９は、温湿センサ５３が計測した計測部２９の温度を温度制御部２１に伝達する。温度制御部２１は、計測結果として伝達された計測部２９の温度に基づいて、電熱器３５を制御する。また、計測部２９は、温湿センサ５３が計測した計測部２９の相対湿度を湿度制御部２３に伝達する。湿度制御部２３は、計測結果として伝達された計測部２９の相対湿度に基づいて、乾燥流量調整部１１の湿度を制御する。制御モジュール４５は、各部の温度及び湿度の情報を得ながらフィードバック制御を行う。検出モジュール４７は、診断センサ５５に電流を印加すると共に、診断センサ５５における電圧を測定して水素燃料の不純物を検出する。純水タンク４９は、純水ドレン弁５１を介して水蒸気付与部３３に純水を供給する。
【００４８】
例えば、全流量調整部５は、加湿器９及び乾燥流量調整部１１に流入する水素燃料の合計の流量を５０〜１００ｍｌ／分に調整する。温度制御部２１は、加湿器９から伝達された加湿器９の温度の情報に基づいて、電熱器３５の温度を３０〜４０℃に制御する。湿度制御部２３は、温湿センサ５３から伝達された計測部２９の温度及び／又は湿度の情報に基づいて、計測部２９における湿度が７０．０％ｒｈとなるように、乾燥流量調整部１１の湿度を制御する。計測部温度制御部５７は、温湿センサ５３から伝達された計測部２９の温度及び／又は湿度の情報に基づいて、計測部２９の温度を４０．０℃に制御する。全体として、温湿度調整装置１は、相対湿度７０％ｒｈ、４０℃に調整された水素燃料を診断部４３に対して５０〜１００ｍｌ／分で供給する。温湿度調整装置１が診断対象となる水素燃料の温度及び湿度を極めて安定に保つことにより、水素燃料診断装置４１は、適正な診断が可能となる。
【００４９】
図３を参照して、温湿度調整装置１の操作画面について説明する。図３は、表示部２５の操作画面の一例を示す図である。
【００５０】
図３に示すように、表示部２５は、操作画面として、複数のボタンを表示する。例えば、「モニター画面」、「加湿制御画面」、「恒温槽温度制御画面」、「装置  状態・操作」、「データ表示  画面１」、「データ表示  画面２」、「データ表示  画面３」、「データ表示  画面４」、「設定」と表示された各ボタンが表示される。表示部２５は、タッチパネルであり、画面に接触することで操作が可能である。
【００５１】
図４を参照して、温湿度調整装置１の表示部２５が表示するその他の画面について説明する。図４は、表示部２５の制御画面及び設定画面の一例を示す図であり、（ａ）モニター画面、（ｂ）加湿制御画面、（ｃ）恒温槽画面、（ｄ）設定画面を示す図である。
【００５２】
図４（ａ）に示す「モニター画面」においては、水素燃料診断装置４１全体が表示されると共に、全流量調整部５における水素燃料の流量、加湿器９における相対湿度及び温度、温湿センサ５３の測定結果、診断センサ５５が有する恒温槽の温度、並びに、検出モジュール４７が検出した水素燃料内の不純物の検出結果等が表示される。なお、図４（ａ）においてＣＯ変化率がｍＶで表示されているが、混入した不純物濃度（ｐｐｍ）に換算して表示することも可能である。
【００５３】
図４（ｂ）に示す「加湿制御画面」においては、全流量調整部５における水素燃料の流量、乾燥流量調整部１１における水素燃料の流量、及び、温湿センサ５３の測定結果等が表示される。
【００５４】
図４（ｃ）に示す「恒温槽画面」においては、診断部４３が拡大表示されると共に、温湿センサ５３の測定結果、計測部２９を介して流入する水素燃料の流量、診断部４３における恒温槽の温度等が表示される。
【００５５】
図４（ｄ）に示す「設定」画面においては、例えば、計測の開始又は停止、運転状態の異常の有無、センサー電圧の異常の有無、通信状態の異常の有無、診断部４３における電圧、電流、電圧の変化率、温湿センサ５３の計測結果、水素燃料診断装置４１内における各所の水素燃料の流量、加湿流路３１の温度が表示される。ユーザは、この画面で計測の開始／停止や、センサの除湿等を設定する。設定部２７は、ユーザの入力に応じて設定内容に基づいて制御モジュール４５及び／又は検出モジュール４７に制御を実行させる。
【００５６】
以下、図５、図６及び図７を参照して、温湿度調整装置１を用いた実際の調整結果について説明する。図５は、本発明に係る温湿度調整装置を用いた場合の気体燃料の温度の経時変化及び湿度の経時変化の一例を示す図である。
【００５７】
従来の市販の装置は、温度精度が±０．５℃程度であった。これに対し、温湿度調整装置１は、図５（ａ）に示すように、計測部２９の温度を１日の間、設定温度４０℃に対して、３９．９７〜４０．０７℃と±０．１℃の精度で保つことができた。つまり、従来の市販の装置と比べて５倍の精度を示した。
【００５８】
また、従来の市販の装置は、相対湿度精度が±１％ｒｈ程度であった。これに対し、温湿度調整装置１は、図５（ｂ）に示すように、計測部２９の相対湿度を１日の間、設定相対湿度７０．００％ｒｈに対して、６９．９７〜７０．０６％ｒｈと±０．１％ｒｈの精度で保つことができた。つまり、従来の市販の装置と比べて１０倍の精度を示した。以上に示すように、本発明に係る温湿度調整装置１は、従来のものよりも非常に高い精度で温度及び湿度を調整することができる。
【００５９】
これらの高い精度での調整ができた主な原因として、加湿流路３１の温度を高い精度で制御できたことが挙げられる。図５（ｃ）に示すように、設定温度３５．０℃に対して、３４．９１〜３５．０８℃と±０．１℃以上の精度で保つことができた。
【００６０】
さらに、温湿度調整装置１は、長期にわたって供給する水素燃料の湿度を安定に調整した。図６は、本発明に係る温湿度調整装置を用いた温度及び湿度の調整結果の別の例を示す図である。図６（ａ）に示すように、温湿度調整装置１は、２７日間にわたって、計測部２９の相対湿度を±０．１％ｒｈに保つことができた。この原因の１つとして、図６（ｂ）に示すように、加湿流路３１の温度を２７日間にわたって、±０．１℃の精度で保つことができたことが挙げられる。
【００６１】
さらに、このように温度及び湿度が高い精度で安定して供給できる結果、水素燃料診断装置４１は、安定した出力電圧及び出力変化率を示した。図７は、電圧の検知結果の一例を示す図であり、（ａ）平均出力電圧[mV]の経時変化、及び、（ｂ）平均出力変化率[mV]の経時変化を示す図である。
【００６２】
図７（ａ）に示すように、平均出力電圧は、２ｍＶ／日の増大とわずかな変化に抑えられた。また、図７（ｂ）に示すように、平均出力変化率も、２７日間にわたって、約±０．５ｍＶの範囲に収まった。このように、水素燃料の温度や湿度変化に伴う出力電圧及び出力変化率の変動が最小限に抑えられることにより、水素燃料診断装置４１は、一酸化炭素などの不純物を高精度に検出可能となる。
【実施例２】
【００６３】
続いて、温湿度調整装置１の異なる構成について述べる。実施例１では、マイクロバルブ１９を加湿器９と合流点１３の間に設置した。実施例２では、マイクロバルブを分岐７と加湿器９の間に設置した温湿度調整装置１０１について述べる。
【００６４】
図８を参照して、温湿度調整装置１０１の構成について述べる。図８は、本発明の実施例２に係る温湿度調整装置１０１の概要を示すブロック図である。
【００６５】
温湿度調整装置１０１は、温湿度調整装置１と異なり、マイクロバルブ１１９を分岐１０７と加湿器１０９との間に備える。また、実施例１の乾燥流量調整部１１、計測部２９に対応する第１乾燥流量調整部１１１１及び第１計測部１２９１に加えて、第２乾燥流量調整部１１１２及び第２計測部１２９２とをさらに備える。また、実施例１の制御モジュール４５に対応する制御モジュール１４５は、実施例１の温度制御部２１、湿度制御部２３及び計測部温度制御部５７に対応する温度制御部１２１、第１湿度制御部１２３、第１計測部温度制御部１５７に加えて、第２計測部温度制御部１５９、第２湿度制御部１６１とをさらに備える。
【００６６】
第２計測部１２９２は、第１計測部１２９１と診断部１４３の間に接続されている。第２乾燥流量調整部１１１２は、分岐１０７と第２計測部１２９２の間に接続されている。また、第１計測部１２９１から気体が流出する流路と第２乾燥流量調整部１１１２から気体が流出する流路とは、合流点１１３２にて合流して、第２計測部１２９２に接続されている。
【００６７】
ここで、第１計測部１２９１及び第２計測部１２９２とを順に接続することにより、実施例１よりも高精度な温度及び湿度の調整が可能となる。第１計測部１２９１において粗く温度及び湿度を調整し、第２計測部１２９２においてより精密に制御するためである。
【００６８】
具体的には、第１計測部温度制御部１５７は、温湿センサから伝達された第１計測部１２９１の温度及び／又は湿度の情報に基づいて、第１計測部１２９１の温度を４０．０℃に制御する。第１湿度制御部１２３は、第１計測部１２９１の温度及び／又は湿度の情報に基づいて、第１計測部１２９１における湿度が９０．０％ｒｈとなるように、第１乾燥流量調整部１１１１の湿度を制御する。
【００６９】
第２計測部温度制御部１５９は、温湿センサから伝達された第２計測部１２９２の温度及び／又は湿度の情報に基づいて、第２計測部１２９２の温度を４０．０℃に制御する。第２湿度制御部１６１は、第２計測部１２９２の温度及び／又は湿度の情報に基づいて、第２計測部１２９２における湿度が８０．０％ｒｈとなるように、第２乾燥流量調整部１１１２の湿度を制御する。
【００７０】
全体として、温湿度調整装置１０１は、相対湿度８０％ｒｈ、４０℃に調整された水素燃料を診断部１４３に対して５０〜１００ｍｌ／分で供給する。
【００７１】
続いて、図９、図１０及び図１１を参照して、温湿度調整装置１０１を用いた場合の水素燃料適性診断結果、並びに、水素燃料の温度及び湿度の調整結果について述べる。図９（ａ）は、温湿度調整装置１０１を用いた場合の水素燃料適性診断結果の一例を示す図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）に丸で囲んで示される、電圧の平均変化率のグラフの一部を拡大した図である。図１０（ａ）は、温湿度調整装置１０１を用いた温度及び湿度の調整結果の一例を示す図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示される平均センサー湿度の制御結果を拡大した図である。図１１（ａ）は、図１０（ａ）に示される平均加湿器温度の制御結果を拡大した図である。図１１（ｂ）は、図１０（ａ）に示される平均センサー温度の制御結果を拡大した図である。
【００７２】
図９を参照して、診断部１４３の診断センサーの計測結果について述べる。図９は、横軸が時間、縦軸が出力値を表している。
【００７３】
励起電流AC20mA  P-P、湿度80±0.2%RH、温度40±0.1℃の条件下で、診断センサーが検出する平均電圧(mV/10min)、出力変化率（mV/10min）平均電流が非常に安定していることが分かる。ＣＯ被毒のない条件下では、電圧上昇値は、0.018mV/10min、すなわち、2.6mV/日である。半年でも500mV以下の上昇にとどまり、診断センサーの寿命の指標として良好な値といえる。
【００７４】
図９（ａ）及び（ｂ）において、0.2ppmの一酸化炭素を５分間被毒させると、診断センサーは3.7mV/10minの出力変化率となった。図９（ｂ）に示すように、矢印で示されるCO被毒から速やかにかつ明確に被毒を検出できていることが分かる。
【００７５】
続いて、図１０及び図１１を参照して、約２週間にわたる温湿度調整装置１０１の温度及び湿度の調整結果について述べる。横軸は、経過時間を表す。縦軸は、平均水素流量（ml/min）、計測部１２９２における平均センサー湿度（%RH）及び平均センサー温度（℃）、加湿器１０９の平均温度（℃）、第２乾燥流量調整部１１１２から計測部１２９２に流入する気体の平均乾燥流量（ml/min）を表す。
【００７６】
図１０（ａ）を参照して、平均乾燥流量は増減があるものの、平均水素流量、平均センサー湿度、平均センサー温度、加湿器の平均温度が、それぞれ高精度に一定に保たれていることが見てとれる。図１０（ｂ）を参照して、計測部１２９２における平均センサー湿度は、約２週間もの間、ほぼ80%±0.2%RH以内に保たれた。図１１（ａ）を参照して、同様に、加湿器１０９の平均温度は、34℃±0.1℃以内に保たれた。さらに、図１１（ｂ）を参照して、平均センサー温度は、40℃±0.1℃以内に保たれた。
【００７７】
本願発明の発明者らは、70%RHで診断センサーを使用する場合と比べ、80%RHで診断センサーを使用する場合の方が、診断センサーの寿命が延びることを確認した。診断センサーに供給される診断対象の水素燃料の湿度を70%RHとした場合、電圧上昇値は、0.15mV/10min、すなわち、21.6mV/日程度であった。電圧の上限値は、例えば500mV程度であり、診断センサーの寿命は、１か月足らずとなる。他方、80%RHとした場合は、上記のとおり、0.018mV/10minと約1/10にまで減少し、診断センサーの寿命が半年以上となる顕著な効果が確認された。したがって、本発明に係る温湿度調整装置が、80%RHのような高い湿度で高精度に温度及び湿度を保てることは、特筆すべき利点といえる。
【実施例３】
【００７８】
図２の診断センサ５５は、不純物の有無を診断していた。これに対し、本実施例の適性診断装置１７１（本願請求項の「適性診断装置」の一例）が備える不純物濃度測定部１７３は、不純物濃度をも測定可能である。これにより、診断対象の水素燃料の燃料としての適性を定量的に診断可能となる。以下、不純物濃度測定部１７３について詳述する。
【００７９】
図１２〜図１６を参照して、温湿度調整装置１に流入する水素燃料中の不純物濃度を測定する構成について述べる。図１２は、不純物濃度を測定する不純物濃度測定部１７３の概要を示す図である。図１３は、不純物濃度測定部１７３及び温湿度調整装置１を含む適性診断装置１７１全体の概要を示す図である。図１４は、検量線作成のために不純物濃度が２ｐｐｍ程度と既知である第１濃度の不純物が混入した水素気体を測定するフローを示す図である。図１５は、検量線作成のために不純物濃度が２００ｐｐｍ程度と既知である第１濃度の不純物が混入した水素気体を測定するフローを示す図である。図１６は、水素燃料の不純物濃度の測定方法の概要を示すフロー図である。
【００８０】
図１２を参照して、不純物濃度測定部１７３は、気体保持部１７５と、流路部１７７と、気体流量調整部１７９（本願請求項の「濃度依存流量調整部」の一例）と、不純物濃度算出部１８１と、検量線作成部１８３（本願請求項の「検量線作成部」の一例）と、記憶部１８５とを備える。気体保持部１７５は、水素燃料を保持する水素燃料保持部１８７と、高純度の気体水素を保持する水素保持部１８９と、第１混入気体保持部１９１（本願請求項の「混入気体保持部」の一例）と、第２混入気体保持部１９３（本願請求項の「混入気体保持部」の他の例）とを備える。第１混入気体保持部１９１は、既知の第１濃度（本願請求項の「第１濃度」の一例）の不純物を内包する気体水素（第１混入気体；本願請求項の「第１試料」の一例）を保持する。第２混入気体保持部１９３は、第１濃度よりも高い濃度である既知の第２濃度（本願請求項の「第２濃度」の一例）の不純物を内包する気体水素（第２混入気体；本願請求項の「第２試料」の一例）を保持する。本実施例では、第１混入気体保持部１９１は、２ｐｐｍの一酸化炭素が混入した気体水素を保持する。また、第２混入気体保持部１９３は、２００ｐｐｍの一酸化炭素が混入した気体水素を保持する。
【００８１】
流路部１７７は、気体保持部１７５から全流量調整部５に至る複数の流路として、第１流路１９５１、第２流路１９５２、・・・、第ｍ流路１９５ｍ（ｍは２以上の自然数）を有する。また、流路部１７７は、気体の流路の通過の可否を切り替える弁として、第１弁１９７１、第２弁１９７２、・・・、第ｎ弁１９７ｎ（ｎは２以上の自然数）を有する。気体流量調整部１７９は、第１混入気体保持部１９１からの気体の流量を調整する第１気体流量調整部１９９１と、第２混入気体保持部１９３からの気体の流量を調整する第２気体流量調整部１９９２とを有する。第１気体流量調整部１９９１と第２気体流量調整部１９９２とは、異なる流量に設定可能である。本実施例では、初期設定として、全流量調整部５を１００ｍｌ／分に設定し、第１気体流量調整部１９９１を１００ｍｌ／分と設定し、第２気体流量調整部１９９２を１．０ｍｌ／分に設定する。
【００８２】
図１３を参照して、各種保持部は、流路部１７７を介して温湿度調整装置１の全流量調整部５に接続されている。図１３では、流路部１７７は、各種保持部から全流量調整部５へと気体が移動する第１流路１９５１から第７流路１９５７と、流路を開閉する第１弁１９７１から第１２弁１９７１２とを有する。
【００８３】
水素保持部１８９は、水素保持部１８９に近い順に第１弁１９７１、第２弁１９７２及び第３弁１９７３を介して全流量調整部５に接続されている（第１流路１９５１）。また、水素保持部１８９は、第１流路１９５１とは異なる第２流路１９５２及び第３流路１９５３によってもそれぞれ全流量調整部５に接続されている。第２流路１９５２は、第１弁１９７１と第２弁１９７２の間において第１流路１９５１に接続されると共に、第３弁１９７３と全流量調整部５の間においても第１流路１９５１に接続されている。また、第２流路１９５２は、水素保持部１８９に近い順に第４弁１９７４及び第５弁１９７５を有する。第３流路１９５３は、第１弁１９７１と第２弁１９７２の間において第１流路１９５１に接続されるとともに、第３弁１９７３と全流量調整部５の間においても第１流路１９５１に接続されている。また、第３流路１９５３は、水素保持部１８９に近い順に第６弁１９７６及び第７弁１９７７を有する。
【００８４】
第１混入気体保持部１９１は、第１混入気体保持部１９１に近い順に第８弁１９７８、第１気体流量調整部１９９１、第２流路１９５２の第５弁１９７５を介して全流量調整部５に接続されている（第４流路１９５４）。水素燃料保持部１８７は、水素燃料保持部１８７に近い順に第９弁１９７９、第１０弁１９７１０、第１流路１９５１の第３弁１９７３を介して全流量調整部５に接続されている（第５流路１９５５）。第２混入気体保持部１９３は、第２混入気体保持部１９３に近い順に第１１弁１９７１１、第１２弁１９７１２、第２気体流量調整部１９９２、第３流路１９５３の第７弁１９７７を介して全流量調整部５に接続されている（第６流路１９５６）。また、第２混入気体保持部１９３は、第１２弁１９７１２及び第２混入気体保持部１９３の間から第５流路１９５５の第１０弁１９７１０にも接続されている。水素燃料保持部１８７から第９弁１９７９、第１０弁１９７１０、第６流路１９５６の第２気体流量調整部１９９２、第３流路１９５３の第７弁１９７７を介して全流量調整部５へと接続される流路を第７流路１９５７とする。
【００８５】
制御モジュール４５は、気体流量調整部１７９及び流路部１７７を制御する。
【００８６】
以下、不純物濃度測定部１７３による不純物濃度測定方法について述べる。不純物濃度測定方法は、大きく検量線作成ステップと濃度測定ステップに分かれる。
【００８７】
図１４及び図１５を参照して、不純物濃度測定部１７３を用いて検量線を作成するフローについて述べる。検量線作成部１８３は、不純物濃度が２ｐｐｍ程度と既知である第１濃度の不純物が混入した水素気体と既知の２００ｐｐｍ程度の第２濃度の不純物が混入した水素気体を測定することにより、検量線を作成する。
【００８８】
図１４を参照して、始めに、２ｐｐｍの不純物濃度の水素気体を用いて計測する。第１流路１９５１及び第２流路１９５２を開いて第３流路１９５３から第７流路１９５７を閉じた状態で、水素保持部１８９からの高純度の気体水素で第１流路１９５１及び第２流路１９５２を１８０秒間パージする（ステップＳＴ００１）。続いて、第１流路１９５１及び第２流路１９５２を閉じて第４流路１９５４を開いた状態で、第１混入気体保持部１９１からの第１混入気体を６０秒間第４流路１９５４に流す。第１気体流量調整部１９９１は、１００ｍｌ／分の気体を流すよう設定する。このとき、第１混入気体に含まれる一酸化炭素等の不純物濃度に応じて診断センサ５５における電圧が変化する。検出モジュール４７は、診断センサ５５における電圧を測定して不純物の存在及び濃度を電圧の変化として検出する。記憶部１８５は、このときの電圧の値Ｖ１を記憶する（ステップＳＴ００２）。続いて、第４流路１９５４を閉じ、第１流路１９５１及び第２流路１９５２を開いて、再度１８０秒間パージする。この間、検出モジュール４７は、電圧を測定する。記憶部１８５は、１８０秒間の電圧の最大値Ｖ２を記憶する（ステップＳＴ００３）。記憶部１８５は、２ｐｐｍにおける電圧値として、Ｖ２ｐｐｍ＝Ｖ２−Ｖ１を記憶する（ステップＳＴ００４）。
【００８９】
ゼロ値校正として、第１流路１９５１及び第２流路１９５２を開いて第３流路１９５３から第７流路１９５７を閉じた状態で、水素保持部１８９からの高純度の気体水素で第１流路１９５１及び第２流路１９５２を６０秒間パージする。記憶部１８５は、このときの電圧の値Ｖ３を記憶する。さらに、１８０秒間パージし、記憶部１８５は、このときの電圧の値Ｖ４を記憶する。記憶部１８５は、ゼロ校正値として、Ｖ０＝Ｖ４−Ｖ３を記憶する（ステップＳＴ００５）。また、校正後の検量線の２ｐｐｍにおける値として、Ｖ２ｐｐｍ０＝Ｖ２ｐｐｍ−Ｖ０を記憶する（ステップＳＴ００６）。
【００９０】
続いて、図１５を参照して、２００ｐｐｍの不純物濃度の水素気体を用いて計測する。第１流路１９５１及び第３流路１９５３を開いて第２流路１９５２及び第４流路１９５４から第７流路１９５７を閉じた状態で、水素保持部１８９からの高純度の気体水素で第１流路１９５１及び第３流路１９５３を１８０秒間パージする（ステップＳＴ１０１）。続いて、第３流路１９５３を閉じて第１流路１９５１及び第６流路１９５６を開いた状態で、水素保持部１８９からの高純度の気体水素を第１流路１９５１に流しながら、第２混入気体保持部１９３からの第２混入気体を６０秒間第６流路１９５６に流す。ここで、第６流路１９５６の第２気体流量調整部１９９２が流速を１ｍｌ／分に制限しているため、第１流路１９５１に高純度の気体水素が９９ｍｌ／分の気体水素が供給される。記憶部１８５は、このときの電圧の値Ｖ５を記憶する（ステップＳＴ１０２）。続いて、第６流路１９５６を閉じて第１流路１９５１及び第３流路１９５３を開いた状態で、再度１８０秒間パージする。記憶部１８５は、１８０秒間の電圧の最大値Ｖ６を記憶する（ステップＳＴ１０３）。記憶部１８５は、２００ｐｐｍにおける電圧値として、Ｖ２００ｐｐｍ＝Ｖ６−Ｖ５を記憶する（ステップＳＴ１０４）。ステップＳＴ００５と同様にゼロ校正値を求める（ステップＳＴ１０５）。記憶部１８５は、校正後の検量線の２００ｐｐｍにおける値として、Ｖ２００ｐｐｍ０を記憶する（ステップＳＴ１０６）。
【００９１】
検量線作成部１８３は、Ｖ２ｐｐｍ０やＶ２００ｐｐｍ０の値から検量線を作成する。
【００９２】
ここで、より正確な検量線を作成するために、１ｐｐｍのプロットを得るフローについて説明する。ステップＳＴ００２において、第２流路１９５２を閉じて第１流路１９５１及び第４流路１９５４を開いた状態で、第１混入気体保持部１９１からの第１混入気体を第４流路１９５４に流しつつ、第１流路１９５１に水素保持部１８９からの高純度の気体水素を流す。第４流路１９５４の第１気体流量調整部１９９１は、５０ｍｌ／分の流速の気体を流すよう設定する。記憶部１８５は、６０秒後の電圧の値Ｖ５を記憶する。ステップＳＴ００３からステップＳＴ００６は同様である。
【００９３】
あるいは、混入気体が保持されている保持部からの気体の流出時間を制御することにより、異なるプロットを得ることもできる。例えば、ステップＳＴ００２において、第１流路１９５１及び第２流路１９５２を閉じて第４流路１９５４を開いた状態で、第１気体流量調整部１９９１が１００ｍｌ／分の気体を流す設定のままとする。ただし、第１混入気体保持部１９１からの第１混入気体を６０秒の半分の３０秒間だけ第４流路に流す。このときの電圧の値から１ｐｐｍに対応するプロットを得ることもできる。この場合、２ｐｐｍに対応する電圧値を得たステップＳＴ００１〜ＳＴ００６が本願請求項の「第１診断ステップ」の一例であり、１ｐｐｍに対応する電圧値を得たステップが本願請求項の「第２診断ステップ」の一例である。
【００９４】
１ｐｐｍのプロットを得る上記フローと同様にして、０．２ｐｐｍ、２０ｐｐｍ、１００ｐｐｍ等のプロットを得ることにより、より正確な検量線を作成可能である。
【００９５】
次に、図１６を参照して、不純物濃度測定部１７３を用いて水素燃料の不純物濃度を測定するフローについて述べる。まず、水素燃料に０〜２ｐｐｍ程度の不純物の混入を想定している場合について述べる。
【００９６】
始めに、第１流路１９５１及び第２流路１９５２を開き、第３流路１９５３から第７流路１９５７を閉じた状態で、水素保持部１８９からの高純度の気体水素で第１流路１９５１及び第２流路１９５２を１８０秒間パージする（ステップＳＴ２０１）。続いて、第１流路１９５１及び第２流路１９５２を閉じ、第５流路１９５５を開いた状態で、水素燃料保持部１８７からの水素燃料を６０秒間第５流路１９５５に流す。このとき、水素燃料に含まれる一酸化炭素等の不純物濃度に応じて診断センサ５５における電圧が変化する。検出モジュール４７は、診断センサ５５における電圧を測定して不純物の存在及び濃度を電圧の変化として検出する。不純物濃度算出部１８１は、検量線を用いて対応する濃度の値Ａを算出する。記憶部１８５は、Ａの値を記憶する（ステップＳＴ２０２）。続いて、第５流路１９５５を閉じ、第１流路１９５１及び第２流路１９５２を開いて再度１８０秒間パージする。不純物濃度算出部１８１は、検量線を用いて１８０秒間の最大電圧に対応する濃度の値Ｂを検量線を用いて算出する。記憶部１８５は、Ｂの値を記憶する（ステップＳＴ２０３）。続いて、ステップＳＴ２０２と同じ操作により不純物濃度の値Ｃを得る。記憶部１８５は、Ｃの値を記憶する（ステップＳＴ２０４）。さらに、ステップＳＴ２０３と同じ操作により、不純物濃度の値Ｄを得る。記憶部１８５は、Ｄの値を記憶する（ステップＳＴ２０５）。ここで、上記のＡ〜Ｄの値は、全てゼロ値校正後の値とする。
【００９７】
不純物濃度算出部１８１は、｛（Ｂ−Ａ）＋（Ｄ−Ｃ）｝／２の計算式により不純物濃度を算出する。記憶部１８５は、算出された不純物濃度を記憶する。制御モジュール４５は、表示部２５に算出結果を表示させる（ステップＳＴ２０６）。制御モジュール４５は、規定回数に達したか否かを判定する（ステップＳＴ２０７）。規定回数に達していなければ、所定時間後にステップＳＴ２０２に戻って処理を繰り返す。規定回数に達していれば、フローを終了する。ステップＳＴ２０７において、規定回数の代わりに規定時間が経過したか否かを判定基準としてもよい。
【００９８】
２〜２００ｐｐｍ程度の不純物の混入を想定している場合、ステップＳＴ２０２において、第５流路１９５５を開く代わりに第１流路１９５１及び第７流路１９５７を開く。第７流路１９５７の第２気体流量調整部１９９２は、１．０ｍｌ／分程度の流速であるため、計測部２９には０．０２〜２ｐｐｍ程度の不純物が混入した水素燃料が到達する。このため、０〜２ｐｐｍ程度の不純物の混入を想定している場合と比較して、測定系の測定レンジを大きく変える必要がない。
【００９９】
なお、温湿度調整装置は、乾燥流量調整部に対しても温度制御を行ってもよい。これにより、合流点に達する前の乾燥した気体の温度変化を抑制することが容易となる。そのため、合流点に達した後の気体の温度制御がさらに容易となる。
【０１００】
また、温湿度調整装置は、気体供給部と加湿流路との間に第１マイクロバルブを備え、かつ、加湿流路と合流点との間に第２マイクロバルブをさらに備えてもよい。
【０１０１】
さらに、不純物濃度測定部は、第１濃度とも第２濃度とも異なる第３濃度の不純物を内包する気体水素を保持する第３混入気体保持部等を備えてもよい。
【０１０２】
さらに、不純物濃度算出部は、ステップＳＴ２０２及びＳＴ２０３により得られたＡ及びＢを用いて、Ｂ−Ａの計算式により不純物濃度を算出してもよい。
【符号の説明】
【０１０３】
１・・・温湿度調整装置、５・・・全流量調整部、７・・・分岐、９・・・加湿器、１１・・・乾燥流量調整部、１３・・・合流点、１７・・・微小流路、１９・・・マイクロバルブ、２１・・・温度制御部、２３・・・湿度制御部、２９・・・計測部、３１・・・加湿流路、３３・・・水蒸気付与部、３５・・・電熱器、３７・・・相対湿度計測部、３９・・・温度計測部、４１・・・水素燃料診断装置、４３・・・診断部、４５・・・制御モジュール、４７・・・検出モジュール、５３・・・温湿センサ、５５・・・診断センサ、５７・・・計測部温度制御部、１７１・・・適性診断装置、１７３・・・不純物濃度測定部、１７５・・・気体保持部、１７７・・・流路部、１７９・・・気体流量調整部、１８１・・・不純物濃度算出部、１８３・・・検量線作成部、１８５・・・記憶部、１８７・・・水素燃料保持部、１８９・・・水素保持部、１９１・・・第１混入気体保持部、１９３・・・第２混入気体保持部、１９５・・・流路、１９７・・・弁、１９９・・・気体流量調整部
【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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