(57)【要約】【課題】  簡易な構成により、雰囲気ガス中の湿度を精度良く計測することが可能な湿度計測装置を提供する。【解決手段】  湿度計測装置１は、検知膜２ａの電気抵抗を検出する電気抵抗検出部（センサチップ２）と、ガス雰囲気中の水素濃度が第１所定濃度であるときに、電気抵抗に基づいて該ガス雰囲気中の湿度を計測する湿度計測処理を行う制御部と、を備える。【選択図】  図１
2017133863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属酸化膜を含んで構成され、少なくとも水素を含むガス雰囲気中に置かれる検知膜と、
前記検知膜の電気抵抗を検出する電気抵抗検出部と、
前記ガス雰囲気中の水素濃度が第１所定濃度であるときに、前記電気抵抗に基づいて該ガス雰囲気中の湿度を計測する湿度計測処理を行う制御部と、を備えることを特徴とする湿度計測装置。
【請求項２】
金属酸化膜を含んで構成され、少なくとも水素を含むガス雰囲気中に置かれる検知膜と、
前記検知膜の透過光強度を検出する透過光強度検出部と、
前記ガス雰囲気中の水素濃度が第１所定濃度であるときに、前記透過光強度に基づいて該ガス雰囲気中の湿度を計測する湿度計測処理を行う制御部と、を備えることを特徴とする湿度計測装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の湿度計測装置において、
湿度の計測対象である被測定ガスを前記検知膜に送出する第１ガス供給路と、
水素濃度が第２所定濃度である希釈ガスを前記検知膜に送出する第２ガス供給路と、
前記第１ガス供給路から送出される被測定ガスの流量と、前記第２ガス供給路から送出される希釈ガスの流量とを、該被測定ガスと該希釈ガスとの混合ガスの水素濃度が前記第１所定濃度となるように調整するガス流量調整部と、を備え、
前記制御部は、前記ガス流量調整部により前記混合ガスの水素濃度が前記第１所定濃度に調整されることによって、前記検知膜が、水素濃度が該第１所定濃度のガス雰囲気中に置かれた状態で前記湿度計測処理を行うことを特徴とする湿度計測装置。
【請求項４】
請求項３に記載の湿度計測装置において、
前記第２所定濃度が異なる希釈ガスを前記検知膜に送出する複数の第２ガス供給路を備え、
前記ガス流量調整部は、前記混合ガスの水素濃度が前記第１所定濃度となるように、何れか１つの第２ガス供給路から前記検知膜に送出される希釈ガスの流量を調整することを特徴とする湿度計測装置。
【請求項５】
請求項２に記載の湿度計測装置において、
前記透過光強度検出部により検出された透過光強度に基づいて、前記ガス雰囲気中の水素濃度を測定する水素濃度測定部と、
ガス雰囲気中における湿度と前記検知膜の透過光強度との対応関係を示す湿度テーブルのデータを、水素濃度が異なるガス雰囲気毎に保持した湿度テーブル保持部と、を備え、
前記制御部は、前記湿度計測処理として、
前記水素濃度測定部により測定されたガス雰囲気中の水素濃度を前記第１所定濃度とし、
前記第１所定濃度用の湿度テーブルを前記湿度テーブル保持部から選択し、
前記透過光強度検出部で検出された透過光強度を、選択した湿度テーブルに適用して、該検出された透過光強度に対応する湿度を求めることによりガス雰囲気中の湿度を計測する処理を行うことを特徴とする湿度計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス雰囲気中の湿度を計測する湿度計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、湿度の計測に用いられる湿度センサの一方式として高分子抵抗式が知られている。この方式では、櫛形電極に導電性高分子の感湿膜を塗布し、感湿膜に吸着する水分子が増えると電極間のインピーダンスが低下することを利用して、湿度を計測する。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の抵抗型湿度センサは、Ｓｉ支持基板上に下層からＳｉＯ２層、Ｓｉカンチレバー、乾湿伸縮膜の順の積層構造となっているが、Ｓｉカンチレバーと乾湿伸縮膜の間に、ピエゾ抵抗素子が埋め込まれている。
【０００４】
ＳｉＯ２層は、乾湿伸縮膜が湿度に応じて伸縮するとＳｉカンチレバーが撓むように空隙部分が設けられているので、ピエゾ抵抗素子は、抵抗変化を電圧変化に変換して出力することができる（特許文献１／段落００１８〜００２０，図１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２６１７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、元々、金属酸化膜を用いた水素センサを研究していた発明者らは、開発した水素センサによる実験を行う過程で、金属酸化膜の導電率から測定したガス雰囲気中の水素濃度の値が、ガス雰囲気中の湿度の影響で変化することを知見した。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、水素センサに用いられる金属酸化膜を利用して、ガス雰囲気中の湿度を計測する湿度計測装置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】
【０００８】
本発明の湿度計測装置の第１の態様は、金属酸化膜を含んで構成され、少なくとも水素を含むガス雰囲気中に置かれる検知膜と、前記検知膜の電気抵抗を検出する電気抵抗検出部と、前記ガス雰囲気中の水素濃度が第１所定濃度であるときに、前記電気抵抗に基づいて該ガス雰囲気中の湿度を計測する湿度計測処理を行う制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
発明者らは、水素濃度が一定に保持されたガス雰囲気中に検知膜を置いたとき、ガス雰囲気中の湿度に応じて検知膜の電気抵抗が変化することを知見した。本発明は、このような検知膜の性質を利用したものであり、制御部は、ガス雰囲気中の水素濃度が第１所定濃度であるときに、検知膜の電気抵抗に基づいてガス雰囲気中の湿度を計測する。これにより、水素濃度が一定の環境下で湿度を精度良く計測することができる。
【００１０】
本発明の湿度計測装置の第２の態様は、金属酸化膜を含んで構成され、少なくとも水素を含むガス雰囲気中に置かれる検知膜と、前記検知膜の透過光強度を検出する透過光強度検出部と、前記ガス雰囲気中の水素濃度が第１所定濃度であるときに、前記透過光強度に基づいて該ガス雰囲気中の湿度を計測する湿度計測処理を行う制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
発明者らは、水素濃度が一定に保持されたガス雰囲気中で、湿度に応じて検知膜の透過光強度が変化することも知見した。本発明は、このような検知膜の性質を利用したものであり、制御部は、ガス雰囲気中の水素濃度が第１所定濃度であるときに、検知膜の透過光強度に基づいてガス雰囲気中の湿度を計測する。これにより、水素濃度が一定の環境下で湿度を精度良く計測することができる。
【００１２】
本発明の湿度計測装置において、湿度の計測対象である被測定ガスを前記検知膜に送出する第１ガス供給路と、水素濃度が第２所定濃度である希釈ガスを前記検知膜に送出する第２ガス供給路と、前記第１ガス供給路から送出される被測定ガスの流量と、前記第２ガス供給路から送出される希釈ガスの流量とを、該被測定ガスと該希釈ガスとの混合ガスの水素濃度が前記第１所定濃度となるように調整するガス流量調整部と、を備え、前記制御部は、前記ガス流量調整部により前記混合ガスの水素濃度が前記第１所定濃度に調整されることによって、前記検知膜が、水素濃度が該第１所定濃度のガス雰囲気中に置かれた状態で前記湿度計測処理を行うことが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、被測定ガス用の第１ガス供給路と、水素濃度が第２所定濃度である希釈ガス用の第２ガス供給路を備え、被測定ガスと希釈ガスを検知膜に向けて送出することができる。ガス流量調整部は、被測定ガスと希釈ガスとの混合ガスの水素濃度が第１所定濃度となるように調整するので、制御部は、ガス雰囲気中の水素濃度を第１所定濃度の状態として、ガス雰囲気中の湿度を計測することができる。
【００１４】
また、本発明の湿度計測装置において、前記第２所定濃度が異なる希釈ガスを前記検知膜に送出する複数の第２ガス供給路を備え、前記ガス流量調整部は、前記混合ガスの水素濃度が前記第１所定濃度となるように、何れか１つの第２ガス供給路から前記検知膜に送出される希釈ガスの流量を調整することが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、何れか１つの第２ガス供給路から希釈ガスを供給し、被測定ガスと組合せることにより、混合ガスの水素濃度を容易に第１所定濃度とすることができる。
【００１６】
また、本発明の湿度計測装置において、前記透過光強度検出部により検出された透過光強度に基づいて、前記ガス雰囲気中の水素濃度を測定する水素濃度測定部と、ガス雰囲気中における湿度と前記検知膜の透過光強度との対応関係を示す湿度テーブルのデータを、水素濃度が異なるガス雰囲気毎に保持した湿度テーブル保持部と、を備え、前記制御部は、前記湿度計測処理として、前記水素濃度測定部により測定されたガス雰囲気中の水素濃度を前記第１所定濃度とし、前記第１所定濃度用の湿度テーブルを前記湿度テーブル保持部から選択し、前記透過光強度検出部で検出された透過光強度を、選択した湿度テーブルに適用して、該検出された透過光強度に対応する湿度を求めることによりガス雰囲気中の湿度を計測する処理を行うことが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、水素濃度測定部は、検知膜が水素に晒された場合に、検知膜を透過する透過光強度が変化することを利用して水素濃度を測定する。また、制御部は、ガス雰囲気中の水素濃度を第１所定濃度として第１所定濃度用の湿度テーブルを選択し、過光強度検出部で検出された検知膜の透過光強度の値を湿度テーブルに適用する。そして、検出された透過光強度に対応する湿度を求めることにより、ガス雰囲気中の湿度を計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】湿度計測装置の第１実施形態の検知部の構成図。
【図２】図１の検知部のＡ−Ａ断面図。
【図３Ａ】湿度計測装置の計測部のブロック図。
【図３Ｂ】湿度計測装置の制御系統を説明する図。
【図４】水素濃度測定の制御フロー図。
【図５Ａ】測定時間と導電率の関係を示す図。
【図５Ｂ】水素濃度が一定のガス雰囲気中における、湿度と導電率の関係を示す図。
【図６Ａ】湿度計測装置の第１実施形態の装置構成図。
【図６Ｂ】標準ガスの組成を説明する図。
【図６Ｃ】希釈測定の関係一覧を説明する図。
【図７】検知部の製造方法を説明する図。
【図８Ａ】湿度計測装置の第２実施形態の装置構成図。
【図８Ｂ】図８Ａの検知部の断面図。
【図９】水素濃度が一定のガス雰囲気中における、湿度と吸光度の関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１実施形態］
図１は、本発明の湿度計測装置の検知部の構成を示した図である。
【００２０】
まず、湿度計測装置１の検知部１ａは、水素センサとしての機能を有する。湿度計測装置１は、ガス雰囲気中の水素濃度を所定濃度に保持することで、湿度を計測することができる。以下では、検知部１ａの構成及び水素濃度を測定する原理を説明する。なお、以下の説明において、ガス濃度（又は、気体濃度）を規定する「ppm」及び「％」等は、体積濃度を表すものとする。
【００２１】
検知部１ａは、電気抵抗測定と透過光強度測定の２つの方法で水素濃度を測定可能である。詳細は後述するが、本発明の湿度計測装置１では、透過光強度測定を用いて水素濃度を測定する（特に、第２実施形態）。
【００２２】
図示するように、検知部１ａは、主に、センサチップ２（２ａ〜２ｃ）、光測定ユニット３（３ａ〜３ｄ）、ヒータ５等で構成され、これらの部材が基板７に実装されている。
【００２３】
センサチップ２は、その最上層に検知膜２ａが形成されており、電気抵抗測定と透過光強度測定の両方で用いられる。検知膜２ａは、白金Ｐｔと三酸化タングステンＷＯ３（本発明の金属酸化膜）からなる薄膜（Ｐｔ／ＷＯ３膜）であり、透光性基板２ｂの上層に成膜されている。検知膜２ａの表面には、一対の櫛形電極２ａ−１，２ａ−２が設けられ、両電極はワイヤ及び基板７上の電測系配線７ｃ，７ｄにより電測系コネクタ８に接続している。
【００２４】
光測定ユニット３の光測部材パッケージ３ａは、センサチップ２に対して観測光を出力する光源３ｂ、センサチップ２からの反射光を検出する受光素子３ｃから構成され、透過光強度測定のみで用いられる。光源３ｂと受光素子３ｃは、光測用ステイ３ｄ上の配線を通じて光測系コネクタ９に接続している。
【００２５】
ヒータ５は、センサチップ２と、接合部材４ａ及び接合パッド４ｂで構成される接合部４を介して接合されている。検知膜２ａは、湿度の影響で感度が悪くなることがあるので、例えば、センサチップ２の温度を、湿度の影響がほとんどなくなる６０℃以上に保持している。保温により、後述する化学反応を促進する効果もある。
【００２６】
ヒータ５は、所望の温度に数秒で到達する性能があればどのようなものでもよいが、例えば、小型セラミックヒータやＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ヒータが好ましい。
【００２７】
ヒータ５は、基板７上に設けられた４つのスペーサ６を介して、基板７に載置されている。これにより、ヒータ５が高温度となった場合にも、基板７は熱の影響をほとんど受けない。ヒータ５の上面には、加熱電力端子５ａ及び測温素子端子５ｂがあり、ワイヤ及び基板７上の電測系配線７ａ，７ｂ及び電測系配線７ｅ，７ｆにより電測系コネクタ８に接続している。
【００２８】
次に、検知部１ａによる電気抵抗測定の原理を簡単に説明する。詳細は後述するが、本発明の湿度計測装置１では、電気抵抗測定を利用して湿度を計測する。
【００２９】
検知膜２ａ（Ｐｔ／ＷＯ３膜）のＰｔ原子は、ＷＯ３膜中の至る所に点在している。そして、検知膜２ａが水素に晒された場合に、水素分子Ｈ２がＰｔ表面で原子化し、ＷＯ３膜内部に拡散する（スピルオーバー効果）。さらに、水素Ｈがイオン化することでプロトンＨ＋と電子ｅ−として存在するようになる。この現象の化学反応式は、
【００３０】
【化１】
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で与えられる。
【００３１】
また、このとき発生する電子ｅ−により、ＷＯ３膜中のタングステンイオンＷ６＋の一部がＷ５＋へと変化し、可視光領域において光吸収帯を形成すると共に、電子ｅ−がキャリアとなって電気伝導が促進される。このとき、Ｍ＋を１価の陽イオンとして、化学反応式は、
【００３２】
【化２】
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で与えられる。
【００３３】
すなわち、検知膜２ａのキャリア濃度は、水素濃度に比例して増加する。そして、検知部１ａでは、検知膜２ａの櫛形電極２ａ−１，２ａ−２により、電極間の電気抵抗を測定し、水素濃度を測定する。検知膜２ａ及び櫛形電極２ａ−１，２ａ−２を含むセンサチップ２は、本発明の電気抵抗検出部に相当する。
【００３４】
具体的には、測定する気体（被測定ガス）中に水素が存在しない場合に検知膜２ａの電気抵抗は高く、気体中の水素濃度が５００ppm〜１０００ppmとなると電気抵抗が減少し始め、水素が数％の濃度まで到達したとき電気抵抗の減少が止まる。電気抵抗測定は、主に５００ppm(０．０５％)〜４．０％程度の、低濃度領域の水素濃度を測定するのに用いられる。
【００３５】
なお、水素濃度が４．０％以上の領域でも電気抵抗測定は可能であるが、応答時間は低濃度領域より長くなってしまう。電気抵抗測定の測定値は、最終的に電測系コネクタ８から計測部１０に送られる。
【００３６】
次に、検知部１ａの透過光強度測定の原理を簡単に説明する。
【００３７】
検知膜２ａは、ＷＯ３膜中のタングステンイオンＷ６＋の一部がＷ５＋へと変化したときに光吸収帯を形成すると説明したが、具体的には赤色光から近赤外光が吸収され、検知膜２ａが青色に着色する。
【００３８】
センサチップ２の検知膜２ａの着色は、ガス雰囲気中の水素濃度が低いとき薄く、高くなるにつれて濃くなる。よって、光源３ｂ（例えば、発光ダイオード又はレーザダイオード）から出力された観測光が検知膜２ａ及び透光性基板２ｂを透過した後に反射膜２ｃで反射され、再び検知膜２ａ及び透光性基板２ｂを透過して受光素子３ｃ（例えば、フォトダイオード）に入射したときの光強度を測定することで、水素濃度を測定することができる。検知膜２ａを含むセンサチップ２と、光源３ｂ及び受光素子３ｃを含む光測定ユニット３は、本発明の透過光強度検出部に相当する。
【００３９】
検知膜２ａがＰｔ／ＷＯ３膜である場合には、波長６００ｎｍ〜９００ｎｍの観測光を出力できる光源を用いる。なお、観測光の波長は、検知膜の種類に応じて選択することができる。
【００４０】
また、酸素が含まれる雰囲気中では、検知膜２ａの内部に拡散したプロトンＨ＋が酸素Ｏ２と反応して水Ｈ２Ｏを合成する。この化学反応式は、白金Ｐｔを触媒として、
【００４１】
【化３】
2017133863.tif 000005
で与えられる。これにより、検知膜２ａの内部の水素Ｈが脱離して、検知膜２ａが脱色（透明化）する。
【００４２】
透過光強度測定では、主に１．０％〜１００％の広い測定領域の水素濃度を測定することができる。なお、水素濃度が１．０％以下の領域でも透過光強度測定は可能であるが、応答時間は長くなってしまう。
【００４３】
図２は、センサチップ２と光測定ユニット３の断面図である。実際には、スペーサ６や基板７もあるが、ここでは図示を省略した。
【００４４】
まず、センサチップ２は、上層から検知膜２ａ、透光性基板２ｂ、反射膜２ｃの積層構造となっている。光測部材パッケージ３ａの光源３ｂから出力された観測光は、検知膜２ａ及び透光性基板２ｂを透過して、銀やアルミニウム等の金属膜からなる反射膜２ｃで反射される。
【００４５】
そして、光測部材パッケージ３ａの受光素子３ｃにより、反射膜２ｃで反射された反射光を受光する。図示していないが、光源３ｂには観測光を平行光線とするためのコリメートレンズが設けられ、受光素子３ｃには集光レンズが設けられている。これにより、反射光は、効率良く受光素子３ｃに入射する。
【００４６】
接合部材４ａは、反射膜２ｃとヒータ５上面の接合パッド４ｂとを接合するための部材である（詳細は後述する）。接合部材４ａ及び接合パッド４ｂは、ヒータ５の熱を伝えやすい熱伝導率の高い素材であることが好ましい。
【００４７】
なお、反射膜２ｃを設けず、検知膜２ａの上方に配置された光源から観測光を出力し、透光性基板２ｂの下方に配置した受光素子で透過光を検出する方式もある。
【００４８】
次に、図３Ａ，３Ｂを参照して、湿度計測装置１の制御について説明する。
【００４９】
まず、図３Ａは、湿度計測装置１の計測部１０の構成を示している。計測部１０は、検知膜２ａの透過光強度を測定する透過光強度測定ユニット１１、検知膜２ａの電気抵抗を測定する電気抵抗測定ユニット１２、ヒータ５により検知膜２ａを一定温度に加熱し、測定精度の向上を図るヒータ制御ユニット１３、各ユニットの測定値を纏めて管理する測定管理ユニット１４及び外部機器と通信をする外部入出力ユニット１５で構成されている。
【００５０】
透過光強度測定ユニット１１は、光源制御回路１１ａと、受光素子信号検出回路１１ｂとで構成される。光源制御回路１１ａは、光源３ｂを制御して定光量の観測光を検知膜２ａに照射する。また、受光素子信号検出回路１１ｂは、検知膜２ａからの反射光を受光した受光素子３ｃの信号を受信する。これにより、検知膜２ａの着色による吸光度Ａの変化を検知することができる。
【００５１】
なお、吸光度Ａは、透過光強度をＩ、入射光強度をＩ０（検知膜２ａ透明時の透過光強度）として、
Ａ＝−log10（Ｉ／Ｉ０）  ・・・（式１）
で与えられる。
【００５２】
電気抵抗測定ユニット１２は、電気抵抗測定回路１２ａで構成される。電気抵抗測定回路１２ａは、検知膜２ａの電気抵抗の変化を、導電率σの変化により測定する。導電率σは、抵抗率をρとして、
σ＝１／ρ  ・・・（式２）
で与えられる。また、抵抗率ρは、電気抵抗Ｒ、配線の長さをＬ、断面積をＳとして、
Ｒ＝ρ（Ｌ／Ｓ）  ・・・（式３）
の関係がある。
【００５３】
具体的には、センサチップ２を含むホイートストンブリッジ回路を組み、水素が存在しないときブリッジ回路が平衡状態となるように調整しておく。これにより、平衡状態が崩れることで、電気抵抗の変化を検出することができる。
【００５４】
ヒータ制御ユニット１３は、測温素子モニタ回路１３ａと、ヒータ加熱制御回路１３ｂとで構成される。測温素子モニタ回路１３ａは、ヒータ５上の測温素子端子５ｂから送られる信号に基づいてヒータ５の温度を観測する。また、ヒータ加熱制御回路１３ｂは、水素濃度が雰囲気温度や被測定ガスの湿度変化に左右されない、安定した測定を可能とするため、センサチップ２を６０℃〜３００℃の間の所定温度に保つよう制御する。
【００５５】
測定管理ユニット１４は、制御・演算モジュール１４ａと、記憶モジュール１４ｂとで構成される。制御・演算モジュール１４ａは、外部入出力ユニット１５からの命令に従い、各ユニットに対して必要な命令を出力したり、湿度及び水素濃度を算出するに必要な各種信号を受け取る。また、制御・演算モジュール１４ａは、記憶モジュール１４ｂに格納された検量線となる導電率σや吸光度Ａの値と測定値を比較して湿度及び水素濃度を決定したり、必要な情報を外部入出力ユニット１５へ出力したりする。
【００５６】
外部入出力ユニット１５は、外部機器と必要な情報の通信をするインターフェイスを備える。例えば、ＲＳ２３２Ｃ、ＲＳ４８５、ＧＰ−ＩＰ、ＣＣリンク、デバイスネット、Ｃ接点、ＬＡＮインターフェイス等の通信仕様を用いることができる。なお、計測部１０に各種スイッチや濃度表示部を設けて、直接操作してもよい。
【００５７】
次に、図３Ｂは、湿度計測装置１の制御系統を示している。
【００５８】
湿度計測装置１は、測定管理ユニット１４を中心に入出力が組まれ、基本的には、入力側の外部入出力ユニット１５から命令を受け取り、出力側の各ユニットに命令を出す。また、入力側の各ユニットの情報は、測定管理ユニット１４と出力側の外部入出力ユニット１５を介して、測定情報として外部機器（光源３ｂ、ヒータ５等）へ送られる。
【００５９】
例えば、外部入出力ユニット１５から「測定命令」があった場合には、測定管理ユニット１４を介してヒータ制御ユニット１３へ「加熱命令」が出される。そして、ヒータ制御ユニット１３がヒータ５の加熱を開始して所定温度（例えば、１２０℃）に到達したとき、「温度到達」のステータスが返される。
【００６０】
また、外部入出力ユニット１５が測定管理ユニット１４を介して透過光強度測定ユニット１１へ「測定命令」を出した場合、透過光強度測定ユニット１１は、光源３ｂを発光させ、受光素子３ｃで反射光を受光して、一定間隔で「吸光度Ａ」の値を返す。同様に、外部入出力ユニット１５が測定管理ユニット１４を介して電気抵抗測定ユニット１２へ「測定命令」を出した場合、電気抵抗測定ユニット１２は、一定間隔で「導電率σ」の値を返す。
【００６１】
測定管理ユニット１４の制御・演算モジュール１４ａは、透過光強度測定ユニット１１と電気抵抗測定ユニット１２から返された測定値を、記憶モジュール１４ｂに格納された検量線値と比較し、確度判定をして、適切な湿度及び水素濃度の値を外部入出力ユニット１５に出力する。
【００６２】
この他にも、導電率σのみから濃度測定をする「電気抵抗測定命令」、吸光度Ａのみから濃度測定をする「光透過強度測定命令」、ヒータ５のみを作動させる「ヒータ加熱命令」、等の様々な命令を出力することができる。
【００６３】
次に、図４を参照して、湿度計測装置１で水素濃度を測定する制御フローを説明する。本発明の湿度計測装置１は、ガス雰囲気中の水素を所定濃度に保持することが前提にあるので、水素濃度測定の制御フローは重要となる。
【００６４】
ここで、透過光強度測定だけで水素濃度を測定してもよいが、水素濃度を測定する段階では、未だ電気抵抗測定による湿度の計測を開始することができない。従って、以下では、両測定方式によって水素濃度を測定する制御フローを説明する。
【００６５】
外部入出力ユニット１５から「測定命令」が出された場合に、湿度計測装置１の制御部（制御・演算モジュール１４ａ）は、水素濃度の測定を開始する。まず、制御部は、ヒータをオンする（ステップＳ０１）。具体的には、制御部がヒータ制御ユニット１３の測温素子モニタ回路１３ａ及びヒータ加熱制御回路１３ｂをオンして、ヒータ５によるセンサチップ２の加熱を開始し、併せてフィードバック制御を開始する。その後、ステップＳ０２に進む。
【００６６】
次に、制御部は、設定温度に到達したか否かを判定する（ステップＳ０２）。例えば、温度を１２０℃に設定した場合、１２０℃に到達するまでは「ＮＯ」の判定となってステップＳ０２をループする。そして、１２０℃に到達したとき、ステップＳ０３に進む。
【００６７】
設定温度に到達した場合（ステップＳ０２でＹＥＳ）、制御部は、電気抵抗測定（ＥＭ: Electric Measurement）及び透過光強度測定（ＰＭ：Photometer Measurement）を開始する（ステップＳ０３）。具体的には、透過光強度測定ユニット１１の光源制御回路１１ａ及び受光素子信号検出回路１１ｂをオンして吸光度Ａを検出する。同時に、電気抵抗測定ユニット１２の電気抵抗測定回路１２ａをオンして電気抵抗Ｒから導電率σを算出する。その後、ステップＳ０４に進む。
【００６８】
次に、制御部は、水素濃度の換算を行う（ステップＳ０４）。具体的には、測定管理ユニット１４の記憶モジュール１４ｂに格納された検量線となる導電率σや吸光度Ａの値と、今回の測定値を比較する。そして、電気抵抗測定（ＥＭ）及び透過光強度測定（ＰＭ）のそれぞれの水素濃度を算出する。その後、ステップＳ０５に進む。
【００６９】
次に、制御部は、検出下限界判定を行う（ステップＳ０５）。両測定方式の水素濃度が検出下限界（例えば、０．０５％）を下回った場合には、ステップＳ０６に進む。一方、検出下限界以上の濃度の水素が検出された場合には、ステップＳ０７に進む。
【００７０】
水素濃度が検出下限界を下回った場合（ステップＳ０５でＹＥＳ）、制御部は、「ステータス０」を設定する（ステップＳ０６）。「ステータス０」は、水素の濃度が極めて小さく、水素による爆発等の危険性はない状態といえる。その後、ステップＳ０３にリターンして、ステップＳ０３〜Ｓ０５を繰り返す。
【００７１】
一方、検出下限界以上の濃度の水素が検出された場合（ステップＳ０５でＮＯ）、制御部は、設定レンジ判定を行う（ステップＳ０７）。そして、判定結果が電気抵抗測定（ＥＭ）で４％未満、且つ透過光強度測定（ＰＭ）で１％未満である場合、制御部は、「ステータス１」を設定する（ステップＳ０８）。このとき、電気抵抗測定（ＥＭ）の水素濃度が採用される。
【００７２】
また、電気抵抗測定（ＥＭ）で４％未満、且つ透過光強度測定（ＰＭ）で１％以上である場合、制御部は、「ステータス２」を設定する（ステップＳ０９）。このとき、両測定方式の水素濃度が採用される。
【００７３】
具体的には、電気抵抗測定（ＥＭ）と透過光強度測定（ＰＭ）の両測定値の加重平均値を算出して、加重平均値を水素濃度の測定値として決定する。例えば、水素濃度が１％の場合には、電気抵抗測定（ＥＭ）の感度が良く、透過光強度測定（ＰＭ）の感度が悪い状態であるから、電気抵抗測定（ＥＭ）の測定値に大きな重み付け（例えば、０．８）、透過光強度測定（ＰＭ）の測定値に小さな重み付け（例えば、０．２）をして、両測定値の和を算出する。この算出値が、水素濃度が１％の場合の加重平均値となる。
【００７４】
一方、水素濃度が４％に近い場合には、透過光強度測定（ＰＭ）の感度が良く、電気抵抗測定（ＥＭ）の感度が悪い状態であるから、透過光強度測定（ＰＭ）の測定値に大きな重み付け（例えば、０．８）、電気抵抗測定（ＥＭ）の測定値に小さな重み付け（例えば、０．２）をして、両測定値の和を算出する。
【００７５】
このように、両測定方式で水素濃度を測定する重複測定領域において、両測定値の加重平均値を算出することで、水素濃度が徐々に上昇して、重複測定領域から透過光強度測定（ＰＭ）の濃度領域へ切替える場合に測定濃度の段差が生じ難くなる。その後、ステップＳ０３にリターンする。
【００７６】
最後に、電気抵抗測定（ＥＭ）で４％以上、且つ透過光強度測定（ＰＭ）で１％以上である場合、制御部は、「ステータス３」を設定する（ステップＳ１０）。この場合、透過光強度測定（ＰＭ）の水素濃度が採用される。その後、ステップＳ０３にリターンする。
【００７７】
ガス雰囲気中に妨害ガス（硫化水素Ｈ２Ｓ、一酸化窒素ＮＯ、アンモニアＮＨ３等）が侵入してきた場合、電気抵抗測定（ＥＭ）は妨害ガスを検知するため、水素濃度の誤差が生じてしまう。一方、透過光強度測定（ＰＭ）は、妨害ガスを一切検知しない。従って、上記「ステータス２」のとき、透過光強度測定（ＰＭ）の測定値に対して電気抵抗測定（ＥＭ）の測定値が所定量（例えば、１０％）以上異なる場合には、妨害ガスの存在を考慮して電気抵抗測定（ＥＭ）の測定値を補正して使用するか、透過光強度測定（ＰＭ）の測定値のみを使用するのが好ましい。
【００７８】
また、「ステータス１」で、雰囲気中に妨害ガスが侵入してきた場合も同様に対処することができる。「ステータス１」では、透過光強度測定（ＰＭ）の応答時間が通常より少し長くなるだけで、測定自体は可能である。従って、電気抵抗測定（ＥＭ）の測定値を補正して使用するか、透過光強度測定（ＰＭ）の測定値のみを使用すればよい。
【００７９】
次に、図５Ａ，５Ｂを参照して、湿度の算出について説明する。本発明の湿度計測装置１は、検量線を用いて湿度を算出する方法であり、湿度センサを用いて直接湿度を計測する方法とは異なっている。
【００８０】
図５Ａは、測定時間と導電率σ（ｌｏｇσ）の関係を示したグラフである。まず、検知膜２ａの導電率σの変化を、６種類の湿度（ＲＨ：Relative Humidity）で計測した。図５Ａによると、湿度が高い場合（例えば、RH=78.4%やRH=95.9%）には導電率σの変化が小さいが、湿度が低い場合（例えば、RH=3.3%やRH=12.4%）には導電率σが大きく変化している。なお、測定は室温３０℃、大気中とほぼ同じＨ２：Ｏ２：Ｎ２＝１：２０：７９のガス雰囲気中で行った。
【００８１】
図５Ｂは、湿度と導電率σの関係を示したグラフである。特に、図５Ａの測定時間３００秒のときの導電率σをプロットして得たフィッティングカーブを示している。これによると、湿度が３．３％から上昇するに従い、導電率σが低下している。そして、湿度が約４０％までは導電率σが大きく減少し、それ以上の湿度ではゆっくり減少するカーブを描く。
【００８２】
例えば、水素濃度を１％に保持することで、図５Ｂのフィッティングカーブから湿度を計測することができる。しかし、湿度が４０％以上になると、導電率σがほとんど変化しないため、感度が低いことが分かる。今回、導電率σの変化からフィッティングカーブを得たが、吸光度Ａの変化からも同様の結果を得ることができる。
【００８３】
次に、図６Ａ〜６Ｃを参照して、ガス雰囲気中の水素濃度を一定にするための装置構成を説明する。
【００８４】
上述したように、湿度に対する導電率σは、水素濃度が一定のとき湿度の上昇に伴って反比例状のカーブを描く（図５Ｂ参照）。すなわち、水素を含まない被測定ガスに水素を含む標準ガス（本発明の希釈ガス）を添加して、水素濃度を一定とすることで、ガス雰囲気中の湿度を測定することができる。
【００８５】
そこで、検知部１ａのセンサチップ２（検知膜２ａ）に対して被測定ガスと、標準ガスを送出できる装置構成とする。図６Ａに示すように、湿度計測装置１に、ポンプＰ１を備えるポートＰｓ１、ポンプＰ２を備えるポートＰｓ２、ポンプＰ３を備えるポートＰｓ３、ポンプＰ４を備えるポートＰｓ４及びポンプＰ５を備えるポートＰｍを取り付ける。
【００８６】
そして、制御部（制御・演算モジュール１４ａ）は、センサチップ２に対してポートＰｍから被測定ガス、ポートＰｓ１から第１標準ガスを供給し、室温３０℃の環境で湿度を計測する。なお、第１標準ガスの組成は図６Ｂに示す通りで、水素（ドライ水素）濃度は２．０％である。
【００８７】
さらに、被測定ガスの流量をＦ５、第１標準ガスの流量をＦ１としたとき、Ｆ５：Ｆ１＝１：１で各ガスをセンサチップ２に向けて送出すると、ガス雰囲気中の水素濃度を、混合前の半分の１．０％とすることができる。
【００８８】
そして、センサチップ２が置かれたガス雰囲気の水素濃度が一定である場合、導電率σからフィッティングカーブ（図５Ｂ参照）を用いて湿度を計測することができる。被測定ガスは何倍かに希釈されるため、測定された湿度を希釈倍すれば被測定ガスの実湿度を求めることができる。実湿度ＲＨ（％）は、測定湿度をＲＨ’（％）として、
ＲＨ（％）＝ＲＨ’×（希釈倍率）  ・・・（式４）
で与えられる。
【００８９】
例えば、図６Ｃに示すように、Ｆ５：Ｆ１＝１：１とした場合、測定湿度ＲＨ’は０〜２０％であるが、被測定ガスは２倍に希釈されているため、実際の実湿度ＲＨは０〜４０％である。
【００９０】
また、湿度に対する導電率σの変化量は、湿度が低い領域では大きく、湿度が高い領域では小さい（図５Ｂ参照）。そこで、湿度が高い領域でも感度の良い計測をするため、被測定ガスの湿度に適した１の標準ガスをセンサチップ２に送出する必要がある。
【００９１】
具体的には、湿度が４０〜８０％のとき、被測定ガスの流量Ｆ５に対し、第３標準ガスの流量Ｆ３をＦ５：Ｆ３＝１：３とし、各ガスをセンサチップ２に向けて送出する。図６Ｂに示すように、第３標準ガスの水素（ドライ水素）濃度は１．３３％であるので、ガス雰囲気中の水素濃度は１．０％となる。なお、今回の実湿度は、測定湿度を４倍して算出することができる。
【００９２】
センサチップ２の水素濃度は、１．０％以外であっても爆発下限界値（４．０％）未満であればよい。しかし、湿度に対する検知膜２ａの導電率σの変化量が大きい水素濃度が好ましい。
【００９３】
次に、図７を参照して、センサチップ２の製造方法及びセンサチップ２の基板７への実装方法を説明する。
【００９４】
（１）ゾルゲル溶液の調整
窒素雰囲気中で、無アルカリガラス製のビーカにエタノール溶媒を１００ｍｌ〜１５０ｍｌ入れ、撹拌する。その後、六塩化タングステンＷＣｌ６と、へキサクロリド白金(IV)酸塩の六水和物Ｈ２ＰｔＣｌ６・６Ｈ２Ｏを適量加えて、ゾルゲル溶液を調整する。
【００９５】
（２）ゾルゲル溶液の塗布
１辺が約１ｃｍの矩形状の透明ガラス基板（透光性基板２ｂ）をスピンコータ１７にセットし、操作（１）のゾルゲル溶液をスポイト１８でガラス基板上に滴下する（図７（ａ）参照）。その後、スピンコータ１７を１５００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍで回転させ、ゾルゲル溶液を均一に塗布する（図７（ｂ）参照）。なお、基板は、石英、サファイア、酸化ジルコニウムＺｒＯ２等の可視光を透過する絶縁基板を用いることができる。
【００９６】
（３）薄膜の乾燥
ゾルゲル溶液を塗布した透光性基板２ｂを、１００℃に加熱した電気オーブン１９に入れて、大気雰囲気中で約３０分加熱する。これにより、ゾルゲル溶液を乾燥させて、塗布層を形成する（図７（ｃ）参照）。
【００９７】
（４）塗布層の積層
操作（２）と操作（３）を３０回繰り返して、厚さ約３００ｎｍの積層構造の塗布層を形成する。検知膜は、電気抵抗測定（ＥＭ）のみの場合は数百ｎｍの薄さでよいが、透過光強度測定（ＰＭ）がある場合は数μｍの厚みとすることで、検出精度を向上させることができる。塗布層の膜厚は、３００ｎｍ〜３μｍの範囲とするのが好ましい。
【００９８】
（５）塗布層の熱処理
透光性基板２ｂに積層した塗布層を、４００℃〜５００℃に加熱した電気オーブン１９に入れて、大気雰囲気中で１０分以上加熱する。これにより、検知膜２ａ（Ｐｔ／ＷＯ３膜）を形成する。なお、検知膜用の薄膜として、五酸化バナジュウムＶ２Ｏ５を用いることもできる。
【００９９】
（６）櫛形電極及び電極パッドの形成
操作（５）で形成した検知膜２ａに、パターニングマスクを用いてスパッタ法により、一対の櫛形電極２ａ−１，２ａ−２を形成する（図７（ｄ）参照）。電極の材料は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）が好ましいが、白金やパラジウムを用いてもよく、電極上に白金、パラジウム又は金をオーバーコートしてもよい。
【０１００】
その後、電極パッド用のパターニングマスクを用いて、電子ビーム蒸着装置にてＴｉ／Ａｕ電極パッドを形成する（櫛形電極の一端部の正方形部分）。電極パッドは、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ，Ｎｉ／Ａｕ又はＮｉ／Ｐｔ／Ａｕ等の材料を用いてもよい。
【０１０１】
（７）反射膜の形成
電極形成した透光性基板２ｂの裏面に、電子ビーム蒸着装置にて、Ｔｉ／Ａｕ反射膜２ｃを形成してセンサチップ２とする（図７（ｅ）参照）。反射膜２ｃは、ニッケルやチタンを接着層として、銀、銅、アルミニウム又はロジウム等の材料を用いてもよい。
【０１０２】
（８）その他（ワーク割断）
センサチップ２を大きな透明ガラス基板上に複数製作し、操作（７）の終了後にスクライブ、ブレーキングにより切り分けてもよい。以上のようにして作成した白金拡散型の酸化タングステン多孔質体は、白金粒子サイズが数ｎｍ〜数十ｎｍと小さく、酸化タングステン粒界も小さい。すなわち、被測定ガスとの接触面積が広いので、水素による応答速度が速い。また、一酸化炭素による白金の不活性化耐性も向上する。
【０１０３】
以下では、センサチップ２を基板７に実装する方法を説明する。
【０１０４】
（９）ヒータの接合
例えば、絶縁性のセラミック板の内側に発熱体となるニクロム線やカーボン線が配線され、測温抵抗体や熱電対等の測温素子が内蔵されている、市販のヒータ５を用意する。ヒータ５のセンサチップ２を載置する面には金（Ａｕ）の接合パッド４ｂが形成されている。
【０１０５】
接合パッド４ｂにＡｕ−Ｓｎ共晶はんだゾルダーを塗布し（接合部材４ａ）、その上にセンサチップ２（反射膜２ｃ側）を載置し、リフロー炉にて３１０℃で加熱して接合する（図７（ｆ）参照）。接合部材４ａとして、Ｓｎ系はんだを用いてもよい。
【０１０６】
（１０）センサチップの基板取付け
ヒータ５を取付けたセンサチップ２は、数百μｍ〜１ｍｍ程度のスペーサ６を介して、電測系配線７ａ〜７ｆが施された基板７にネジ止めして取付ける（図１参照）。
【０１０７】
（１１）ワイヤボンディング
センサチップ２の電極パッド、ヒータ５の加熱電力端子５ａ及び測温素子端子５ｂと、基板７の対応する配線（電測系配線７ａ〜７ｆ）とを、金のワイヤでボンディングして電気的に接続する（図１参照）。
【０１０８】
（１２）光測定ユニットの基板取付け
光測部材パッケージ３ａ、光測用ステイ３ｄ等からなる光測定ユニット３を、基板７にネジ止めして取付ける。以上の操作にて、湿度計測装置１のセンサチップ２を含む検知部１ａが完成する（図１参照）。
【０１０９】
［第２実施形態］
最後に、図８Ａ，８Ｂ及び図９を参照して、第２実施形態の湿度計測装置（主に、検知部）の構成を説明する。なお、第２実施形態の測定ガスは、一定量の水素を含んでいることを前提とする。
【０１１０】
湿度計測装置１’の検知部２０（２０ａ，２０ｂ）には、後述する検知膜２２ａ，２７ａがあり、水素濃度に応じた電気抵抗及び着色を示す。そこで、検知部２０に対して水素を含む被測定ガスと、復元ガス（例えば、ＤｒｙＯ２：２０．０％，Ｎ２：８０．０％）を送出できる構造とし、水素濃度を所定濃度に調整する。
【０１１１】
図８Ａに示すように、湿度計測装置１’にポートＰｍ及びその開閉弁Ｖｍ、ポートＰｒ及びその開閉弁Ｖｒを取り付ける。そして、検知部２０に対してポートＰｍから被測定ガス、ポートＰｒから復元ガスを供給する。
【０１１２】
検知部２０は、被測定ガスの流路の上流側に湿度検知部２０ａ、下流側に水素検知部２０ｂを配置する。そして、湿度検知部２０ａはガス雰囲気中の湿度により水素濃度が明確にシフトする３０℃に保ち、水素検知部２０ｂは湿度の影響を受けずに水素濃度の測定が可能な１５０℃に保つ。
【０１１３】
図８Ｂは、湿度検知部２０ａ及び水素検知部２０ｂの断面図である。まず、湿度検知部２０ａは、センサチップ２２（２２ａ〜２２ｃ）、光測定ユニット３０（３０ｂ，３０ｃ）、ペルチェ素子２５等で構成され、これらの一部がチャンバ２１内に収められている。
【０１１４】
センサチップ２２は、その最上層に検知膜２２ａが形成されており、透過光強度測定に用いられる。検知膜２２ａはＰｔ／ＷＯ３膜であり、透光性基板２２ｂの上層に成膜されている。
【０１１５】
また、透光性基板２２ｂの下層には、銀やアルミニウム等の金属膜からなる反射膜２２ｃが成膜されている。さらに、チャンバ２１の光透過窓２１ａの上部には光源３０ｂが配置され、光源３０ｂから出力された観測光は、検知膜２２ａ及び透光性基板２２ｂを透過して反射膜２２ｃで反射され、同じく光透過窓２１ａの上部に配置された受光素子３０ｃに入射する。
【０１１６】
検知膜２２ａの表面には、一対の櫛形電極２２ａ−１，２２ａ−２が設けられている。両電極はワイヤにより、ペルチェ素子２５等の電子部品を気密封止するハーメチックシール２３の貫通電極２３ａ-１，２３ａ―２に接続し、図示しない電測系コネクタに接続している。
【０１１７】
また、ハーメチックシール２３の下方には、ペルチェ効果により熱を伝導するペルチェ素子２５が配置されている。ペルチェ素子２５の熱は、ハーメチックシール２３の一部を覆うヒートスプレッダ２４を経由して、その上部のセンサチップ２２に伝わる。なお、ヒートスプレッダは、発熱体と放熱器の間に挿入される緩衝体の役割がある。このような構造とすることで、湿度検知部２０ａは、ガス雰囲気中の湿度を計測するため、温度を３０℃に保った状態で、検知膜２２ａの導電率σ及び吸光度Ａを検出することができる。
【０１１８】
次に、水素検知部２０ｂは、センサチップ２７（２７ａ〜２７ｃ）、光測定ユニット３１（３１ｂ，３１ｃ）、ヒータ２８等で構成され、これらの一部がチャンバ２１内に収められている。
【０１１９】
センサチップ２７は、上述のセンサチップ２２と同じ構造であり、透光性基板２７ｂの上層に検知膜２７ａ（Ｐｔ／ＷＯ３膜）、下層に反射膜２７ｃが成膜されている。また、チャンバ２１の光透過窓２１ｂの上部には光源３１ｂが配置され、光源３１ｂから出力された観測光は、検知膜２７ａ及び透光性基板２７ｂを透過して反射膜２７ｃで反射され、同じく光透過窓２１ｂの上部に配置された受光素子３１ｃに入射する。
【０１２０】
検知膜２７ａの表面には、一対の櫛形電極２７ａ−１，２７ａ−２が設けられている。両電極はワイヤにより、ハーメチックシール２９の貫通電極２９ａ-１，２９ａ―２に接続し、図示しない電測系コネクタに接続している。
【０１２１】
また、センサチップ２７とハーメチックシール２９の間には、ヒータ２８が配置されている。ヒータ５は、所望の温度（ここでは、１５０℃）に数秒で到達する性能があればどのようなものでもよい。このような構造とすることで、水素検知部２０ｂは、ガス雰囲気中の水素濃度を測定するため、温度を１５０℃に保った状態で、検知膜２７ａの導電率σ及び吸光度Ａを検出することができる。
【０１２２】
湿度計測の手順としては、（ａ）開閉弁Ｖｒを開け（図８Ａ参照）、復元ガスを検知部２０に向けて送出しながら、水素検知部２０ｂの温度が１５０℃で安定するまで待つ。次に、（ｂ）開閉弁Ｖｒを閉じ、開閉弁Ｖｍを開けて、被測定ガスを検知部２０に向けて送出する。さらに、（ｃ）開閉弁Ｖｍを閉じ、開閉弁Ｖｒを開けて、復元ガスを検知部２０に向けて送出する。その後は、上記（ｂ），（ｃ）の作業を繰り返す。
【０１２３】
そして、手順（ｂ）の期間に水素検知部２０ｂにより水素濃度を測定すると共に、湿度計測装置１’の制御部（制御・演算モジュール１４ａ）は、測定管理ユニット１４の記憶モジュール１４ｂに記憶された、水素濃度に合致する湿度テーブルを選択する。最後に、湿度検知部２０ａは、検知膜２２ａの吸光度Ａ（導電率σ）から湿度を計測する。
【０１２４】
図９は、ガス雰囲気中の水素濃度が１．０％の場合と、２．０％の場合の湿度と吸光度Ａの関係を示したグラフである。
【０１２５】
例えば、水素検知部２０ｂで測定された水素濃度が１．０％であった場合、黒丸を結んでできるフィッティングカーブから湿度を計測することができる。これによれば、吸光度Ａが３．０のとき湿度が約１３％、吸光度Ａが２．５のとき湿度が約３３％という結果となる。
【０１２６】
なお、水素濃度が１．０％以下の場合には、湿度と導電率σの関係を示したグラフ（図示省略）を用いて、同様のフィッティングカーブから湿度を計測することができる。
【０１２７】
以上のように、この湿度計測装置は、検知膜を有するセンサチップと、検知膜の透過光強度を検出する光測定ユニットを備えている。湿度計測装置の制御部は、湿度計測処理により、ガス雰囲気中の水素濃度が一定である場合に、電気抵抗又は透過光強度の変化から湿度を計測することができる。
【０１２８】
上記実施形態は、本発明の実施形態の一例であり、これ以外にも様々な変形例が考えられる。例えば、検知膜は五酸化バナジュウムを採用してもよいし、櫛形電極や反射膜も様々な材料を用いることができる。
【０１２９】
第１実施形態の検知部の代わりに、反射膜を設けず、検知膜の上方に配置された光源から観測光を出力し、透光性基板の下方に配置した受光素子で透過光を検出する方式を採用してもよい。この方式でも、水素濃度の測定や湿度の計測が行える。なお、水素濃度の測定に、別途、広範囲の濃度領域が測定可能な水素センサ（水素濃度測定装置）を用意してもよい。
【符号の説明】
【０１３０】
１,１'…湿度計測装置、１ａ…検知部、２…センサチップ（電気抵抗検出部）、２ａ…検知膜、２ａ−１，２ａ−２…櫛形電極、２ｂ…透光性基板、２ｃ…反射膜、３…光測定ユニット（透過光強度検出部）、３ａ…光測部材パッケージ、３ｂ…光源、３ｃ…受光素子、３ｄ…光測用ステイ、４…接合部、４ａ…接合部材、４ｂ…接合パッド、５…ヒータ、６…スペーサ、７，７’…基板、７ａ〜７ｆ…電測系配線、８…電測系コネクタ、９…光測系コネクタ、１０…計測部、１１…透過光強度測定ユニット、１２…電気抵抗測定ユニット、１３…ヒータ制御ユニット、１４…測定管理ユニット、１５…外部入出力ユニット、２０…検知部、２０ａ…湿度検知部、２０ｂ…水素検知部、２１…チャンバ、２１ａ，２１ｂ…光透過窓、２２，２７…センサチップ、２２ａ，２７ａ…検知膜、２２ｂ，２７ｂ…透光性基板、２２ｃ，２７ｃ…反射膜、２２ａ−１，２２ａ−２，２７ａ-１，２７ｂ-１…櫛形電極、２３，２９…ハーメチックシール、２４…ヒートスプレッダ、２５…ペルチェ素子、２８…ヒータ、３０，３１…光測定ユニット、３０ｂ，３１ｃ…光源、３１ｃ，３１ｃ…受光素子。
【図１】
2017133863.tif 000006
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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