(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音波の発信と、反射体により反射された音波の受信とを行う音波素子と、
前記音波素子により受信した反射波の到達時間を求める受信回路と、
前記到達時間と、前記音波素子から前記反射体までの距離と、前記音波素子から前記反射体までの空間の温度と、を用いて湿度を算出する湿度解析回路と、
前記距離と、前記温度とを入力する情報入力部と、を備える湿度センサ。
【請求項２】
前記音波素子は、前記反射体に対向して配置される請求項１に記載の湿度センサ。
【請求項３】
前記距離を測定する距離センサをさらに備える請求項１または２に記載の湿度センサ。
【請求項４】
前記温度を測定する温度センサをさらに備える請求項１〜３の何れか一項に記載の湿度センサ。
【請求項５】
前記音波素子を可動する可動機構をさらに備える請求項１〜４の何れか一項に記載の湿度センサ。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の湿度センサと、
熱交換器と、
ファンと、を備える空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、非接触で湿度を測定する湿度センサおよび湿度センサを備える空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気中の湿度を測定する装置として、乾湿球湿度計、毛髪湿度計、露点検出センサ、サーミスタ湿度センサ、塩化リチウム湿度センサ、セラミック湿度センサ、または高分子膜湿度センサなどが知られている。また、非接触で湿度を測定する技術として、空気中の水分による超音波の音速の変化および散乱現象を利用した超音波による湿度測定技術も知られている。例えば特許文献１には、超音波の減衰率と温度とに基づいて空気の湿度を求める湿度センサが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平７−２６７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載される湿度センサは、超音波を発信する発信器と、発信器から発信された超音波を受信する受信器と、を所定の距離を空けて向かい合うように配置する構成となっている。しかしながら、上記の構成では、発信器と受信器とをそれぞれ異なる場所に配置する必要があるため、利便性が低下するだけでなく、湿度センサの大型化を招いてしまう。【０００５】
本開示は上記のような課題を解決するものであり、非接触で湿度を測定できるとともに、小型化を実現できる湿度センサおよび空気調和機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】
【０００６】
本開示に係る湿度センサは、音波の発信と、反射体により反射された音波の受信とを行う音波素子と、音波素子により受信した反射波の到達時間を求める受信回路と、到達時間と、音波素子から反射体までの距離と、音波素子から反射体までの空間の温度と、を用いて湿度を算出する湿度解析回路と、距離と、温度とを入力する情報入力部と、を備える。また、本開示に係る空気調和機は、上記の湿度センサと、熱交換器と、ファンと、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、一つの音波素子が音波の発信および受信を行うことができるため、非接触式の湿度センサの小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る湿度センサを備える空気調和機の概略構成図である。
【図２】実施の形態１に係る湿度センサの構成を説明する図である。
【図３】試験槽内の温度Ｔが４０℃、相対湿度Ｕが３０％ＲＨの場合における超音波素子が受信した反射波の時間変化を示す図である。
【図４】試験槽内の温度Ｔが４０℃、相対湿度Ｕが９０％ＲＨの場合における超音波素子が受信した反射波の時間変化を示す図である。
【図５】式（１）から求めた相対湿度Ｕと反射波到達時間ｔとの関係を示すグラフである。
【図６】実験により求めた相対湿度Ｕと反射波到達時間ｔとをプロットしたグラフである。
【図７】温度Ｔが４０℃、相対湿度Ｕが５０％ＲＨの場合の、超音波素子から反射体までの距離Ｄと反射波到達時間ｔとの関係を示すグラフである。
【図８】実施の形態２に係る湿度センサを備える空気調和機の概略構成図である。
【図９】実施の形態２に係る湿度センサの構成を説明する図である。
【図１０】実施の形態３に係る湿度センサを備える空気調和機の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る湿度センサ７を備える空気調和機１００の概略構成図である。図１に示すように、空気調和機１００は空調対象空間である部屋２００の天井３００に設置される、天井埋め込み型の室内機である。部屋２００は業務用のオフィス空間、または一般住宅の屋内空間である。天井３００は、部屋２００の高さ２ｍ以上の位置に張られており、天井３００の一部をくり抜いて形成された設置口に、空気調和機１００が取り付けられる。また、部屋２００には反射体４００が設けられている。反射体４００は、金属板、樹脂板または木板であり、部屋２００の床面または壁面に設置されている。反射体４００の部屋２００の内側に向いた面は、平滑となっている。なお、反射体４００を個別に設けるだけでなく、部屋２００の床面または壁面の一部を反射体４００としてもよい。
【００１０】
（空気調和機１００の構成）
空気調和機１００は、冷房機能と、暖房機能と、加湿機能とを有するパッケージタイプのエアコンである。なお、空気調和機１００は、カセット型エアコン、ルームエアコンまたは外気処理ユニットなどであってもよい。図１に示すように、空気調和機１００は、筐体１と、フィルタ２と、ファン３と、熱交換器４と、加湿エレメント５と、制御装置６と、湿度センサ７と、を備えている。
【００１１】
筐体１は、箱形状を有しており、天井３００から露出する底面１０の中央に設けられた吸込口１１と、四辺に設けられた吹出口１２とを有する。なお、以下の説明における「上流」および「下流」は、吸込口１１から吹出口１２までの空気の流れ方向における上流および下流である。フィルタ２は、吸込口１１の下流に設けられ、吸込口１１から吸い込まれる空気の塵または埃等を収集するものである。ファン３は、筐体１内において、フィルタ２と熱交換器４との間に配置される。ファン３は、例えば軸流ファンであり、モータ３０によって駆動される。モータ３０は、制御装置６によって制御される。
【００１２】
熱交換器４は、ファン３の下流に配置され、内部を流通する冷媒と、吸込口１１から筐体１内に取り入れられた空気との熱交換を行う。熱交換器４は、圧縮機および熱交換器を備える室外機（不図示）と冷媒配管により接続され、冷媒回路の一部を構成するものである。熱交換器４は、アルミニウムを材料とした例えばフィンアンドチューブの構造を有し、暖房運転時には凝縮器として機能して空気を加熱し、冷房運転時には蒸発器として機能して空気を冷却する。熱交換器４は、下端部が上流側となり、上端部が下流側となるように傾斜して配置されてもよい。
【００１３】
加湿エレメント５は、例えば、多孔質または繊維状の、紙または樹脂の板を複数重ねて構成される。加湿エレメント５は、熱交換器４の下流において、熱交換器４に沿って配置される。加湿エレメント５は、長辺の長さが熱交換器４の長辺の長さをほぼ同じである。加湿エレメント５は、上方に配置された図示しない給水タンクなどから水が供給され、吸水する。吸水した加湿エレメント５を空気が通過することで、加湿エレメント５から水が揮発し、空気が加湿される。水は水道水および工業用水の何れも使用可能であるが、カルシウム、マグネシウムまたはシリカなど、堆積物の原因となるスケール成分が少ないほうが望ましい。なお、別の実施の形態では、加湿エレメント５を省略し、空気調和機１００が加湿機能を有さない構成としてもよい。
【００１４】
制御装置６は、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡなどの専用のハードウェア、またはメモリに格納されるプログラムを実行するマイコン等の演算装置、もしくはその両方で構成される。制御装置６は、部屋２００の温度または湿度などに応じて、モータ３０の回転数を制御する。図１の破線矢印で示すように、モータ３０によりファン３が回転すると、吸込口１１から空気が吸い込まれ、フィルタ２を通過して塵埃が除去された後、熱交換器４を通過する。熱交換器４により、冷却または加熱された空気は、加湿エレメント５を通過することで加湿され、調和空気となって吹出口１２から吹き出される。
【００１５】
湿度センサ７は、非接触で部屋２００の湿度を測定する装置である。湿度センサ７は、超音波を発信および受信する超音波素子７１を備える。超音波素子７１は、筐体１の底面１０において、吸込口１１と吹出口１２との間に配置される。本実施の形態では、１つの超音波素子７１が、吸込口１１の左側または右側において、反射体４００と対向するよう配置される。
【００１６】
（湿度センサの構成）
図２は、実施の形態１に係る湿度センサ７の構成を説明する図である。図２に示すように、湿度センサ７は、超音波素子７１と、発信回路７３と、受信回路７５と、湿度解析回路７６と、情報入力部７７とを備えている。超音波素子７１は、圧電セラミックスおよび電極から構成され、超音波を発信および受信する。電極から圧電セラミックスに高周波の電圧が加えられると、圧電セラミックスが伸縮を繰り返し、この振動により超音波が発生する。また、圧電セラミックスが受信した超音波により振動すると、この振動に合わせて圧電セラミックスの両端に電圧が発生する。この原理により、超音波素子７１は、周波数２０ｋＨｚ以上の音波、すなわち超音波を発信すること、および空気中の超音波を受信して電圧に変換することができる。本実施の形態の超音波素子７１は、１つの素子で、部屋２００の天井３００から、反射体４００に向けて超音波を発信し、反射体４００に反射して戻ってきた超音波を受信することができる。
【００１７】
超音波素子７１は電線７２を介して発信回路７３に接続されている。発信回路７３は、超音波素子７１にパルス波を供給する。また、超音波素子７１は、電線７４を介して受信回路７５に接続されている。受信回路７５は、超音波素子７１からの出力を増幅して、Ａ／Ｄ変換する。超音波素子７１からの出力はアナログ信号であるため、受信回路７５において、デジタル信号へ変換するＡ／Ｄコンバータを備えている。受信回路７５におけるＡ／Ｄ変換のサンプリング周波数は２．４ＭＨｚとし、分解能は１２ビットである。サンプリング周波数は、超音波素子７１に印加するパルス波の周波数の２倍以上とすることが好ましく、例えば印加電圧の８倍とする。また、受信回路７５は、変換したデジタル信号を解析し、反射波到達時間ｔ（ｍｓ）を求める。受信回路７５は、求めた反射波到達時間ｔを湿度解析回路７６に入力する。
【００１８】
湿度解析回路７６は、受信回路７５から入力された反射波到達時間ｔと、情報入力部７７から入力される温度Ｔ（℃）および距離Ｄ（ｍ）とを用いて、部屋２００の相対湿度Ｕ（％ＲＨ）を求める。温度Ｔは、超音波素子７１と反射体４００との間の空間の温度であり、例えば部屋２００の温度である。距離Ｄは、超音波素子７１から反射体４００までの距離である。
【００１９】
情報入力部７７は、部屋２００の温度Ｔと、超音波素子７１から反射体４００までの距離Ｄと、を湿度解析回路７６に入力する。温度Ｔおよび距離Ｄは、例えば空気調和機１００のリモコンなどの入力インタフェースを介して入力され、図示しないメモリに記憶される。情報入力部７７は、メモリから温度Ｔおよび距離Ｄを読みだし、湿度解析回路７６に入力する。または、情報入力部７７は、入力インタフェースであってもよく、自身を介して入力された情報を湿度解析回路７６に入力してもよい。
【００２０】
超音波素子７１から反射体４００までの距離Ｄは任意でよいが、あまり長いと超音波が減衰して反射体４００まで届かなくなる。超音波の周波数は小さい方が遠方に届くが、一方で指向性が大きくなる。指向性が大きくなると部屋２００内で超音波の乱反射が起きやすくなり、超音波素子７１で検出する際に波形が複雑になるため好ましくない。居住空間の部屋２００の一辺は最大で１０ｍ程度であることから、距離Ｄは最大１０ｍとする。また、最大の距離１０ｍまで超音波が届くための周波数として、例えば、超音波素子７１に供給されるパルス波が４０ｋＨｚに設定される。
【００２１】
（湿度センサの動作）
本実施の形態の湿度センサ７による相対湿度Ｕの測定動作について説明する。まず、発信回路７３によって、例えば周波数４０ｋＨｚのパルス波を超音波素子７１に印加し、超音波を発生させる。発信回路７３の出力は、パルス波に限定されず、正弦波交流などの連続波であってもよい。超音波素子７１から発生した超音波は、図２に矢印で示す送信波Ｗ１として反射体４００に到達し、反射体４００により反射され、反射波Ｗ２となって超音波素子７１に受信される。
【００２２】
超音波素子７１において、受信した反射波Ｗ２は、電圧に変換され、電線７４を介して受信回路７５に送られる。受信回路７５は、Ａ／Ｄ変換を行うことにより、反射波Ｗ２をデジタル信号に変換し、デジタル信号から反射波到達時間ｔを求める。湿度解析回路７６は、受信回路７５が求めた反射波到達時間ｔと、情報入力部７７から入力された部屋２００の温度Ｔと、超音波素子７１から反射体４００までの距離Ｄとを用いて、部屋２００の湿度を求める。
【００２３】
湿度解析回路７６は、空気調和機１００の制御装置６と通信可能に接続され、求めた湿度を制御装置６に送信してもよい。そして、空気調和機１００の制御装置６は、受信した湿度を用いて、空調制御を行うか、またはリモコンの表示部（不図示）に表示してもよい。または、湿度解析回路７６は、空気調和機１００以外の外部端末と通信可能に接続され、求めた湿度を外部端末に送信し、外部端末の表示部に表示してもよい。
【００２４】
以下、相対湿度Ｕを求める過程を、理論式および実験結果に基づいて説明する。相対湿度Ｕは、状態方程式およびテテンの実験式から既知の方法により導出することができる。相対湿度をＵ（％ＲＨ）、空気の乾燥空気圧をＰｄ（ｈＰａ）、温度をＴ（℃）、音速をｃ（ｍ／ｓ）、乾燥空気の平均分子量をＭｄ、空気の定圧比熱比をγ、一般気体定数をＲ（Ｊ／Ｋ・ｍｏｌ）とすると、下記の式（１）が導出される。
【００２５】
【数１】
0006843309.tif 000002
【００２６】
ここで、式（１）における乾燥空気圧Ｐｄ、乾燥空気の平均分子量Ｍｄ、定圧比熱比γ、一般気体定数Ｒは定数である。また、式（１）における音速ｃ（ｍ/ｓ）は、反射体４００までの距離をＤ、反射波到達時間をｔとした場合、下記の式（２）で表される。
【００２７】
【数２】
0006843309.tif 000003
【００２８】
そのため、反射体４００までの距離Ｄと、部屋２００の温度Ｔと、反射波到達時間ｔとがわかれば、式（１）および式（２）から、相対湿度Ｕが求められる。
【００２９】
湿度センサ７による実験結果の一例を以下に示す。実験は、図１に示す部屋２００を約１／１０の大きさに縮小した恒温恒湿の試験槽に、湿度センサ７を設置して行った。試験槽内に、反射体４００としてアルミ壁を設け、超音波素子７１の発信／受信面はアルミ壁と対向するよう配置した。超音波素子７１からアルミ壁までの距離Ｄは０．５２５ｍである。また、試験槽内の温度Ｔは４０℃とし、相対湿度Ｕを３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０％ＲＨと変化させた。超音波素子７１に印加したパルス数は１０個であり、このときの超音波素子７１が受信した反射波Ｗ２の変化を調べた。反射波Ｗ２は、受信回路７５においてデジタル信号に変換し、以後は離散的なデータとして解析を行った。
【００３０】
図３は、試験槽内の温度Ｔが４０℃、相対湿度Ｕが３０％ＲＨの場合における超音波素子７１が受信した反射波の時間変化を示す図である。反射波は、超音波素子７１の出力電圧（ｍＶ）で表される。経過時間０ｍｓは超音波素子７１から超音波を発信した時間である。経過時間０ｍｓから１．５ｍｓまでの反射波は、超音波素子７１の発信音に由来するものである。
【００３１】
受信回路７５は、図３に示す出力電圧を二乗し、積分することで、反射波の到達時間ｔを求める。温度Ｔが４０℃であり、相対湿度Ｕが３０％ＲＨの場合、反射波の到達時間ｔは２．９５６ｍｓであった。反射波到達時間ｔは、出力電圧を二乗して積分することで算出するほか、反射波Ｗ２の波形から、出力電圧がある電圧に達した時点を反射波到達時間ｔとして求めてもよい。
【００３２】
図４は、試験槽内の温度Ｔが４０℃、相対湿度Ｕが９０％ＲＨの場合における超音波素子７１が受信した反射波の時間変化を示す図である。図３と同様に、図４に示す出力電圧を二乗し、積分することで、反射波到達時間ｔが求められる。この場合の反射波到達時間ｔは２．９５２ｍｓであった。
【００３３】
図５は、式（１）から求めた相対湿度Ｕと反射波到達時間ｔとの関係を示すグラフである。なお、図５の関係は、式（１）の距離Ｄ＝０．５２５、温度Ｔ＝４０を代入して求めたものである。
【００３４】
図６は、実験により求めた相対湿度Ｕと反射波到達時間ｔとをプロットしたグラフである。実験値の場合、超音波の発信開始時刻および到達時刻を実験者が決めた方法でデータ解析を行うため、式（１）から計算した場合の結果と時間のずれが見られるのは一般的である。図６では、実験値においても相対湿度Ｕと反射波到達時間ｔがほぼ比例関係にあることがわかる。この実験結果からも、距離Ｄ、温度Ｔおよび反射波到達時間ｔから湿度を計算可能であることが確認できる。
【００３５】
超音波素子７１の出力電圧は、デジタル信号であるため、そのままでは相対湿度Ｕを求めることができない。そのため反射波到達時間ｔから相対湿度Ｕを計算するときは、予め測定する部屋２００の室内条件、すなわち距離Ｄおよび温度Ｔにおける超音波素子７１の反射波到達時間ｔと相対湿度Ｕとの関係を求め、湿度解析回路７６の記憶領域に格納する。そして、図６に示す関係を用いて演算することで、実際の反射波到達時間ｔに対する相対湿度Ｕを求めることができる。
【００３６】
例えば、温度Ｔが４０℃、距離Ｄが０．５２５ｍであって、受信回路７５により計算される反射波到達時間ｔが２．９５１ｍｓの場合、図６の関係から反射波到達時間ｔが２．９５１ｍｓに対応する相対湿度Ｕ＝４３％ＲＨを求めることができる。
【００３７】
図７は、温度Ｔが４０℃、相対湿度Ｕが５０％ＲＨの場合の、超音波素子７１から反射体４００までの距離Ｄと反射波到達時間ｔとの関係を示すグラフである。図７に示す関係は、式（１）に各パラメータの値を代入して求められる。図７より、超音波素子７１から反射体４００までの距離Ｄと反射波到達時間ｔとが比例関係にあることが確認できる。このことから、温度Ｔと、相対湿度Ｕと、距離Ｄと、を変化させて反射波到達時間ｔを求めた実験データを利用することで、反射波到達時間ｔから相対湿度Ｕが計算可能であることがわかる。
【００３８】
図５および図６より、式（１）による計算値と実験値とでは、同様の相関関係が見られた。そのため、湿度解析回路７６は、式（１）に距離Ｄ、温度Ｔ、反射波到達時間ｔの値を直接代入し、相対湿度Ｕを求めることができる。または、湿度解析回路７６は、実験から得られた温度Ｔ、相対湿度Ｕ、距離Ｄ、および反射波到達時間ｔの関係を含むデータベースを記憶領域に記憶し、データベースと入力された距離Ｄ、温度Ｔ、反射波到達時間ｔとに基づいて相対湿度Ｕを求めてもよい。
【００３９】
以上のように、本実施の形態の湿度センサ７は、一つの超音波素子７１が超音波の発信および受信を行うことができるため、非接触式の湿度センサ７の小型化が実現できる。また、湿度センサ７は、超音波素子７１より受信された反射波の到達時間ｔと、情報入力部７７から入力される部屋２００の温度Ｔと、反射体４００までの距離Ｄと、の３つのパラメータに基づき、非接触で部屋２００の相対湿度Ｕを求めることができる。そのため、湿度センサ７の配置の自由度が高まり、利便性も向上する。
【００４０】
実施の形態２．
実施の形態２について説明する。実施の形態２の湿度センサ７Ａは、超音波素子７１に加えて、距離センサ８および温度センサ９を備える点において、実施の形態１と相違する。図８は、実施の形態２に係る湿度センサ７Ａを備える空気調和機１００Ａの概略構成図である。空気調和機１００Ａの湿度センサ７Ａ以外の構成は、実施の形態１と同じである。
【００４１】
図８に示すように、湿度センサ７Ａは、超音波素子７１に加え、反射体４００までの距離を測定する距離センサ８と、部屋２００の温度を測定する温度センサ９とを備える。超音波素子７１と、距離センサ８と、温度センサ９とは、湿度センサ７Ａに一体化されて組込まれる。距離センサ８および温度センサ９は、筐体１の底面１０において、吸込口１１と吹出口１２との間に配置される。本実施の形態では、距離センサ８および温度センサ９は、吸込口１１の左側または右側において、超音波素子７１と並んで反射体４００と対向するよう配置される。
【００４２】
図９は、実施の形態２に係る湿度センサ７の構成を説明する図である。図９に示すように、湿度センサ７Ａは、超音波素子７１と、発信回路７３と、受信回路７５と、湿度解析回路７６と、情報入力部７７と、距離センサ８と、距離解析回路８１と、温度センサ９と、温度解析回路９１とを備える。
【００４３】
距離センサ８は、光学センサまたはカメラである。距離センサ８が光学センサである場合、距離センサ８内部の光源から照射された光が、反射体４００により反射され、距離センサ８の受光素子で受光される。そして、距離解析回路８１により、反射された光を評価または演算し、距離に換算する。距離解析回路８１は、光が照射されてから受光されるまでの時間を測定し、その時間差を距離に換算して距離を求める。距離センサ８がカメラの場合、距離解析回路８１は、距離変化による受光素子の結像位置を距離に換算する三角測距式を用いて距離を求める。距離センサ８は、超音波素子７１と同一平面状に配置され、距離センサ８から反射体４００までの距離は、超音波素子７１から反射体４００までの距離Ｄと同じである。距離解析回路８１は情報入力部７７に接続され、距離解析回路８１で算出された距離は、リアルタイムに情報入力部７７に出力される。
【００４４】
温度センサ９は、熱電対またはサーミスタなどの接触式センサ、もしくは赤外線センサなどの非接触式センサである。温度センサ９が赤外線センサである場合、温度センサ９は、部屋２００から放射される赤外線放射エネルギーを検出し、温度解析回路９１にて、検出され赤外線エネルギー量から部屋２００の空間の温度を算出する。温度解析回路９１は情報入力部７７に接続され、温度解析回路９１で算出された温度は、リアルタイムに情報入力部７７に出力される。
【００４５】
（湿度センサの動作）
本実施の形態における湿度センサ７Ａによる相対湿度Ｕの測定動作について説明する。超音波素子７１からの超音波の発信および受信、ならびに受信回路７５による反射波到達時間ｔの解析までは、実施の形態１と同様である。その後、距離センサ８および温度センサ９により、超音波素子７１から反射体４００までの距離Ｄおよび部屋２００の温度Ｔが測定され、情報入力部７７から湿度解析回路７６に入力される。そして、湿度解析回路７６は、反射波到達時間ｔと、情報入力部７７から入力される部屋２００の温度Ｔと、超音波素子７１から反射体４００までの距離Ｄとを用いて、実施の形態１と同様に部屋２００の相対湿度Ｕを求める。
【００４６】
以上のように、本実施の形態では、距離センサ８および温度センサ９によって、部屋２００の相対湿度Ｕを求めるために必要な超音波素子７１から反射体４００までの距離Ｄおよび部屋２００の温度Ｔを測定して、湿度解析回路７６に入力することができる。これにより、湿度センサ７Ａによる相対湿度Ｕの算出が自動化され、使用者が予め距離Ｄおよび温度Ｔを入力する手間が不要となるため、利便性がさらに向上する。また、部屋２００の実際の距離Ｄおよび温度Ｔを測定しているため、相対湿度Ｕを測定精度が向上する。
【００４７】
なお、上記実施の形態２では、距離センサ８および温度センサ９の両方を備える構成としたが、何れか一方のみを備えてもよい。または、距離センサ８および温度センサ９は、湿度センサ７Ａ以外の外部機器が備えてもよい。例えば、温度センサ９は、空気調和機１００Ａが備える室内温度センサであってもよい。この場合、情報入力部７７は、無線通信機能を有し、外部機器と通信を行って、温度Ｔおよび距離Ｄを受信し、湿度解析回路７６に入力する。
【００４８】
実施の形態３．
実施の形態３について説明する。実施の形態の湿度センサ７Ｂは、超音波素子７１を可動する可動機構７８を備える点において、実施の形態１と相違する。図１０は、実施の形態３に係る湿度センサ７Ｂを備える空気調和機１００Ｂの概略構成図である。湿度センサ７Ｂのその他の構成は実施の形態１と同じであり、空気調和機１００Ｂの湿度センサ７Ｂ以外の構成は、実施の形態１と同じである。
【００４９】
図１０に示すように、本実施の形態の湿度センサ７Ｂの超音波素子７１は、可動機構７８に保持される。可動機構７８は、図示しないモータと、モータを制御する制御装置と、部屋２００の床面と平行に延びる軸とを備える。超音波素子７１は、可動機構７８に保持され、部屋２００の床面を走査するように回動される。
【００５０】
本実施の形態では、超音波素子７１は、超音波を発信した後、反射波を受信しない場合は、超音波を発信し続けながら回動を続ける。そして、任意の反射体５００から反射波を受信した場合、制御装置により超音波素子７１の動きを停止し、受信回路７５により、受信した反射波に基づく反射波到達時間ｔの解析が行われる。そして、湿度解析回路７６により、反射波到達時間ｔと、超音波素子７１から反射体５００までの距離Ｄと、部屋２００の温度Ｔとに基づいて相対湿度Ｕが求められる。この場合の距離Ｄは、基準となる距離と反射波到達時間との関係を記憶しておき、受信回路７５が解析した反射波到達時間ｔと記憶される関係とから求められる。または、湿度センサ７Ｂに実施の形態２の距離センサ８を備える構成とし、反射体５００までの距離を測定してもよい。
【００５１】
本実施の形態によると、特定の位置に反射体４００を設けることなく、部屋２００の湿度を求めることができる。これにより、部屋２００の広範囲において、湿度を測定することができ、利便性がさらに向上する。
【００５２】
以上が実施の形態の説明であるが、上記の実施の形態は種々に変形することおよび組み合わせることが可能である。例えば、上記の実施の形態では、湿度センサ７が、超音波を発信およびよび受信する超音波素子７１を備える構成としたが、これに限定されるものではなく、音波を発信および受信する音波素子を備えるものであればよい。例えば、湿度センサ７は、周波数２０ｋＨｚ以下の可聴音を発する音波素子を備えてもよい。この場合も、周波数および波長が異なるだけで、音波素子から発信した音波は反射体４００により反射し再度音波素子に戻る。そのため、上記実施の形態と同様に、反射波の到達時間に基づき、部屋２００の湿度を求めることができる。
【００５３】
また、上記実施の形態では、受信回路７５と湿度解析回路７６とを個別の回路として説明したが、一つの回路に受信回路７５および湿度解析回路７６の機能を設けてもよいし、マイコンにより受信回路７５および湿度解析回路７６の機能を実行してもよい。また、距離解析回路８１および温度解析回路９１の機能も、受信回路７５および湿度解析回路７６と同じ一つの回路に設けられてもよいし、マイコンにより実行されてもよい。また、発信回路７３と受信回路７５とを一体化したパルサレシーバで構成してもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１  筐体、２  フィルタ、３  ファン、４  熱交換器、５  加湿エレメント、６  制御装置、７、７Ａ、７Ｂ  湿度センサ、８  距離センサ、９  温度センサ、１０  底面、１１  吸込口、１２  吹出口、３０  モータ、７１  超音波素子、７２  電線、７３  発信回路、７４  電線、７５  受信回路、７６  湿度解析回路、７７  情報入力部、７８  可動機構、８１  距離解析回路、９１  温度解析回路、１００、１００Ａ、１００Ｂ  空気調和機、２００  部屋、３００  天井、４００、５００  反射体。
【要約】
湿度センサは、音波の発信と、反射体により反射された音波の受信とを行う音波素子と、音波素子により受信した反射波の到達時間を求める受信回路と、到達時間と、音波素子から反射体までの距離と、音波素子から反射体までの空間の温度と、を用いて湿度を算出する湿度解析回路と、を備える。【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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