ヴァイサラ 高分子薄膜静電容量式湿度セン サ HUMICAP® 技術

ヴァイサラ湿度計算・変換ソフト

1973 年、ヴァイサラは世界初の高分子薄膜静電容量式湿度センサ HUMICAP® を開発しました。以来、ヴァイサラは相対湿度計測の市場をリードするメーカーへと成長を遂げ、高分子薄膜静電容量式湿度センサは一企業の新技術から業界のグローバルスタンダードへと進化しました。ヴァイサラ HUMICAP センサは定評のある高い精度、優れた長期安定性、微小なヒステリシスに加え、高い品質と信頼性を実現します。

高分子薄膜静電容量式湿度センサHUMICAP® の構造

HUMICAP は、2 つの導電性電極間にはさまれた高分子薄膜を基板上に持つ、高分子薄膜静電容量式センサです。受感部は多孔質金属電極で被覆され、汚れや結露から保護されています。基板は通常、ガラス製かセラミック製です。周囲空気の相対湿度が上昇または低下すると、高分子薄膜が水蒸気を吸収または放出します。高分子膜の誘電特性は、吸収された水分量に左右されます。センサ周辺の相対湿度が変化すると、高分子膜の誘電特性が変化するため、センサの静電容量も変化します。計測器の電子回路部がセンサの静電容量を計測し、これを湿度値に変換します。

 

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産業用湿度計測の主な用途

ヴァイサラの HUMICAP センサ付き湿度計は、幅広い用途に対応しています。湿度計測は、電力、鉄鋼、船舶、プラスチックなど数多くの産業で必要とされています。以下にその例を挙げます。建築資材や紙の製造などにおける各種乾燥工程や流動層乾燥機などでは、湿度の計測および制御が必要になります。プロセス空気の湿度は、乾燥工程の進捗を把握する目安にもなります。

クリーンルームやその他のクリティカルな環境でも、安定して稼働し、かつ特定要件を満たすよう、高性能の環境計測器が求められます。さらに、水分やガスに敏感な物質の取り扱い時に使用されるグローブボックスやアイソレーターの管理にも、高精度で信頼性の高い湿度計測が役に立ちます。湿度計測の中でも特に難しいのが、こうしたクリティカル環境下での計測です。食品産業では、パンやシリアルの製造で使用される乾燥機やオーブンなどで、安定した品質や歩留まりの維持のほか最終製品の特性にもかかわる、湿度の厳密な管理が必要です。ビルディングオートメーションにおいては、屋内環境の気温と相対湿度をともに最適化することで、気温のみを調節するよりも高い快適性が得られます。博物館、資料室、倉庫など湿度の影響を受けやすい素材を保管している環境では特に厳密な湿度管理が欠かせません。
 

湿度計算 湿度パラメータの計算式と計算方法

水蒸気分圧 (Pw)と飽和水蒸気圧(Pws/Pis)は、パラメータを計算するうえで重要な要素です。その他のパラメータは、関数、反復法 および補助パラメータ(温度と気圧)を使用して、この2つのパラメータから導き出すことができます。飽和水蒸気圧 – P ws および Pis 液体の水または氷の表面上の水蒸気の飽和圧力を計算するために、多くの飽和水蒸気圧の計算式が存在します。飽和水蒸気 圧は、たとえば、Sonntagの計算式 [1] を使用して計算できます。この計算式は、-100~100°Cの温度範囲で有効です。

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Indigo製品シリーズモジュール式プラットフォーム

ヴァイサラ最新モデルである製品シリーズは、プロセス計測を改善するために設計されたカスタマイズ可能な計測機器プラットフォームです。Indigo製品シリーズの主な特長はモジュール方式であることです。Indigo製品シリーズには、各種変換器、さまざまなパラメータを計測する交換可能なスマートプローブ、データの容易な接続と監視のためのソフトウェアが含まれています。プローブと変換器の組み合わせの制限はなく、プローブを他のシステムに統合することもでき、スマートファクトリー、自動化、リモートコントロールを後押しします。

湿度、温度、露点、オイル内水分、二酸化炭素、大気圧、過酸化水素蒸気のいずれを計測する場合でも、互換性のあるプローブは非常に優れた精度と長期安定性を発揮します。信頼性の高いデータを得られることで、お客様は長期にわたってより適切な決定を下すことができます。

 

 

The Vaisala HUMICAP® Humidity Module HMM100 is an open frame module for integration into environmental chambers.

HMM100 湿度変換モジュール

事実上メンテナンスフリーのHMM100は、環境試験槽への組み込みに適したオープンフレームモジュールです。高精度なヴァイサラHUMICAP® 180Rセンサを搭載しています。
Vaisala HUMICAP® Humidity and Temperature Probe HMP7 is designed for applications which involve constant high humidity or rapid changes in humidity

HMP7 湿度温度プローブ

ヴァイサラ HUMICAP® HMP7 湿度温度プローブは、計測性能や多くの化学物質への耐性が重要となる、乾燥室やテストチャンバー、空調用空気、その他の環境試験器や気象観測機器などの常時高湿度または急速な湿度変化が伴う用途向けに設計されています。
Vaisala HUMICAP® Humidity and Temperature Probe HMP4 is designed for high-pressure applications

HMP4 湿度温度プローブ

ヴァイサラ HUMICAP® HMP4 湿度温度プローブは、計測性能と多くの化学物質への耐性が重要となる、船舶・ブリージングエア・産業用途などにおける圧縮空気システムの高圧環境用途向けに設計されています。
Vaisala HUMICAP® Humidity and Temperature Probe HMP5 is designed for high temperature applications

HMP5 湿度温度プローブ

ヴァイサラ HUMICAP ® HMP5 湿度温度プローブは、計測性能と多くの化学物質への耐性が重要となる、ベーキングオーブン、パスタ乾燥機、工業用乾燥炉などの高温環境用途向けに設計されています。

HMP8 湿度温度プローブ

ヴァイサラ HUMICAP® HMP8 湿度温度プローブはプローブの挿入や取り外しが容易で、パイプラインへの挿入長の調整が求められる、圧縮空気システム、冷凍式エアドライヤ、環境チャンバーなどの圧力下用途向けに設計されています。
The Compact Vaisala HUMICAP® Humidity and Temperature Probe HMP9 is designed for easy installation in rapidly changing environments.

HMP9 極細湿度温度プローブ

ヴァイサラHUMICAP® HMP9 湿度温度プローブは、素早い応答性や計測性能、多くの化学物質への耐性が重要となる、急速に変化する環境に簡単に設置できるように設計されています。

センサ情報

ヴァイサラ INTERCAP® は、耐湿度性に優れ、応答時間が短い、交換可能な汎用湿度センサです。
ヴァイサラ HUMICAP® 180C は、Pt100 センサを内蔵したコンポジットタイプの汎用湿度センサです。耐湿度性に優れ、応答時間が短く、湿度温度センサを装備しています。このセンサは、ケミカルパージオプションおよび加温プローブオプションに使用できます。
ヴァイサラ HUMICAP® 180R は、堅牢な汎用湿度センサです。高い耐湿度性、優れた長期安定性、化学物質に対する優れた耐性を備えています。
ヴァイサラ HUMICAP® 180RC は、堅牢なコンポジットタイプの汎用湿度センサです。高い耐湿度性、優れた長期安定性、化学物質に対する優れた耐性を持ち、湿度温度センサを装備しています。このセンサは、ケミカルパージオプションおよび加温プローブオプションに使用できます。
ヴァイサラ HUMICAP® 180L2 は、液体内の水分計測センサです。化学物質に対する優れた耐性と中程度の耐湿度性を備えています。
ヴァイサラ HUMICAP® H3K は、一部の旧型製品で使用できる 47pF の汎用湿度センサです。
ヴァイサラ HUMICAP® R2 は、最新世代の産業用湿度センサです。HUMICAP® 180R に比べ、耐腐食性が向上しています。
ヴァイサラ HUMICAP® 180V は、H2O2 による処理に使用される触媒表面を持つ湿度センサです。
ヴァイサラ HUMICAP® 180VC は、H2O2 による処理に使用される触媒表面を持つコンポジット湿度センサです。

  スペア部品品番 識別記号 一体型 Pt100 温度センサ 密閉型
ヴァイサラ INTERCAP® 15778HM I   タイプ C
ヴァイサラ INTERCAP® 10 個 INTERCAPSET-10PCS I   タイプ C
ヴァイサラ HUMICAP® 180 - 生産終了品 15778HM I   タイプ C
ヴァイサラ HUMICAP® 180C 229011SP I X タイプ C
ヴァイサラ HUMICAP® 180R HUMICAP180R R   タイプ C
ヴァイサラ HUMICAP® 180RC HUMICAP180RC R X タイプ C
ヴァイサラ HUMICAP® 180L2 HUMICAP180L2 L   タイプ C
ヴァイサラ HUMICAP® H3K HUMICAPK H   タイプ C
ヴァイサラ HUMICAP® H3 - 生産終了品 HUMICAPK H   タイプ C
ヴァイサラ HUMICAP® R2 HUMICAPR2 R2   タイプ D
ヴァイサラ HUMICAP® 180V HUMICAP180V V   タイプ D
ヴァイサラ HUMICAP® 180VC HUMICAP180VC C X タイプ D
注記:最近実施されたセンサの更新に伴い、INTERCAP® センサは、従来の HUMICAP® 180 と同じ環境耐性にアップグレードされました。HUMICAP® 180 センサを使用する製品では、スペア部品品番 15778HM をご利用ください。

 

  • 材質はすべて UL V-0 規格に適合しています。
  • ガラス基板(タイプ C)または酸化アルミニウム(タイプ D)上に高分子薄膜コンデンサ構造が形成されています。
  • センサフレームは、潤滑済みの 30% ガラス強化 LCP 樹脂(白色 LCP Zenite 6130L)製です。
  • センサピンは、金を電気めっきした銅合金製です。
  • センサチップは、銀を配合したエポキシ接着剤を使用してピンに固定されています。
  • 接着剤は、白色の加熱硬化マーキングインクで保護されています。

機械的寸法に関する付属資料を参照してください。
HMP60 を製品例とする INTERCAP センサの交換手順を参照してください。これは一般的な手順であり、他の製品でも同じ手順を使用できます。