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2016 年度 実施状況報告書

高温高湿度の高度利用のための湿度測定法と精度評価技術に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K06114
研究機関大阪市立大学

研究代表者

伊與田 浩志  大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (10264798)

研究分担者 阿部 恒  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 物質計測標準研究部門, 上級主任研究員 (20356372)
辻岡 哲夫  大阪市立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (40326252)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード湿度標準 / 過熱水蒸気 / 差圧式流量計 / 湿度センサ / 乾湿計 / 高露点 / 不確かさ / 多孔質セラミックス
研究実績の概要

湿度の計測は,身近な生活の中では空調機や室内環境の最適化のために必要であり,工業においては,種々の材料の製造過程の制御に用いられる.近年は,発電所や内燃機関の燃焼制御にも用いられており,高温環境での測定の必要性が増してきている.一方,高温での湿度計測は,過熱水蒸気や沸点温度を超える高温気流を利用する食品加工等で必要性が指摘されているが,普及しているとは言い難い状況である.その一つの要因として,湿度標準が提供されていないことがあげられる.
本研究では,高温用の湿度センサの校正に使用できる湿度標準の発生装置の開発と,乾湿計の原理による高温高湿度域での湿度測定の実用性と精度に関する検討を行うもので,初年度は装置の試作を行った.2年目(本年度)は試作装置の改良を行ったうえで,その不確かさ解析を行った.その結果,発生させる湿度によって不確かさは変化すること,その複数の不確かさの要因の寄与率について理論及び試作装置に基づいた評価結果を示した.なお,本研究では,分流法を改良した湿度発生方式として混合法を提案している.分流法を応用した本発生方法では,流量計測が発生湿度の不確かさを決定する重要な因子となるが,装置配管中の流量計の取り付け位置や発生湿度の流量によって,発生湿度の不確かさに与える影響が異なる.本年度は,取り付け位置が異なる2種類の構造を考え,それぞれの不確かさについても評価を行った.
また,多孔質セラミックスを湿球部のウィックとして用いる計測方法により,沸点温度以上での湿度(水蒸気モル分率)の測定が可能であることと,その測定精度の検証を行うことができた.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

湿度校正装置試作機を対象に不確かさ解析を行うことができている.また,湿度センサの校正試験も実施した.一部の研究成果は学術講演会にて報告した.

今後の研究の推進方策

実験データの一部の追加取得を行い,当初の3年目の計画通りに学術論文としてまとめる予定である.また,これまでの開発研究から,装置の新しい構造の知見を得ており,最終年度であるが,改良試作の可能性も検討したい.また,これまでの研究成果を,連携研究者らとも共有できるように研究会の開催を行う予定である.

次年度使用額が生じた理由

二年目の実験装置の改良が小規模で終了したこと等から,残額が生じた.

次年度使用額の使用計画

繰越額については,主に調査旅費並びに新たに小型の実験装置の試作に使用予定.また,学術雑誌への掲載料として予定通り使用予定.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Novel humidity sensor using heat pipe: Phase transition thermally balanced sensor designed for measurement of high humidity at high temperature2016

    • 著者名/発表者名
      S. Yamauchi, K. Akamatsu, T. Niwa, H. Kitano, H. Abe
    • 雑誌名

      Sens. Actuators

      巻: A 250 ページ: 1-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 食品焼成用オーブン庫内における加熱環境測定装置の開発 -リールオーブン内の温度・湿度分布のワイヤレス測定―2016

    • 著者名/発表者名
      児玉 飛翔,尾崎 太郎,森川 暉大,伊與田 浩志,辻岡 哲夫
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 52(12) ページ: 707-712

    • DOI

      http://doi.org/10.9746/sicetr.52.707

    • 査読あり
  • [学会発表] 300℃まで動作可能なワイヤレスセンサノードのための乾湿計の開発2016

    • 著者名/発表者名
      野村宗充,伊與田浩志,辻岡哲夫
    • 学会等名
      第39回情報理論とその応用シンポジウム (SITA)
    • 発表場所
      高山グリーンホテル(岐阜県高山市西之一色町)
    • 年月日
      2016-12-08
  • [学会発表] 食品と一緒に焼成してオーブン庫内の温湿度測定ができるワイヤレスセンサノードの開発 - 遮熱ケース構造の最適化 -2016

    • 著者名/発表者名
      北村祥太,伊與田浩志,辻岡哲夫
    • 学会等名
      第39回情報理論とその応用シンポジウム (SITA)
    • 発表場所
      高山グリーンホテル(岐阜県高山市西之一色町)
    • 年月日
      2016-12-08
  • [学会発表] 水蒸気の凝縮を利用した食品加熱に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      伊與田浩志,杉山久仁子,山形純子,三浦孝平
    • 学会等名
      第37回 日本熱物性シンポジウム
    • 発表場所
      岡山国際交流センター(岡山県岡山市奉還町)
    • 年月日
      2016-11-28 – 2016-11-30
  • [学会発表] 乾湿計の原理による沸点温度以上での湿度測定法(精度検証のための湿度発生装置の開発)2016

    • 著者名/発表者名
      湯谷 智, 三浦 孝平, 吉岡 秀矩, 伊與田 浩志, 辻岡 哲夫, 阿部 恒
    • 学会等名
      日本機械学会熱工学コンファレンス2016
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県松山市文京町)
    • 年月日
      2016-10-23
  • [学会発表] 食品用連続蒸し器庫内における加熱環境測定装置の開発(温度・湿度分布のワイヤレス測定)2016

    • 著者名/発表者名
      児玉 飛翔, 高山 正宏, 伊與田 浩志, 辻岡 哲夫
    • 学会等名
      第33回センシングフォーラム(計測自動制御学会計測部門)
    • 発表場所
      近畿大学(和歌山県紀の川市西三谷)
    • 年月日
      2016-09-01 – 2016-09-02
  • [学会発表] Estimation of Humidity in Drying Chamber from Wet-Material Temperature for Improved Utilization of Superheated Steam2016

    • 著者名/発表者名
      H. Iyota, T. Inoue, J. Yamagata
    • 学会等名
      20th International Drying Symposium (IDS 2016)
    • 発表場所
      長良川国際会議場(岐阜市長良福光)
    • 年月日
      2016-08-07 – 2016-08-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Psychrometer using porous ceramic probe for improved utilization of superheated steam2016

    • 著者名/発表者名
      H. Iyota, K.Miura, H. Yoshioka, T. Tsujioka, M. Tanaka, N. Uesugi
    • 学会等名
      Symposium on Temperature and Thermal Measurements in Industry and Science(TEMPMEKO 2016)
    • 発表場所
      ポーランド
    • 年月日
      2016-06-26 – 2016-07-01
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a wireless temperature/humidity sensor node that can be placed on ovens2016

    • 著者名/発表者名
      T. Tsujioka, A. Morikawa, K. Kodama, T. Ozaki, H. Iyota
    • 学会等名
      Symposium on Temperature and Thermal Measurements in Industry and Science(TEMPMEKO 2016)
    • 発表場所
      ポーランド
    • 年月日
      2016-06-26 – 2016-07-01
    • 国際学会
  • [学会発表] 乾湿計の原理による沸点温度以上での湿度測定法-湿度発生装置と測定精度の検討-2016

    • 著者名/発表者名
      吉岡 秀矩, 伊與田 浩志, 三浦 孝平, 湯谷 智, 辻岡 哲夫, 阿部 恒
    • 学会等名
      第53回日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      大阪府立国際会議場(大阪市北区中之島)
    • 年月日
      2016-05-24 – 2016-05-26

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公開日: 2018-01-16  

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