JP6137920B2 - Dehumidifying element deterioration detection device and dehumidifying element deterioration detection method - Google Patents
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Description
本発明は除湿素子劣化検出装置および除湿素子劣化検出方法に関し、電子機器の筐体内部の湿度制御を目的として取り付けられた固体電解質膜を使用した除湿素子の性能低下を検出する除湿素子劣化検出装置および除湿素子劣化検出方法に関するものである。 The present invention relates to a dehumidifying element deterioration detecting apparatus and a dehumidifying element deterioration detecting method, and relates to a dehumidifying element deterioration detecting apparatus that detects a decrease in performance of a dehumidifying element using a solid electrolyte membrane attached for the purpose of humidity control inside a housing of an electronic device. The present invention also relates to a dehumidifying element deterioration detection method.
ランプ、圧力装置、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）などの車両用電装部品や、携帯電話、カメラなどの電気製品の筐体には、筐体の外部から内部への水分浸入による湿度上昇を防止するために固体電解質膜を使用した除湿素子が取り付けられている。 In order to prevent an increase in humidity due to moisture intrusion from the outside to the interior of vehicle electrical components such as lamps, pressure devices, ECUs (Electrical Control Units), and electrical products such as mobile phones and cameras. A dehumidifying element using a solid electrolyte membrane is attached.
固体電解質膜を使用した除湿素子の一例が、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されている除湿素子は、固体電解質膜と、固体電解質膜を狭持する陰極および陽極と、陰極および陽極に接続された直流電源とから構成される。直流電源により、陰極と陽極の間に直流電圧が印加されると、陽極側の大気側面では、水分が、下記の式（１）の反応により電気分解されて、大気側の水分が除去されると共に大気側に酸素が供給される。
An example of a dehumidifying element using a solid electrolyte membrane is disclosed in
２Ｈ２Ｏ → Ｏ２＋ ４Ｈ＋ ＋ ４ｅ− （１） 2H 2 O → O 2 + 4H + + 4e − (1)
このときに発生する水素イオンＨ＋は固体電解質膜を通って陰極に達する。また、電子ｅ−は直流電源を含む外部回路を通って陰極に達する。そして、下記の式（２）の反応により陰極側において酸素を消費しながら水を生成する。 Hydrogen ions H + generated at this time reach the cathode through the solid electrolyte membrane. Further, the electron e − reaches the cathode through an external circuit including a DC power source. And water is produced | generated, consuming oxygen in the cathode side by reaction of following formula (2).
Ｏ２ ＋ ４Ｈ＋ ＋ ４ｅ− → ２Ｈ２Ｏ （２） O 2 + 4H + + 4e − → 2H 2 O (2)
陽極側を電気製品の筐体内部、陰極側を電気製品の筐体外部に面するように、電気製品の筐体に除湿素子を取り付けることにより、筐体内部の湿度を制御できる。しかしながら、電気製品の設置環境における急激な温度および湿度の変化や埃や海水等の付着により除湿素子の除湿性能は低下する可能性がある。 The humidity inside the housing can be controlled by attaching a dehumidifying element to the housing of the electrical product so that the anode side faces the inside of the housing of the electrical product and the cathode side faces the outside of the housing of the electrical product. However, there is a possibility that the dehumidifying performance of the dehumidifying element is deteriorated due to a sudden change in temperature and humidity in the installation environment of the electric product or adhesion of dust or seawater.
そこで、例えば特許文献２では、密閉容器に除湿素子を設置し、除湿素子を流れる電流変化から湿度減少の時定数を算出して、除湿素子の性能低下を判断する機能を有する湿度調整装置が提案されている。
Therefore, for example,
また、例えば特許文献３では、除湿素子の陰極と陽極の間に周波数が１ｋＨｚ以下で、水の理論分解電圧である１．２３Ｖ以下の交流電圧を印加してインピーダンス測定を行い、除湿素子の性能低下を判断する除湿素子の評価方法が提案されている。
For example, in
特許文献１に記載の従来の除湿素子においては、急激な温度変化や湿度変化、あるいは、埃や海水等の付着により除湿素子の性能が低下する可能性があるにもかかわらず、除湿素子の性能低下の検出については全く意図されていないという問題点があった。
In the conventional dehumidifying element described in
また、特許文献２では、除湿素子に直流電圧を印加した時に除湿素子を流れる電流変化により性能低下を判断しているが、除湿素子を流れる電流は除湿素子の周辺温湿度により変化するため、性能低下を正確に検出することは困難であるという問題点があった。
Further, in
また、特許文献３では、１ｋＨｚ以下の低周波数でのインピーダンス測定により除湿性能を評価する。このとき、水の理論分解電圧である１．２３Ｖ以下の交流電圧でのインピーダンス測定により除湿性能を評価するため、除湿素子において上記の式（１）、（２）の反応が起こらない。そのため、陽極へのＨ２Ｏの供給速度や陰極へのＯ２の供給速度を支配する除湿素子の周辺温湿度による性能評価への影響は低減できる。しかしながら、除湿素子における固体電解質膜の内部の絶対水分量は周辺の温度および湿度により変化する。固体電解質膜の絶対水分量変化によるインピーダンス変化は、性能劣化によるインピーダンス変化よりも大きいため、性能評価が正確にできないという問題点があった。さらに、１ｋＨｚ以下（特に１Ｈｚ以下）の低周波数でのインピーダンス測定では、除湿素子の劣化初期過程で起こる固体電解質膜の導電特性変化を検出できないため、除湿性能の低下を早期に検出することが出来ないという問題点があった。
In
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、周辺の温度および湿度に依らず、高精度の性能評価を可能とする除湿素子劣化検出装置および除湿素子劣化検出方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve such problems, and provides a dehumidifying element deterioration detection device and a dehumidifying element deterioration detection method capable of performing high-accuracy performance evaluation regardless of ambient temperature and humidity. The purpose is that.
本発明は、固体電解質膜とその両側に設けられた陽極及び陰極とから構成された除湿素子の性能劣化を検出する除湿素子劣化検出装置であって、前記除湿素子の前記陽極及び前記陰極が接する空間にそれぞれ設置され、それらの空間の温湿度をそれぞれ測定する２つの温湿度計と、前記除湿素子の前記陽極及び前記陰極に接続され、前記除湿素子のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、前記２つの温湿度計により測定された前記温湿度の測定値および前記インピーダンス測定部により測定された前記除湿素子のインピーダンスの値を用いて、前記除湿素子の性能劣化を検出する性能劣化検出部とを備え、前記性能劣化検出部は、インピーダンス参照値として、性能劣化のない除湿素子のインピーダンス値を測定した測定結果を、当該測定を行った空間の絶対水分量ごとに予め記憶し、前記２つの温湿度計の前記測定値に基づき、前記陽極および前記陰極が接する２つの空間の絶対水分量を算出し、それらの絶対水分量の平均値を前記除湿素子の周辺絶対水分量とし、当該周辺絶対水分量の値と同一の絶対水分量における前記インピーダンス参照値を読み出し、前記インピーダンス測定部により測定された前記除湿素子のインピーダンスの値と、読みだした前記インピーダンス参照値との比較により、前記除湿素子の性能劣化を検出する除湿素子劣化検出装置である。 The present invention is a dehumidifying element deterioration detection device for detecting performance deterioration of a dehumidifying element composed of a solid electrolyte membrane and an anode and a cathode provided on both sides thereof, and the anode and the cathode of the dehumidifying element are in contact with each other Two thermometers each installed in a space and measuring the temperature and humidity of those spaces, an impedance measuring unit connected to the anode and the cathode of the dehumidifying element and measuring the impedance of the dehumidifying element, A performance deterioration detection unit for detecting performance deterioration of the dehumidifying element using the measured value of the temperature and humidity measured by two thermohygrometers and the impedance value of the dehumidifying element measured by the impedance measuring unit; The performance deterioration detection unit is provided with a measurement result obtained by measuring an impedance value of a dehumidifying element having no performance deterioration as an impedance reference value. Pre-stored for each absolute moisture content of the space where the measurement was performed, and based on the measured values of the two thermo-hygrometers, calculated the absolute moisture content of the two spaces where the anode and the cathode are in contact with each other. The average value of the moisture amount is set as the peripheral absolute moisture amount of the dehumidifying element, the impedance reference value at the same absolute moisture amount as the peripheral absolute moisture amount is read, and the impedance of the dehumidifying element measured by the impedance measuring unit Is a dehumidifying element deterioration detecting device that detects performance deterioration of the dehumidifying element by comparing the read value with the read impedance reference value.
本発明は、固体電解質膜とその両側に設けられた陽極及び陰極とから構成された除湿素子の性能劣化を検出する除湿素子劣化検出装置であって、前記除湿素子の前記陽極及び前記陰極が接する空間にそれぞれ設置され、それらの空間の温湿度をそれぞれ測定する２つの温湿度計と、前記除湿素子の前記陽極及び前記陰極に接続され、前記除湿素子のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、前記２つの温湿度計により測定された前記温湿度の測定値および前記インピーダンス測定部により測定された前記除湿素子のインピーダンスの値を用いて、前記除湿素子の性能劣化を検出する性能劣化検出部とを備え、前記性能劣化検出部は、インピーダンス参照値として、性能劣化のない除湿素子のインピーダンス値を測定した測定結果を、当該測定を行った空間の絶対水分量ごとに予め記憶し、前記２つの温湿度計の前記測定値に基づき、前記陽極および前記陰極が接する２つの空間の絶対水分量を算出し、それらの絶対水分量の平均値を前記除湿素子の周辺絶対水分量とし、当該周辺絶対水分量の値と同一の絶対水分量における前記インピーダンス参照値を読み出し、前記インピーダンス測定部により測定された前記除湿素子のインピーダンスの値と、読みだした前記インピーダンス参照値との比較により、前記除湿素子の性能劣化を検出する除湿素子劣化検出装置であるので、周辺の温度および湿度に依らず、高精度の性能評価を可能にすることができる。 The present invention is a dehumidifying element deterioration detection device for detecting performance deterioration of a dehumidifying element composed of a solid electrolyte membrane and an anode and a cathode provided on both sides thereof, and the anode and the cathode of the dehumidifying element are in contact with each other Two thermometers each installed in a space and measuring the temperature and humidity of those spaces, an impedance measuring unit connected to the anode and the cathode of the dehumidifying element and measuring the impedance of the dehumidifying element, A performance deterioration detection unit for detecting performance deterioration of the dehumidifying element using the measured value of the temperature and humidity measured by two thermohygrometers and the impedance value of the dehumidifying element measured by the impedance measuring unit; The performance deterioration detection unit is provided with a measurement result obtained by measuring an impedance value of a dehumidifying element having no performance deterioration as an impedance reference value. Pre-stored for each absolute moisture content of the space where the measurement was performed, and based on the measured values of the two thermo-hygrometers, calculated the absolute moisture content of the two spaces where the anode and the cathode are in contact with each other. The average value of the moisture amount is set as the peripheral absolute moisture amount of the dehumidifying element, the impedance reference value at the same absolute moisture amount as the peripheral absolute moisture amount is read, and the impedance of the dehumidifying element measured by the impedance measuring unit Is a dehumidifying element deterioration detection device that detects the performance deterioration of the dehumidifying element by comparing the read impedance value with the read impedance reference value, so that high-precision performance evaluation is possible regardless of the ambient temperature and humidity. Can be.
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る除湿素子劣化検出装置の構成を示す図である。本発明の実施の形態１に係る除湿素子劣化検出装置は、除湿素子の性能劣化を検出するための装置である。被検出対象の除湿素子５は、図１に示すように、電子機器（図示せず）を内部に収納する電子機器筐体１の通気穴１ａに設置され、固体電解質膜２と、固体電解質膜２を狭持する陽極３および陰極４とから構成され、陽極３および陰極４に接続された直流電源６により直流電圧が印加されて運転されるものである。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a dehumidifying element deterioration detection device according to
実施の形態１に係る除湿素子劣化検出装置は、図１に示すように、電子機器筐体１の内部に設置され、筐体内部の温度および湿度を測定する温湿度計７ａと、電子機器筐体１の外部に設置され、筐体外部の温度および湿度を測定する温湿度計７ｂと、陽極３および陰極４と接続され、１Ｈｚ以上の周波数で除湿素子５のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部８と、２つの温湿度計７ａおよび７ｂの測定値に基づいて算出した２つの絶対水分量の平均値を除湿素子５の周辺絶対水分量とみなし、その値と同一の絶対水分量の空間で予め測定し記憶した性能劣化のない除湿素子のインピーダンス値（以下、インピーダンス参照値とする。）と、性能劣化評価時にインピーダンス測定部８により測定した除湿素子５のインピーダンス値との比較により、除湿素子５の性能劣化を検出する性能劣化検出部９とから、構成されている。
As shown in FIG. 1, the dehumidifying element deterioration detection device according to
電子機器筐体１は、電子機器を構成する部品等をその内部に納める筐体である。材質は、樹脂あるいは金属など任意のものを用いることができる。筐体を透過する水分を低減するためには、金属製のもの、例えばＳＵＳ（Steel Use Stainless）製のものを用いることが好ましい。形状は、除湿素子５を外面に取り付けることができれば、車載用のヘッドランプなどの曲線部を有するような形状を含め任意の形状のものを用いることができる。
The
直流電源６は、陽極３と陰極４との間に直流電圧を印加して、除湿素子５を動作させるための直流電源である。直流電源６として、通常２〜２．５Ｖの直流電圧を印加できる直流電源を用いることができる。
The
温湿度計７ａは、電子機器筐体１の内部に設置され、筐体内部の温度および湿度を測定し、性能劣化検出部９へ通信ケーブルを介して測定値を送信する。
温湿度計７ｂは、電子機器筐体１の外部に設置され、筐体外部の温度および湿度を測定し、性能劣化検出部９へ通信ケーブルを介して測定値を送信する。
なお、車載の電子機器であって自動車に温湿度計が標準搭載されている場合には、自動車に標準搭載された温湿度計を代用することができ、その場合には、構成から温湿度計７ａまたは７ｂのいずれかを省くことができる。自動車に搭載された温湿度計は、車外および車内どちらの温湿度を測定するためのものであっても用いることができる。ただし、車内の温湿度を測定するための温湿度計である場合は、自動車内の温度を制御するための空調機器を作動する前に、温湿度を測定し、その直後に性能劣化を評価することが好ましい。
The
The
In addition, when a thermo-hygrometer is installed in a car as a standard on-vehicle electronic device, the thermo-hygrometer installed in the car can be substituted. Either 7a or 7b can be omitted. The temperature / humidity meter mounted on the automobile can be used for measuring the temperature / humidity both outside and inside the vehicle. However, if it is a thermo-hygrometer for measuring the temperature and humidity inside the car, measure the temperature and humidity before operating the air conditioning equipment for controlling the temperature inside the car, and evaluate performance degradation immediately after that. It is preferable.
インピーダンス測定部８は、陽極３および陰極４に接続され、１Ｈｚ以上の周波数で、除湿素子５のインピーダンスを測定するものである。従って、１Ｈｚ以上の周波数での測定が可能な市販のインピーダンスアナライザーを用いることができる。インピーダンス測定では、除湿素子５に交流電圧を印加するため、除湿素子５の陽極３と陰極４の極性が反転して、一定周期で陽極３が陰極、陰極４が陽極となり、性能劣化に繋がる可能性がある。そのため、印加電圧は極力小さくする必要があり、１０ｍＶ程度とすることが好ましい。インピーダンス測定における周波数は、除湿素子５の固体電解質膜の導電特性の変化を明確に検出できるようにするために、１Ｈｚ以上とすることが好ましく、検出したい性能劣化度合いに応じて周波数を調節してもよい。
The
性能劣化検出部９は、温湿度計７ａと、温湿度計７ｂと、インピーダンス測定部８とに、接続されている。性能劣化検出部９は、温湿度計７ａおよび７ｂより電子機器筐体１の内部および外部の温湿度を取得することができる。また、性能劣化検出部９は、インピーダンス測定部８に固定周波数でのインピーダンス測定を実行する命令を出し、インピーダンス測定部８から、除湿素子５のインピーダンス値を取得することができる。また、性能劣化検出部９には、インピーダンス値のデータを記憶するための記憶装置（図示省略）が内蔵されており、当該記憶装置には、内部の温湿度を制御した密閉容器に、性能劣化のない状態の除湿素子を入れて、周辺絶対水分量を変化させながら、インピーダンスを測定して求めた、周辺絶対水分量ごとの性能劣化のない除湿素子のインピーダンス値のデータが、インピーダンス参照値として、予め記憶されている。なお、「性能劣化のない除湿素子」とは、例えば、未使用品の除湿素子が挙げられる。インピーダンス参照値としては、被検出対象の除湿素子と同じ型の製品で且つ未使用品のものを用いてインピーダンス値の測定を行って、それをインピーダンス参照値とする。但し、製品ごとに誤差程度のインピーダンス値の多少のばらつきがある可能性を考慮すれば、被検出対象の除湿素子そのものを用いた方がより望ましい。従って、その場合には、被検出対象の除湿素子を、使用する前に（すなわち、未使用の段階で）、インピーダンス値の測定を行って、それをインピーダンス参照値とする。このように、同じ型の製品でインピーダンス参照値を作成するか、被検出対象の除湿素子そのものを用いてインピーダンス参照値を作成するかについては、費用対効果などを考慮して、適宜決定すればよい。以下の他の実施の形態でも同様である。性能劣化検出部９は、記憶装置に記憶されているインピーダンス参照値と、インピーダンス測定部８により測定した除湿素子５のインピーダンス値とを比較して、性能劣化を検出する。
The performance deterioration detecting unit 9 is connected to the
以下、除湿素子５の構成について説明する。除湿素子５は、水を電気分解して酸素を発生する陽極３、水分を放出する陰極４、陽極３と陰極４とが対向する領域において水素イオンを輸送する固体電解質膜２から構成される電気化学素子である。
Hereinafter, the configuration of the
固体電解質膜２は、気体を透過せず、電気絶縁性があり、水および水素イオン（Ｈ＋）を伝導する材質、例えば、パーフルオロスルホン酸膜、ポリベンゾイミダゾール系イオン交換膜、ポリベンズオキサゾール系イオン交換膜、または、ポリアリーレンエーテル系イオン交換膜などを用いることができる。
The
陽極３は、基材と水の酸化反応を促進する酸化触媒から構成されている。基材としては、チタン（Ｔｉ）金属繊維の焼結体（例えば繊維径２０μｍ、長さ５０〜１００ｍｍの単繊維を織り込んで焼結体としたもの）からなる密度２００ｇ／ｃｍ２の布（半径５０ｍｍ、厚み３００μｍ）や、チタン製の網目構造を持つエキスパンドメタルを用いることができる。基材の固体電解質膜２に接する面に触媒となる白金（Ｐｔ）または、酸化イリジウム（ＩｒＯ２）を０．２５〜２ｍｇ／ｃｍ２の密度でめっきすることにより陽極３を形成することができる。水の酸化反応は、基材上に形成された酸化触媒と固体電解質膜２の界面でのみ進行するので、基材としてエキスパンドメタルを用いる場合には、網目の密度が電解性能に影響する。具体的には、１インチあたり１０個以上の穴が開いたエキスパンドメタルを用いることが好ましい。
The
陰極４は、炭素系基材と酸素の還元反応を促進する還元触媒から構成されている。炭素系基材としては、半径５０ｍｍ、厚さ２００μｍの炭素繊維（例えば、繊維径約５〜５０μｍ、空隙率５０〜８０％）を用いることができる。炭素繊維は、撥水化処理されている。
The
除湿素子５に接続される直流電源６は、陽極３と陰極４の間に連続的もしくは断続的に直流電圧を印加して除湿素子５において電気化学反応を起こさせるものである。電子機器筐体１の内部の水は固体電解質膜２に吸収され、固体電解質膜２内を拡散し、固体電解質膜２で水が保持される。
The
陽極３では、供給された水が、下記の式（３）で示すように、酸素（Ｏ２）と水素イオン（Ｈ＋）とに分けられる。直流電源６により電圧を印加すると、電流が流れ、陽極３の表面から酸素が発生する。
In the
２Ｈ２Ｏ → Ｏ２＋ ４Ｈ＋ ＋ ４ｅ− （３） 2H 2 O → O 2 + 4H + + 4e − (3)
陰極４に対して空気などの酸素（Ｏ２）を含有するガスが供給されると、陰極４上で固体電解質膜２と界面に達した水素イオン（Ｈ＋）と酸素ガス（Ｏ２）が反応し、下記の式（４）で示す還元反応によって水（Ｈ２Ｏ）が発生する。
When a gas containing oxygen (O 2 ) such as air is supplied to the
Ｏ２ ＋ ４Ｈ＋ ＋ ４ｅ− → ２Ｈ２Ｏ （４） O 2 + 4H + + 4e − → 2H 2 O (4)
以下に、実施の形態１に係る除湿素子劣化検出装置の動作について説明する。
The operation of the dehumidifying element deterioration detection device according to
図２は、実施の形態１に係る除湿素子劣化検出装置の動作を説明するフローチャートである。以下、図２に沿って実施の形態１に係る除湿素子劣化検出装置の動作を説明する。
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the dehumidifying element deterioration detecting apparatus according to the first embodiment. Hereinafter, the operation of the dehumidifying element deterioration detection apparatus according to
まず、図２に示すように、ステップＳ１で、除湿素子５を直流電源６により所定時間（好ましくは５分以上）だけ通電運転する。ここでの通電時間は、好ましくは、５分以上であるが、５〜１０分程度の短時間とする。次に、その直後に、ステップＳ２で、除湿素子５のインピーダンスと、電子機器筐体１の内部および外部の温湿度とを測定する。除湿素子５を所定時間の通電運転した直後に、これらの値を測定するのは、除湿素子５の固体電解質膜２の内部の絶対水分量を、電子機器筐体１の内部および外部の絶対水分量に応じた値に制御するためである。但し、除湿素子５の周辺温湿度が一定時間（１５分程度）以上安定していた場合は、この工程は省くことができる。
First, as shown in FIG. 2, in step S1, the
以下、ステップＳ２の測定方法について説明する。
まず、性能劣化検出部９により、インピーダンス測定部８に除湿素子５のインピーダンス測定を実行する指令を出す。それに応じて、インピーダンス測定部８は、予め設定された固定周波数（１Ｈｚ以上）、印加電圧（１０ｍＶ程度）で、除湿素子５のインピーダンスを測定する。性能劣化検出部９は、インピーダンス測定部８から測定結果を受け取り、そのインピーダンス値をＺとして、性能劣化検出部９に内蔵された記憶装置に保存する。
こうしてインピーダンスを測定した直後に、性能劣化検出部９は、電子機器筐体１の内部の温湿度を温湿度計７ａにより測定し、電子機器筐体１の外部の温湿度を温湿度計７ｂにより測定する。
Hereinafter, the measurement method in step S2 will be described.
First, the performance deterioration detection unit 9 issues a command for executing impedance measurement of the
Immediately after measuring the impedance in this way, the performance degradation detection unit 9 measures the temperature and humidity inside the
次に、ステップＳ３において、性能劣化検出部９は、温湿度計７ａで測定した温湿度より、電子機器筐体１の内部の絶対水分量Ｍｉｎを算出し、性能劣化検出部９に内蔵された記憶装置に保存する。また、電子機器筐体１の外部についても同様に、性能劣化検出部９は、温湿度計７ｂにより測定した温湿度より、電子機器筐体１の外部の絶対水分量Ｍｏｕｔを算出し、性能劣化検出部９に内蔵された記憶装置に保存する。なお、絶対水分量Ｍｉｎおよび絶対水分量Ｍｏｕｔの算出方法としては、例えば、温度の値および湿度の値に対応させて絶対水分量の値を記憶したテーブルを予め用意しておき、当該テーブルから、測定した温度および湿度の値に対応する絶対水分量を求めるようにすればよい。
Next, in step S <b> 3, the performance deterioration detection unit 9 calculates the absolute water content Min in the
図３は、電子機器筐体１に設置された除湿素子５の陽極面および陰極面に垂直な方向での固体電解質膜２の内部の絶対水分量の分布を示す図である。図３のように、固体電解質膜２の内部の絶対水分量は、電子機器筐体１の内部と外部の絶対水分量Ｍｉｎ、Ｍｏｕｔにより決定され、陽極３および陰極４の表面に垂直な方向に一定の変化の割合の勾配を持っている。したがって、固体電解質膜２の全体での絶対水分量は、電子機器筐体１の内部と外部における絶対水分量の平均値に一致すると考えられる。以上より、本実施の形態１に係る除湿素子劣化検出装置では、除湿素子５の固体電解質膜２の内部の絶対水分量Ｒを、電子機器筐体１の内部と外部における絶対水分量の平均値として扱うことができる。すなわち、以下の式（５）が成り立つ。
FIG. 3 is a diagram showing the distribution of the absolute moisture content inside the
Ｒ＝（Ｍｉｎ＋Ｍｏｕｔ）／２ （５） R = (M in + M out ) / 2 (5)
そこで、ステップＳ４において、性能劣化検出部９は、上記の式（５）を用いて、ステップＳ３で求めた電子機器筐体１の内部と外部の絶対水分量Ｍｉｎ、Ｍｏｕｔに基づいて、除湿素子５の固体電解質膜２の内部の絶対水分量Ｒを算出する。
Therefore, in step S4, the performance degradation detection unit 9, using the above equation (5), internal and external
次に、ステップＳ５で、性能劣化検出部９は、記憶装置から、ステップＳ４で求めた絶対水分量Ｒにおけるインピーダンス参照値Ｚ０（すなわち、性能劣化のない除湿素子のインピーダンス値Ｚ０）を読み出す。 Next, in step S5, the performance deterioration detection unit 9 reads the impedance reference value Z 0 (that is, the impedance value Z 0 of the dehumidifying element having no performance deterioration) in the absolute water content R obtained in step S4 from the storage device. .
次に、ステップＳ６で、性能劣化検出部９は、ステップＳ２で測定した除湿素子５のインピーダンス値Ｚと、ステップＳ５で記憶装置から読み出したインピーダンス参照値Ｚ０とを比較して、除湿素子５の性能劣化を、以下の判定基準に基づき判定する。
すなわち、性能劣化に伴いインピーダンスは増大すると考えられるので、Ｚ０とＺの間にはＺ≧Ｚ０の関係がある。従って、判定基準は、Ｚ＝Ｚ０の時は、除湿素子５に性能劣化なし、Ｚ＞Ｚ０の時は、除湿素子５に性能劣化あり、として性能劣化を検出することができる。
Next, in step S6, the performance degradation detection unit 9 compares the impedance value Z of the
That is, since impedance is considered to increase with performance degradation, there is a relationship of Z ≧ Z 0 between Z 0 and Z. Therefore, criteria, when Z = Z 0 is no performance degradation to the
性能劣化のない除湿素子５を電子機器筐体１に取り付けた直後に測定したインピーダンスＺは、Ｚ＝Ｚ０の関係を満たすと考えられる。しかし、製造における微妙な差異によりＺとＺ０は一致しない可能性がある。したがって、性能劣化のない除湿素子５を電子機器筐体１に取り付けた直後に測定したインピーダンスＺに基づき、以下の式（６）により、補正係数αを求め、性能劣化検出部９の記憶装置に記録されたインピーダンス参照値Ｚ０に乗じて、インピーダンス参照値Ｚ０を補正した上で、ステップＳ６の判定を行うことがより好ましい。
Impedance Z measured immediately after attaching the
α＝Ｚ／Ｚ０ （６） α = Z / Z 0 (6)
（実施例１）
以下、本実施の形態１における実施例について説明する。
図４は、絶対水分量９．５ｍｇ／Ｌの密閉空間において測定した除湿素子５のインピーダンスの周波数依存性を示す図である。除湿素子５としては、未使用品、除湿性能が１１％低下した劣化品、除湿性能が６２％低下した劣化品、および、除湿性能が８２％低下した劣化品を用いた。図４において、細い実線が未使用品、（１）が除湿性能が１１％低下した劣化品、（２）が除湿性能が６２％低下した劣化品、（３）が除湿性能が８２％低下した劣化品のグラフを示す。
Example 1
Hereinafter, examples in the first embodiment will be described.
FIG. 4 is a diagram showing the frequency dependence of the impedance of the
また、インピーダンスの測定では、周波数を０．１Ｈｚ〜１００ｋＨｚ、印加する交流電圧を１０ｍＶとした。 In the impedance measurement, the frequency was 0.1 Hz to 100 kHz, and the applied AC voltage was 10 mV.
図４の結果から、除湿性能が６２％および８２％低下した劣化品の除湿素子では、全周波数に亘って、未使用品よりもインピーダンスが大きくなっていることがわかる。一方、除湿性能が１１％低下した劣化初期過程と考えられる除湿素子では、１Ｈｚ以下では未使用品とインピーダンスが一致しており、１Ｈｚ以上で未使用品よりもインピーダンスが増大していることがわかる。 From the results of FIG. 4, it can be seen that the degraded dehumidifying element whose dehumidifying performance is reduced by 62% and 82% has a larger impedance than the unused product over the entire frequency. On the other hand, in the dehumidifying element considered to be an initial deterioration process in which the dehumidifying performance is reduced by 11%, the impedance matches that of the unused product at 1 Hz or less, and the impedance is increased as compared with the unused product at 1 Hz or more. .
１Ｈｚ以下の低周波数でのインピーダンス測定では、交流電圧の極性反転が遅く、直流電流に近い特性が現れており、水分解反応に関わるインピーダンスが検出されていると考えられる。一方、１Ｈｚよりも周波数が大きくなると、交流電圧の極性反転が速いため、除湿素子の固体電解質膜の導電特性に関わるインピーダンスが検出されていると考えられる。除湿性能が１１％低下した除湿素子では、劣化に伴い固体電解質膜の導電特性が低下したが、劣化の程度が小さいため、水分解反応に関わるインピーダンスは変化していないと考えられる。一方、除湿性能が６２％および８２％低下した除湿素子では、劣化の程度が大きいため、固体電解質膜の導電特性の低下だけでなく、水分解反応に関わるインピーダンスの増大も発生していると考えられる。 In the impedance measurement at a low frequency of 1 Hz or less, the polarity inversion of the AC voltage is slow and a characteristic close to a direct current appears, and it is considered that the impedance related to the water splitting reaction is detected. On the other hand, when the frequency is higher than 1 Hz, the polarity reversal of the AC voltage is fast, and it is considered that the impedance related to the conductive characteristics of the solid electrolyte membrane of the dehumidifying element is detected. In the dehumidifying element whose dehumidifying performance has decreased by 11%, the conductive characteristics of the solid electrolyte membrane have decreased along with the deterioration, but since the degree of deterioration is small, it is considered that the impedance related to the water splitting reaction has not changed. On the other hand, in the dehumidifying element whose dehumidifying performance is reduced by 62% and 82%, since the degree of deterioration is large, it is considered that not only the conductive characteristics of the solid electrolyte membrane are lowered but also the impedance related to the water decomposition reaction is increased. It is done.
これらの結果より、除湿性能劣化の初期過程では、固体電解質膜の導電特性が劣化すると考えられる。また、この固体電解質膜の導電特性の変化を明確に検出するためには、１Ｈｚ以上の周波数を用いることができると考えられる。１〜１０Ｈｚにおいても導電特性変化は検出できるが、図４における未使用品と１１％性能低下した除湿素子のインピーダンス値の差異より、１０Ｈｚ以上とすることが好ましいと考えられる。 From these results, it is considered that the conductive characteristics of the solid electrolyte membrane deteriorate in the initial process of dehumidifying performance deterioration. Further, it is considered that a frequency of 1 Hz or more can be used in order to clearly detect a change in the conductive characteristics of the solid electrolyte membrane. Although a change in conductive characteristics can be detected even at 1 to 10 Hz, it is considered to be preferably 10 Hz or more because of the difference in impedance value between the unused product in FIG.
実施例１で示した除湿素子に対して適用するインピーダンス測定の周波数は、次のようにまとめられる。すなわち、劣化度合６０％以上の除湿素子を検出するには１Ｈｚ以上が好ましく、劣化度合い１１％以上６０％以下の除湿素子を検出するには１０Ｈｚ以上が好ましく、劣化度合い１１％以下の除湿素子を検出するには１Ｈｚ以上が好ましいことが分かった。また、図４に示すように、１００Ｈｚ以上では周波数が大きくなるほど、１１％性能低下と６２％性能低下のインピーダンスの差が小さくなる傾向が確認された。劣化度合い１１％以下と６０％以上の差異を明確に区別して性能劣化を検出するためには、周波数は１００Ｈｚ以下とすることが好ましい。 The frequency of impedance measurement applied to the dehumidifying element shown in Example 1 can be summarized as follows. That is, 1 Hz or more is preferable for detecting a dehumidifying element having a deterioration degree of 60% or more, 10 Hz or more is preferable for detecting a dehumidifying element having a deterioration degree of 11% or more and 60% or less, and a dehumidifying element having a deterioration degree of 11% or less. It was found that 1 Hz or more is preferable for detection. Further, as shown in FIG. 4, it was confirmed that the impedance difference between the 11% performance degradation and the 62% performance degradation decreased as the frequency increased at 100 Hz or higher. In order to detect the performance deterioration by clearly distinguishing the difference between the deterioration degree of 11% or less and the difference of 60% or more, the frequency is preferably set to 100 Hz or less.
許容される劣化度合いは、除湿素子が使用される環境条件や除湿素子の長期信頼性設計に依存するので、上記の劣化度合いの境界値は相対的なものである。 Since the allowable degree of deterioration depends on the environmental conditions in which the dehumidifying element is used and the long-term reliability design of the dehumidifying element, the above-described boundary value of the degree of deterioration is relative.
実施例１で示す交流インピーダンスを用いた除湿素子劣化の評価法は、除湿素子の劣化プロセスの進行に伴い、特にその初期過程においては除湿素子の導電特性が選択的に変化することに着目したものである。また、除湿素子の劣化評価においては、除湿素子の周辺環境の湿度によって変化する素子構成部品の固体電解質膜の内部の絶対水分量が大きく影響することを、本実施例によって見出すことができた。 The evaluation method of dehumidifying element deterioration using AC impedance shown in Example 1 pays attention to the selective change of the conductive characteristics of the dehumidifying element in the initial process as the dehumidifying element deteriorates. It is. Moreover, in the degradation evaluation of the dehumidifying element, it was found by the present example that the absolute moisture content inside the solid electrolyte membrane of the element component that changes depending on the humidity of the surrounding environment of the dehumidifying element has a great influence.
上記の交流インピーダンス法で得られた測定値を除湿素子の周辺環境から推算した固体電解質膜の内部の絶対水分量によって補正することで、本発明の目的である除湿素子の劣化プロセスの初期過程を検出することが初めて可能となった。 By correcting the measured value obtained by the above AC impedance method with the absolute moisture content inside the solid electrolyte membrane estimated from the surrounding environment of the dehumidifying element, the initial process of the dehumidifying element degradation process, which is the object of the present invention, is corrected. It became possible for the first time to detect.
本実施例で示したように、実用上想定される除湿素子の劣化を検知するためには、インピーダンス測定の周波数は１Ｈｚ以上が望ましい。除湿素子の性能が半減する期間を設計寿命と定義すると、設計寿命が１年以上の除湿素子における劣化を検知するには、１０Ｈｚ以上が望ましい。また、設計寿命が３年以上または５年以上の除湿素子における劣化を検知するには、それぞれ１００Ｈｚ以上、１ｋＨｚ以上に調節することが望ましい。 As shown in the present embodiment, in order to detect the deterioration of the dehumidifying element assumed in practical use, the frequency of impedance measurement is desirably 1 Hz or more. If the period during which the performance of the dehumidifying element is halved is defined as the design life, 10 Hz or more is desirable for detecting deterioration in the dehumidifying element having a design life of one year or more. Moreover, in order to detect the deterioration in the dehumidifying element having a design life of 3 years or more or 5 years or more, it is desirable to adjust to 100 Hz or more and 1 kHz or more, respectively.
以上のように、本実施の形態１に係る除湿素子劣化検出装置は、固体電解質膜２とその両側に設けられた陽極３及び陰極４とから構成された除湿素子５の性能劣化を検出する除湿素子劣化検出装置であって、除湿素子５の陽極３及び陰極４が接する空間にそれぞれ設置され、それらの空間の温湿度を測定する２つの温湿度計７ａ，７ｂと、除湿素子５の陽極３及び陰極４に接続され、除湿素子５のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部８と、２つの温湿度計７ａ，７ｂの測定値およびインピーダンス測定部８により測定された除湿素子５のインピーダンスＺの値を用いて、除湿素子５の性能劣化を検出する性能劣化検出部９とを備えている。性能劣化検出部９は、インピーダンス参照値Ｚ０として、性能劣化のない除湿素子のインピーダンス値を測定した測定結果を、当該測定を行った空間の絶対水分量ごとに予め記憶し、２つの温湿度計７ａ，７ｂの測定値に基づき、陽極３および陰極４が接する２つの空間の絶対水分量Ｍｉｎ，Ｍｏｕｔを求め、それらの絶対水分量Ｍｉｎ，Ｍｏｕｔの平均値（（Ｍｉｎ＋Ｍｏｕｔ）／２）を除湿素子５の周辺絶対水分量Ｒとし、当該周辺絶対水分量Ｒの値と同一の絶対水分量におけるインピーダンス参照値Ｚ０を読み出し、インピーダンス測定部８により測定された除湿素子５のインピーダンスＺの値と、読みだしたインピーダンス参照値Ｚ０との比較により、除湿素子５の性能劣化を検出する構成とした。当該構成により、以上説明したように、本実施の形態１に係る除湿素子劣化検出装置によると、２つの温湿度計７ａ，７ｂの測定値に基づき算出した２つの絶対水分量の平均値の絶対水分量の雰囲気内で予め測定し記憶された性能劣化のない素子のインピーダンス参照値Ｚ０とインピーダンス測定部８により測定したインピーダンス値Ｚとの比較により、除湿素子５の劣化判定を行うようにしたので、周辺温湿度の変化によるインピーダンスへの影響を低減できるので、高精度の性能評価が可能となる。また、周波数を１Ｈｚ以上にして、除湿素子５のインピーダンスを測定することにより、除湿素子５の性能劣化初期過程で起こる固体電解質膜２の導電特性変化を捉えることができるので、性能劣化を早期に検出することができる。
As described above, the dehumidifying element deterioration detecting apparatus according to the first embodiment detects the performance deterioration of the
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２に係る除湿素子劣化検出装置の構成を示す図である。本発明の実施の形態２に係る除湿素子劣化検出装置は、除湿素子５を長時間運転した後に性能劣化の検出を実施することを特徴とし、電子機器筐体１の外部に設置され、筐体外部の温度および湿度を測定する温湿度計７ｂと、陽極３および陰極４と接続され、１Ｈｚ以上の周波数で除湿素子５のインピーダンスＺを測定するインピーダンス測定部８と、温湿度計７ｂの測定値に基づき除湿素子５の絶対水分量Ｒを算出し、その値と同一の絶対水分量の空間で予め測定し記憶された性能劣化のない除湿素子のインピーダンス参照値Ｚ０と、評価時にインピーダンス測定部８により測定した除湿素子５のインピーダンスＺとの比較により性能劣化を検出する性能劣化検出部９Ａとを有する。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a dehumidifying element deterioration detection apparatus according to
上記の実施の形態１の構成との差異点は、電子機器筐体１の内部に設置された温湿度計７ａを有しない点と、性能劣化検出部９Ａの動作が性能劣化検出部９と異なる点である。本実施の形態は、温湿度計の数を１つにした場合でも、高精度で除湿性能を評価できることを特徴とする。
The difference from the configuration of the first embodiment described above is that the temperature /
なお、図１に示す実施の形態１と同じ構成および同じ動作については、ここでは詳細な説明を省略する。 Detailed description of the same configuration and the same operation as those of the first embodiment shown in FIG. 1 is omitted here.
図６は、本発明の実施の形態２に係る除湿素子劣化検出装置の動作を説明するフローチャートである。以下、図６に沿って実施の形態２に係る除湿素子劣化検出装置の動作を説明する。
FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the dehumidifying element deterioration detection apparatus according to
図６に示すように、まず、ステップＳ１１で、除湿素子５を直流電源６により所定時間（好ましくは１時間以上）通電運転する。上記の実施の形態１においては、５分以上の短時間の間、通電運転を行うと説明したが、本実施の形態２においては、上記の実施の形態１よりも長い時間の間、通電運転を行う。好ましくは、１〜２時間程度である。次に、その直後に、ステップＳ１２で、除湿素子５のインピーダンスＺと、電子機器筐体１の外部の温湿度を測定する。なお、除湿素子５を長時間の動作後に、これらの値を測定するのは、電子機器筐体１の内部の絶対水分量を限りなくゼロに近づけるためである。そのため、性能劣化の検出の精度を向上するためには、測定前の通電運転を十分長くすることが好ましい。すなわち、通電運転を行う所定時間は、電子機器筐体１の内部の絶対水分量が略ゼロになるのに十分な時間と定義される。ただし、測定直前に長時間にわたる通常の除湿素子５による除湿運転が行われていた場合は、測定のために長時間の通電運転を別途する必要はなく、通常の除湿運転直後に測定を実施することができる。
As shown in FIG. 6, first, in step S11, the
以下、ステップＳ１２の測定方法について説明する。
まず、性能劣化検出部９Ａにより、インピーダンス測定部８に除湿素子５のインピーダンス測定を実行する指令を出す。それに応じて、インピーダンス測定部８は、予め設定された固定周波数（１Ｈｚ以上）、印加電圧（１０ｍＶ程度）で、除湿素子５のインピーダンスを測定する。性能劣化検出部９は、インピーダンス測定部８より測定結果を受け取り、そのインピーダンス値をＺとして性能劣化検出部９に内蔵された記憶装置に保存する。
こうしてインピーダンスを測定した直後に、性能劣化検出部９は、電子機器筐体１の外部の温湿度を温湿度計７ｂにより測定する。
Hereinafter, the measurement method in step S12 will be described.
First, the performance deterioration detection unit 9A issues a command to perform impedance measurement of the
Immediately after the impedance is measured in this way, the performance deterioration detection unit 9 measures the temperature and humidity outside the
次に、ステップＳ１３において、性能劣化検出部９Ａは、温湿度計７ｂで測定した温湿度より電子機器筐体１の外部の絶対水分量Ｍｏｕｔを算出し、性能劣化検出部９Ａに内蔵された記憶装置（図示省略）に保存する。なお、絶対水分量Ｍｏｕｔの算出方法としては、上記の実施の形態１と同様の方法により算出すればよい。
Next, in step S13, the performance deterioration detection unit 9A calculates the absolute moisture amount M out outside the
図７は、電子機器筐体１に設置された除湿素子５を長時間通電運転した後での陽極面および陰極面に垂直な方向での固体電解質膜２の内部の絶対水分量の分布を示す図である。図７に示すように、除湿素子５を長時間通電運転した後の電子機器筐体１の内部の絶対水分量Ｍｉｎ’は除湿素子５の長期運転中の運転条件と電子機器筐体１に存在する通気穴１ａの面積に依存して変化する。なぜなら、長期運転中の通電電流が大きく、除湿能力が高ければＭｉｎ’は小さくなり、電子機器筐体１に存在する通気穴１ａの面積が大きければ、外気との湿度の交換量が増加するため、Ｍｉｎ’は増加するからである。除湿能力Ｐｗ（ｇ／ｈｒ）を有する除湿素子５を、通気穴１ａの面積がＳｌ（ｃｍ２）の電子機器筐体１に設置して使用する場合は、Ｍｉｎ’は、例えば、以下の式（７）で求めることができる。ここで、除湿能力とは、単位時間あたりに除湿できる水分量（重量）である。なお、除湿能力Ｐｗ（ｇ／ｈｒ）は、実際に測定して予め求めておいてもよいが、設計値を用いるようにしてもよい。また、通気穴１ａの面積Ｓｌ（ｃｍ２）は設計値を用いることとする。
FIG. 7 shows the distribution of the absolute moisture content inside the
ここで、Ｃ１（ｇ／ｃｍ３）、Ｃ２（ｇ／ｃｍ３）、Ｃ３（ｃｍ／ｈｒ）は、以下の式（７−１），（７−２），（７−３）を満たす。 Here, C 1 (g / cm 3 ), C 2 (g / cm 3 ), and C 3 (cm / hr) are expressed by the following equations (7-1), (7-2), (7-3) Meet.
Ｃ１ −１＝０．４２ （７−１）
Ｃ２ −１＝１９．２ （７−２）
Ｃ３＝０．２４ （７−３）
C 1 −1 = 0.42 (7-1)
C 2 −1 = 19.2 (7-2)
C 3 = 0.24 (7-3)
したがって、この場合の、上記の実施の形態１で示した式（５）で表される除湿素子５の固体電解質膜の絶対水分量Ｒは、以下の式（８）のように近似することができる。
Therefore, in this case, the absolute water content R of the solid electrolyte membrane of the
Ｒ＝（Ｍｉｎ’＋Ｍｏｕｔ）／２ （８） R = (M in '+ M out ) / 2 (8)
そこで、ステップＳ１４において、性能劣化検出部９Ａは、まず、上記の式（７）を用いて、電子機器筐体１の内部の絶対水分量Ｍｉｎ’を推定し、次に、上記の式（８）を用いて、推定したＭｉｎ’と、ステップＳ１３で求めた電子機器筐体１の外部の絶対水分量Ｍｏｕｔとに基づいて、除湿素子５の固体電解質膜２の内部の絶対水分量Ｒを算出する。
Therefore, in step S14, the performance deterioration detection unit 9A first estimates the absolute water content M in ′ inside the
次に、ステップＳ１５で、性能劣化検出部９Ａは、記憶装置から、ステップＳ１４で求めた絶対水分量Ｒにおけるインピーダンス参照値Ｚ０（すなわち、性能劣化のない除湿素子のインピーダンス値Ｚ０）を読み出し、ステップＳ１６で、上記の実施の形態１の動作と同様の方法により、性能劣化を行う。 Next, in step S15, the performance deterioration detection unit 9A reads the impedance reference value Z 0 (that is, the impedance value Z 0 of the dehumidifying element having no performance deterioration) in the absolute water content R obtained in step S14 from the storage device. In step S16, performance degradation is performed by the same method as the operation of the first embodiment.
以上のように、本実施の形態２に係る除湿素子劣化検出装置は、固体電解質膜２とその両側に設けられた陽極３及び陰極４とから構成された除湿素子５の性能劣化を検出する除湿素子劣化検出装置であって、除湿素子５の陰極４が接する空間に設置され、当該空間の温湿度を測定する温湿度計７ｂと、除湿素子５の陽極３及び陰極４に接続され、除湿素子５のインピーダンスＺを測定するインピーダンス測定部８と、温湿度計７ｂの測定値およびインピーダンス測定部８により測定された除湿素子５のインピーダンスＺの値を用いて、除湿素子５の性能劣化を検出する性能劣化検出部９Ａとを備えている。性能劣化検出部９Ａは、インピーダンス参照値Ｚ０として、性能劣化のない除湿素子のインピーダンス値を測定した測定結果を、当該測定を行った空間の絶対水分量ごとに予め記憶装置に記憶している。性能劣化検出部９Ａは、温湿度計７ｂの測定値に基づき陰極４が接する空間の絶対水分量Ｍｏｕｔを算出し、陰極４が接する空間の絶対水分量Ｍｏｕｔと除湿素子５の除湿能力とに基づき、陽極３が接する空間の絶対水分量Ｍｉｎ’を求め、陰極４が接する空間の絶対水分量Ｍｏｕｔと陽極３が接する空間の絶対水分量Ｍｉｎ’との平均値を、除湿素子５の周辺絶対水分量Ｒとし、当該周辺絶対水分量Ｒの値と同一の絶対水分量におけるインピーダンス参照値Ｚ０を読み出し、インピーダンス測定部８により測定された除湿素子５のインピーダンスＺの値と読みだしたインピーダンス参照値Ｚ０との比較により、除湿素子５の性能劣化を検出する構成とした。これにより、本実施の形態２に係る除湿素子劣化検出装置によると、ステップＳ１１の工程に時間がかかるため、性能劣化評価にかかる時間が長くなる場合があるが、温湿度計１つの構成で、実施の形態１と同様に、除湿素子５の劣化初期過程で起こる固体電解質膜２の特性変化の検出により性能低下を早期に検出することができ、周辺温湿度に依らず、高精度での性能評価が可能となる。
As described above, the dehumidifying element deterioration detecting apparatus according to the second embodiment detects the performance deterioration of the
実施の形態３．
図８は、本発明の実施の形態３に係る除湿素子劣化検出装置の構成を示す図である。本発明の実施の形態３に係る除湿素子劣化検出装置は、陽極３および陰極４と接続され、１Ｈｚ未満および１Ｈｚ以上の固定周波数での除湿素子５のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部８Ｂと、１Ｈｚ未満の周波数で測定したインピーダンス値により除湿素子５の絶対水分量を算出し、その値と同一の絶対水分量の空間で予め１Ｈｚ以上の周波数で測定し記憶された性能劣化のない除湿素子のインピーダンス値（以下、インピーダンス参照値とする。）と、評価時に１Ｈｚ以上の周波数で測定した除湿素子５のインピーダンス値との比較により、除湿素子５の性能劣化を検出する性能劣化検出部９Ｂとを有することを特徴とする。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a dehumidifying element deterioration detection device according to
上記の実施の形態１の構成との差異点は、１Ｈｚ未満の周波数と１Ｈｚ以上の周波数の２つの周波数領域における固定周波数でのインピーダンスを測定し、１Ｈｚ未満でのインピーダンス値により除湿素子５の絶対水分量を算出し、１Ｈｚ以上でのインピーダンス値により性能劣化を検出する点、性能劣化のない除湿素子のインピーダンス値を上記の１Ｈｚ以上の周波数で測定した測定結果を当該測定を行った空間の絶対水分量ごとにインピーダンス参照値Ｚ０として予め記憶している点、および、電子機器筐体１の内部および外部に設置された温湿度計７ａ、７ｂを有しない点であり、温湿度計を使用しなくても、高精度で除湿性能を評価できることを特徴とする。
The difference from the configuration of the first embodiment described above is that the impedance at a fixed frequency in two frequency regions of a frequency lower than 1 Hz and a frequency higher than 1 Hz is measured, and the absolute value of the
なお、図１に示す実施の形態１と同じ構成および同じ動作については、ここでは詳細な説明を省略する。 Detailed description of the same configuration and the same operation as those of the first embodiment shown in FIG. 1 is omitted here.
本実施の形態３におけるインピーダンス測定部８Ｂは、１Ｈｚ未満および１Ｈｚ以上の２つの周波数領域における２つ以上の固定周波数でのインピーダンスを測定できるものである必要がある。１Ｈｚ未満および１Ｈｚ以上の２つの周波数領域のそれぞれにおいて少なくとも１つの固定周波数でのインピーダンス測定ができればよい。ただし、１Ｈｚ未満の周波数については、インピーダンス測定時の除湿素子に流れる電流が直流電流と見なせるような条件となるように、可能な限り交流電圧の極性反転の遅い低周波数とし、具体的には０．１Ｈｚ程度とすることが好ましい。
The
図９は、実施の形態３に係る除湿素子劣化検出装置の動作を説明するフローチャートである。以下、図９に沿って実施の形態３に係る除湿素子劣化検出装置の動作を説明する。ここでは、簡単のため、１Ｈｚ未満および１Ｈｚ以上の２つの周波数領域のそれぞれにおいて１つの固定周波数を用いた場合について説明する。それぞれの周波数領域において２つ以上の固定周波数を用いた場合も、以下と同様の方法を用いることができる。
FIG. 9 is a flowchart for explaining the operation of the dehumidifying element deterioration detecting apparatus according to the third embodiment. Hereinafter, the operation of the dehumidifying element deterioration detection apparatus according to
まず、図９に示すように、ステップＳ２１で、性能劣化検出部９Ｂにより、インピーダンス測定部８Ｂに２つの固定周波数、すなわち、第１の周波数ｆａ（ｆａ＜１Ｈｚ）および第２の周波数ｆｂ（ｆｂ≧１Ｈｚ）における、除湿素子５のインピーダンスＺ(ｆａ)、Ｚ(ｆｂ)を測定する指令を出し、インピーダンス測定部８から測定結果を受け取る。
First, as shown in FIG. 9, in step S21, the performance
次に、ステップＳ２２で、性能劣化検出部９は、ステップＳ２１の測定結果のうちの、第１の周波数ｆａで測定したインピーダンスＺ（ｆａ）を用いて、下記の式（９）により、インピーダンス測定時に除湿素子５に流れる電流値Ｉを算出する。
Next, in step S22, the performance degradation detection unit 9 of the measurement results of step S21, by using the impedance measured at the first frequency f a Z (f a), by the following equation (9), A current value I flowing through the
Ｉ＝Ｖ／Ｚ(ｆａ) （９） I = V / Z (f a ) (9)
ここで、Ｖはインピーダンス測定部８においてインピーダンス測定時に除湿素子５に印加される交流電圧の電圧値である。第１の周波数ｆａは、１Ｈｚ未満の低周波数であり、交流電圧の極性反転は遅く直流電圧を印加した場合に近く、第１の周波数ｆａでのインピーダンス測定時の除湿素子５には電流値Ｉの直流電流が流れたと見なすことができる。すなわち、低周波数でのインピーダンス測定により、除湿素子に流れる直流電流の値を求めることができる。
Here, V is a voltage value of an AC voltage applied to the
次に、ステップＳ２３で、性能劣化検出部９Ｂは、ステップＳ２２で算出した上記の電流値Ｉを用いて、以下の式により固体電解質膜２の絶対水分量Ｒを求める。
Next, in step S23, the performance
Ｒ＝β×Ｉ （１０） R = β × I (10)
ここで、βは比例係数である。絶対水分量Ｒは除湿素子に流れる直流電流の値に比例すると考えられることから、所定の絶対水分量Ｒの空間に設置された除湿素子について、第１の周波数ｆａおよび電圧Ｖでインピーダンス測定をすることによりβを予め求めることができる。ただし、性能劣化の程度が進んだ場合にはβは変化すると考えられる。この影響のために、本実施の形態３では性能劣化が進んだ状態の検出の精度は低くなる可能性があるが、少なくとも、性能劣化の初期過程を高精度に検出することは可能であると考えられる。 Here, β is a proportionality coefficient. Since the absolute water content R is considered to be proportional to the value of the DC current flowing through the dehumidifier, the dehumidifier installed in a space of a predetermined absolute water amount R, the impedance measured at the first frequency f a and the voltage V By doing so, β can be obtained in advance. However, it is considered that β changes when the degree of performance deterioration progresses. Due to this influence, the detection accuracy of the state in which the performance deterioration has progressed may be low in the third embodiment, but at least it is possible to detect the initial process of the performance deterioration with high accuracy. Conceivable.
次に、ステップＳ２４で、ステップＳ２３で式（１０）により算出した固体電解質膜の絶対水分量Ｒと同一の絶対水分量の空間で、かつ、第２の周波数ｆｂで測定した、性能劣化のない除湿素子のインピーダンス参照値Ｚ０を、性能劣化検出部９Ｂの記憶装置（図示省略）より読み出し、ステップＳ２５で、実施の形態１の動作説明においてＺをＺ(ｆｂ)に読み替えることにより、実施の形態１の動作説明と同様の方法により性能劣化を評価する。
Next, in step S24, the absolute water content R of the same absolute water content of the space of the solid electrolyte membrane, which is calculated by the equation (10) in step S23, and was measured at a second frequency f b, the performance degradation The impedance reference value Z 0 of the dehumidifying element is read from the storage device (not shown) of the performance
以上のように、本実施の形態３に係る除湿素子劣化検出装置は、固体電解質膜２とその両側に設けられた陽極３及び陰極４とから構成された除湿素子５の性能劣化を検出する除湿素子劣化検出装置であって、除湿素子５の陽極３及び陰極４に接続され、１Ｈｚ未満の第１の周波数ｆａおよび１Ｈｚ以上の第２の周波数ｆｂで、除湿素子５のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部８Ｂと、インピーダンス測定部８Ｂにより測定された除湿素子５の２つのインピーダンスの値を用いて、除湿素子５の性能劣化を検出する性能劣化検出部９Ｂとから構成されている。性能劣化検出部９Ｂは、インピーダンス参照値Ｚ０として、性能劣化のない除湿素子のインピーダンス値を、第２の周波数ｆｂと同じ周波数で測定した測定結果を、当該測定を行った空間の絶対水分量ごとに予め記憶装置に記憶している。性能劣化検出部９Ｂは、第１の周波数ｆａで測定したインピーダンス値により除湿素子５の絶対水分量Ｒを算出し、絶対水分量Ｒの値と同一の絶対水分量の空間で第２の周波数ｆｂと同じ周波数で測定されたインピーダンス参照値Ｚ０を読み出し、インピーダンス測定部８Ｂにより第２の周波数ｆｂで測定された除湿素子５のインピーダンスＺ（ｆｂ）と、読みだしたインピーダンス参照値Ｚ０との比較により、除湿素子５の性能劣化を検出する構成とした。これにより、本実施の形態３に係る除湿素子劣化検出装置によると、温湿度計を用いることなく、周辺温湿度の変化による除湿素子のインピーダンスへの影響を低減して、周辺温湿度に依らず、高精度で除湿素子５の性能評価が可能となる。
As described above, the dehumidifying element deterioration detecting apparatus according to the third embodiment detects the performance deterioration of the
実施の形態４．
図１０は、実施の形態４に係る除湿素子劣化検出装置の構成を示す図である。実施の形態４に係る除湿素子劣化検出装置は、陽極３および陰極４と接続され、２つ以上の固定周波数で除湿素子５のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部８Ｃと、測定したインピーダンスの周波数依存性から性能劣化を検出する性能劣化検出部９Ｃとを有することを特徴とする。
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a dehumidifying element deterioration detection device according to
上記の実施の形態１の構成との差異点は、２つ以上の固定周波数でインピーダンス測定をする点、性能劣化検出部９が、性能劣化がない除湿素子のインピーダンスを２つ以上の異なる周波数で予め測定し、当該測定値から周波数変化によるインピーダンスの変化率を求め、インピーダンスの変化率の参照値Ｐ０として記憶している点、および、電子機器筐体１の内部および外部に設置された温湿度計７ａ、７ｂを有しない点であり、温湿度計を使用しなくても、高精度で除湿性能を評価できることを特徴とする。
The difference from the configuration of the first embodiment described above is that the impedance measurement is performed at two or more fixed frequencies, and the performance degradation detection unit 9 determines the impedance of the dehumidifying element without performance degradation at two or more different frequencies. Measurement is performed in advance, the rate of change of impedance due to frequency change is obtained from the measured value, and stored as a reference value P 0 of the rate of change of impedance, and temperatures installed inside and outside the
本実施の形態４におけるインピーダンス測定部８Ｃは、２つ以上の固定周波数におけるインピーダンスを測定できるものである必要がある。２つ以上の固定周波数のうち１つは１０Ｈｚであり、もう１つは１Ｈｚ以下または１００Ｈｚ以上であることが好ましい。
The
なお、図１に示す実施の形態１と同じ構成および同じ動作については、ここでは詳細な説明を省略する。 Detailed description of the same configuration and the same operation as those of the first embodiment shown in FIG. 1 is omitted here.
図１１は、実施の形態４に係る除湿素子劣化検出装置の動作を説明するフローチャートである。以下、図１１に沿って実施の形態４に係る除湿素子劣化検出装置の動作を説明する。ここでは、インピーダンス測定部８Ｃにおける２つ以上の固定周波数としては、簡単のため、２つの固定周波数を用いた場合について説明するが、３つ以上の固定周波数を用いた場合も、以下と同様の方法を用いることができる。
FIG. 11 is a flowchart for explaining the operation of the dehumidifying element deterioration detecting apparatus according to the fourth embodiment. Hereinafter, the operation of the dehumidifying element deterioration detection apparatus according to
以下では、２つの固定周波数の例として、第１の周波数を周波数ｆｃ（ｆｃ＝１０Ｈｚ）とし、第２の周波数を周波数ｆｄ（ｆｄ≦１Ｈｚまたはｆｄ≧１００Ｈｚ）として説明する。 Hereinafter, as an example of two fixed frequencies, the first frequency will be described as a frequency f c (f c = 10 Hz), and the second frequency will be described as a frequency f d (f d ≦ 1 Hz or f d ≧ 100 Hz).
まず、図１１に示すように、ステップＳ３１において、性能劣化検出部９Ｃは、インピーダンス測定部８Ｃに、２つの固定周波数、すなわち、第１の周波数ｆｃ（ｆｃ＝１０Ｈｚ）および第２の周波数ｆｄ（ｆｄ≦１Ｈｚまたはｆｄ≧１００Ｈｚ）における除湿素子５のインピーダンスＺ(ｆｃ)、Ｚ(ｆｄ)を測定する指令を出し、インピーダンス測定部８から測定結果を受け取る。
First, as shown in FIG. 11, in step S31, the performance
次に、ステップＳ３２において、性能劣化検出部９Ｃは、インピーダンス測定部８から受け取ったインピーダンスＺ(ｆｃ)、Ｚ(ｆｄ)を用いて、下記の式（１１）により、周波数変化によるインピーダンスの変化率Ｐを算出する。
Next, in step S32, the performance
Ｐ＝｜ｌｏｇＺ(ｆｃ)―ｌｏｇＺ(ｆｄ)｜／｜ｌｏｇｆｃ−ｌｏｇｆｄ｜ （１１） P = | logZ (f c ) −logZ (f d ) | / | logf c −logf d | (11)
インピーダンスＺ(ｆｃ)、Ｚ(ｆｄ)のそれぞれは、除湿素子５の周囲温湿度の影響を受けて変化する固体電解質膜２の絶対水分量により変化する。また、性能劣化が発生していない場合は、インピーダンスＺ(ｆｃ)、Ｚ(ｆｄ)は、固体電解質膜２の絶対水分量の変化量に応じていずれも等しく一定値だけインピーダンスが変化すると考えられる。一方、性能劣化が発生すると、水分解反応にかかわるインピーダンスおよび固体電解質膜２の導電特性の変化に応じて、２つのインピーダンスは周波数に応じてそれぞれ異なる値だけ変化すると考えられる。すなわち、性能劣化に伴ってインピーダンスの周波数依存性が変化すると考えられる。具体的には、図４より、除湿素子のインピーダンスの周波数依存性には１０Ｈｚ付近に変曲点があり、劣化に伴い、インピーダンスの変化率Ｐの値は、１０Ｈｚ以下では減少し、１０Ｈｚ以上では増大すると考えられる。
Each of the impedances Z (f c ) and Z (f d ) varies depending on the absolute moisture content of the
以上より、性能劣化評価時に測定したインピーダンスの変化率Ｐと、除湿素子５の設置直後に測定し性能劣化検出部９の記憶装置に保存された性能劣化がない除湿素子５での周波数変化によるインピーダンスの変化率の参照値Ｐ０とを比較することにより、除湿素子５の周辺温湿度変化の影響を低減して、性能劣化を検出できる。
From the above, the impedance change rate P measured at the time of performance deterioration evaluation, and the impedance due to the frequency change at the
そこで、ステップＳ３３において、性能劣化検出部９Ｃは、性能劣化評価時に測定したインピーダンスの変化率Ｐと、性能劣化検出部９の記憶装置に記憶されたインピーダンスの変化率の参照値Ｐ０とを比較することにより、除湿素子５の性能劣化を判定する。具体的には、Ｐ＝Ｐ０の時は性能劣化なし、Ｐ≠Ｐ０の時は性能劣化ありとして、除湿素子５の性能劣化を検出する。
Therefore, compared at step S33, the performance
（実施例２）
図１２は、第１の周波数ｆｃ＝１０Ｈｚ、および、第２の周波数ｆｄ＝０．１Ｈｚとして測定した除湿素子５のインピーダンスの変化率Ｐを示す図である。また、図１３は、第１の周波数ｆｃ＝１０Ｈｚ、および、第２の周波数ｆｄ＝１０００Ｈｚとして測定した除湿素子５のインピーダンスの変化率Ｐを示す図である。除湿素子としては、未使用品、除湿性能が１１％低下した劣化品、除湿性能が６２％低下した劣化品、および、除湿性能が８２％低下した劣化品を用いた。インピーダンス測定では、印加する交流電圧を１０ｍＶとした。
(Example 2)
FIG. 12 is a diagram illustrating the impedance change rate P of the
図１２に示すように、第２の周波数をｆｄ＝０．１Ｈｚとした場合には、性能劣化に伴いインピーダンスの変化率Ｐが減少した。一方、図１３に示すように、第２の周波数をｆｄ＝１０００Ｈｚとした場合には、性能劣化に伴いインピーダンスの変化率Ｐが増大した。図１２及び図１３のいずれにおいても、未使用品と性能劣化した除湿素子との間には、インピーダンスの変化率Ｐの値に差異が確認された。従って、本実施の形態４に係る除湿素子劣化検出装置により、性能劣化を検出できると考えられる。また、図１２の第２の周波数をｆｄ＝０．１Ｈｚとした場合の方が、未使用品と１１％性能劣化の間のインピーダンスの変化率Ｐの差異は明確となった。従って、２つの固定周波数ｆｃ（ｆｃ＝１０Ｈｚ）、ｆｄ（ｆｄ≦１Ｈｚまたはｆｄ≧１００Ｈｚ）としては、ｆｃ＝１０Ｈｚおよびｆｄ≦１Ｈｚとすることが好ましいと考えられる。 As shown in FIG. 12, when the second frequency was set to f d = 0.1 Hz, the impedance change rate P decreased with the performance deterioration. On the other hand, as shown in FIG. 13, when the second frequency was set to f d = 1000 Hz, the impedance change rate P increased with the performance deterioration. 12 and 13, a difference in the impedance change rate P was confirmed between the unused product and the dehumidified element whose performance was deteriorated. Therefore, it is considered that the performance degradation can be detected by the dehumidifying element degradation detection device according to the fourth embodiment. In addition, when the second frequency in FIG. 12 was set to f d = 0.1 Hz, the difference in the impedance change rate P between the unused product and 11% performance deterioration became clear. Therefore, it is considered that it is preferable to set f c = 10 Hz and f d ≦ 1 Hz as the two fixed frequencies f c (f c = 10 Hz) and f d (f d ≦ 1 Hz or f d ≧ 100 Hz).
以上のように、本実施の形態４に係る除湿素子劣化検出装置は、固体電解質膜２とその両側に設けられた陽極３及び陰極４とから構成された除湿素子５の性能劣化を検出する除湿素子劣化検出装置であって、除湿素子５の陽極３及び陰極４に接続され、２つ以上の異なる周波数で除湿素子５のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部８Ｃと、インピーダンス測定部８Ｃにより２つ以上の異なる周波数で測定された除湿素子５の２以上のインピーダンスの値を用いて、周波数変化によるインピーダンスの変化率Ｐを求め、測定したインピーダンスの周波数依存性に基づいて、除湿素子５の性能劣化を検出する性能劣化検出部９とを備える構成とした。なお、本実施の形態では、性能劣化検出部９が、性能劣化がない除湿素子のインピーダンスを２つ以上の異なる周波数で予め測定し、当該測定値から周波数変化によるインピーダンスの変化率を求め、インピーダンスの変化率の参照値Ｐ０として記憶しており、インピーダンス測定部８Ｃで測定したインピーダンスの値から求めたインピーダンスの変化率Ｐと、記憶装置に記憶されたインピーダンスの変化率の参照値Ｐ０とを比較することにより、それらの一致性に基づいて、除湿素子５の性能劣化を検出する。当該構成により、本実施の形態４に係る除湿素子劣化検出装置によると、温湿度計を用いることなく、周辺温湿度の変化による除湿素子のインピーダンスへの影響を低減して、周辺温湿度に依らず、高精度での除湿素子５の性能評価が可能となる。
As described above, the dehumidifying element deterioration detecting apparatus according to the fourth embodiment detects the performance deterioration of the
実施の形態５．
図１４は、実施の形態５に係る除湿素子劣化検出装置の構成を示す図である。実施の形態５に係る除湿素子劣化検出装置は、陽極３および陰極４と接続され、３つ以上の固定周波数で除湿素子５のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部８Ｄと、インピーダンスの周波数依存性における変曲点の有無により性能劣化を検出する性能劣化検出部９Ｄとを有することを特徴とする。
FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of a dehumidifying element deterioration detection device according to
上記の実施の形態１の構成との差異点は、インピーダンスの周波数依存性における変曲点の有無により性能劣化を検出する点、電子機器筐体１の内部および外部に設置された温湿度計７ａ、７ｂを有しない点であり、温湿度計を使用しなくても、高精度で除湿性能を評価できることを特徴とする。
The difference from the configuration of the first embodiment described above is that performance degradation is detected by the presence or absence of an inflection point in the frequency dependence of impedance, and a
本実施の形態５におけるインピーダンス測定部８Ｄは、３つ以上の固定周波数におけるインピーダンスを測定できるものである必要がある。図４より除湿素子のインピーダンスの周波数依存性における変曲点は周波数１〜１０Ｈｚ付近に存在すると考えられることから、変曲点の有無を高精度に検出するためには、３つの固定周波数、すなわち、第１、第２、第３の周波数ｆｅ、ｆｆ、ｆｇ（ｆｅ＜ｆｆ＜ｆｇ、単位：Ｈｚ）の間には、以下の式が成り立つようにすることが好ましい。
The
１００×ｆｅ≦ｆｆ （１２）
１≦ｆｆ≦１０ （１３）
１００×ｆｆ≦ｆｇ （１４）
100 × f e ≦ f f (12)
1 ≦ f f ≦ 10 (13)
100 × f f ≦ f g (14)
３つ以上の固定周波数の場合には、その１組の周波数に含まれる少なくとも３つの固定周波数について上記の式（１２）〜（１４）が満たされることが好ましい。 In the case of three or more fixed frequencies, it is preferable that the above equations (12) to (14) are satisfied for at least three fixed frequencies included in the set of frequencies.
なお、図１に示す実施の形態１と同じ構成および同じ動作については、ここでは詳細な説明を省略する。 Detailed description of the same configuration and the same operation as those of the first embodiment shown in FIG. 1 is omitted here.
図１５は、実施の形態５に係る除湿素子劣化検出装置の動作を説明するフローチャートである。以下、図１５に沿って実施の形態５に係る除湿素子劣化検出装置の動作を説明する。ここでは、インピーダンス測定部８Ｄにおける３つ以上の固定周波数としては、簡単のため、３つの固定周波数、第１〜第３の周波数を用いた場合について説明する。４つ以上の固定周波数を用いた場合も、以下と同様の方法を用いることができる。
FIG. 15 is a flowchart for explaining the operation of the dehumidifying element deterioration detecting apparatus according to the fifth embodiment. Hereinafter, the operation of the dehumidifying element deterioration detection apparatus according to
図１５に示すように、まず、ステップＳ４１で、性能劣化検出部９Ｄは、インピーダンス測定部８に式（１２）〜式（１４）を満たす３つの固定周波数ｆｅ、ｆｆ、ｆｇにおける除湿素子５のインピーダンスＺ(ｆｅ)、Ｚ(ｆｆ)、Ｚ(ｆｇ)を測定する指令を出し、インピーダンス測定部８Ｄから測定結果を受け取る。
As shown in FIG. 15, first, in step S41, the performance
次に、ステップＳ４２で、性能劣化検出部９Ｄは、インピーダンス測定部８Ｄから受け取ったインピーダンスＺ（ｆｅ）、Ｚ（ｆｆ）、Ｚ（ｆｇ）を用いて、以下の式（１５），（１６）により、周波数変化によるインピーダンスの変化率Ｐ１およびＰ２を算出する。
Next, in step S42, the performance
Ｐ１＝｜ｌｏｇＺ(ｆｆ)―ｌｏｇＺ(ｆｅ)｜／｜ｌｏｇｆｆ−ｌｏｇｆｅ｜ （１５）
Ｐ２＝｜ｌｏｇＺ(ｆｇ)―ｌｏｇＺ(ｆｆ)｜／｜ｌｏｇｆｇ−ｌｏｇｆｆ｜ （１６）
P 1 = | logZ (f f ) −log Z (f e ) | / | logf f −logf e | (15)
P 2 = | logZ (f g ) -logZ (f f) | / | logf g -logf f | (16)
なお、インピーダンスの変化率Ｐ１は、上記の式（１５）に示す通り、第１の周波数と第２の周波数で測定したインピーダンスＺ（ｆｅ）、Ｚ（ｆｆ）を用いて、算出されている。また、インピーダンスの変化率Ｐ２は、上記の式（１６）に示す通り、第２の周波数と第３の周波数で測定したインピーダンスＺ（ｆｆ）、Ｚ（ｆｇ）を用いて、算出されている。なお、この場合に限らず、第１の周波数および第３の周波数で測定したインピーダンスＺ（ｆｅ）、Ｚ（ｆｇ）を用いて、周波数変化によるインピーダンスの変化率を求めるようにしてもよい。このように、本実施の形態５においては、インピーダンス測定部８Ｄにより３つ以上の異なる周波数で測定された除湿素子５の３以上のインピーダンスの値の中から、重複しない２以上のインピーダンスの値を含む組を少なくとも２つ生成し、各組ごとに周波数変化によるインピーダンスの変化率を求め、それらのインピーダンスの変化率の一致性により、除湿素子５の性能劣化を検出する。
The impedance change rate P 1 is calculated using the impedances Z (f e ) and Z (f f ) measured at the first frequency and the second frequency as shown in the above equation (15). ing. The impedance change rate P 2 is calculated using the impedances Z (f f ) and Z (f g ) measured at the second frequency and the third frequency, as shown in the above equation (16). ing. Note that the present invention is not limited to this case, and the impedance change rate due to the frequency change may be obtained using the impedances Z (f e ) and Z (f g ) measured at the first frequency and the third frequency. . As described above, in the fifth embodiment, two or more impedance values that do not overlap among three or more impedance values of the
図４より、性能劣化のない未使用品の除湿素子のインピーダンスの周波数依存性には、１〜１０Ｈｚ付近に変曲点があり、式（１１）の周波数変化によるインピーダンスの変化率は１〜１０Ｈｚ前後で変化することがわかる。一方、劣化の進んだ８２％性能低下した除湿素子では変曲点がなく、式（１１）の周波数変化によるインピーダンスの変化率は１〜１０Ｈｚの前後で変化しないことがわかる。 From FIG. 4, there is an inflection point in the vicinity of 1 to 10 Hz in the frequency dependence of the impedance of an unused dehumidifying element with no performance deterioration, and the rate of change in impedance due to the frequency change in Equation (11) is 1 to 10 Hz. It turns out that it changes before and after. On the other hand, in the dehumidifying element whose performance has been deteriorated by 82%, there is no inflection point, and it can be seen that the rate of change in impedance due to the frequency change in Equation (11) does not change around 1 to 10 Hz.
１Ｈｚ以下の低周波数でのインピーダンス測定では、交流電圧の極性反転が遅く、直流電流に近い特性が現れており、水分解反応に関わるインピーダンスが検出されていると考えられる。一方、１Ｈｚよりも周波数が大きくなると、交流電圧の極性反転が速いため、除湿素子の固体電解質膜の導電特性に関わるインピーダンスが検出されていると考えられる。性能劣化のない未使用品の除湿素子では、これらの周波数範囲の違いにより抽出される除湿素子のインピーダンス特性の差異が明確であるため、１〜１０Ｈｚ付近に変曲点が現れると考えられる。一方、性能劣化が進んだ除湿素子では、水分解反応性の低下および固体電解質膜の導電性の低下によりインピーダンスが全周波数にわたって増大したと考えられる。特に、水分解反応性の低下により、除湿素子は水分解反応等を生じることのない単純な電極と固体電解質膜とからなる系となったと考えられる。このような単純な電極と固体電解質膜とからなる系でインピーダンス測定により抽出される特性は、固体電解質膜の導電特性のみであると考えられる。その結果、性能劣化のない未使用品の除湿素子において周波数範囲の違いにより抽出されるようなインピーダンス特性の差異は検出されず、性能劣化の進んだ除湿素子で抽出されるインピーダンス特性は固体電解質膜の導電特性のみとなり変曲点が消失したと考えられる。 In the impedance measurement at a low frequency of 1 Hz or less, the polarity inversion of the AC voltage is slow and a characteristic close to a direct current appears, and it is considered that the impedance related to the water splitting reaction is detected. On the other hand, when the frequency is higher than 1 Hz, the polarity reversal of the AC voltage is fast, and it is considered that the impedance related to the conductive characteristics of the solid electrolyte membrane of the dehumidifying element is detected. In an unused product dehumidifying element with no performance deterioration, the difference in impedance characteristics of the dehumidifying element extracted due to the difference in frequency range is clear, so that an inflection point appears in the vicinity of 1 to 10 Hz. On the other hand, in the dehumidifying element whose performance deterioration has progressed, it is considered that the impedance increased over the entire frequency due to the decrease in water splitting reactivity and the decrease in the conductivity of the solid electrolyte membrane. In particular, it is considered that the dehumidifying element has become a system composed of a simple electrode and a solid electrolyte membrane that does not cause a water splitting reaction or the like due to a decrease in water splitting reactivity. The characteristic extracted by impedance measurement in such a system composed of a simple electrode and a solid electrolyte membrane is considered to be only the conductive characteristic of the solid electrolyte membrane. As a result, the difference in impedance characteristics extracted by the difference in frequency range is not detected in unused dehumidification elements that have no performance degradation, and the impedance characteristics extracted by the dehumidification elements with advanced performance degradation are solid electrolyte membranes. It is considered that the inflection point disappeared due to only the conductive characteristics.
以上にように、性能劣化前は変曲点が存在するが、劣化に伴い変曲点がなくなると考えられる。すなわち、除湿素子のインピーダンスの周波数依存性において、変曲点がある場合は性能劣化なし、変曲点がない場合は性能劣化ありというように、変曲点の有無により性能劣化の有無を評価できると考えられる。 As described above, an inflection point exists before the performance deterioration, but it is considered that the inflection point disappears with the deterioration. That is, in the frequency dependence of the impedance of the dehumidifying element, it is possible to evaluate the presence or absence of performance deterioration based on the presence or absence of an inflection point, such as no performance degradation when there is an inflection point, and performance degradation when there is no inflection point. it is conceivable that.
除湿素子のインピーダンスの周波数依存性における変曲点の有無は、式（１５）、（１６）で求めたＰ１およびＰ２の一致性により判定できると考えられる。すなわち、Ｐ１≠Ｐ２の場合は変曲点あり（性能劣化なし）、Ｐ１＝Ｐ２の場合は変曲点なし（性能劣化あり）と判定できる。 It can be considered that the presence or absence of an inflection point in the frequency dependence of the impedance of the dehumidifying element can be determined by the coincidence of P 1 and P 2 obtained by the equations (15) and (16). That is, when P 1 ≠ P 2 , it can be determined that there is an inflection point (no performance degradation), and when P 1 = P 2 there is no inflection point (with performance degradation).
そこで、ステップＳ４３で、性能劣化検出部９は、以上のメカニズムを用いて、ステップＳ４２で式（１５）、（１６）により算出したＰ１およびＰ２を用いて、それらの一致性により性能劣化を検出する。具体的には、Ｐ１≠Ｐ２の場合は性能劣化なし、Ｐ１＝Ｐ２の場合は性能劣化ありとして性能劣化を検出する。 Therefore, in step S43, the performance deterioration detection unit 9 uses the above mechanism and uses P 1 and P 2 calculated by equations (15) and (16) in step S42, and the performance deterioration due to their coincidence. Is detected. Specifically, when P 1 ≠ P 2 , there is no performance degradation, and when P 1 = P 2 , performance degradation is detected as having performance degradation.
なお、下記の実施例３で示すように、Ｐ１とＰ２との値が全く同じでなくても、許容範囲内であれば、変曲点なし（性能劣化あり）と判定できるようにしてもよい。すなわち、Ｐ１とＰ２との一致性に許容範囲γを設定（γは、検出される性能劣化の度合いに合わせて適宜設定）し、Ｐ１とＰ２との差が許容範囲γ内であれば、変曲点なし（性能劣化あり）と判定できるようにしてもよい。すなわち、｜Ｐ１−Ｐ２｜≦γのときに、変曲点なし（性能劣化あり）、｜Ｐ１−Ｐ２｜＞γの場合は変曲点あり（性能劣化なし）と判定するようにしてもよい。 As shown in Example 3 below, it is possible to determine that there is no inflection point (with performance degradation) if the values of P 1 and P 2 are not exactly the same but are within an allowable range. Also good. That is, an allowable range γ is set for coincidence between P 1 and P 2 (γ is appropriately set according to the degree of detected performance degradation), and the difference between P 1 and P 2 is within the allowable range γ. If there is, it may be determined that there is no inflection point (with performance degradation). That is, when | P 1 −P 2 | ≦ γ, it is determined that there is no inflection point (with performance degradation), and when | P 1 −P 2 |> γ, there is an inflection point (no performance degradation). It may be.
（実施例３）
図１６は、３つの固定周波数としての第１〜第３の周波数を、それぞれ、ｆｅ＝０．１Ｈｚ、ｆｆ＝１０Ｈｚ、ｆｇ＝１０００Ｈｚとして測定した除湿素子のインピーダンスの変化率Ｐ１とＰ２の差（Ｐ１―Ｐ２）を示す図である。除湿素子としては、未使用品、除湿性能が１１％低下した劣化品、除湿性能が６２％低下した劣化品、および、除湿性能が８２％低下した劣化品を用いた。インピーダンス測定では、印加する交流電圧を１０ｍＶとした。
(Example 3)
FIG. 16 shows the rate of change P 1 of the impedance of the dehumidifying element when the first to third frequencies as three fixed frequencies are measured as f e = 0.1 Hz, f f = 10 Hz, and f g = 1000 Hz, respectively. is a diagram illustrating the difference between P 2 (P 1 -P 2) . As the dehumidifying element, an unused product, a deteriorated product whose dehumidifying performance was reduced by 11%, a deteriorated product whose dehumidifying performance was reduced by 62%, and a deteriorated product whose dehumidifying performance was reduced by 82% were used. In the impedance measurement, the applied AC voltage was 10 mV.
図１６に示すように、性能劣化に伴いインピーダンスの変化率の差（Ｐ１―Ｐ２）は小さくなる傾向が確認された。これにより、Ｐ１とＰ２の一致性により、性能劣化を検出できると考えられる。１１％性能劣化では（Ｐ１―Ｐ２）≒０．２となっていることから、１１％以上の性能劣化を検出するためには、Ｐ１＝Ｐ２＋ｄ（ｄ＝０．２）となった時に性能劣化ありと判定すればよい。また、ｄの値により、検出される性能劣化の度合いを設定することができる。例えば、ｄ＝０．０５とした時は、性能劣化が６２％に至った場合を検出できると考えられる。 As shown in FIG. 16, it was confirmed that the difference in impedance change rate (P 1 −P 2 ) tends to decrease as performance deteriorates. Thereby, it is considered that the performance deterioration can be detected by the coincidence of P 1 and P 2 . Since 11% performance degradation is (P 1 −P 2 ) ≈0.2, in order to detect 11% or more performance degradation, P 1 = P 2 + d (d = 0.2) It may be determined that there is performance degradation when Further, the degree of performance degradation detected can be set by the value of d. For example, when d = 0.05, it is considered that the case where the performance deterioration reaches 62% can be detected.
以上のように、本実施の形態５に係る除湿素子劣化検出装置は、固体電解質膜２とその両側に設けられた陽極３及び陰極４とから構成された除湿素子５の性能劣化を検出する除湿素子劣化検出装置であって、除湿素子５の陽極３及び陰極４に接続され、３つ以上の異なる周波数で除湿素子５のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部８Ｄと、インピーダンス測定部８Ｄにより上記の３つ以上の異なる周波数で測定された除湿素子５のインピーダンスの値の中から、重複しない２以上のインピーダンスの値を含む組を少なくとも２つ生成し、各組ごとに周波数変化によるインピーダンスの変化率を求め、それらのインピーダンスの変化率を比較し、それらの一致性に基づいて、除湿素子５の性能劣化を検出する性能劣化検出部とを備えた構成とした。当該構成により、本実施の形態５に係る除湿素子劣化検出装置によると、温湿度計を用いることなく、周辺温湿度の変化による除湿素子のインピーダンスへの影響を低減して、周辺温湿度に依らず、高精度での性能評価が可能となる。
As described above, the dehumidifying element deterioration detecting apparatus according to the fifth embodiment detects the performance deterioration of the
実施の形態６．
図１７は、実施の形態６に係る除湿素子劣化検出装置の構成を示す図である。実施の形態６に係る除湿素子劣化検出装置は、メンテナンス時などに電子機器筐体１から取り外した除湿素子５の性能劣化を検出するための装置であって、内部絶対水分量が制御され、内部に性能劣化検出対象の除湿素子５が設置される密閉容器１０と、除湿素子５の陽極３と陰極４と接続され、１Ｈｚ以上の固定周波数での除湿素子５のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部８と、インピーダンス測定部８により測定した除湿素子５のインピーダンスＺの値と、絶対水分量が制御された密閉容器１０の内部に設置された性能劣化のない除湿素子について１Ｈｚ以上の固定周波数で予め測定して性能劣化検出部９に記憶されたインピーダンス参照値Ｚ０との比較により、除湿素子５の性能劣化を検出する性能劣化検出部９とを有する。
FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration of a dehumidifying element deterioration detection device according to
密閉容器１０は、絶対水分量が既知の気体または液体により内部が満たされている。密閉容器１０の内部の気体または液体中には、除湿素子５の性能劣化を引き起こすＮａやＭｇ等のイオンなどの不純物が含まれていないことが好ましい。具体的には、気体としてはある一定量だけ純水を含む窒素ガス、液体としては純水などを用いることができる。密閉容器１０の材質としては、水分が容器を透過して内部の絶対水分量が変化することを防ぐために、金属製（例えば、ＳＵＳ製）とすることが好ましい。
The inside of the sealed
他の構成については、実施の形態１と同様のものを用いることができる。また、それに限らず、実施の形態２〜５で示した除湿素子劣化検出装置の構成を適用してもよい。
Other configurations can be the same as those in the first embodiment. In addition, the configuration of the dehumidifying element deterioration detection device described in
次に、本実施の形態６にかかる除湿素子劣化検出装置の動作について説明する。
まず、除湿素子５を電子機器筐体１から取り外し、密閉容器１０の内部に入れる。性能劣化検出部９から、インピーダンス測定部８に、除湿素子５のインピーダンスＺを測定する指令が出される。これにより、予め設定された固定周波数（１Ｈｚ以上）および印加電圧（１０ｍＶ程度）により、除湿素子５のインピーダンスＺが測定される。この時、密閉容器１０の内部空間の絶対水分量は一定であるため、除湿素子５の固体電解質膜２の導電特性を高精度に測定することができる。性能劣化検出部９の記憶装置（図示省略）には、性能劣化のない除湿素子について上記と同一の内部絶対水分量の密閉容器内で、同一の固定周波数、同一の印加電圧で測定したインピーダンス参照値Ｚ０のデータが予め保存されている。性能劣化検出部９は、インピーダンス測定部８からインピーダンスＺを受け取り、インピーダンスＺとインピーダンス参照値Ｚ０の比較により性能劣化を検出する。具体的には、Ｚ＝Ｚ０の時は性能劣化なし、Ｚ＞Ｚ０の時は性能劣化ありとして性能劣化を検出できる。
Next, the operation of the dehumidifying element deterioration detecting apparatus according to the sixth embodiment will be described.
First, the
以上のように、本実施の形態６に係る除湿素子劣化検出装置は、メンテナンス時などに電子機器筐体１から取り外された除湿素子５の性能劣化を検出する除湿素子劣化検出装置であって、当該除湿素子５は、固体電解質膜２とその両側に設けられた陽極３及び陰極４とから構成された除湿素子５の性能劣化を検出する除湿素子劣化検出装置であって、内部絶対水分量が制御され、内部に前記除湿素子を設置する密閉容器１０と、除湿素子５の陽極３と陰極４と接続され、１Ｈｚ以上の固定周波数での除湿素子５のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部８と、絶対水分量が制御された密閉容器１０の内部に設置された性能劣化のない除湿素子５について１Ｈｚ以上の固定周波数で予めインピーダンスを測定した測定結果をインピーダンス参照値として予め記憶し、インピーダンス測定部８により測定した除湿素子５のインピーダンスＺと予め記憶されたインピーダンス参照値Ｚ０との比較により、除湿素子５の性能劣化を検出する。これにより、除湿素子５を絶対水分量を制御した空間（密閉容器１０）に設置して、１Ｈｚ以上の周波数でインピーダンス測定することにより、除湿素子５のインピーダンス値への周辺温湿度変化による影響を取り除き、高精度に性能劣化の有無を検出することができる。
As described above, the dehumidifying element deterioration detecting apparatus according to the sixth embodiment is a dehumidifying element deterioration detecting apparatus that detects performance deterioration of the
なお、本発明は、上記実施の形態１〜６の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。 In addition, this invention is not limited to description of the said Embodiments 1-6 at all. Various modifications may be included in the present invention as long as those skilled in the art can easily conceive without departing from the description of the scope of claims.
１ 電子機器筐体、１ａ 通気穴、２ 固体電解質膜、３ 陽極、４ 陰極、５ 除湿素子、６ 直流電源、７ａ 温湿度計、７ｂ 温湿度計、８，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ インピーダンス測定部、９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ 性能劣化検出部、１０ 密閉容器。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記除湿素子の前記陽極及び前記陰極が接する空間にそれぞれ設置され、それらの空間の温湿度をそれぞれ測定する２つの温湿度計と、
前記除湿素子の前記陽極及び前記陰極に接続され、前記除湿素子のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、
前記２つの温湿度計により測定された前記温湿度の測定値および前記インピーダンス測定部により測定された前記除湿素子のインピーダンスの値を用いて、前記除湿素子の性能劣化を検出する性能劣化検出部と
を備え、
前記性能劣化検出部は、
インピーダンス参照値として、性能劣化のない除湿素子のインピーダンス値を測定した測定結果を、当該測定を行った空間の絶対水分量ごとに予め記憶し、
前記２つの温湿度計の前記測定値に基づき、前記陽極および前記陰極が接する２つの空間の絶対水分量を算出し、それらの絶対水分量の平均値を前記除湿素子の周辺絶対水分量とし、
当該周辺絶対水分量の値と同一の絶対水分量における前記インピーダンス参照値を読み出し、
前記インピーダンス測定部により測定された前記除湿素子のインピーダンスの値と、読みだした前記インピーダンス参照値との比較により、前記除湿素子の性能劣化を検出する
除湿素子劣化検出装置。 A dehumidifying element deterioration detection device for detecting performance deterioration of a dehumidifying element composed of a solid electrolyte membrane and an anode and a cathode provided on both sides thereof,
Two thermohygrometers installed in spaces where the anode and the cathode of the dehumidifying element are in contact with each other and measuring the temperature and humidity of those spaces,
An impedance measuring unit connected to the anode and the cathode of the dehumidifying element and measuring the impedance of the dehumidifying element;
A performance deterioration detecting unit for detecting performance deterioration of the dehumidifying element using the measured value of the temperature and humidity measured by the two thermohygrometers and the impedance value of the dehumidifying element measured by the impedance measuring unit; With
The performance deterioration detection unit is
As the impedance reference value, the measurement result obtained by measuring the impedance value of the dehumidifying element without performance degradation is stored in advance for each absolute moisture content of the space where the measurement is performed,
Based on the measured values of the two thermo-hygrometers, the absolute moisture content of the two spaces where the anode and the cathode are in contact is calculated, and the average value of the absolute moisture content is taken as the absolute moisture content around the dehumidifying element,
Read the impedance reference value at the same absolute moisture content as the surrounding absolute moisture content,
A dehumidifying element deterioration detection device that detects performance deterioration of the dehumidifying element by comparing the impedance value of the dehumidifying element measured by the impedance measuring unit with the read impedance reference value.
前記除湿素子の前記陰極が接する空間に設置され、前記空間の温湿度を測定する温湿度計と、
前記除湿素子の前記陽極及び前記陰極に接続され、前記除湿素子のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、
前記温湿度計により測定された前記温湿度の測定値および前記インピーダンス測定部により測定された前記除湿素子のインピーダンスの値を用いて、前記除湿素子の性能劣化を検出する性能劣化検出部と
を備え、
前記性能劣化検出部は、
インピーダンス参照値として、性能劣化のない除湿素子のインピーダンス値を測定した測定結果を、当該測定を行った空間の絶対水分量ごとに予め記憶し、
前記温湿度計の前記測定値に基づき前記陰極が接する空間の絶対水分量を算出し、
当該陰極が接する空間の絶対水分量と前記除湿素子の除湿能力とに基づき、前記陽極が接する空間の絶対水分量を算出し、
前記陰極が接する空間の絶対水分量と前記陽極が接する空間の絶対水分量との平均値を、前記除湿素子の周辺絶対水分量とし、
当該周辺絶対水分量の値と同一の絶対水分量における前記インピーダンス参照値を読み出し、
前記インピーダンス測定部により測定された前記除湿素子のインピーダンスの値と、読みだした前記インピーダンス参照値との比較により、前記除湿素子の性能劣化を検出する
除湿素子劣化検出装置。 A dehumidifying element deterioration detection device for detecting performance deterioration of a dehumidifying element composed of a solid electrolyte membrane and an anode and a cathode provided on both sides thereof,
A thermo-hygrometer installed in a space where the cathode of the dehumidifying element is in contact, and measuring the temperature and humidity of the space;
An impedance measuring unit connected to the anode and the cathode of the dehumidifying element and measuring the impedance of the dehumidifying element;
A performance deterioration detection unit that detects performance deterioration of the dehumidifying element using the measured value of the temperature and humidity measured by the thermohygrometer and the impedance value of the dehumidifying element measured by the impedance measuring unit; ,
The performance deterioration detection unit is
As the impedance reference value, the measurement result obtained by measuring the impedance value of the dehumidifying element without performance degradation is stored in advance for each absolute moisture content of the space where the measurement is performed,
Based on the measured value of the thermo-hygrometer, calculate the absolute moisture content of the space in contact with the cathode,
Based on the absolute moisture content of the space in contact with the cathode and the dehumidifying capacity of the dehumidifying element, the absolute moisture content of the space in contact with the anode is calculated,
The average value of the absolute moisture content of the space in contact with the cathode and the absolute moisture content of the space in contact with the anode is the absolute moisture content around the dehumidifying element,
Read the impedance reference value at the same absolute moisture content as the surrounding absolute moisture content,
A dehumidifying element deterioration detection device that detects performance deterioration of the dehumidifying element by comparing the impedance value of the dehumidifying element measured by the impedance measuring unit with the read impedance reference value.
請求項１または２に記載の除湿素子劣化検出装置。 The dehumidifying element deterioration detection apparatus according to claim 1 or 2, wherein the frequency of the alternating voltage applied to the dehumidifying element is 1 Hz or more during impedance measurement in the impedance measuring unit.
前記除湿素子の前記陽極及び前記陰極に接続され、１Ｈｚ未満の第１の周波数および１Ｈｚ以上の第２の周波数で、前記除湿素子のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、
前記インピーダンス測定部により測定された前記除湿素子の２つのインピーダンスの値を用いて、前記除湿素子の性能劣化を検出する性能劣化検出部と
を備え、
前記性能劣化検出部は、
インピーダンス参照値として、性能劣化のない除湿素子のインピーダンス値を、前記第２の周波数と同一の周波数で測定した測定結果を、当該測定を行った空間の絶対水分量ごとに予め記憶し、
前記第１の周波数で測定したインピーダンス値に基づいて前記除湿素子の絶対水分量を算出し、
当該絶対水分量の値と同一の絶対水分量の空間で前記第２の周波数と同じ周波数で測定された前記インピーダンス参照値を読み出し、
前記インピーダンス測定部により前記第２の周波数で測定された前記除湿素子のインピーダンスの値と、読みだした前記インピーダンス参照値との比較により、前記除湿素子の性能劣化を検出する
除湿素子劣化検出装置。 A dehumidifying element deterioration detection device for detecting performance deterioration of a dehumidifying element composed of a solid electrolyte membrane and an anode and a cathode provided on both sides thereof,
An impedance measuring unit connected to the anode and the cathode of the dehumidifying element and measuring the impedance of the dehumidifying element at a first frequency of less than 1 Hz and a second frequency of 1 Hz or more;
A performance degradation detection unit that detects performance degradation of the dehumidification element using two impedance values of the dehumidification element measured by the impedance measurement unit;
The performance deterioration detection unit is
As the impedance reference value, the measurement result of the impedance value of the dehumidifying element having no performance deterioration measured at the same frequency as the second frequency is stored in advance for each absolute moisture content of the space where the measurement is performed,
Calculating the absolute moisture content of the dehumidifying element based on the impedance value measured at the first frequency;
Read the impedance reference value measured at the same frequency as the second frequency in the same absolute moisture space as the absolute moisture value,
A dehumidifying element deterioration detection device that detects performance deterioration of the dehumidifying element by comparing the impedance value of the dehumidifying element measured at the second frequency by the impedance measuring unit and the read impedance reference value.
内部絶対水分量が制御された密閉容器と、
前記密閉容器の内部に設置された前記除湿素子の前記陽極と前記陰極とに接続され、１Ｈｚ以上の固定周波数で前記除湿素子のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、
前記インピーダンス測定部により測定された前記除湿素子のインピーダンスの値を用いて、前記除湿素子の性能劣化を検出する性能劣化検出部と
を備え、
前記性能劣化検出部は、
インピーダンス参照値として、性能劣化のない除湿素子を前記密閉容器の内部に設置し、当該除湿素子のインピーダンス値を前記固定周波数と同一の周波数で測定した測定結果を予め記憶し、
前記インピーダンス測定部により測定した前記除湿素子のインピーダンス値と予め記憶された前記インピーダンス参照値との比較により、前記除湿素子の性能劣化を検出する性能劣化検出器と
を備えた除湿素子劣化検出装置。 A dehumidifying element deterioration detection device for detecting performance deterioration of a dehumidifying element composed of a solid electrolyte membrane and an anode and a cathode provided on both sides thereof,
A sealed container with controlled internal absolute moisture content,
An impedance measuring unit that is connected to the anode and the cathode of the dehumidifying element installed inside the sealed container and measures the impedance of the dehumidifying element at a fixed frequency of 1 Hz or more;
Using a value of impedance of the dehumidifying element measured by the impedance measuring unit, and a performance degradation detecting unit for detecting performance degradation of the dehumidifying element,
The performance deterioration detection unit is
As an impedance reference value, a dehumidifying element having no performance deterioration is installed inside the sealed container, and the measurement result obtained by measuring the impedance value of the dehumidifying element at the same frequency as the fixed frequency is stored in advance.
A dehumidifying element deterioration detection device comprising: a performance deterioration detector that detects performance deterioration of the dehumidifying element by comparing the impedance value of the dehumidifying element measured by the impedance measuring unit with the impedance reference value stored in advance.
インピーダンス参照値として、性能劣化のない除湿素子のインピーダンス値を測定した測定結果を、当該測定を行った空間の絶対水分量ごとに記憶装置に予め記憶するインピーダンス参照値記憶ステップと、
前記被検出対象の除湿素子のインピーダンスを測定するインピーダンス測定ステップと、
前記被検出対象の除湿素子の前記陽極及び前記陰極が接する空間の温湿度をそれぞれ測定する温湿度測定ステップと、
前記温湿度の測定値に基づき、前記陽極および前記陰極が接する２つの空間の絶対水分量を求め、それらの絶対水分量の平均値を前記被検出対象の除湿素子の周辺絶対水分量として求める周辺絶対水分量算出ステップと、
当該周辺絶対水分量の値と同一の絶対水分量における前記インピーダンス参照値を前記記憶装置から読み出すインピーダンス参照値読出ステップと、
測定された前記被検出対象の除湿素子のインピーダンスの値と、読み出した前記インピーダンス参照値との比較により、前記被検出対象の除湿素子の性能劣化を検出する性能劣化検出ステップと
を備えた除湿素子劣化検出方法。 A dehumidifying element degradation detection method for detecting performance degradation of a dehumidifying element to be detected composed of a solid electrolyte membrane and an anode and a cathode provided on both sides thereof,
As an impedance reference value, an impedance reference value storage step for preliminarily storing a measurement result obtained by measuring an impedance value of a dehumidifying element having no performance deterioration in a storage device for each absolute moisture amount of the space in which the measurement is performed,
An impedance measurement step of measuring the impedance of the dehumidifying element to be detected;
A temperature and humidity measuring step for measuring the temperature and humidity of the space in contact with the anode and the cathode of the dehumidifying element to be detected; and
Based on the measured temperature and humidity, the absolute moisture content of the two spaces where the anode and the cathode are in contact is obtained, and the average value of the absolute moisture content is obtained as the peripheral absolute moisture content of the dehumidifying element to be detected An absolute water content calculating step;
An impedance reference value reading step of reading from the storage device the impedance reference value at the same absolute water content as the value of the peripheral absolute water content;
A performance deterioration detecting step for detecting performance deterioration of the detection target dehumidification element by comparing the measured impedance value of the detection target dehumidification element with the read impedance reference value; Degradation detection method.
インピーダンス参照値として、性能劣化のない除湿素子のインピーダンス値を測定した測定結果を、当該測定を行った空間の絶対水分量ごとに記憶装置に予め記憶するインピーダンス参照値記憶ステップと、
前記被検出対象の除湿素子のインピーダンスを測定するインピーダンス測定ステップと、
前記被検出対象の除湿素子の前記陰極が接する空間の温湿度を測定する温湿度測定ステップと、
前記温湿度の測定値に基づき前記陰極が接する空間の絶対水分量を算出する陰極側絶対水分量算出ステップと、
当該陰極が接する空間の絶対水分量と前記被検出対象の除湿素子の除湿能力とに基づき、前記陽極が接する空間の絶対水分量を算出する陽極側絶対水分量算出ステップと、
前記陰極が接する空間の絶対水分量と前記陽極が接する空間の絶対水分量との平均値を、前記被検出対象の除湿素子の周辺絶対水分量として算出する周辺絶対水分量算出ステップと、
当該周辺絶対水分量の値と同一の絶対水分量における前記インピーダンス参照値を前記記憶装置から読み出すインピーダンス参照値読出ステップと、
測定された前記被検出対象の除湿素子のインピーダンスの値と、読み出した前記インピーダンス参照値との比較により、前記被検出対象の除湿素子の性能劣化を検出する性能劣化検出ステップと
を備えた除湿素子劣化検出方法。 A dehumidifying element degradation detection method for detecting performance degradation of a dehumidifying element to be detected composed of a solid electrolyte membrane and an anode and a cathode provided on both sides thereof,
As an impedance reference value, an impedance reference value storage step for preliminarily storing a measurement result obtained by measuring an impedance value of a dehumidifying element having no performance deterioration in a storage device for each absolute moisture amount of the space in which the measurement is performed,
An impedance measurement step of measuring the impedance of the dehumidifying element to be detected;
A temperature / humidity measuring step for measuring a temperature / humidity of a space in contact with the cathode of the dehumidifying element to be detected;
A cathode-side absolute moisture content calculating step for calculating an absolute moisture content of a space in contact with the cathode based on the measured value of the temperature and humidity;
Based on the absolute moisture content of the space in contact with the cathode and the dehumidifying capacity of the dehumidifying element to be detected, an anode-side absolute moisture content calculating step for calculating the absolute moisture content of the space in contact with the anode;
A peripheral absolute moisture content calculating step for calculating an average value of the absolute moisture content of the space in contact with the cathode and the absolute moisture content of the space in contact with the anode as a peripheral absolute moisture content of the dehumidifying element to be detected;
An impedance reference value reading step of reading from the storage device the impedance reference value at the same absolute water content as the value of the peripheral absolute water content;
A performance deterioration detecting step for detecting performance deterioration of the detection target dehumidification element by comparing the measured impedance value of the detection target dehumidification element with the read impedance reference value; Degradation detection method.
インピーダンス参照値として、性能劣化のない除湿素子のインピーダンス値を、１Ｈｚ以上の周波数で測定した測定結果を、当該測定を行った空間の絶対水分量ごとに記憶装置に予め記憶するインピーダンス参照値記憶ステップと、
１Ｈｚ未満の第１の周波数および前記１Ｈｚ以上の周波数と同じ周波数の第２の周波数とで、前記被検出対象の除湿素子のインピーダンスを測定するインピーダンス測定ステップと、
前記第１の周波数で測定したインピーダンス値により前記被検出対象の除湿素子の絶対水分量を算出する絶対水分量算出ステップと、
当該絶対水分量の値と同一の絶対水分量の空間で前記第２の周波数と同じ周波数で測定された前記インピーダンス参照値を前記記憶装置から読み出すインピーダンス参照値読出ステップと、
前記インピーダンス測定ステップにより前記第２の周波数で測定された前記被検出対象の除湿素子のインピーダンスの値と、読み出した前記インピーダンス参照値との比較により、前記被検出対象の除湿素子の性能劣化を検出する性能劣化検出ステップと
を備えた除湿素子劣化検出方法。 A dehumidifying element degradation detection method for detecting performance degradation of a dehumidifying element to be detected composed of a solid electrolyte membrane and an anode and a cathode provided on both sides thereof,
An impedance reference value storage step for preliminarily storing, as an impedance reference value, a measurement result obtained by measuring an impedance value of a dehumidifying element having no performance degradation at a frequency of 1 Hz or more in a storage device for each absolute water content of the space in which the measurement is performed. When,
An impedance measurement step of measuring an impedance of the dehumidifying element to be detected at a first frequency lower than 1 Hz and a second frequency equal to the frequency equal to or higher than 1 Hz;
An absolute water content calculating step of calculating an absolute water content of the dehumidifying element to be detected based on the impedance value measured at the first frequency;
An impedance reference value reading step for reading from the storage device the impedance reference value measured at the same frequency as the second frequency in the same absolute water content space as the absolute water content value;
By detecting the impedance value of the detection target dehumidifying element measured at the second frequency in the impedance measurement step and comparing the read impedance reference value, the performance degradation of the detection target dehumidifying element is detected. A dehumidifying element deterioration detection method comprising: a performance deterioration detection step.
内部絶対水分量が制御された密閉容器を用意する密閉容器設置ステップと、
性能劣化のない除湿素子を前記密閉容器の内部に設置し、１Ｈｚ以上の固定周波数で前記除湿素子のインピーダンスを測定した測定結果を、インピーダンス参照値として記憶装置に予め記憶するインピーダンス参照値記憶ステップと、
１Ｈｚ以上の固定周波数で前記被検出対象の除湿素子のインピーダンスを測定するインピーダンス測定ステップと、
前記インピーダンス測定ステップにより測定した前記被検出対象の除湿素子のインピーダンス値と前記記憶装置に記憶された前記インピーダンス参照値との比較により、前記被検出対象の除湿素子の性能劣化を検出する性能劣化検出ステップと
を備えた除湿素子劣化検出方法。 A dehumidifying element degradation detection method for detecting performance degradation of a dehumidifying element to be detected composed of a solid electrolyte membrane and an anode and a cathode provided on both sides thereof,
An airtight container installation step for preparing an airtight container with controlled internal absolute moisture content;
An impedance reference value storage step for storing a dehumidifying element having no performance deterioration inside the sealed container and measuring the impedance of the dehumidifying element at a fixed frequency of 1 Hz or more in advance in a storage device as an impedance reference value; ,
An impedance measurement step of measuring the impedance of the dehumidifying element to be detected at a fixed frequency of 1 Hz or more;
Performance deterioration detection for detecting performance deterioration of the detection target dehumidification element by comparing the impedance value of the detection target dehumidification element measured in the impedance measurement step with the impedance reference value stored in the storage device A dehumidifying element deterioration detecting method comprising:
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