露点から水分量(ppmv)への換算方法と計算式|圧力(加圧・減圧)の影響を徹底解説

1.露点から体積百万分率(ppmv)を求める計算の原理

露点計で測定された「露点温度」から水分量(ppmv)を直接求めることはできません。まず、露点から「その温度における水蒸気圧(P)」を算出し、それを「測定系内の全圧力(Pt)」で除算する必要があります。

当サイトの換算表および計算ツールでは、信頼性の高い以下の2つの国際的な数式を用いて比較検証を行っています。

① Wexler-Sonntag(ウェクスラー・ソンタグ)式(氷上)

ln P = -6024.5282 / T + 29.32707 + 0.010613868T – 0.000013198825T^2 – 0.49382577ln T

※ T は絶対温度(K = 273.151 + ℃)、P は水蒸気圧(Pa)。 (※「T^2」は、Tの2乗を意味します)

② International Critical Tables(USA)の式

log P(mmHg) = -2445.646 / T + 8.2312log T – 0.01677006T + 0.0000120514T^2 – 6.757169

※こちらの式で求めた水蒸気圧 P の単位は mmHg となるため、1 torr = 1 mmHg = 133.322 Pa として換算します。

これら2つの式から算出される水蒸気圧はほぼ完全に一致しており、高い確実性を持っています。

2.なぜ水分量換算には「圧力(全圧)」が重要なのか?

気体中の水分量(ppmv)は、以下の数式で定義されます。

水分量 (ppmv) = [ P(水蒸気圧) / Pt(系内の全圧力) ] × 1,000,000

多くの簡易的な換算表は大気圧下(Pt = 101,325 Pa)を基準としていますが、実際のプロセスライン(加圧環境)では、全圧力 Pt が高くなるため、同じ露点であっても、含まれる実際の水分量(ppmv)は反比例して小さくなります。

  • 例:露点が -10℃(水蒸気圧 P = 261 Pa)の場合
    • 大気圧下(101,325 Pa)の場合 (261 / 101,325) × 1,000,000 = 2,575 ppmv
    • 0.5 MPa の加圧下(500,000 Pa)の場合 (261 / 500,000) × 1,000,000 = 522 ppmv

このように、現場での正確な水分管理には「圧力換算」が絶対に不可欠です。

露点・圧力 ➔ ppmv リアルタイム換算ツール

※大気圧状態の標準値は「101325」Paです。加圧・減圧時は数値を変更してください。
計算結果(気体中の水分量)
0.540182 ppmv

※本ツールは国際基準であるWexler-Sonntag式(氷上)に基づいて水蒸気圧を算出し、全圧との比率から正確なppmvを算出しています。

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