JPH0119092B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0119092B2 JPH0119092B2 JP56041679A JP4167981A JPH0119092B2 JP H0119092 B2 JPH0119092 B2 JP H0119092B2 JP 56041679 A JP56041679 A JP 56041679A JP 4167981 A JP4167981 A JP 4167981A JP H0119092 B2 JPH0119092 B2 JP H0119092B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- moisture
- sensitive element
- humidity
- humidity sensing
- sample
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
- G01N27/121—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid for determining moisture content, e.g. humidity, of the fluid
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、初期感湿特性の時間的劣化が著しく
小さく、長期に亘り高い信頼性を保持する感湿素
子に関する。
小さく、長期に亘り高い信頼性を保持する感湿素
子に関する。
各種雰囲気の湿度測定には、感湿素子が広く用
いられている。この感湿素子は、一般に、例えば
MgCr2O4―TiO2系、SnO2―TiO2、TiO2―V2O5
のような金属酸化物の焼結体で周辺雰囲気の湿度
変化に対応して自らの電気抵抗値を変化する多孔
構造の感湿素体と、該感湿素体の表面に一体的に
添着されて該感湿素体の電気抵抗値変化を検出す
るための電極とから構成されている。
いられている。この感湿素子は、一般に、例えば
MgCr2O4―TiO2系、SnO2―TiO2、TiO2―V2O5
のような金属酸化物の焼結体で周辺雰囲気の湿度
変化に対応して自らの電気抵抗値を変化する多孔
構造の感湿素体と、該感湿素体の表面に一体的に
添着されて該感湿素体の電気抵抗値変化を検出す
るための電極とから構成されている。
しかしながら、このような感湿素子において
は、当初の感湿特性（初期感湿特性）が時間の経
緯とともに変化して湿度検出能が低下し、長期に
亘り高い信頼性に裏打ちされた使用ははなはだ困
難であるという欠点があつた。とくに、高湿度雰
囲気下においては、この傾向が顕著であつた。
は、当初の感湿特性（初期感湿特性）が時間の経
緯とともに変化して湿度検出能が低下し、長期に
亘り高い信頼性に裏打ちされた使用ははなはだ困
難であるという欠点があつた。とくに、高湿度雰
囲気下においては、この傾向が顕著であつた。
本発明者らは、上記の問題点を解決するために
鋭意研究を重ねた結果、感湿素子の表面全体を所
定の膜厚を有する疎水性高分子膜で被覆すると、
得られた感湿素子の初期感湿特性の時間的劣化が
改善されるとの事実を見出し、本発明を完成する
に到つた。
鋭意研究を重ねた結果、感湿素子の表面全体を所
定の膜厚を有する疎水性高分子膜で被覆すると、
得られた感湿素子の初期感湿特性の時間的劣化が
改善されるとの事実を見出し、本発明を完成する
に到つた。
本発明は、長期に亘り高い信頼性を保持する感
湿素子のの提供を目的とするものである。すなわ
ち、本発明の感湿素子は、感湿素体と該感湿素体
の表面に一体的に添着された電極とから成る感湿
素子において、該感湿素子の表面全体が、スパツ
タ法により形成された膜厚300〜1500Åの疎水性
高分子膜で被覆されていることを特徴とするもの
である。
湿素子のの提供を目的とするものである。すなわ
ち、本発明の感湿素子は、感湿素体と該感湿素体
の表面に一体的に添着された電極とから成る感湿
素子において、該感湿素子の表面全体が、スパツ
タ法により形成された膜厚300〜1500Åの疎水性
高分子膜で被覆されていることを特徴とするもの
である。
本発明において、疎水性高分子膜の働きは必ず
しも充分には解明されていないが、該膜が疎水性
であり、かつ微細な多孔構造を有するため、周囲
雰囲気中水分の感湿素体への浸透量が制限される
ためと考えられる。
しも充分には解明されていないが、該膜が疎水性
であり、かつ微細な多孔構造を有するため、周囲
雰囲気中水分の感湿素体への浸透量が制限される
ためと考えられる。
本発明にかかる疎水性高分子膜としては、例え
ば、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレン、
ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニ
ル、ポリエステル、の疎水性高分子の薄膜をあげ
ることができるが、、このうち、ポリテトラフロ
ロエチレン膜は、さらに潤滑性が非常によいため
埃等の付着も少なく最も好ましい。
ば、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレン、
ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニ
ル、ポリエステル、の疎水性高分子の薄膜をあげ
ることができるが、、このうち、ポリテトラフロ
ロエチレン膜は、さらに潤滑性が非常によいため
埃等の付着も少なく最も好ましい。
疎水性高分子膜の膜厚は、用いる高分子の種類
などによつて適宜に選択されるが、あまり薄いと
初期感湿特性の時間的劣化に対する改善効果が得
られず、また、あまりに厚いと感湿特性（相対湿
度とそのときの感湿素子の測定電気抵抗値の関
係）の感度が低下して好ましくない。したがつ
て、膜厚は300〜1500Åの範囲である。
などによつて適宜に選択されるが、あまり薄いと
初期感湿特性の時間的劣化に対する改善効果が得
られず、また、あまりに厚いと感湿特性（相対湿
度とそのときの感湿素子の測定電気抵抗値の関
係）の感度が低下して好ましくない。したがつ
て、膜厚は300〜1500Åの範囲である。
この疎水性高分子膜を、常法により作製されて
いる感湿素子の表面全体に被覆して、本発明の感
湿素子が得られる。このとき、感湿素子の表面全
体を被覆することが必要で、例えば、特に電極面
を除去した表面のみを被覆した場合には、初期感
湿特性の時間的劣化は改善されないので、全体が
被覆されねばならない。
いる感湿素子の表面全体に被覆して、本発明の感
湿素子が得られる。このとき、感湿素子の表面全
体を被覆することが必要で、例えば、特に電極面
を除去した表面のみを被覆した場合には、初期感
湿特性の時間的劣化は改善されないので、全体が
被覆されねばならない。
疎水性高分子膜の形成方法としては、形成膜厚
のコントロールが正確にできる等の点で、スパツ
タ法が用いられる。
のコントロールが正確にできる等の点で、スパツ
タ法が用いられる。
以下に、本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例
酸化亜鉛、酸化チタン、酸化クロムの粉末を、
それぞれモル比で50％、40％、10％秤量し、これ
らを湿式ポツトミルで充分に混合した。ついで、
この混合粉末を120℃で充分に乾燥した後ペレツ
ト状に成形し、空気中で1150℃、２時間加熱処理
して焼結体とした。この気孔率は20％であつた。
得られた焼結体の両面を2000番カーボランターム
研摩材で研摩して直径10mm厚み0.5mmの円板状感
湿素体を作製した。
それぞれモル比で50％、40％、10％秤量し、これ
らを湿式ポツトミルで充分に混合した。ついで、
この混合粉末を120℃で充分に乾燥した後ペレツ
ト状に成形し、空気中で1150℃、２時間加熱処理
して焼結体とした。この気孔率は20％であつた。
得られた焼結体の両面を2000番カーボランターム
研摩材で研摩して直径10mm厚み0.5mmの円板状感
湿素体を作製した。
得られた感湿素体の両面に常法により金ペース
ト（エレクトロサイエンス・ラボラトリー社製）
を塗布した後、700℃で焼付け、ついでこの焼付
け電極にリード線を熱圧着して感湿素子を作製し
た。
ト（エレクトロサイエンス・ラボラトリー社製）
を塗布した後、700℃で焼付け、ついでこの焼付
け電極にリード線を熱圧着して感湿素子を作製し
た。
つぎに、常法のスパツタ蒸着法を適用して、感
湿素子の表面全体に膜厚500Å（試料１）、1000Å
（試料２）、2000Å（試料３）のポリテトラフロロ
エチレン膜を被覆形成した。比較のために、電極
部は被覆せず、感湿素体の部分のみを膜厚1000Å
のポリテトラフロロエチレン膜で被覆した試料も
作製した（試料４）。更に、膜で被覆されていな
い感湿素子を試料５とした。
湿素子の表面全体に膜厚500Å（試料１）、1000Å
（試料２）、2000Å（試料３）のポリテトラフロロ
エチレン膜を被覆形成した。比較のために、電極
部は被覆せず、感湿素体の部分のみを膜厚1000Å
のポリテトラフロロエチレン膜で被覆した試料も
作製した（試料４）。更に、膜で被覆されていな
い感湿素子を試料５とした。
以上、５種類の感湿素子につき、25℃における
初期感湿素特性を求めた。その結果を第１図に示
した。第１図から明らかなように、感湿素子の表
面がポリテトラフロロエチレン膜で被覆される
と、しかもその膜厚が大きくなると、相対湿度の
変化に対する電気抵抗の変化（感湿特性の感度）
が小さくなり、感度低下を示すことが判明した。
初期感湿素特性を求めた。その結果を第１図に示
した。第１図から明らかなように、感湿素子の表
面がポリテトラフロロエチレン膜で被覆される
と、しかもその膜厚が大きくなると、相対湿度の
変化に対する電気抵抗の変化（感湿特性の感度）
が小さくなり、感度低下を示すことが判明した。
次に、試料２、試料４、試料５の感湿素子を一
旦、相対湿度90％（40℃）の雰囲気中に種々の時
間放置した後、これを取り出し、相対湿度60％
（25℃）のときの電気抵抗を測定した。ついで、
既に求めてある25℃における初期感湿特性（第１
図）から、上記電気抵抗に相当する相対湿度を読
みとつた。この読み値と60％との差を算出し、こ
れを経時変化率（％）とした。
旦、相対湿度90％（40℃）の雰囲気中に種々の時
間放置した後、これを取り出し、相対湿度60％
（25℃）のときの電気抵抗を測定した。ついで、
既に求めてある25℃における初期感湿特性（第１
図）から、上記電気抵抗に相当する相対湿度を読
みとつた。この読み値と60％との差を算出し、こ
れを経時変化率（％）とした。
相対湿温90％（40℃）中への放置時間（hr）と
上記の経時率化率との関係を第２図に示した。
上記の経時率化率との関係を第２図に示した。
第２図から明らかなように、本発明の感湿素子
（試料２）は、従来の感湿素子（試料５）に比べ
て、周囲雰囲気中水分の感湿素体への浸透量が制
限されることがわかり、感湿特性の時間的劣化が
殆んどなく、長期に亘り高い信頼性をもつて使用
できることが判明した。
（試料２）は、従来の感湿素子（試料５）に比べ
て、周囲雰囲気中水分の感湿素体への浸透量が制
限されることがわかり、感湿特性の時間的劣化が
殆んどなく、長期に亘り高い信頼性をもつて使用
できることが判明した。
第１図は、実施例中に記載した試料１〜５の感
湿素子の25℃における初期感湿特性、第２図は、
試料２（本発明）、試料４（比較例）、試料５（従
来例）の感湿素子の相対湿度90％（40℃）中への
放置時間（hr）と経時変化率との関係をあらわす
ものである。
湿素子の25℃における初期感湿特性、第２図は、
試料２（本発明）、試料４（比較例）、試料５（従
来例）の感湿素子の相対湿度90％（40℃）中への
放置時間（hr）と経時変化率との関係をあらわす
ものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 感湿素体と該感湿素体の表面に一体的に添着
された電極とから成る感湿素子において、該感湿
素子の表面全体が、スパツタ法により形成された
膜厚300〜1500Åの疎水性高分子膜で被覆されて
いることを特徴とする感湿素子。 ２ 該疎水性高分子膜がポリテトラフロロエチレ
ン膜である特許請求の範囲第１項記載の感湿素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56041679A JPS57156553A (en) | 1981-03-24 | 1981-03-24 | Humidity sensitive element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56041679A JPS57156553A (en) | 1981-03-24 | 1981-03-24 | Humidity sensitive element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57156553A JPS57156553A (en) | 1982-09-27 |
| JPH0119092B2 true JPH0119092B2 (ja) | 1989-04-10 |
Family
ID=12615103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56041679A Granted JPS57156553A (en) | 1981-03-24 | 1981-03-24 | Humidity sensitive element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57156553A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59102150A (ja) * | 1982-12-06 | 1984-06-13 | Mitsubishi Electric Corp | 感湿材料 |
| JPS59102149A (ja) * | 1982-12-06 | 1984-06-13 | Mitsubishi Electric Corp | 感湿材料 |
| JPS60161854U (ja) * | 1984-04-05 | 1985-10-28 | 日清紡績株式会社 | 湿度センサ− |
| DE10335163B3 (de) | 2003-07-30 | 2005-03-03 | Micronas Gmbh | Gassensor |
| CN105652069A (zh) * | 2016-01-29 | 2016-06-08 | 蔡权 | 一种基于湿度检测的智能变电站数字式电压监测仪 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5626249A (en) * | 1979-08-08 | 1981-03-13 | Mitsubishi Electric Corp | Humidity sensor |
-
1981
- 1981-03-24 JP JP56041679A patent/JPS57156553A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57156553A (en) | 1982-09-27 |
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