JPH02172201A - 湿度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は湿度センサに関する。

（従来技術） 従来の湿度センサとしては、高分子材料を用いたものと
セラミックを用いたものとがあった。また、ヒータを用
いて感湿抵抗体を加熱して湿度を測定するものとして、
ＺｒＯ，を用いたものがあった。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、高分子材料を用いた湿度センサでは、湿
度を測定することができる温度範囲が常温〜１００℃と
限られていた。また、セラミックを用いた湿度センサは
、多孔質セラミックへの水分子の吸着を利用したもので
あるが、湿度を測定するための温度範囲や感湿特性の経
時的安定性に問題があった。さらに、ＺｒＯ，を用いた
湿度センサでは、高温で焼成する必要があるためコスト
が大きくなるうえに、検温感度が小さいという問題があ
った。

それゆえに、この発明の主たる目的は、湿度を測定する
ことができる温度範囲が大きく、感湿特性の経時的安定
性が良好で、検温感度が大きくかつ低コストの湿度セン
サを提供することである。

（課題を解決するための手段） この発明は、６５〜９８モル％のＢｉ、０．と２．０〜
３５モル％のＭｚＯｘ（ただし、Ｍはアクチノイドを除
（Ｉｌｌａ族の元素およびＩｎの中から選ばれる少なく
とも１種類）とからなる感湿抵抗体と、感湿抵抗体を加
熱するための耐熱金属よりなるヒータとを含む、湿度セ
ンサである。

（作用） 感湿抵抗体の温度が、ヒータによってこの感湿センサの
感湿特性の良好な温度に保たれる。

（発明の効果） この発明によれば、湿度を測定することができる温度範
囲が大きく、感湿特性の経時的安定性の良好な湿度セン
サを得ることができる。さらに、検温感度が大きく、か
つ低コストの湿度センサを得ることができる。

この発明の上述の目的、その他の目的２特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。

（実施例） 第１図はこの発明の一実施例を示す図解図である。この
湿度センサ１０は矩形の感湿抵抗体１２を含む。この感
湿抵抗体１２は、６５〜９８モル％のＢｌｚＯｓと２．
０〜３５モル％のＭ２Ｏ３とで形成される。ここで、Ｍ
は、アクチノイドを除（ＩＩＩａ族の元素およびＩｎの
中から選ばれる少なくとも１種類である。

感湿抵抗体１２の内部には、ヒータ１４が形成される。

このヒータ１４は耐熱金属で形成され、感湿抵抗体１２
を加熱するためのものである。このヒータ１４は、第２
図に示すように、たとえば蛇行するように形成され、感
湿抵抗体１２全体を加熱することができるようにしであ
る。そして、ヒータ１４の周囲には、絶縁層１６が形成
される。

さらに、感湿抵抗体１２の両生面には、電極１８および
２０が形成される。これらの電極１８および２０間で、
湿度の変化に応じた感湿抵抗体１２の抵抗値の変化が検
出される。

また、感湿抵抗体１２の一方主面上には、拡散孔を形成
したキャップ２２が、たとえばガラスなどで封着される
。このようにして、湿度センサ１０が得られる。

このような湿度センサ１０では、湿度を測定することが
できる温度範囲が広く、感湿特性が経時的に安定してい
る。さらに、ヒータ１４によって％？Ｗ抵抗体１２の良
好な温度に加熱されるため、その検温感度が大きい。ま
た、この湿度センサ１０では、低湿度域から高湿度域ま
で幅広く検温することができる。さらに、この湿度セン
サ１０では、ＺｒＯ□を用いたものに比べて低温で焼成
することができ、製造コストを下げることができる。

実験例Ｉ ＢｔｚＯｓを基本材料゛として、Ａｊ！、Ｇａ、ＹＩｎ
および希土類のそれぞれの酸化物をＭ２Ｏ、に換算して
、０〜５０モル％になるように混合した。この混合物に
有機バインダを加え、直径ｌＯＭ騰、厚さ１鶴の円板状
に成形した。この成形物を空気中において８５０〜１１
００℃で２時間焼結した。そして、この焼結体の両面を
研磨し、評価した。

まず、この感湿抵抗体を６００℃に加熱し、電導度およ
び酸化物イオン輸率を測定して別表に示した。また、感
湿抵抗体の組成と酸化物イオン軸率との関係を第３図に
示した。これらの結果から、Ｍ２Ｏ，が１〜３５モル％
の範囲で酸化物イオン輸率が大きく、かつ電導度も大き
いことがわかる。

実験例２ 第１図および第２図に示す湿度センサを用いて、第４図
に示す回路で電極間に所定電圧（２■）を印加して、相
対湿度と電流との関係を調べた。そして、その結果を第
５図に示した。また、相対湿度１０％ＲＨ，５０％ＲＨ
および９０％ＲＨにおけるそれぞれの電圧と電流との関
係を第６図に示した。なお、この実験を行うとき、湿度
センサｌＯのヒータ１４に通電することによって感湿抵
抗体１２の温度を５００℃にして、雰囲気温度２５℃の
条件で測定した。

ここで、Ｂｉ、０３が６５モル％よりも少ない場合、酸
化物イオン輸率が大きく望ましい。

一方、Ｂｉ、０１が９９モル％よりも多い場合、感湿抵
抗体の強度が弱く不安定となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す図解図である。 第２図は第１図に示す湿度センサのヒータの形状を示す
図解図である。 第３図は感湿抵抗体の組成と酸化物イオン輸率との関係
を示すグラフである。 第４図は実験例２に用いられる測定回路を示す回路図で
ある。 第５図はこの発明の湿度センサの相対湿度と電流との関
係を示すグラフである。 第６図はこの発明の湿度センサの相対湿度１０％ＲＨ，
５０％ＲＨおよび９０％ＲＨにおける電圧と電流との関
係を示すグラフである。 図において、１０は湿度センサ、１２は感温抵抗体、１
４はヒータを示す。 特許出願人　株式会社　村田製作所 代理人　弁理士　岡　１）　全　啓 表 区 寸 法 区 ｑり 法 嶋− １ｍｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ６５〜９８モル％のＢｉ＿２Ｏ＿３と２．０〜３５モル
   ％のＭ＿２Ｏ＿３（ただし、Ｍはアクチノイドを除くI
   IIａ族の元素およびＩｎの中から選ばれる少なくとも１
   種類）とからなる感湿抵抗体と、前記感湿抵抗体を加熱
   するための耐熱金属よりなるヒータとを含む、湿度セン
   サ。