JPH063307A - 湿度センサ - Google Patents
湿度センサInfo
- Publication number
- JPH063307A JPH063307A JP4157091A JP15709192A JPH063307A JP H063307 A JPH063307 A JP H063307A JP 4157091 A JP4157091 A JP 4157091A JP 15709192 A JP15709192 A JP 15709192A JP H063307 A JPH063307 A JP H063307A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- humidity
- humidity sensor
- changes
- conductive paper
- resistance
- 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.)
- Pending
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】恒温恒湿槽の湿度を連続して測定又は監視する
ときの湿度計として高精度でしかも安価な湿度センサを
得る。 【構成】全芳香族ポリアミド繊維に所定の割合のカーボ
ン繊維を混合して製作された導電紙２１の長方形のもの
の両端に導電塗料を塗って電極２２を形成して湿度セン
サとし、この湿度センサに電圧を印加して電流を流して
その抵抗値を求める。湿度が変化すると繊維の膨張の程
度が変化し、これによってカーボン繊維同士の接触抵抗
が変化することによって導電紙の面積抵抗が変化する。
したがって、前述の抵抗値は湿度の一義的な関係になり
しかも実用的な湿度範囲内で簡単な式でその関係を表す
ことができる。
ときの湿度計として高精度でしかも安価な湿度センサを
得る。 【構成】全芳香族ポリアミド繊維に所定の割合のカーボ
ン繊維を混合して製作された導電紙２１の長方形のもの
の両端に導電塗料を塗って電極２２を形成して湿度セン
サとし、この湿度センサに電圧を印加して電流を流して
その抵抗値を求める。湿度が変化すると繊維の膨張の程
度が変化し、これによってカーボン繊維同士の接触抵抗
が変化することによって導電紙の面積抵抗が変化する。
したがって、前述の抵抗値は湿度の一義的な関係になり
しかも実用的な湿度範囲内で簡単な式でその関係を表す
ことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、主に恒温恒湿槽内の
湿度を検出して槽内の湿度を測定又は一定に保つための
監視をしたり制御を行うための湿度センサに関する。
湿度を検出して槽内の湿度を測定又は一定に保つための
監視をしたり制御を行うための湿度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】空気中の湿度を測定する方法には、例え
ば乾湿計、毛髪計、露点計あるいは、塩化リチューム皮
膜などの電気抵抗の湿度による変化を利用した電気湿度
計など色々ある。
ば乾湿計、毛髪計、露点計あるいは、塩化リチューム皮
膜などの電気抵抗の湿度による変化を利用した電気湿度
計など色々ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の恒温恒
湿槽の湿度を連続して測定又は監視するときの湿度計と
しては乾湿計や毛髪計あるいは露点計は適切ではなく電
気湿度計が適しているが、一般に恒温恒湿槽で一定制御
される温度は気温に比べて高温であることが多く、従来
の電気湿度計では精度や価格の点で適切なものがないと
いう問題がある。
湿槽の湿度を連続して測定又は監視するときの湿度計と
しては乾湿計や毛髪計あるいは露点計は適切ではなく電
気湿度計が適しているが、一般に恒温恒湿槽で一定制御
される温度は気温に比べて高温であることが多く、従来
の電気湿度計では精度や価格の点で適切なものがないと
いう問題がある。
【０００４】この発明の目的は、このような問題を解決
し、恒温恒湿槽の湿度を連続して測定又は監視するとき
の湿度計として高精度でしかも安価な湿度センサを提供
することにある。
し、恒温恒湿槽の湿度を連続して測定又は監視するとき
の湿度計として高精度でしかも安価な湿度センサを提供
することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明によれば、絶縁性繊維に所定の割合のカー
ボン繊維を混合してなる導電紙の所定の形状寸法の抵抗
値を測定信号としてなるものとし、また、絶縁性繊維が
全芳香族ポリアミド繊維であり、導電紙がこの全芳香族
ポリアミド繊維とカーボン繊維との混合繊維を湿式抄紙
により製作してなるものとする。
に、この発明によれば、絶縁性繊維に所定の割合のカー
ボン繊維を混合してなる導電紙の所定の形状寸法の抵抗
値を測定信号としてなるものとし、また、絶縁性繊維が
全芳香族ポリアミド繊維であり、導電紙がこの全芳香族
ポリアミド繊維とカーボン繊維との混合繊維を湿式抄紙
により製作してなるものとする。
【０００６】
【作用】この発明の構成において、絶縁性繊維に所定の
割合のカーボン繊維を混合して製作された導電紙の所定
の形状寸法の抵抗値を測定信号とすると、湿度が変化す
ると絶縁性繊維の膨張の程度が変化し、これによってカ
ーボン繊維同士の接触抵抗が変化することによって導電
繊維の面積抵抗が変化するのでこの抵抗を測定信号にす
れば湿度センサとなる。また、絶縁性繊維として全芳香
族ポリアミド繊維を採用し、導電紙としてこの全芳香族
ポリアミド繊維とカーボン繊維との混合繊維を湿式抄紙
により製作したものを採用すると、この導電紙の相対湿
度−面積抵抗特性は相対湿度が５０〜９５％の範囲で両
対数目盛りで直線になる特性を持ち、しかも、抵抗値は
相対湿度の約１０乗に比例した変化をするので精度の良
い湿度センサとなる。
割合のカーボン繊維を混合して製作された導電紙の所定
の形状寸法の抵抗値を測定信号とすると、湿度が変化す
ると絶縁性繊維の膨張の程度が変化し、これによってカ
ーボン繊維同士の接触抵抗が変化することによって導電
繊維の面積抵抗が変化するのでこの抵抗を測定信号にす
れば湿度センサとなる。また、絶縁性繊維として全芳香
族ポリアミド繊維を採用し、導電紙としてこの全芳香族
ポリアミド繊維とカーボン繊維との混合繊維を湿式抄紙
により製作したものを採用すると、この導電紙の相対湿
度−面積抵抗特性は相対湿度が５０〜９５％の範囲で両
対数目盛りで直線になる特性を持ち、しかも、抵抗値は
相対湿度の約１０乗に比例した変化をするので精度の良
い湿度センサとなる。
【０００７】
【実施例】以下この発明を実施例に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施例としての湿度センサを用いた湿
度監視装置の概念図である。この図において、鎖線は恒
温恒湿槽８の内外の区別を示してあり、容器１は恒温恒
湿槽８の内部、抵抗測定器５及び記録計６は外部に設け
られてあり内部と外部とは恒温恒湿槽８を貫通する図示
しない貫通孔を通る測定リード４によって接続されてい
る。
図１はこの発明の実施例としての湿度センサを用いた湿
度監視装置の概念図である。この図において、鎖線は恒
温恒湿槽８の内外の区別を示してあり、容器１は恒温恒
湿槽８の内部、抵抗測定器５及び記録計６は外部に設け
られてあり内部と外部とは恒温恒湿槽８を貫通する図示
しない貫通孔を通る測定リード４によって接続されてい
る。
【０００８】容器１の中には長方形状の導電紙２１とそ
の両端に導電塗料を塗布して形成した電極２２からなる
湿度センサ２が設けられていてこの電極３に２本の測定
リード４がそれぞれ接続されて抵抗測定器５から電圧Ｖ
が印加される。導電紙２１の電流の流れる方向の寸法、
幅寸法及びその面積抵抗率とから決まる電極３間の抵抗
Ｒに応じた電流Ｉが電極３を通って流れるので、抵抗Ｒ
は電圧Ｖを電流Ｉで除算することによって求められる。
抵抗検出器５で求められた抵抗Ｒの値は記録計６で記
録、表示される。監視者はこの記録計６の表示を観察す
ることによって湿度管理が正常に行われていることを確
認し、また湿度が高くなり過ぎたり低くなり過ぎたりし
たときには適切な処置をとる。
の両端に導電塗料を塗布して形成した電極２２からなる
湿度センサ２が設けられていてこの電極３に２本の測定
リード４がそれぞれ接続されて抵抗測定器５から電圧Ｖ
が印加される。導電紙２１の電流の流れる方向の寸法、
幅寸法及びその面積抵抗率とから決まる電極３間の抵抗
Ｒに応じた電流Ｉが電極３を通って流れるので、抵抗Ｒ
は電圧Ｖを電流Ｉで除算することによって求められる。
抵抗検出器５で求められた抵抗Ｒの値は記録計６で記
録、表示される。監視者はこの記録計６の表示を観察す
ることによって湿度管理が正常に行われていることを確
認し、また湿度が高くなり過ぎたり低くなり過ぎたりし
たときには適切な処置をとる。
【０００９】湿度センサ２を容器１に収納してあるの
は、湿度センサ２の保護のためであり、ファン７を設け
ているのは容器１内が恒温恒湿槽８の雰囲気に速やかに
追従するためであり、これらを省略することも可能であ
る。容器１を金網にすればファン７を使用しなくても容
器１内が恒温恒湿槽８内の雰囲気に速やかに対応するこ
とができるのでこのような構成を採用することもでき
る。
は、湿度センサ２の保護のためであり、ファン７を設け
ているのは容器１内が恒温恒湿槽８の雰囲気に速やかに
追従するためであり、これらを省略することも可能であ
る。容器１を金網にすればファン７を使用しなくても容
器１内が恒温恒湿槽８内の雰囲気に速やかに対応するこ
とができるのでこのような構成を採用することもでき
る。
【００１０】導電紙２は全芳香族ポリアミド繊維とカー
ボン繊維とを一定の割合で配合し、湿式抄紙によって製
作されたもので、全芳香族ポリアミド繊維の湿度差によ
る膨張の差がカーボン繊維の接触抵抗の差となって現れ
る。図２は導電紙２の２０°における面積抵抗率Ｒ−相
対湿度Ｈの特性を示すグラフである。この図における導
電紙２は全芳香族ポリアミド繊維とカーボン繊維とを５
０：１の重量比で混合し、厚さ０．１mm、密度０．７５
ｇ／cm3 に仕上げたものである（（株）巴川製紙所製
APC-100 ）。
ボン繊維とを一定の割合で配合し、湿式抄紙によって製
作されたもので、全芳香族ポリアミド繊維の湿度差によ
る膨張の差がカーボン繊維の接触抵抗の差となって現れ
る。図２は導電紙２の２０°における面積抵抗率Ｒ−相
対湿度Ｈの特性を示すグラフである。この図における導
電紙２は全芳香族ポリアミド繊維とカーボン繊維とを５
０：１の重量比で混合し、厚さ０．１mm、密度０．７５
ｇ／cm3 に仕上げたものである（（株）巴川製紙所製
APC-100 ）。
【００１１】この図において、横軸は相対湿度Ｈ
（％）、縦軸は面積抵抗率Ｒ（Ω／□）であり、両対数
目盛りである。この図から明らかなように、相対湿度Ｈ
が５０〜９５％の範囲では特性は図上で直線になってい
る。したがって、この範囲では、ＲとＨとは次式で表さ
れる関係にある。 Ｒ＝ｋＨn ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１） ここで、 ｋ；比例係数 ｎ；巾乗係数 ちなみに、この図の特性では、ｋ＝６．２５×１
０-14 ，ｎ＝１０．８であり、ｎの値が１よりもはるか
に大きいことから相対湿度が僅か変化しても面積抵抗率
抵抗Ｒは大きく変化するのでこの導電紙を使用した湿度
センサ２は検出の感度が非常に良いものとなる。
（％）、縦軸は面積抵抗率Ｒ（Ω／□）であり、両対数
目盛りである。この図から明らかなように、相対湿度Ｈ
が５０〜９５％の範囲では特性は図上で直線になってい
る。したがって、この範囲では、ＲとＨとは次式で表さ
れる関係にある。 Ｒ＝ｋＨn ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１） ここで、 ｋ；比例係数 ｎ；巾乗係数 ちなみに、この図の特性では、ｋ＝６．２５×１
０-14 ，ｎ＝１０．８であり、ｎの値が１よりもはるか
に大きいことから相対湿度が僅か変化しても面積抵抗率
抵抗Ｒは大きく変化するのでこの導電紙を使用した湿度
センサ２は検出の感度が非常に良いものとなる。
【００１２】この図は前述のように温度が２０°Ｃにお
けるものであるが、実測によると５０°Ｃの場合は図２
のグラフに対して抵抗率Ｒが約１／２桁小さくなる。し
かし、特性グラフの傾斜は変化しない。すなわち、
（１）式の係数ｋが温度の上昇に伴って小さくなるが巾
乗係数ｎは変化しないという特徴がある。しかし、図１
のように、導電紙２による湿度センサが恒温恒湿槽８に
使用される場合には、温度が一定に保たれるので温度補
正が不要である。また、前述のように５０°Ｃの高温で
も必要とする特性を持っていることを確認しているの
で、導電紙２１を使用した湿度センサ２は５０°Ｃの高
温でも使用可能である。
けるものであるが、実測によると５０°Ｃの場合は図２
のグラフに対して抵抗率Ｒが約１／２桁小さくなる。し
かし、特性グラフの傾斜は変化しない。すなわち、
（１）式の係数ｋが温度の上昇に伴って小さくなるが巾
乗係数ｎは変化しないという特徴がある。しかし、図１
のように、導電紙２による湿度センサが恒温恒湿槽８に
使用される場合には、温度が一定に保たれるので温度補
正が不要である。また、前述のように５０°Ｃの高温で
も必要とする特性を持っていることを確認しているの
で、導電紙２１を使用した湿度センサ２は５０°Ｃの高
温でも使用可能である。
【００１３】なお、湿度センサ２の導電紙２１や電極２
２としての導電塗料の塗布の形状は特に図１に示すよう
な形状にこだわるものではない。また、電極２２として
導電塗料の塗布によることにこだわるものでもない。こ
の発明の目的に反しない範囲でどのような湿度センサ２
の形状、電極２２の材料を選択することができる。更
に、導電紙２１として前述のような材料と製作方法にこ
だわるものではなく、一般に絶縁性の繊維と導電性を持
つカーボン繊維との混合繊維を紙にしたものであれば、
湿度の変化に応じた繊維の膨張、これに伴うカーボン繊
維の接触抵抗に変化による導電紙の面積抵抗の変化が生
じこの面積抵抗Ｒと相対湿度Ｈとの間に一義的な関係が
得られるものなので、いずれも湿度センサとして使用す
ることが原理的に可能である。ただ、前述の構成、製作
方法による導電紙に比べてＲ−Ｈ特性の安定性、直線性
などにおいて優れていることから、現状では最適なもの
と言える。なお、この導電紙は大容量回転機の電機子巻
線の巻線端部の電界緩和のために巻線導体に巻回して使
用される市販品である。湿度センサとして使用するその
量は僅かなので湿度センサとしては安価なものになる。
２としての導電塗料の塗布の形状は特に図１に示すよう
な形状にこだわるものではない。また、電極２２として
導電塗料の塗布によることにこだわるものでもない。こ
の発明の目的に反しない範囲でどのような湿度センサ２
の形状、電極２２の材料を選択することができる。更
に、導電紙２１として前述のような材料と製作方法にこ
だわるものではなく、一般に絶縁性の繊維と導電性を持
つカーボン繊維との混合繊維を紙にしたものであれば、
湿度の変化に応じた繊維の膨張、これに伴うカーボン繊
維の接触抵抗に変化による導電紙の面積抵抗の変化が生
じこの面積抵抗Ｒと相対湿度Ｈとの間に一義的な関係が
得られるものなので、いずれも湿度センサとして使用す
ることが原理的に可能である。ただ、前述の構成、製作
方法による導電紙に比べてＲ−Ｈ特性の安定性、直線性
などにおいて優れていることから、現状では最適なもの
と言える。なお、この導電紙は大容量回転機の電機子巻
線の巻線端部の電界緩和のために巻線導体に巻回して使
用される市販品である。湿度センサとして使用するその
量は僅かなので湿度センサとしては安価なものになる。
【００１４】
【発明の効果】この発明は前述のように、絶縁性繊維に
所定の割合のカーボン繊維を混合して製作された導電紙
の所定の形状、寸法のものに電圧を印加して電流を流し
これから求められる抵抗値を測定信号にすると、湿度が
変化すると絶縁性繊維の膨張の程度が変化し、これによ
ってカーボン繊維同士の接触抵抗が変化することによっ
て導電紙の面積抵抗が変化する。この面積抵抗の変化が
前述の湿度センサの抵抗変化となっ測定されるので、相
対湿度に一義的な対応のある抵抗値を得られる。また、
絶縁性繊維として全芳香族ポリアミド繊維を採用し、導
電紙としてこの全芳香族ポリアミド繊維とカーボン繊維
との混合繊維を湿式抄紙により製作したものを採用する
と、この導電紙の相対湿度−面積抵抗特性は相対湿度が
５０〜９５％の範囲で両対数目盛りで直線になる特性を
持ち、しかも、面積抵抗は相対湿度の約１０乗で変化す
るので僅かの相対湿度の変化に対して抵抗値が大きく変
化することから精度のよい湿度センサになるという効果
が得られる。更に、湿度センサとして必要な導電紙の量
は僅かであり、また、このような導電紙は市販品なので
安価な湿度センサになるという効果も得られる。
所定の割合のカーボン繊維を混合して製作された導電紙
の所定の形状、寸法のものに電圧を印加して電流を流し
これから求められる抵抗値を測定信号にすると、湿度が
変化すると絶縁性繊維の膨張の程度が変化し、これによ
ってカーボン繊維同士の接触抵抗が変化することによっ
て導電紙の面積抵抗が変化する。この面積抵抗の変化が
前述の湿度センサの抵抗変化となっ測定されるので、相
対湿度に一義的な対応のある抵抗値を得られる。また、
絶縁性繊維として全芳香族ポリアミド繊維を採用し、導
電紙としてこの全芳香族ポリアミド繊維とカーボン繊維
との混合繊維を湿式抄紙により製作したものを採用する
と、この導電紙の相対湿度−面積抵抗特性は相対湿度が
５０〜９５％の範囲で両対数目盛りで直線になる特性を
持ち、しかも、面積抵抗は相対湿度の約１０乗で変化す
るので僅かの相対湿度の変化に対して抵抗値が大きく変
化することから精度のよい湿度センサになるという効果
が得られる。更に、湿度センサとして必要な導電紙の量
は僅かであり、また、このような導電紙は市販品なので
安価な湿度センサになるという効果も得られる。
【図１】この発明の実施例としての湿度センサを使用し
た湿度監視装置の概念図
た湿度監視装置の概念図
【図２】導電紙の２０°Ｃにおける面積抵抗率Ｒ−相対
湿度Ｈの特性を示すグラフ
湿度Ｈの特性を示すグラフ
２ 湿度センサ ２１ 導電紙 ２２ 電極 ４ 測定リード ５ 抵抗測定器 ６ 記録計 ８ 恒温恒湿槽
Claims (2)
- 【請求項１】絶縁性繊維に所定の割合のカーボン繊維を
混合してなる導電紙の所定の形状寸法の抵抗値を測定信
号としてなることを特徴とする湿度センサ。 - 【請求項２】絶縁性繊維が全芳香族ポリアミド繊維であ
り、導電紙がこの全芳香族ポリアミド繊維とカーボン繊
維との混合繊維を湿式抄紙により製作してなることを特
徴とする請求項１記載の湿度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4157091A JPH063307A (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 湿度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4157091A JPH063307A (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 湿度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH063307A true JPH063307A (ja) | 1994-01-11 |
Family
ID=15642053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4157091A Pending JPH063307A (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 湿度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH063307A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106595977A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-04-26 | 国家电网公司 | 设备绝缘油泄漏监测报警装置 |
| CN109324091A (zh) * | 2018-04-11 | 2019-02-12 | 湖北大学 | 一种基于可控不对称溶胀体系的适用于潮湿传感的智能材料的制备方法 |
| CN110739096A (zh) * | 2018-10-20 | 2020-01-31 | 嘉兴学院 | 一种用于传感器的导电材料及其制备方法 |
-
1992
- 1992-06-17 JP JP4157091A patent/JPH063307A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106595977A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-04-26 | 国家电网公司 | 设备绝缘油泄漏监测报警装置 |
| CN109324091A (zh) * | 2018-04-11 | 2019-02-12 | 湖北大学 | 一种基于可控不对称溶胀体系的适用于潮湿传感的智能材料的制备方法 |
| CN109324091B (zh) * | 2018-04-11 | 2020-12-29 | 湖北大学 | 一种适用于潮湿环境传感的智能材料的制备方法 |
| CN110739096A (zh) * | 2018-10-20 | 2020-01-31 | 嘉兴学院 | 一种用于传感器的导电材料及其制备方法 |
| CN110739096B (zh) * | 2018-10-20 | 2021-01-08 | 嘉兴学院 | 一种用于传感器的导电材料及其制备方法 |
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