JPH10160697A

JPH10160697A - 検知素子

Info

Publication number: JPH10160697A
Application number: JP31738396A
Authority: JP
Inventors: Masashi Nishiguchi; 昌志西口
Original assignee: Matsushita Seiko Co Ltd
Current assignee: Panasonic Ecology Systems Co Ltd
Priority date: 1996-11-28
Filing date: 1996-11-28
Publication date: 1998-06-19
Anticipated expiration: 2016-11-28
Also published as: JP4219424B2

Abstract

(57)【要約】【課題】環境を計測し制御する場所に使用される検知
素子において雰囲気の湿度変化による誤動作を防止する
ことを目的とする。【解決手段】図１に示すようにガス感応部１０１とき
ょう体１０９は、内包するガス感応部１０１を機械的損
傷から保護するとともに測定雰囲気と接触を良くするた
め開口部１１０が設けられており、きょう体１０９の内
部に吸湿手段１が固定手段２によって固定されている。
吸湿手段１は、ゼオライトやシリカゲルなどの吸湿材料
からなり粉体や粒を固定し、開口部１１０からきょう体
１０９内部に雰囲気の空気が充分通じる構成となってい
る。上記構成により、雰囲気の湿度が変化した場合にお
いても吸湿手段１により湿分を吸湿するためきょう体１
０９内部の湿度は一定に保たれガス感応部１０１の誤動
作を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、施設園芸、環境衛
生、防災用、工業用、ビル用、住宅用などのガス濃度を
計測し制御する場所に使用される加熱駆動型の検知素子
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以下、その検知素子について、加熱駆動
型のガスセンサを例にとって、図９を参照しながら説明
する。

【０００３】図に示すようにガス感応部１０１は片面下
部に加熱部１０２を備えた基板１０３の片面上部に位置
し、電極１０４ａ、１０４ｂからの出力取り出し用リー
ド線１０５ａ、１０５ｂおよび、前記加熱部１０２から
取り出したリード線１０６ａ、１０６ｂにそれぞれ接続
したリードピン１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０７
ｄを介して下部の台座１０８に固定されている。そし
て、きょう体１０９は、内包するガス感応部１０１、加
熱部１０２、電極１０４ａ、１０４ｂ、リード線１０５
ａ、１０５ｂ、１０６ａ、１０６ｂを機械的損傷から保
護するとともに測定雰囲気と接触を良くするため開口部
１１０が設けられており、台座１０８に固定されてい
る。

【０００４】上記構成においてガス感応部１０１を加熱
部１０２により測定温度に加熱するとともに、電極１０
４ａ、１０４ｂ間に一定電圧を印加し、きょう体１０９
の開口部１１０を通じてガス感応部１０１が測定雰囲気
と接触すると、その際の検知対象ガスの濃度に応じてガ
ス感応部の抵抗値が変化し測定雰囲気中の検知対象ガス
の濃度を測定することができるものであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の検知
素子は、ガス感応部が湿度に対して感度を持つため、測
定雰囲気の湿度によって誤動作するという課題があり、
この誤動作を防止することが要求されている。

【０００６】本発明は、このような従来の課題を解決す
るものであり、測定雰囲気の湿度が変化した場合におい
てもきょう体内部の湿度変化を防止し湿度による誤動作
を防止することができ、また、雰囲気の湿度に応じて可
逆的に吸放湿する材料を使用することにより、急激な湿
度変化の影響を防止することができ、また吸湿手段を吸
湿材加熱手段により、測定雰囲気の湿度変化範囲全域で
吸湿能力が得られる温度に加熱することにより、測定雰
囲気の湿度が如何なる場合においても湿度による誤動作
を防止でき、またガス感応部を加熱する加熱部の熱を利
用し、測定雰囲気の湿度変化範囲全域で吸湿能力が得ら
れる温度に加熱することにより、低消費電力で湿度によ
る誤動作を防止でき、吸湿手段を再生することにより、
長期的な湿度変化による誤動作を防止することのできる
検知素子を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の検知素子は上記
目的を達成するために、きょう体外部の湿度が変化した
場合においてもきょう体内部の湿度を一定に保つ構成と
したものである。

【０００８】本発明によれば、測定雰囲気の湿度が変化
した場合においてもきょう体内部の湿度は一定に保たれ
るため、湿度変化による誤動作を防止できる検知素子が
得られる。

【０００９】また、他の手段は、開口部とガス感応部の
間に吸湿手段を設置する構成としたものである。

【００１０】本発明によれば、測定雰囲気の湿度が変化
した場合においても吸湿手段が水分を吸湿するため、き
ょう体内部の湿度変化を防止することができ、常に低湿
に保つことができるため、湿度変化による誤動作を防止
することができる検知素子が得られる。

【００１１】また、他の手段は、雰囲気の湿度に応じて
可逆的に吸放湿する材料を用いて吸湿手段としたもので
ある。

【００１２】本発明によれば、雰囲気の湿度が変化した
場合においても、その湿度変化に応じて吸湿手段が吸放
湿を行うため、きょう体内部の湿度を一定に保つことが
でき、急激な湿度変化による誤動作を防止することがで
きる検知素子が得られる。

【００１３】また、他の手段は吸湿手段を加熱する吸湿
材加熱手段を設置する構成としたものである。

【００１４】本発明によれば、吸湿手段の吸湿能力が測
定雰囲気の湿度変化範囲で最適となる温度に吸湿手段を
加熱するため、雰囲気の湿度によらずにきょう体内の湿
度変化を防止することができるため、湿度変化による誤
動作を防止することができる検知素子が得られる。

【００１５】また、他の手段は、感応部を加熱する加熱
手段を有する検知素子において、加熱部の熱を利用し吸
湿手段を加熱し、最適な温度にすることにより低消費電
力で雰囲気の湿度変化による誤動作を防止することがで
きる検知素子を得ることができ得る。

【００１６】また、他の手段は、吸湿手段を再生する再
生手段を設ける構成としたものである。

【００１７】本発明によれば、吸湿手段の吸湿能力を再
生手段により再生することにより、長期にわたってきょ
う体内の湿度変化を防止することができるため、湿度に
よる誤動作を防止することができる検知素子が得られ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明は、感応部と、感応部を内
包し、開口部を有するきょう体とを有する検知素子にお
いて、きょう体外部の湿度が変化した場合においてもき
ょう体内部の湿度を一定に保つ構成としたものであり、
きょう体内部の湿度が一定に保たれるため感応部の湿度
変化による誤動作を防止できるという作用を有する。

【００１９】また、感応部と、感応部を内包し、開口部
を有するきょう体とを有する検知素子において、開口部
の一部または全部を覆う形、もしくは、きょう体内部に
吸湿手段を設けたものであり、吸湿手段により測定雰囲
気の湿分を吸湿するためきょう体内部の湿度を常に低湿
に保つという作用を有する。

【００２０】また、吸湿手段として雰囲気の湿度に応じ
て吸放湿する材料を使用したものであり、測定雰囲気の
湿度が低湿から高湿に変化した場合、吸湿手段は湿分を
吸湿する、また測定雰囲気が高湿から低湿に変化した場
合、吸湿手段は湿分を放湿するためきょう体内部の湿度
変化を防止するという作用を有する。

【００２１】また、吸湿手段を加熱する吸湿材加熱手段
を設けたものであり、吸湿手段の動作温度を測定雰囲気
の湿度変化範囲で吸湿能力が得られる温度に加熱すると
いう作用を有する。

【００２２】また、ガス感応部とガス感応部を加熱する
加熱部を有する検知素子において、加熱部の熱により吸
湿手段を加熱する構成としたものであり、加熱部の放熱
により吸湿手段を加熱し吸湿手段の動作温度を測定雰囲
気の湿度変化範囲で吸湿能力が得られる温度に低消費電
力で加熱するという作用を有する。

【００２３】また、吸湿手段を再生する再生手段を設け
る構成としたものであり、吸湿手段を再生手段により再
生することにより長期にわたり測定雰囲気の湿度によら
ずきょう体内部の湿度を低湿に保つという作用を有す
る。

【００２４】以下、本発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。

【００２５】

【実施例】（実施例１）従来例と同一の部分は同一番号を付し説明
を省略する。

【００２６】図１に示すようにきょう体１０９の内部に
吸湿手段１が固定手段２によって固定されている。吸湿
手段１は、ゼオライトやシリカゲルなどの吸湿材料から
なり粉体や粒を固定し、開口部１１０からきょう体１０
９内部に雰囲気の空気が充分通じる構成となっている。

【００２７】上記構成において、開口部１１０から流入
した空気は、吸湿手段１を通りきょう体１０９内部に流
入しその流入した空気のガス濃度をガス感応部１０１は
検知する。その際、測定雰囲気の湿分は吸湿手段１によ
り吸湿されきょう体１０９内部には侵入しない。そのた
め、きょう体１０９内部の湿度は常に低湿に保たれ、雰
囲気の湿度が変化した場合でもきょう体１０９内部の湿
度変化は起こらないのでガス感応部１０１の水分による
誤動作を防止することができる。

【００２８】なお、吸湿手段１は、ゼオライト、シリカ
ゲルなどとしたが、雰囲気中の湿度を吸湿する材料であ
れば同じ効果を得ることができる。また、形態は、粉
体、粒としたが、きょう体内部に固定でき、空気の流通
がある形態であればどのような形態でもよく、成形体や
紙や布に封じたものであってもよい。

【００２９】（実施例２）従来例と同一の部分には同一
番号を付し説明を省略する。

【００３０】図２において吸湿手段としてシリカゲル粒
３は１００メッシュの金属メッシュ板４と固定手段２に
よってきょう体１０９内部の開口部１１０との間に固定
されている。

【００３１】上記構成において、除湿手段であるシリカ
ゲル粒３は図３に示す吸湿特性を持つ。すなわち、雰囲
気の相対湿度が低湿から高湿に変化した場合、湿分を吸
湿する。また、高湿から低湿に変化した場合は、吸湿し
ていた湿分を放湿する。そのため、きょう体１０９内部
の湿度は雰囲気の湿度変化によらず一定に保たれガス感
応部１０１の誤動作を防止することができる。

【００３２】なお、吸湿手段としてシリカゲル粒とした
が、雰囲気の相対湿度変化に対し可逆的に吸放湿を行う
材料であれば何でもよい。また、形態を粒としたがきょ
う体内部に固定でき、空気の流通がある形態であればど
のような形態でもよく、成形体や紙や布に封じたもので
あってもよい。

【００３３】（実施例３）従来例と同一の部分には同一
番号を付し説明を省略する。

【００３４】図４において、吸湿手段１を加熱する加熱
手段としてヒータ５が吸湿手段１に設置されている。ヒ
ータ５は電源４から電力の供給を受けている。

【００３５】上記構成において、除湿手段であるシリカ
ゲル粒３は加熱手段であるヒータ５によって加熱され、
測定雰囲気よりも高い温度となっている。シリカゲル粒
３の吸湿特性を図５に示している。シリカゲル粒３の吸
湿特性は高湿になるほど相対湿度変化に対する吸湿特性
が悪くなる。そのため、雰囲気の湿度が２０％〜８０％
の範囲で変化する場合、高湿側で吸湿能力が不足する。
そこで、ヒータ５によってシリカゲル粒３を加熱するこ
とにより、例えば図５のように３０℃にすると２０℃で
２０％〜８０％の湿度範囲が３０℃では約１０％〜４５
％の範囲となり、シリカゲル粒３の相対湿度変化に対す
る吸湿特性が優れている範囲で使用することができる。
そのため、きょう体１０９内部の湿度を雰囲気の湿度変
化によらず一定に保つことができガス感応部１０１の誤
動作を防止することができる。

【００３６】なお、ヒータは、吸湿手段を加熱できるも
のであればニクロム線、シート状のヒータなど何でもよ
い。また、ヒータの設置場所は吸湿材内部でも周囲でも
よくその効果に差異はない。また、加熱温度については
雰囲気の温度より高温になりかつ吸湿材の吸湿能力を維
持できる温度、一般的には１００℃以下であればその効
果に差異はない。

【００３７】（実施例４）従来例と同一の部分には同一
番号を付し説明を省略する。

【００３８】図６においてガス感応部１０１は加熱部１
０２により約３００℃に加熱されている。加熱部の容量
は約２５０ｍＷである。また、ガス感応部１０１とシリ
カゲル粒３の下面の距離は約３ｍｍ程度であり、シリカ
ゲル粒３の量は約１ｇである。

【００３９】上記構成において、シリカゲル粒３は、ガ
ス感応部１０１の加熱部１０２の輻射熱により加熱され
る。図７に雰囲気温度に対するシリカゲル粒の温度を示
している。図７に示すようにシリカゲル粒３は雰囲気温
度が約２５℃の場合、約３０℃〜７０℃に加熱される。
そのため、雰囲気の相対湿度が２０％〜１００％まで変
化した場合においても、シリカゲル粒３の吸湿特性の優
れた領域で使用することができ、きょう体１０９内部の
湿度を一定に保つことができる、ガス感応部１０１の誤
動作を防止することができる。

【００４０】（実施例５）従来例と同一の部分には同一
番号を付し説明を省略する。

【００４１】図８において、再生手段として、ヒータ５
は電源６から電力の供給を受け吸湿手段１を吸湿能力を
再生する温度に加熱する。電源６はタイマー７の信号を
受け一定時間間隔で定期的にヒータ５に電力を供給す
る。

【００４２】上記構成において、吸湿手段１は雰囲気の
湿分を吸湿しきょう体１０９内部を低湿に保持するが、
吸湿量が飽和すると湿分の吸湿能力が無くなり、きょう
体１０９内部の湿度を低湿に保たなくなる。しかし、吸
湿手段１を加熱することにより吸湿した湿分を放出し再
び吸湿能力を再生する。吸湿手段１が再生する温度は材
料によって異なるが、シリカゲルの場合１００℃〜１５
０℃の範囲が適切である。また、タイマー７の時間間隔
は、使用するシリカゲル量によって異なるが、約１ｇの
シリカゲルを吸湿手段１とする場合、６時間〜１２時間
が望ましい。以上のように、吸湿手段１を再生すること
により長期にわたりきょう体１０９内部の湿度を低湿に
保つことができ、ガス感応部１０１の誤動作を防止する
ことができる。

【００４３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、吸湿手段
によりきょう体内部の湿度を雰囲気の湿度によらず低湿
に保つことができるため、感応部の湿度による誤動作を
防止することができるという有利な効果が得られる。

【００４４】また、吸湿手段として雰囲気の湿度に応じ
て可逆的に吸放湿する材料を用いることにより、雰囲気
湿度の急激な変化によるきょう体内部の湿度変化を防止
すると共に長期にわたりその効果を維持することができ
る効果が得られる。

【００４５】また、吸湿手段を吸湿材加熱手段により加
熱することにより、使用する雰囲気の湿度範囲で最適な
吸湿能力を得ることができるため雰囲気の湿度変化に対
し、より少量の吸湿材できょう体内部の湿度を一定に保
つことができる効果が得られる。

【００４６】また、感応部を加熱する加熱手段を有する
検知素子において、加熱手段の熱を利用し吸湿手段を加
熱することにより、低コストで湿度の誤動作を防止でき
る検知素子を得ることができる。

【００４７】また、除湿手段を再生手段により再生する
ことにより、長期にわたり吸湿効果の高い吸湿手段を得
ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１による検知素子の構成を示す
断面図

【図２】同実施例２による検知素子の構成を示す断面図

【図３】同吸湿手段の吸湿特性を示すグラフ

【図４】同実施例３による検知素子の構成を示す断面図

【図５】同吸湿手段の吸湿特性を示すグラフ

【図６】同実施例４による検知素子の構成を示す断面図

【図７】同吸湿手段の温度を示すグラフ

【図８】同実施例５による検知素子の構成を示す断面図

【図９】従来の検知素子の構成を示す断面図

【符号の説明】

１吸湿手段３シリカゲル粒５ヒータ６電源７タイマー１０１ガス感応部１０２加熱部１０９きょう体１１０開口部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感応部と、感応部を内包し、開口部を有
するきょう体とを有する検知素子において、きょう体外
部の湿度が変化した場合においても、きょう体内部の湿
度を一定に保つ構成とした検知素子。
【請求項２】感応部と、感応部を内包し、開口部を有
するきょう体とを有する検知素子において、開口部の一
部または全部を覆う形、もしくは、きょう体内部に吸湿
手段を設けることを特徴とする検知素子。
【請求項３】吸湿手段として雰囲気の湿度に応じて吸
放湿する材料を使用することを特徴とする請求項２記載
の検知素子。
【請求項４】吸湿手段を加熱する吸湿材加熱手段を設
けることを特徴とする請求項２記載の検知素子。
【請求項５】感応部と感応部を加熱する加熱部を有す
る検知素子において、加熱部の熱により吸湿手段を加熱
することを特徴とする請求項２記載の検知素子。
【請求項６】吸湿手段を再生する再生手段を設けるこ
とを特徴とする請求項２記載の検知素子。