JPS5839366B2 - 温度・湿度検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は温度・湿度検知装置に関するものである。

従来、湿度検知装置や湿度調節装置のセンサとして、Ｆ
ｅ ２０３ 、Ａ １２ ｏ３など吸水性に優れた金
属酸化物を主成分とし湿度に感応して変化するその抵抗
値から湿度が検出される感湿抵抗体が一般に用いられて
いた。

しかしながら、たとえば空調システムにおいては湿度制
御と同時に温度制御が行なわれるなど、一般には湿度の
みを単独に検知する場合よりも湿度と温度を併せて検知
することを要請される場合の方がむしろ多く、この要請
に応えるためには、たとえば湿度検知用として前記感湿
抵抗体を、温度検知用としてサーミスタをそれぞれ別個
に用い、湿度検知回路と温度検知回路とをおのおの独立
させて２系統の回路構成を採らなければならなかった。

そのため回路構成が複雑となり装置の製造コストも増大
するという欠点を有していた。

したがって、この発明の目的は、簡単かつ安価な回路構
成で温度および湿度の両方を検知することができる温度
・湿度検知装置を提供することである。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

最初に、この温度・湿度検知装置に用いられる温度・湿
度検知素子の一例について詳しく第１図により説明する
。

まず出発原料として、ＫＯＯ；３ ｙ Ｎｂ２ｏ、を湿
式混合した後、乾燥して乾燥粉末とする。

つぎに、この粉末原料を４×４×０．２５ｍｍに成形（
成形圧７５０ ｋｙ／ｃｄ！ ） ’Ｌ、、焼結体１と
してＫＮｂＯ３の酸化物磁器を生成する。

さらに前記焼結体１にＲｕＯ２系電極ペーストを塗布し
て８００℃で焼き付は電極２を形成して温度・湿度検知
素子を構成する。

前記電極材料としては、ＲｕＯ□系以外にＡｇ 。

Ｎｉ Ｚｎ Ｃｒ Ｐｄ Ａｕ Ｐｔ Ｓｎ
Ｃｕ ＡｌＩｎを電極ペースト焼付法、醇射法、蒸着
法などで塗布しても同様の効果かえられる。

このような方法で酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化インジ
ウムを主成分とした金属酸化物および半導体などからな
る電極についても形成することができる。

前記構成を有する温度・湿度検知素子の特性について、
実験結果に基づき以下に説明する。

第２図に示すグラフは、温度２０℃において両電極２，
２間に１ＯＨｚ−ＩＶの低周波電源を印加した場合の、
前ｆ１１度・湿度検知素子の相対湿度変化に伴なう電気
インピーダンスの変化を示すもので、湿度が上昇するに
つれて電気インピーダンスが減少していることがわかる
。

また、同一印加電源の条件のもとに温度８０℃において
行なつた前記特性の実験では、温度の相違による影響は
ほとんど受けないことが判明し、この結果、この温度・
湿度検知素子は、低周波電源を印加した条件のもとでは
、電気インピーダンスの変化は湿度にのみ依存すること
が判明した。

第３図に示すグラフは、湿度５０％Ｒ，Ｈ（１〜９５℃
）において両電極２，２間に１０００ＫＨｚｌｖの高周
波電極を印加した場合の、温度変化に伴なつ温度・湿度
検知素子の電気インピーダンスの変化を示すもので、温
度変化に対応してその電気インピーダンスが変化してい
ることがわかる６また、同一印加電源の条件のもとに相
対湿度を１０％、９９％とした場合にも、前記特性にほ
とんど変化はないことが判明した。

第４図に示すグラフは、湿度をパラメータとした場合の
温度２０℃における周波数−電気インピーダンス特性で
あり、Ａは湿度２０％ＲＨ，Ｂは湿度４０％ＲＨ１Ｃは
湿度６０％ＲＨ％Ｄは湿度８０％ＲＨの場合の特性であ
るが、高域周波数においては温度変化の影響をまったく
受けていないことがわかる。

以上の実験結果から、この温度・湿度検知素子は、低周
波電源印加条件のもとではその電気インピーダンスの変
化が湿度に依存し、高周波電源印加条件のもとではその
電気インピーダンスの変化が温度に依存する特性を有す
ることがわかる。

この温度・湿度検知素子の構成は前記ＫＮｂＯ３ノ戒分
のものに限られるものではなく、これにＢａＴｉＯ３，
５ｒＴｉ０３ 、ＰｂＴｉＯ３，０ａＴｉ０３ 。

ＰｂＺｒＯ３、ＮａＮｂ０ａ 、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴ
ａＯ３゜Ｐｂ（Ｍｇ、／３Ｎｂ２イ）０３およびその他
のペロプスカイトタイプ、タングステンブロンズタイプ
、パイロクロアタイプ、スピネルタイプさらには金属酸
化物などの化合物を１種または複数種加えても、応答性
が早く、特性劣化の極めてすくない高感度でしかも湿度
と湿度検出時の温度および湿度の分離がすぐれた素子を
得ることができる。

また、さらにはそれ以外の添加物を加えることによっで
ある限られた湿度あるいは温度検知範囲内で、高感度と
なるようその特性を制御することもできる。

また、この温度・湿度検知素子は耐熱性に優れた性質を
も有しており、大気中の浮遊物質によってこの素子が汚
染した場合でも、加熱クリーニングを行なってもとの状
態に戻すこともできる。

なお、この素子の寸法、形状および構造については、前
記の例のものに限定されるものではなく、種々の寸法、
形状のものが可能である。

第５図は、前記温度・湿度検知素子を用いた湿度・湿度
検知装置の一実施例を示し、６０ＨｚＩＶのオシレータ
ＯＳ Ｏ−１と５００ＫＨｚ−ＩＶのオシレータ０８０
−２を並列に構成するとともに、切換スイッチＳＷによ
って前記各オシレータ０８０−１．０８０−２に切換接
続できるようにした電源に対し、前記温度・湿度検知素
子Ｓと抵抗器（１０にρ）Ｒ８を直列に接続して構成す
る。

このように構成したことにより、たとえば、切換スイッ
チＳＷをａ側に倒すと、オシレータｏｓｃ−ｉに接続さ
れ、抵抗器Ｒ８に湿度変化に応じた出力信号が得られ、
また切換スイッチＳＷをｂ側に倒すと、オシレータ０８
０−２に接続され、抵抗器Ｒ８に温度変化に応じた出力
信号が得られる。

なお、この実施例の構成によるときは、温度Ｏ℃〜１５
０℃、湿度１０％ＲＨ〜１００％ＲＨの範囲に亘る検知
が可能である。

以上のように、この温度、湿度検知装置によれば、温度
と湿度の検出を１つの回路構成によって行なうことがで
き、空調管理、気象、食品工業、医化学関係などの分野
における温度・湿度制御のための装置の構成が簡略化で
き、装置コストの低減化を果たすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例で用いられる温度・湿度検
知素子の一例を示す斜視図、第２図は温度・湿度検知素
子の湿度対インピーダンス特性を示す図、第３図は温度
・湿度検知素子の温度対インピーダンス特性を示す図、
第４図は温度・湿度検知素子の周波数対インピーダンス
特性を示す図、第５図は温度・湿度検知装置の一実施例
を示す回路図である。 １・・・焼結体（酸化物磁器）、２・・・電極、０８Ｃ
Ｉ、０８Ｃ−２・・・オシレータ、ＳＷ・・・切換スイ
ッチ、Ｓ・・・温度・湿度検知素子、Ｒ８・・・抵抗器
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ＫＮｂＯ３成分を主成分とする酸化物磁器に電極面
   を設けた温度・湿度検知素子と、周波数を選択的に変換
   できる電源回路とを接続したことを特徴とする温度・湿
   度検知装置。