JPS5839371B2 - 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、湿度測定装置や湿度調節装置のセンサとして、Ｆ
ｅ ２０３ ｔ Ａ １２０３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むいては湿度制
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□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むの独立
させて２系統の回路構成を採らなければならなかつらそ
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
成で温度釦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第１図により詳しく説明する
。

１ず出発原料として、ＬｉＣ０３ｙ ’ｌ’ａ２ ｏ５
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４×４Ｘ０．２５ｍｍに成形（
成形圧７５０ ｋｑ／ｃｒｔｔ ） Ｌ、、焼結体１と
してＬｉＴａＯ３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、ＲＬＩ０２系以外にＡｇ ｔＮ
ｉ 、Ｚｎ 、Ｃｒ 、Ｐｄ ｙＡｕ 、ｐｔ 、Ｓ
ｎ 、Ｃｕ 。

Ａｌ ｔ Ｉｎ を電極ペースト焼付法、溶射法、蒸着
法などで塗布しても同様の効果が得られる。

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む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℃にむいて両電極２，
２間に１０Ｈｚ−ＩＶの低周波電源を印加した場合の、
前記温度・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、湿度が上昇するたつ
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℃にむいて
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％ＲＨ（１〜９５℃）
において両電極２，２間に１０００ＫＨｚ−ＩＶＯ高周
波電源を印加した場合の、温度変化に伴なう温度・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。

捷た、同一印加電源の条件のもとに相対湿度を１０多、
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℃にむける周波数−電気インピーダンス特性で
あり、Ａは湿度２０ダＲＨ，Ｂは湿度４０φＲＨ。

Ｃは湿度６０多ＲＨ，Ｄは湿度８０多ＲＨの場合の特性
であるが、高域周波数に卦いては湿度変化の影響をオつ
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ＬｉＴａＯ３の成
分のものに限られるものではなく、これにＢａＴｉＯ３
＊５ｒＴｉ０３ 、ＰｂＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３Ｐｂ
ＺｒＯ３、ＫＮｂＯ３、ＮａＮｂＯ３ｔＬｉＮｂ０３
。

Ｐｂ （Ｍｇ１／ｓ Ｎｂ ２ ／ｓ ） Ｏｓ釦よび
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
も温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
も有してふ一す、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、形状ち・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温度・湿度
検知装置の一実施例を示し、６０Ｈｚ−１Ｖのオシレー
タｏｓｃ−ｉと５００ＫＨ２−１ｖのオシレータ０８Ｃ
−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０８Ｃ−１，，０８Ｃ−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Ω）馬 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、抵抗器塩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０８Ｃ
−２に接続され、抵抗器へに温度変化に応じた出力信号
が得られる。

なか、この実施例の構成によるときは、温度Ｏ℃〜３０
０℃、湿度１０多ＲＨ〜１００多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
にトける温度・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図はこの発明の二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
−１，０８Ｃ−２・・・オシレータ、ＳＷ・・・切換ス
イッチ、Ｓ・・・温度・湿度検知素子、Ｒ９・・・抵抗
器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｉ ＬｉＴａＯ３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
   変更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。