JPS5839372B2 - 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 、Ａ １２０ ｓ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釦いては湿度制
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釦の釦の独
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
。

渣ず出発原料として、ＰｂＯ１ＨｆＯ２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４Ｘ４Ｘ０．２５ｙ＋ｍ＋に成
形（成形圧７５０ ｋｇ／ｃｒ／１ ） Ｌ、焼結体１
としてＰｂＨｆＯ３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、ＲｕＯ２系以外にＡｇ ｔＮｉ
？ Ｚｎ ｔ Ｃｒ 、 Ｐ ｄ ｔ Ａｕ ＠ Ｐ
ｔ Ｉ Ｓ ｎ Ｉ Ｃｕ ｔＡＩ 、 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釦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℃にあ−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
行なっ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℃）
に釦いて両電極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。

渣た、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℃にトける周波数−電気インピーダンス特性で
あり、Ａは湿度２０多ＲＨ，Ｂは湿度４０％ＲＨ１Ｃは
湿度６０俤ＲＨＸＤは湿度８０多ＲＨの場合の特性であ
るが、高域周波数においては湿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ＰｂＨｆＯ３の成
分のものに限られるも（７）Ｔｌｍ＜、ぴ起ＢａＴｉＯ
３゜５ｒＴｉ０３．ＰｂＴｉＯ３，ＣａＴｉＯ３，Ｐｂ
ＺｒＯ３゜ＫＮｂＯ３、ＮａＮｂＯ３、ＬｉＮｂＯ３、
ＬｉＴａ０３ｔＰ ｂ （Ｍｇ １／３Ｎｂ ２ ／ｓ
） ０３”−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、・ζ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種才
たは複数種加えても、応答性が早く、特性劣化の極めて
ず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。

ｌ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
も有して耘す、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。

なチ・、この素子の寸法、形状む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、６０Ｈｚ１■のオシレータ
ｏｓｃ−ｉと５００ＫＨｚ−１■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）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０８Ｃ−１に接続さ
れ、抵抗益鳥 に湿度変化に応じた出力信号が得られ、
渣た切換スイッチＳＷをｂ側に倒すと、オシレータ０８
Ｃ−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。

なフ−１この実施例の構成によるときは、温度Ｏ℃〜１
５０℃、湿度１０係ＲＨ〜１００嶺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
にち−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
−１，０８Ｃ−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 ＰｂＨｆＯ３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。