JPS5873852A - 結露センサ - Google Patents

結露センサ

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JPS5873852A
JPS5873852A JP56171414A JP17141481A JPS5873852A JP S5873852 A JPS5873852 A JP S5873852A JP 56171414 A JP56171414 A JP 56171414A JP 17141481 A JP17141481 A JP 17141481A JP S5873852 A JPS5873852 A JP S5873852A
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JP
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dew condensation
porosity
sensor
metal oxide
electrodes
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Heikichi Tanei
平吉 種井
Shoichi Iwanaga
昭一 岩永
Akira Ikegami
昭 池上
Hiroshi Otsu
浩 大津
Hiromi Isomae
磯前 博己
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
    • G01N27/121Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid for determining moisture content, e.g. humidity, of the fluid

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水容の付着すなわち結露状l1rt電気抵抗
の変化として検出する結露センサに関するものである。
従来知られている結露検出方法は、(1)光の反射量や
水の吸収スペクシルで検出する光学的方法、(2)圧電
共振子の共振周波数の変化やQの低下で検出する方法、
(3)容量の変化で検出する方法、(4−気抵抗の変化
で検出する方法などがある・これらの方法のうち、上記
(1)の方法は高精度な光学系が必要で持ち運びがしに
<<、シかも高価格なため、一般の民生用製品への適用
はできないという欠点があり、上記(2) 、 (3)
の方法は検出電気回路が複雑となる欠点があり、上記(
4)の電気抵抗の変化で検出する方法は検出回路が比較
、的単純で最も好ましいものと考えられる〇従来、電気
抵抗の変化で検出する方法には、検出回路の電源により
、交流式と直流式の二法がある。交流式の結露センサと
しては、その感湿膜に塩化物やリン酸塩などの電解質を
用いることが知られている。しかし、このような結露セ
ンサを、特に小型軽量が要求される製品(例えばポータ
プル型VTR)に適用する場合には直流式に比べて回路
上複雑なため、不利である。
直流式結露センサは、感湿膜に、(a)有機高分子と導
体粉末、1(b)半導体粉末、(C)絶縁体粉末な\・
′ どが用いられ・士いる。これら感湿膜は、有機高分子中
に粉末力髪分散している状態あるいは有機高分子と粉体
とが混合している状態となっている。すなわち、感湿膜
に実質的に有機高分子が存在している。このため結露検
出の応答速度が遅い、結露検出状態が安定に保持されに
くいなどの欠点がある。
VTRのシリンダは、温度などの急激な変化に対し結露
しやすい部位であり、またシリンダニ結露するとテープ
の巻き込みなどの障害が起こるので結露状態を速やかに
検知すること、ざらにはシリンダの結露が除去されるま
で長く結露状1Iirt検知することが要求される。し
かし、従来の結露センサでは、これらの要求を十分に満
たすことは難しい。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくシ、結
露状態を途やかに検知し、ざらには結露状態を安定に長
く検知する結露センナを提供するにある。
上記の点にかんがみ直、流式結露センサの構成、□ 要素を考察し、ざらに−一的検討な重ねた結果、本発明
の結露センサを得“械。
すなわち、本発明の結露センナは、対向電極を覆う感湿
部が20〜60%の気孔率をもつ絶縁性の有機高分子を
含まない多孔質金属酸化物からなり、ざらにこの金属酸
化物感湿材を被覆が有機高分子からなるものである。
次に本発明の結露センナの作成法を説明する。
対向電極には、例えばAu、Pt、Pd  などの金属
線や金属板、セラミックスなどの絶縁基板上にAu。
Pt、Pd、RuO,すどの導電ペーストをスクリーン
印刷し、焼成して形成したものが用いられる。対向電極
の形状は、直線状、曲線状、らせん状、くし歯状など種
々用いられる。また対向電極の電極間隔は通常0.5〜
tOWであり電極長さは通常5〜5[mである。
この対同電極間を覆うように形成する絶縁性の多孔質金
属酸化物としては、TIO! e A”mos 。
840@ e ZrO2、BaTi0. 、5rTiO
1などが用いられる。また、これらの酸化物にNiO,
ZnO。
MnO,などのj1讐、導体鎌化物、RuO□ などの
導体酸化物を少量−′・1加した酸化物も絶縁性があれ
ば用いられる。
これらの酸化物は、上記対向電極間を覆うよウニ成形シ
、20〜60%の気孔率となる条件で焼成し、多孔質金
属酸化物□からなる感湿部を形成する。
次に、PVA、セルロース、ポリアミド樹脂などの有機
高分子をそれぞれの溶媒に適量溶解させた溶液を上記多
孔質金属酸化物に塗布後乾燥し、有機高分子被覆を形成
する0 塗布の方法は通常、ディップ法、スプレー法、回転塗布
法などが用いられる。有機高分子被覆の厚さは、通常0
.05〜27Inが適当であるOなお、金属酸化物の気
孔率が20%未満の時と、60%を越える時には、結露
状態を速やかに検知することがしにくいことが実験によ
りわかった。
以下、本発明を実施例により説明する。
実施例1 第1図に示すように、(L21111−のpt  線で
対向電[11rt形成した。対向電極間隔はα5■、対
向電極長さは50IN1とした。この対向電極間を覆う
ようにBaTi0.系酸化物2を形成したOこのBaT
i0.中には焼結を促進するため、Bi、(%−八へ、
−8in、系ガラスを5〜50WtlG添加した0また
成型しやすくするため3%PVA水溶液を適量加えた。
これを600〜1050℃の種々の濃度で焼成し、第1
表の気孔率をもつBaTi0.焼結体を形成し−た。こ
の焼結体中には有機成分は存在しない。このBaTi0
.からなる感湿部を、種々のエチルセルロース濃度のα
−テルピネオール溶液に、ディップ後、170℃で30
分間乾燥し、エチルセルロースの被膜5を形成した。被
膜〕厚さは、同一濃度のエチルセルシース−α−テルピ
ネオール溶液中にガラス板をディップし、上記と同一条
件で乾燥後、形成されたエチルセルロース被膜の厚さを
通常の触針法で測定して求めた。作成した結露センサ試
料の結露応答時間と結露保持時間を第1表に示した。結
露応答時間は結露センサrto℃に冷却した後、25℃
7騙田に保った恒温恒湿槽内に入れた時点から結露セン
サの抵抗が2MΩ以下に低下するのに要する時間である
。結露保持時間は上記恒温恒湿槽内に入れた結露センサ
の抵抗が2MΩ以下である時間である。また結露センサ
試料の相対第  1  表 (試料番号に秦印を付したものは本発明の範囲外である
。) 濃度と抵抗との関係を図2に示す。なお、結露センサ試
料の抵抗の測定は、センナ試料に直列に1MΩの抵抗を
接続した回路に直流5■を印加し、IMΩの抵抗に印加
される電圧を電圧計で銃み取り、センサの抵抗を計算で
求めた。なお、第2図中の番号は、第1表の試料番号と
一致する。
これらの結果かられかるように、BaTi01焼結体の
気孔率と結露応答時間との間には相関がアリ、エチルセ
ルロース被膜の厚さ0.3 /Jn の時、気孔率が2
0〜60%の範囲内では、結露応答時間が5.5mi 
o以内という優れた特性を示す。さらにこの場合、結露
保持時間は45m i n以上であり、抵抗−相対湿度
の特性も十分実用的特性である。気孔率が20%より小
さい場合と60%より大きい場合は、結露応答時間は5
m1n以上と長くなるので、本発明の目的に適さないと
考え、本発明の範囲外とした。
またBaTi0.焼結体を被覆するエチルセルロース膜
の厚さと結露応答時間との間には相関があり、BaTi
0.の気孔率が40%の時、エチルセルロース被膜の厚
さが増大するにつれて、結露応答時間が長くなる傾向に
ある。また、エチルセルロース被膜の厚さが0.05 
Rnと極めて小さい時には、95%RH以上の高湿度で
抵抗値が2MΩ以下となり、結露センサとして、誤動作
が多くなる傾向にある。エチルセルロース被膜の厚さと
しては、α05〜2.ganの・範囲内が適当である。
金属酸化物としてB a T i O,のかわりにTi
e、。
AI、0.を用いてもほぼ同様の結果が得られた。
サラに、有機高分子としてエチルセルロースのかわりに
、メチルセルロース、アセチルセルロース、PVA、ナ
イロンを用いてもほぼ同様の結果が得られた。
実施例2 第3図、第4図に示すように、15 X 15 Xo、
8簡の大きさのアルミナ基板4にAuとガラス7リツト
を含む導体ペーストを印刷・焼成して、長さ50M、線
幅α−1電極間隔0.5mの対向電極5を形成した。こ
の対向電極間を覆うように、BaTi0@ と有機ビヒ
クルからなるペーストを印刷した後、600〜1050
℃ の種々の濃度で焼成し、第2表の気孔率をもつBa
Ti0.焼結体層6を形成した。BaTi0.ペースト
中には、焼結を促進するため、Bi、0.− B、0.
− S io2系ガラスを5〜1wt%添加した。有機
ビヒクルにはα−テルピネオールにエチルセルロースf
 5wt%溶解したものを用いた。600〜1050℃
の濃度で焼成した結果、BaTi0.焼結体層中には、
有機成分は存在していなかった。なおりaTiO,層の
厚さは約60/11rrIであ−た。このBaTi0.
からなる感IL部を種々のエチルセルロース濃度のα−
テルピネオール溶液にディップ後、170℃で3吟間乾
燥し、エチル七ル四−スの被膜7を形成した。この方法
で作成した結露センサ試料を実施例1と同様にして種々
の特性を測定した。測定結果を第2表、第5図に示した
。なお、第5図中の番号は、第2表の試料番号に一致す
る。
これら結果かられかるように、BaTiOs焼結体層の
気孔率と結露応答時間との間には相関がアリ、エチルセ
ルロース被膜の厚さがo、 s IIm(7)時、気孔
率が20〜60% の範囲内では、結露応第  2  
表 (試料番号に秦印を付ルたものは本発明の範囲外である
)′j 答時間が5. Omin以内という優れた特性を示す。
ざらにこの場合、結露保持時間は30m1n以上であり
、抵抗−相対湿度の特性も十分実用的特性である。気孔
率が20%より小さい場合と60%より大きい場合は、
結露応答時間は5m1n以上と長くなるので、本発明の
目的に適さないと考え、本発明の範囲外とした。またB
a’riO,焼結体層を被覆するエチルセルロース膜の
厚ざと結露応答時間との間には相関があり、B a T
 j O,焼結体層の気孔率が40%の時、エチルセル
ロース被膜の厚さが増大するにつれて、結露応答時間が
長くなる傾向にある。また、エチルセルロース被7膜ノ
厚さが0.03縄と極めて小さい時には、90%RH以
上の高湿度で抵抗値が2MΩ以下となり、結露センサと
して、誤動作が多くなる傾向にある。エチルセルロース
被膜の厚さとしては、O,OS〜2An’lの範囲が適
当である。
金属酸化物としてB a T i O,のかわりにTi
e、。
AI、0.を用いてもほぼ同様の結果が得られた。
′1 さらに、有機高分子としてエチルセルロースのかわりに
、メチルセルロース、アセチルセルローX 、 PVA
 、ナイロンを用いてもほぼ同様の結果か得られた。
以上述べたように、本発明によれば、水分の付着すなわ
ち結露に対して抵抗値が著しく変化し、結露センサとし
ての誤動作がなく、結露応答時間もo、5mi n〜t
sminと短かく、シかも結露保持時間が50m1n以
上という実用1優れた特性をもつ結露センサか得られる
【図面の簡単な説明】
第1因は本発明による結露センサの一実施例を示す断面
図、第2図はこの実施例による各試料の相対湿度と抵抗
値の関係を示す図、第3図は本発明による結露センサの
一実施例を示す平面図、ts4図は第3図ノA−A@断
面図、第5図はこの実施例による各試料の相対湿度と抵
抗値の関係2示す図である。 1・・・対向電極、      2・・・金属酸化物焼
結体、3・・・有機高分子被膜、 5・・・対向電極、
6・・・金属酸化物焼結体層、 7・・・有機高分子被膜。 代理人弁理士 薄 1)利 幸; オ IrE3 オ 2 図 ( 第3但 オ 4 固 オ 5 の

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基板、この基板上に形成された対向電極、この対向電極
    間と対向電極が気孔率20〜60−の絶縁性気孔質金属
    酸仕給で覆われるように形成された感湿部、この感湿部
    が覆われるように形成された有機高分子被覆よりなるこ
    とを特徴とする結露センサ。
JP56171414A 1981-10-28 1981-10-28 結露センサ Granted JPS5873852A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56171414A JPS5873852A (ja) 1981-10-28 1981-10-28 結露センサ
US06/436,944 US4481813A (en) 1981-10-28 1982-10-27 Dew sensor
DE8282109934T DE3272754D1 (en) 1981-10-28 1982-10-27 Dew sensor
EP82109934A EP0078058B1 (en) 1981-10-28 1982-10-27 Dew sensor

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JPH0324619B2 JPH0324619B2 (ja) 1991-04-03

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