JPS5897801A - 感湿素子 - Google Patents
感湿素子Info
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- JPS5897801A JPS5897801A JP56196534A JP19653481A JPS5897801A JP S5897801 A JPS5897801 A JP S5897801A JP 56196534 A JP56196534 A JP 56196534A JP 19653481 A JP19653481 A JP 19653481A JP S5897801 A JPS5897801 A JP S5897801A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating 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
- G01N27/121—Investigating 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。
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、金属酸化物の焼結体からなり、相対濃度を電
気抵抗の賢化として検出する感湿素子に関するものであ
る。
気抵抗の賢化として検出する感湿素子に関するものであ
る。
一般に、感湿素子の受感部は、ボリアきド樹脂、ポリ塩
化ビニール、ポリエチレン等の有機高分子、あるいはＦ
ｔｓ ９＊ ａ Ａｊｓ ｏｌ ＃ Ｏｒｅ Ｏｓ ｅ
Ｖ曹Ｏｓ等の金属酸化物からなる感湿抵抗体が使用さ
れている。しかし、金属酸化物の方が、有機高分子より
も、化学的、物理的に比較的安定で、素子材料として有
望である、といわれている。
化ビニール、ポリエチレン等の有機高分子、あるいはＦ
ｔｓ ９＊ ａ Ａｊｓ ｏｌ ＃ Ｏｒｅ Ｏｓ ｅ
Ｖ曹Ｏｓ等の金属酸化物からなる感湿抵抗体が使用さ
れている。しかし、金属酸化物の方が、有機高分子より
も、化学的、物理的に比較的安定で、素子材料として有
望である、といわれている。
とζろが、通常の金属酸化物は、固有抵抗が高く、濃度
蒙化により抵抗賢化が小さく、しか４、加−一除温の条
件において、湿度−抵抗特性にヒスチリシスが存在する
こと、さらに、多湿雰囲気での長期安定性に欠は為等の
欠点があシ、そのまｔでは感湿素子用材料として適当で
ない、そこで発明者らは、かかる従来の状況に鑑み、研
究を電ねえ結果、上記欠点を克服し九感湿素子を発明す
るに！つえのである。
蒙化により抵抗賢化が小さく、しか４、加−一除温の条
件において、湿度−抵抗特性にヒスチリシスが存在する
こと、さらに、多湿雰囲気での長期安定性に欠は為等の
欠点があシ、そのまｔでは感湿素子用材料として適当で
ない、そこで発明者らは、かかる従来の状況に鑑み、研
究を電ねえ結果、上記欠点を克服し九感湿素子を発明す
るに！つえのである。
本発明は、スピネル構造を有するＭ、、Ａ、Ｆ・、０４
゜を主成分とすＬ焼結体からなるｊｌｃ湿素子にある。
゜を主成分とすＬ焼結体からなるｊｌｃ湿素子にある。
ζζＫ、Ｍはマグネシウム（Ｍｇ ）又は亜鉛（Ｚｎ）
、ムはアルカリ金属、５ｉｊａｌ）０１ないしａ倉の範
ＩＩＯ値である。を九、１は酸素交格子数である。
、ムはアルカリ金属、５ｉｊａｌ）０１ないしａ倉の範
ＩＩＯ値である。を九、１は酸素交格子数である。
本発明にかかる感湿素子の電気抵抗はＯないし１１０％
０相対湿度費化に対して、ｌＯないし１０１値変化し、
素子ｏｇｓｅ性はすこぶる高い。
０相対湿度費化に対して、ｌＯないし１０１値変化し、
素子ｏｇｓｅ性はすこぶる高い。
を九該ｊｌｌ湿素子は、加湿−除湿の繰返し時、上記４
１１Ｉ！にヒスチリシスを現わさず、しかも多濃雰囲気
での長期使用に−耐える、等の長所を有している。さら
に、周囲温度により、上記特性は影響を受けにくい、と
いう特長も有している。 、それ故、本発明によれ
ば、小型で、高感度の感湿素子を提供することができる
。
１１Ｉ！にヒスチリシスを現わさず、しかも多濃雰囲気
での長期使用に−耐える、等の長所を有している。さら
に、周囲温度により、上記特性は影響を受けにくい、と
いう特長も有している。 、それ故、本発明によれ
ば、小型で、高感度の感湿素子を提供することができる
。
本発明にかかる感湿素子は、スピネルである「ＭＦｅ２
Ｏ４」のＭのα繁ないし２０７トム（＠１−）％をアル
カリ金属で置換した形−を有するＪＩＪ、−。
Ｏ４」のＭのα繁ないし２０７トム（＠１−）％をアル
カリ金属で置換した形−を有するＪＩＪ、−。
ム、ニジｅ、０４−ａＪの一般式で表わされる金属酸化
物−を主成分とするものである。ここに、ｔの値として
は、（１００１ないし０２の範囲がよく、この範囲で拶
金属酸化物は前記長所を現わす、またａはアルカリ金属
の量♂から決まる数値で、その値は約ｔ／ ｊｌである
。
物−を主成分とするものである。ここに、ｔの値として
は、（１００１ないし０２の範囲がよく、この範囲で拶
金属酸化物は前記長所を現わす、またａはアルカリ金属
の量♂から決まる数値で、その値は約ｔ／ ｊｌである
。
一方、ｇの値がα００１以下の場合は、湿度による抵抗
変化が小さくなる。逆にＣの値が０３以上の場合は、加
湿−除湿繰返しによるヒステリシス特性が著しく大きく
現われる。これら、いずれの場合も、Ｗ＆濡湿素子材料
として使用不可能である。
変化が小さくなる。逆にＣの値が０３以上の場合は、加
湿−除湿繰返しによるヒステリシス特性が著しく大きく
現われる。これら、いずれの場合も、Ｗ＆濡湿素子材料
として使用不可能である。
なお、Ｉの値がα０１ないしαｏｓｏｌｌ囲内の場合は
、湿度−抵抗特性曲線がほぼ直線となり、非常に使いや
すい感湿素子を得ることができる。
、湿度−抵抗特性曲線がほぼ直線となり、非常に使いや
すい感湿素子を得ることができる。
次に、本発明にかかる感湿素子の製造方法を例示する。
まず、所望の成分割合になるように秤量し九二４ｍ勘金
−−化物、アルカリ金属Ｏ炭瞭鳩、酸化鹸を出発原料と
し、これらが絢質になるように充分粉砕、混合し九のち
、圧縮成形、仮焼成する。さらに１上配、仮焼成したも
のを、再び粉砕し、よ〕高い圧力で圧縮成形し、適度な
受孔を保てるような温度で本焼成する。このようにして
、本発明Ｋかかる感湿素子を得ることができる。なお、
本発明にかかる最終焼成体の組成を得るための出発原料
は酸化物、廣酸樵に限定されず、硝酸塩等の他の樵鎖で
もよい。
−−化物、アルカリ金属Ｏ炭瞭鳩、酸化鹸を出発原料と
し、これらが絢質になるように充分粉砕、混合し九のち
、圧縮成形、仮焼成する。さらに１上配、仮焼成したも
のを、再び粉砕し、よ〕高い圧力で圧縮成形し、適度な
受孔を保てるような温度で本焼成する。このようにして
、本発明Ｋかかる感湿素子を得ることができる。なお、
本発明にかかる最終焼成体の組成を得るための出発原料
は酸化物、廣酸樵に限定されず、硝酸塩等の他の樵鎖で
もよい。
実施例
酸化マグネシウム（ｍｇａ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、鰐
酸カリウム（に愈００ｍ）、脚酸ソーダ（１ｉｌｌ諺Ｃ
ｏｓ ）、脚酸リチウム（Ｌ１＊ ＯＯａ ） ｓ三酸
化第二ｍ （ｒｅ、ｏ、）の粉末を原料とし、該当各原
科について、ｖｇ１表のｌから６の各番号欄に示した分
量を正確に秤量、混合し、６１ｍｍの、本−明にかかる
感湿素子用原次に、各素子用原料をそれぞれ約τグラム
（ｆ）ずつ取り出し、！！０ＯＫＩＪ／炉の圧力で直径
２０１Ｍ、厚さ６Ｈの円板状に成形し、番号ｌから６の
素子用原料は１０００’Ｏ，番号６の素子用原料は９０
０“Ｃで、１１５時間仮焼成した。さらに、上記仮焼成
したものを、それぞれ乳鉢でよく粉砕したのち、１ ｔ
ｏｎ／ｃｄの圧力で直径１ｏｍ、厚さ１ＭＭの円板状に
再成形した０番号ｌから６の成分を有する成形体はト寥
ｔ７連、番号メー分を有する成形体は９５０″Ｇで、い
ずれも交気中でＬ６時間本焼成し九。このようにして、
本発明Ｋかかる６種殖の異なった成分、組成をもつ感湿
素子を得た。
酸カリウム（に愈００ｍ）、脚酸ソーダ（１ｉｌｌ諺Ｃ
ｏｓ ）、脚酸リチウム（Ｌ１＊ ＯＯａ ） ｓ三酸
化第二ｍ （ｒｅ、ｏ、）の粉末を原料とし、該当各原
科について、ｖｇ１表のｌから６の各番号欄に示した分
量を正確に秤量、混合し、６１ｍｍの、本−明にかかる
感湿素子用原次に、各素子用原料をそれぞれ約τグラム
（ｆ）ずつ取り出し、！！０ＯＫＩＪ／炉の圧力で直径
２０１Ｍ、厚さ６Ｈの円板状に成形し、番号ｌから６の
素子用原料は１０００’Ｏ，番号６の素子用原料は９０
０“Ｃで、１１５時間仮焼成した。さらに、上記仮焼成
したものを、それぞれ乳鉢でよく粉砕したのち、１ ｔ
ｏｎ／ｃｄの圧力で直径１ｏｍ、厚さ１ＭＭの円板状に
再成形した０番号ｌから６の成分を有する成形体はト寥
ｔ７連、番号メー分を有する成形体は９５０″Ｇで、い
ずれも交気中でＬ６時間本焼成し九。このようにして、
本発明Ｋかかる６種殖の異なった成分、組成をもつ感湿
素子を得た。
ここで、本発明にかかる感湿素子のＩＩ特性を測定する
ために次の方法で特性計測用リード線を取りつけた。ｔ
ず、得た各感湿素子の表裏面を＃２０００のエメリーペ
ーパーで１ＦｆＪＩＩｔ、、アセトンで一洗浄したのち
、素子表裏面全面に酸化ルテニウム（Ｒｕｎｇ ）ペー
ストを塗布した。これを大気中で温度５ｏｏ−ｃ、ｓ分
間加熱し、酸化ルテニウム電極を形成した。さらに該電
極の中央部に銀ペース）１命布し、７５０″０１ａ分間
加熱して銀皮膜を形成し、ここに、特性計測用リード線
をハンダ付けした。次に本発明にかかる感湿素子の特性
を測定した。
ために次の方法で特性計測用リード線を取りつけた。ｔ
ず、得た各感湿素子の表裏面を＃２０００のエメリーペ
ーパーで１ＦｆＪＩＩｔ、、アセトンで一洗浄したのち
、素子表裏面全面に酸化ルテニウム（Ｒｕｎｇ ）ペー
ストを塗布した。これを大気中で温度５ｏｏ−ｃ、ｓ分
間加熱し、酸化ルテニウム電極を形成した。さらに該電
極の中央部に銀ペース）１命布し、７５０″０１ａ分間
加熱して銀皮膜を形成し、ここに、特性計測用リード線
をハンダ付けした。次に本発明にかかる感湿素子の特性
を測定した。
まず、上記リード線を通して感湿素子に周波数Ｉ ＫＨ
ｚ、電圧ｌボルトの交流を印加し、この感湿素子のｍ度
−抵抗特性を求め友。周囲温度が２６（］の場合の結果
を、第１図に示す。図中の各曲線につけた番号は第１表
の番号に対応する。この図より知られるように、本発明
にかかる感湿素子は、相対湿度０から１００％の範囲に
おいて、大きな抵抗変化を示していることがわかる。
ｚ、電圧ｌボルトの交流を印加し、この感湿素子のｍ度
−抵抗特性を求め友。周囲温度が２６（］の場合の結果
を、第１図に示す。図中の各曲線につけた番号は第１表
の番号に対応する。この図より知られるように、本発明
にかかる感湿素子は、相対湿度０から１００％の範囲に
おいて、大きな抵抗変化を示していることがわかる。
また、加湿時、除湿時、いずれの条件についても、上記
測定を実施したが、どの感湿素子においても、それぞれ
が上記の場合と同一曲線で表わすことができ、ヒステリ
シスは見られなかった。次に本発明にかかる感湿素子の
長期安定性を−ベ九。
測定を実施したが、どの感湿素子においても、それぞれ
が上記の場合と同一曲線で表わすことができ、ヒステリ
シスは見られなかった。次に本発明にかかる感湿素子の
長期安定性を−ベ九。
まず上記測定を行なっ九番号ｌの成分を有する感湿素子
を、相対湿度８０％の恒湿箱に保管した。
を、相対湿度８０％の恒湿箱に保管した。
該多湿雰囲気中で２ケ月間放電後、この感湿素子を取少
出し、再度、湿度−抵抗特性を測定した。
出し、再度、湿度−抵抗特性を測定した。
その結果を第１図中の黒丸で示す、Ｖ黒丸は曲線番号ｌ
の上にあり、素子製作時と同一特性を保持し玉いたこと
がわかる。
の上にあり、素子製作時と同一特性を保持し玉いたこと
がわかる。
さらに、本発明にかかる感湿素子について、周囲温度の
影響を調べた１番号４の成分を有する感湿素子について
、その周囲温度を２６°Ｃ・８０゛Ｃおよび８６℃の８
段階に変化させて、それぞれの条件における湿度−抵抗
特性を測定した。その結果を第２図に示す、この図よシ
明らかなように、本発明にかかる感湿素子の上記特性は
、素子の周囲温度が上外すふと、抵抗値は低下する傾向
を示すが、その鶏皮はわずかであや、サーミスタ等を用
いて簡単に温度補償することができる。
影響を調べた１番号４の成分を有する感湿素子について
、その周囲温度を２６°Ｃ・８０゛Ｃおよび８６℃の８
段階に変化させて、それぞれの条件における湿度−抵抗
特性を測定した。その結果を第２図に示す、この図よシ
明らかなように、本発明にかかる感湿素子の上記特性は
、素子の周囲温度が上外すふと、抵抗値は低下する傾向
を示すが、その鶏皮はわずかであや、サーミスタ等を用
いて簡単に温度補償することができる。
第１図は本発明の実施例にかかる感湿素子の湿度−抵抗
特性を示す線図、第２図は温度変化による上記特性貧化
の例を示す線図である。 和 文：ｔ 湿 ＆ （に） 第１図 相封ミ１Ｎ （％） 第２図
特性を示す線図、第２図は温度変化による上記特性貧化
の例を示す線図である。 和 文：ｔ 湿 ＆ （に） 第１図 相封ミ１Ｎ （％） 第２図
Claims (1)
- スピネル構造の”１：ａＡｔνｅ、Ｏ，−、（但し、Ｍ
はマグネシウム又は亜鉛、Ａはアルカリ金属、ＱＯＯＩ
＜♂〈α２、−は酸素交格子Ｉｋ）を主成分とする焼結
体からなる感湿素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56196534A JPS5897801A (ja) | 1981-12-07 | 1981-12-07 | 感湿素子 |
| US06/446,034 US4462930A (en) | 1981-12-07 | 1982-12-01 | Humidity sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56196534A JPS5897801A (ja) | 1981-12-07 | 1981-12-07 | 感湿素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5897801A true JPS5897801A (ja) | 1983-06-10 |
| JPS639722B2 JPS639722B2 (ja) | 1988-03-01 |
Family
ID=16359333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56196534A Granted JPS5897801A (ja) | 1981-12-07 | 1981-12-07 | 感湿素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4462930A (ja) |
| JP (1) | JPS5897801A (ja) |
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1981
- 1981-12-07 JP JP56196534A patent/JPS5897801A/ja active Granted
-
1982
- 1982-12-01 US US06/446,034 patent/US4462930A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4462930A (en) | 1984-07-31 |
| JPS639722B2 (ja) | 1988-03-01 |
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