JPS59142446A - 湿度検知素子 - Google Patents
湿度検知素子Info
- Publication number
- JPS59142446A JPS59142446A JP58016507A JP1650783A JPS59142446A JP S59142446 A JPS59142446 A JP S59142446A JP 58016507 A JP58016507 A JP 58016507A JP 1650783 A JP1650783 A JP 1650783A JP S59142446 A JPS59142446 A JP S59142446A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- humidity
- sensing element
- temperature
- humidity sensing
- sensitive resistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- 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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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
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】
産業上の利用分野
本発明は湿・度の変化を電気抵抗の変化に変換できる湿
度検知素子に関するものである。
度検知素子に関するものである。
従来例の構成とその問題点
一般に金属酸化物は水分吸着性に優れており、水の物理
的吸着量は雰囲気中の温度と湿度に依存する。そして金
属酸化物表面に水が物理的に吸着すると、その電気抵抗
が低下する。
的吸着量は雰囲気中の温度と湿度に依存する。そして金
属酸化物表面に水が物理的に吸着すると、その電気抵抗
が低下する。
従来の湿度検知素子の多くは前述の金属酸化物表面への
水の物理吸着を利用しているものである。
水の物理吸着を利用しているものである。
前述の湿度検知素子の材料としては、たとえば、Ｆｅ３
Ｏ４，Ｆｅ２Ｏ，、Ｃｒ２Ｏ，、Ｎｉ２Ｏ，、ム１２０
３゜ＴｉＯ２，ＺｎＯ、およびＭｇ０ｒ、０４等の金属
酸化物がある０ 湿度検知素子の用途としては、空調機器２食品調理器、
乾燥器、および計測機器などがある。
Ｏ４，Ｆｅ２Ｏ，、Ｃｒ２Ｏ，、Ｎｉ２Ｏ，、ム１２０
３゜ＴｉＯ２，ＺｎＯ、およびＭｇ０ｒ、０４等の金属
酸化物がある０ 湿度検知素子の用途としては、空調機器２食品調理器、
乾燥器、および計測機器などがある。
しかし前述の従来の湿度検知素子には以下のような問題
がある。それは耐雰囲気性が悪いことと湿度検知可能な
雰囲気温度に制限があることである。耐雰囲気性が悪い
理由としては、金属酸化物表面の雰囲気中のほこりや油
蒸気が付着すると、水の吸着状態が変化するためである
。
がある。それは耐雰囲気性が悪いことと湿度検知可能な
雰囲気温度に制限があることである。耐雰囲気性が悪い
理由としては、金属酸化物表面の雰囲気中のほこりや油
蒸気が付着すると、水の吸着状態が変化するためである
。
また、湿度検知可能な雰囲気温度に制限がある理由とし
ては、雰囲気温度が１００℃以上では金属酸化物表面へ
の水の物理的吸着量が急激に減少するためである。
ては、雰囲気温度が１００℃以上では金属酸化物表面へ
の水の物理的吸着量が急激に減少するためである。
前述の耐雰囲気性を改善するには、金属酸化物表面のほ
こりや油分を有機溶剤等で洗浄するか、あるいは、金属
酸化物を召い温度に加熱することにより、それらを除去
し、しかる後に湿度を検知すればよい。しかしながら、
これらの方法では間欠的にしか湿度を検知できず、連続
的に湿度検出を行なうことはできない。
こりや油分を有機溶剤等で洗浄するか、あるいは、金属
酸化物を召い温度に加熱することにより、それらを除去
し、しかる後に湿度を検知すればよい。しかしながら、
これらの方法では間欠的にしか湿度を検知できず、連続
的に湿度検出を行なうことはできない。
発明の目的
本発明の目的は、湿度検出時に雰囲気中のほこり、油蒸
気等による特性変化を受けず、１００℃以上の鳥い温度
の雰囲気中でも、連続的に湿度検知が可能で、しかも安
価な湿度検知素子を提供することにある。
気等による特性変化を受けず、１００℃以上の鳥い温度
の雰囲気中でも、連続的に湿度検知が可能で、しかも安
価な湿度検知素子を提供することにある。
発明の構成
本発明による湿度検知素子は、高温度下で電気抵抗が雰
囲気中の湿度に依存する錫酸化物超微粒子膜で形成され
た感湿抵抗体と、それを加熱する発熱体とからなるもの
である。本発明の湿度検知素子に用いられる錫酸化物超
微粒子膜は、平均粒径が十数人〜百数十裏の超微粒子か
らなっている。
囲気中の湿度に依存する錫酸化物超微粒子膜で形成され
た感湿抵抗体と、それを加熱する発熱体とからなるもの
である。本発明の湿度検知素子に用いられる錫酸化物超
微粒子膜は、平均粒径が十数人〜百数十裏の超微粒子か
らなっている。
出願人は先に、平均粒径が十数λから百数十λ程度の酸
化物超微粒子で構成された膜が、ガスや水蒸気に対して
抵抗値が敏感に変化することを応用したセンサを提案し
た（特開昭５６−２７９２５号公報参照）。このような
錫酸化物超微粒子膜は、常温雰囲気中で湿度が常湿の範
囲では素子温度を２００’Ｃ以上としたとき、湿度に依
存性を示さなかった。今回、発明者らは１００℃以上の
高温雰囲気中でも素子を２００℃以上に加熱することに
より、きわめて微量な雰囲気中の水分を検出できること
を見出した。
化物超微粒子で構成された膜が、ガスや水蒸気に対して
抵抗値が敏感に変化することを応用したセンサを提案し
た（特開昭５６−２７９２５号公報参照）。このような
錫酸化物超微粒子膜は、常温雰囲気中で湿度が常湿の範
囲では素子温度を２００’Ｃ以上としたとき、湿度に依
存性を示さなかった。今回、発明者らは１００℃以上の
高温雰囲気中でも素子を２００℃以上に加熱することに
より、きわめて微量な雰囲気中の水分を検出できること
を見出した。
本発明の湿度検知素子を用いて湿度検知を行なう場合、
その感湿抵抗体の温度は２００ ”Ｃ以上とすることが
望ましい。２００℃より低い温度では感湿抵抗体が水の
物理吸着による影響を受けやすくなるだけでなく、吸着
および脱着の速度がいちぢるしく遅くなり、連続的な湿
度検知ができなくなるためである。感湿抵抗体の、水に
対する吸脱着速度が感湿抵抗体の温度に依存し、高温程
太きい。又、感度すなわち感湿抵抗体の電気抵抗の変化
率は温度が低い程太きい。したがって、温度を適当に選
ぶことにより、感度や応答速度の大きさを調節すること
ができる。しかし感湿抵抗体の温度をあまり上げすぎる
と雰囲気中の水分に対してほとんど感度を示さなくなっ
た。この温度は４６０’Ｃであった。
その感湿抵抗体の温度は２００ ”Ｃ以上とすることが
望ましい。２００℃より低い温度では感湿抵抗体が水の
物理吸着による影響を受けやすくなるだけでなく、吸着
および脱着の速度がいちぢるしく遅くなり、連続的な湿
度検知ができなくなるためである。感湿抵抗体の、水に
対する吸脱着速度が感湿抵抗体の温度に依存し、高温程
太きい。又、感度すなわち感湿抵抗体の電気抵抗の変化
率は温度が低い程太きい。したがって、温度を適当に選
ぶことにより、感度や応答速度の大きさを調節すること
ができる。しかし感湿抵抗体の温度をあまり上げすぎる
と雰囲気中の水分に対してほとんど感度を示さなくなっ
た。この温度は４６０’Ｃであった。
実施例の説明
以下、本発明の実施例について説明する。
第１図は本発明にかかる湿度検知素子の一実施例を示す
ものである。感湿抵抗体１は、平均粒径がほぼ６０′に
の超微粒子からなる錫酸化物超微粒子膜であり、膜厚は
６０μｍである。この感湿抵抗体１の電気抵抗はガラス
基板２（寸法２１１＃ｌ Ｘ ２ｗｔｂ ｘ ｏ、６ｍ
ｓ ）上に蒸着により形成されだＡ ｕ ／ Ｇ ｒ電
極３，４の間で測定する。ムｕ１０ ｒ電極３，４には
６０μｍの太さのムＵリード線５，６を熱圧着により接
続し、さらに固定端子７，８に電気溶接により接続する
。発熱体９はニクロム線あるいはカンタル線（商品名）
をコイル状に成形したものであり、固定端子１０．１１
に電気溶接により接続する。支持体１２は電気絶縁性の
金属酸化物セラミック（ＡＪＩ！２０３ ）からなり、
上述の構成要素を保持するためのものである。たとえば
発熱体９に４００ＷＩＡの電流を流、すと：感湿抵抗体
１は３５０’ＣＫ加熱される。
ものである。感湿抵抗体１は、平均粒径がほぼ６０′に
の超微粒子からなる錫酸化物超微粒子膜であり、膜厚は
６０μｍである。この感湿抵抗体１の電気抵抗はガラス
基板２（寸法２１１＃ｌ Ｘ ２ｗｔｂ ｘ ｏ、６ｍ
ｓ ）上に蒸着により形成されだＡ ｕ ／ Ｇ ｒ電
極３，４の間で測定する。ムｕ１０ ｒ電極３，４には
６０μｍの太さのムＵリード線５，６を熱圧着により接
続し、さらに固定端子７，８に電気溶接により接続する
。発熱体９はニクロム線あるいはカンタル線（商品名）
をコイル状に成形したものであり、固定端子１０．１１
に電気溶接により接続する。支持体１２は電気絶縁性の
金属酸化物セラミック（ＡＪＩ！２０３ ）からなり、
上述の構成要素を保持するためのものである。たとえば
発熱体９に４００ＷＩＡの電流を流、すと：感湿抵抗体
１は３５０’ＣＫ加熱される。
第２図は本実施例における湿度検知素子を３７０℃に加
熱して用いたときの絶対湿度依存性の測定結果を示すも
のである。絶対湿度が１１００ｐｐから１ｏｏｏｐｐｍ
に変化するときに感湿抵抗体の抵抗は９ Ｘ １０’Ω
から１．２ Ｘ １０’Ωまで変化した。
熱して用いたときの絶対湿度依存性の測定結果を示すも
のである。絶対湿度が１１００ｐｐから１ｏｏｏｐｐｍ
に変化するときに感湿抵抗体の抵抗は９ Ｘ １０’Ω
から１．２ Ｘ １０’Ωまで変化した。
第３図は本実施例における湿度検知素子を３７０℃に加
熱して用いたときの絶対湿度応答性の測定結果を示すも
のである。絶対湿度が１００ｐｐＨ１から１０００１）
ＰＨに変化したときの応答時間は数秒であり、水の物理
的吸着を利用した従来の湿度検知素子に比べて数倍早い
結果が得られた。
熱して用いたときの絶対湿度応答性の測定結果を示すも
のである。絶対湿度が１００ｐｐＨ１から１０００１）
ＰＨに変化したときの応答時間は数秒であり、水の物理
的吸着を利用した従来の湿度検知素子に比べて数倍早い
結果が得られた。
以上の測定結果は、すべて雰囲気温度が１６０℃のとき
に得られたものであり、繰り返しの測定に対し再現性よ
く安定した結果を示した。また、この温度では雰囲気中
のほこりや油蒸気等によって感湿抵抗体の特性が変化を
受けることはほとんどなかった。
に得られたものであり、繰り返しの測定に対し再現性よ
く安定した結果を示した。また、この温度では雰囲気中
のほこりや油蒸気等によって感湿抵抗体の特性が変化を
受けることはほとんどなかった。
発明の効果
以上のように本発明によれば、感湿抵抗体として錫酸化
物超微粒子膜を用い、２００℃以上に加熱することによ
り、１００℃以上の高い温度の雰囲気中でも、はこりや
油蒸気等による特性変化を受けずに安定して連続的に湿
度検知が可能で、しかも応答性のすぐれた安価な湿度検
知素子を得ることができる。
物超微粒子膜を用い、２００℃以上に加熱することによ
り、１００℃以上の高い温度の雰囲気中でも、はこりや
油蒸気等による特性変化を受けずに安定して連続的に湿
度検知が可能で、しかも応答性のすぐれた安価な湿度検
知素子を得ることができる。
第１図は本発明による湿度検知素子の一実施例の構成を
示す図、第２図および第３図は本発明による湿度検知素
子の絶対湿度検知特性の一例を示す図である。 １・・・・・・感湿抵抗体、２・・・・・・ガラス基板
、３，４・・・・・・電極、６，６・・・・・・リード
線、７．８・・・・・・固定端子。 代恩ムｐ几久 書、−す 瀘 記 針 坦ほか１名第１
図
示す図、第２図および第３図は本発明による湿度検知素
子の絶対湿度検知特性の一例を示す図である。 １・・・・・・感湿抵抗体、２・・・・・・ガラス基板
、３，４・・・・・・電極、６，６・・・・・・リード
線、７．８・・・・・・固定端子。 代恩ムｐ几久 書、−す 瀘 記 針 坦ほか１名第１
図
Claims (2)
- （１） ２００℃以上の温度で電気抵抗が湿度に依存
する感湿抵抗体と前記感湿抵抗体を加熱するための発熱
体とを有し、前記感湿抵抗体が錫酸化物超微粒子膜であ
ることを特徴とする湿度検知素子。 - （２）←錫酸化物超微粒子膜が平均粒径十数１〜百数＋
１の超微粒子で構成されていることを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の湿度検知素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58016507A JPS59142446A (ja) | 1983-02-03 | 1983-02-03 | 湿度検知素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58016507A JPS59142446A (ja) | 1983-02-03 | 1983-02-03 | 湿度検知素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59142446A true JPS59142446A (ja) | 1984-08-15 |
Family
ID=11918181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58016507A Pending JPS59142446A (ja) | 1983-02-03 | 1983-02-03 | 湿度検知素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59142446A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01158339A (ja) * | 1987-09-03 | 1989-06-21 | Murata Mfg Co Ltd | 湿度センサ |
| JPH01158340A (ja) * | 1987-09-03 | 1989-06-21 | Murata Mfg Co Ltd | 湿度センサ |
-
1983
- 1983-02-03 JP JP58016507A patent/JPS59142446A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01158339A (ja) * | 1987-09-03 | 1989-06-21 | Murata Mfg Co Ltd | 湿度センサ |
| JPH01158340A (ja) * | 1987-09-03 | 1989-06-21 | Murata Mfg Co Ltd | 湿度センサ |
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