JPS59159059A - 湿度測定セル - Google Patents
湿度測定セルInfo
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- JPS59159059A JPS59159059A JP3325483A JP3325483A JPS59159059A JP S59159059 A JPS59159059 A JP S59159059A JP 3325483 A JP3325483 A JP 3325483A JP 3325483 A JP3325483 A JP 3325483A JP S59159059 A JPS59159059 A JP S59159059A
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- humidity measuring
- cell
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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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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】
（イ）産業上の利用分野
この発明は湿度測定セルに関する。 さらに詳しくは、
改善された湿度応答性を有し種々の分野、例えば石油精
製工程におけるリサイクルガスあるいは塩素やフッ素化
学工業におけるプロセス監視や高圧ボンベガス中の水分
測定等の湿度測定用として有用な湿度測定セルに関する
。
改善された湿度応答性を有し種々の分野、例えば石油精
製工程におけるリサイクルガスあるいは塩素やフッ素化
学工業におけるプロセス監視や高圧ボンベガス中の水分
測定等の湿度測定用として有用な湿度測定セルに関する
。
（ロ）従来技術
従来、湿度を測定するためのセンサーは試料を導入する
管を有する湿度測定用容器内に固定され湿度測定セルと
して用いられるが、セル内壁面の接ガス部表面の化学的
活性、親水性によって、水分子が物理吸着又は化学吸着
し、湿度の濃度変化に対するセンサーの応答性を著しく
遅らせていた。 すなわち、第１図に示すように従来の
典型的な湿度測定セルは、試料導入管部（１）と試料排
出管部（２）を備えた金属、ガラスやセラミックス製の
湿度測定セル用容器（４）内に、湿度センサー（３）を
固定した購造（なお、図中（４つはセル保持器、（５）
は出力ビンを示す）からなるが、いかに湿度センサーの
応答速度が迅速であっても、試料導入管部内面や湿度セ
ンサー固定部内面等のセルの接ガス部に水分子が吸着し
易く試料が変わった場合にセル内のガス置換を遅らせて
しまい、見かけ上センサーの応答が悪く、正確な湿度測
定ができない場合がしばしばあった。 ことに試料ガス
とゼロガスとを交互にセル内に導入してその立ち上りを
測定するレート法の場合、大きな不都合を生じさせてい
た。
管を有する湿度測定用容器内に固定され湿度測定セルと
して用いられるが、セル内壁面の接ガス部表面の化学的
活性、親水性によって、水分子が物理吸着又は化学吸着
し、湿度の濃度変化に対するセンサーの応答性を著しく
遅らせていた。 すなわち、第１図に示すように従来の
典型的な湿度測定セルは、試料導入管部（１）と試料排
出管部（２）を備えた金属、ガラスやセラミックス製の
湿度測定セル用容器（４）内に、湿度センサー（３）を
固定した購造（なお、図中（４つはセル保持器、（５）
は出力ビンを示す）からなるが、いかに湿度センサーの
応答速度が迅速であっても、試料導入管部内面や湿度セ
ンサー固定部内面等のセルの接ガス部に水分子が吸着し
易く試料が変わった場合にセル内のガス置換を遅らせて
しまい、見かけ上センサーの応答が悪く、正確な湿度測
定ができない場合がしばしばあった。 ことに試料ガス
とゼロガスとを交互にセル内に導入してその立ち上りを
測定するレート法の場合、大きな不都合を生じさせてい
た。
Ｃ→発明の目的
この発明は、水分子の吸着を抑え試料が変わった場合に
もガス置換が迅速になされそれにより湿度測定器として
の応答性を向上させた湿度測定セルを提供することを目
的とする。
もガス置換が迅速になされそれにより湿度測定器として
の応答性を向上させた湿度測定セルを提供することを目
的とする。
に）発明の構成
かくしてこの発明によれば、試料導入管部及び排出管部
を備え湿度センサーを内部に固定してなる湿度測定セル
において、該湿度測定セルの内壁面に、表面自由エネル
ギーが５０ ｅｒｇ ＊ｃｒｔｔ−２以下の高分子膜を
被覆形成したことを特徴とする湿度測定セルが提供され
る。
を備え湿度センサーを内部に固定してなる湿度測定セル
において、該湿度測定セルの内壁面に、表面自由エネル
ギーが５０ ｅｒｇ ＊ｃｒｔｔ−２以下の高分子膜を
被覆形成したことを特徴とする湿度測定セルが提供され
る。
この発明の最も特徴とする点は湿度測定セルの内壁面に
特定の高分子膜を被層形成したことである。 特定の高
分子膜としては表面自由エネルギー５０ｅｒｇ＊ｃ＊＝
”以下のものを用いる必要がある。
特定の高分子膜を被層形成したことである。 特定の高
分子膜としては表面自由エネルギー５０ｅｒｇ＊ｃ＊＝
”以下のものを用いる必要がある。
表面自由エネルギーが５００ｒｇ−（７）−２を越える
と親水性が強くなり実質的に水分子の吸着を抑制するこ
とができず不適当である。 かようなこの発明の高分子
の具体例としてはポリエチレン、ポリメチルメタクリレ
ート、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂等が挙
げられ、シリコーンやテフロンのようなオルガノポリシ
ロキサン系高分子やフッ素化炭化水素系高分子等の表面
自由エネルギーが２５０ｒｇす「２以下、通常、１５〜
２５ ｅｒｇ・ロー２のものが吸着抑制効果の点で好ま
しく、被覆形成の簡便さ等からオルガノポリシロキサン
系高分子を用いるのが最も好せしい。
と親水性が強くなり実質的に水分子の吸着を抑制するこ
とができず不適当である。 かようなこの発明の高分子
の具体例としてはポリエチレン、ポリメチルメタクリレ
ート、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂等が挙
げられ、シリコーンやテフロンのようなオルガノポリシ
ロキサン系高分子やフッ素化炭化水素系高分子等の表面
自由エネルギーが２５０ｒｇす「２以下、通常、１５〜
２５ ｅｒｇ・ロー２のものが吸着抑制効果の点で好ま
しく、被覆形成の簡便さ等からオルガノポリシロキサン
系高分子を用いるのが最も好せしい。
この発明の湿度測定セルに用いる容器の材質や試料導入
管部及び排出管部の構成としては当該分野で知られた種
々のものを適用することができる。
管部及び排出管部の構成としては当該分野で知られた種
々のものを適用することができる。
前記高分子膜は、通常、少なくとも湿度測定セルの試料
導入管内壁面及び湿度センサー固定部内壁面に被覆形成
されておればよく、場合によっては試料排出管を含めセ
ル内壁面全体に被覆形成されていてもよい。 ただし、
水分の非吸着性部分（例えば、第１図におけるセル保持
器内面）にはとくに形成させなくてもよい。
導入管内壁面及び湿度センサー固定部内壁面に被覆形成
されておればよく、場合によっては試料排出管を含めセ
ル内壁面全体に被覆形成されていてもよい。 ただし、
水分の非吸着性部分（例えば、第１図におけるセル保持
器内面）にはとくに形成させなくてもよい。
かような高分子膜は、通常、前記高分子の有機溶媒溶液
や懸濁液を湿度測定セル用容器の内壁面にディップ又は
スプレーコーティングやプラズマ重合法によりコートし
たのち、溶媒等を除去することにより簡便に形成させる
ことができる。
や懸濁液を湿度測定セル用容器の内壁面にディップ又は
スプレーコーティングやプラズマ重合法によりコートし
たのち、溶媒等を除去することにより簡便に形成させる
ことができる。
このようにして得られたこの発明のセル内に湿度センサ
ーを固定することによりこの発明の湿度測定セルが得ら
れる。
ーを固定することによりこの発明の湿度測定セルが得ら
れる。
上記湿度センサーとしてはセラミック、金属酸化物等を
利用したものや、圧電素子上に蒸着によって一対の導電
性材料、例えば金や銀からなる電極を被覆形成し、さら
にこれらの電極上に予め作製された高分子電解質（例え
ば、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体スルホン化物
、ポリスチレンスルホン化物、ポリスチレンろルホン化
物とポリビニルアルコールとの混合物、ポリビニルアル
コールトメチルセルローススルホン化物との混合物等）
を刷毛塗りやスピンナーコーティング等の手法により塗
布して造膜したものなどの従来知られた湿度センサーを
用いることができる。 しかし、感湿性能の安定性及び
応答性の点から発明者らが新たに見出し次湿度センサー
、すなわち、圧電素子上に、プラズマ重合高分子薄膜か
らなる感湿膜を薄膜電極を介して密着形成してなる湿度
センサーを用いるのが好ましい。
利用したものや、圧電素子上に蒸着によって一対の導電
性材料、例えば金や銀からなる電極を被覆形成し、さら
にこれらの電極上に予め作製された高分子電解質（例え
ば、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体スルホン化物
、ポリスチレンスルホン化物、ポリスチレンろルホン化
物とポリビニルアルコールとの混合物、ポリビニルアル
コールトメチルセルローススルホン化物との混合物等）
を刷毛塗りやスピンナーコーティング等の手法により塗
布して造膜したものなどの従来知られた湿度センサーを
用いることができる。 しかし、感湿性能の安定性及び
応答性の点から発明者らが新たに見出し次湿度センサー
、すなわち、圧電素子上に、プラズマ重合高分子薄膜か
らなる感湿膜を薄膜電極を介して密着形成してなる湿度
センサーを用いるのが好ましい。
上記プラズマ重合膜を用いた湿度センサーにおける圧電
素子としては、当該分野で圧電特性を示す物質として知
られたものが種々使用可能であり、具体的には水晶発振
子、電気石、ロツシエル塩、チタン酸バリウム、酸化亜
鉛等が挙げられる。
素子としては、当該分野で圧電特性を示す物質として知
られたものが種々使用可能であり、具体的には水晶発振
子、電気石、ロツシエル塩、チタン酸バリウム、酸化亜
鉛等が挙げられる。
また、薄膜電極としては導電性材料であれば使用可能で
あり、具体的には金、銀等の腐食性の少ない金属類を蒸
着して用いるのが好適である。
あり、具体的には金、銀等の腐食性の少ない金属類を蒸
着して用いるのが好適である。
また、プラズマ重合高分子薄膜としてはその表層に親水
性基が導入されたものを用いるのが好ましい。 通常、
プラズマ重合により得られたポリスチレン、スチレン−
ジビニルベンゼン共重合体、スチレン−ビニルアルコー
ル共重合体等のビニル芳香族系ｉ合体やビニルアルコー
ル−メチルセルロース共重合体の薄膜（約０．０１〜１
μｍ程度）ノ表層にスルホネート基、第四級アンモニウ
ム基、ホスホネート基等の親水性基を導入したものが適
当である。
性基が導入されたものを用いるのが好ましい。 通常、
プラズマ重合により得られたポリスチレン、スチレン−
ジビニルベンゼン共重合体、スチレン−ビニルアルコー
ル共重合体等のビニル芳香族系ｉ合体やビニルアルコー
ル−メチルセルロース共重合体の薄膜（約０．０１〜１
μｍ程度）ノ表層にスルホネート基、第四級アンモニウ
ム基、ホスホネート基等の親水性基を導入したものが適
当である。
なお、プラズマ重合条件としては、公知の条件を適用で
き、ことに低周波プラズマ重合により行なうことが高分
子の構造や膜の均一性の点好ましい。
き、ことに低周波プラズマ重合により行なうことが高分
子の構造や膜の均一性の点好ましい。
（ホ）実施例
以下、この発明の湿度測定セルの実施例を図面と共に詳
説する。
説する。
内径１．５問、長さ５０朋の試料導入管部（ｉ）及び試
料排出管部（２）を備えた長方体状（幅１３ｇ、奥行５
ｇ、高さ１８ｍ、下方は開０のステンレス製容器（４）
内に、シリコン樹脂液（シリコンゾルをトルエン２０重
量係に分散してなる液；商品名ベルガンスプレー、ダウ
コーニング社製）をスプレーし乾燥させることにより約
０．１〜２！！ｎＩｉのシリコーン高分子膜を内壁面に
被覆形成させ、次いで感湿センサー（３“）を固定した
セル保持器（４′）を取シ付けることによって第２図に
示すごときこの発明の湿度測定セルを得た。
料排出管部（２）を備えた長方体状（幅１３ｇ、奥行５
ｇ、高さ１８ｍ、下方は開０のステンレス製容器（４）
内に、シリコン樹脂液（シリコンゾルをトルエン２０重
量係に分散してなる液；商品名ベルガンスプレー、ダウ
コーニング社製）をスプレーし乾燥させることにより約
０．１〜２！！ｎＩｉのシリコーン高分子膜を内壁面に
被覆形成させ、次いで感湿センサー（３“）を固定した
セル保持器（４′）を取シ付けることによって第２図に
示すごときこの発明の湿度測定セルを得た。
なお、上記感湿センサー（３）としては、水晶振動子の
上にプラズマ重合（重合条件：圧力１朋Ｈｇ、湿度２５
℃、放電電流７ Ｑ ｍＡ 、放電電圧５００■、放電
時間９０分）にて形成したポリスチレンを常法によって
３０分間５０３（硫酸ガス）でスルホン化して、水洗し
た後、Ｎａ０Ａ’溶液でスルホン化ナトリウムにし、さ
らに水洗、乾燥して得たものを・用いた。
上にプラズマ重合（重合条件：圧力１朋Ｈｇ、湿度２５
℃、放電電流７ Ｑ ｍＡ 、放電電圧５００■、放電
時間９０分）にて形成したポリスチレンを常法によって
３０分間５０３（硫酸ガス）でスルホン化して、水洗し
た後、Ｎａ０Ａ’溶液でスルホン化ナトリウムにし、さ
らに水洗、乾燥して得たものを・用いた。
このようにして得た湿度測定セルに試料導入管より定湿
度のガス（窒素ガス中に２０ｐｐｍの湿分含有ガス）を
流量２００πｔ／分、６０℃下で２分間流し、次いでゼ
ロガス（湿分を含有しないガス）を同条件で３分間流し
た際の応答性（Ａ）及びその逆の場合の応答性（Ｂ）を
調べた。 その結果を比較例（高分子膜を被覆形成して
いない以外同様の湿度測定セル）と共に第３図に示す。
度のガス（窒素ガス中に２０ｐｐｍの湿分含有ガス）を
流量２００πｔ／分、６０℃下で２分間流し、次いでゼ
ロガス（湿分を含有しないガス）を同条件で３分間流し
た際の応答性（Ａ）及びその逆の場合の応答性（Ｂ）を
調べた。 その結果を比較例（高分子膜を被覆形成して
いない以外同様の湿度測定セル）と共に第３図に示す。
なお図においてプロット○はこの発明の湿度測定セルに
よるものであり、プロット△は比較例の湿度測定セルに
よるものである。
よるものであり、プロット△は比較例の湿度測定セルに
よるものである。
このように、この発明の湿度測定セルは、高分子膜をセ
ル内壁面に形成していない従来のものに比し、その応答
速度は上昇していることが判る。
ル内壁面に形成していない従来のものに比し、その応答
速度は上昇していることが判る。
（へ）発明の効果
以上の説明からも理解されるようにこの発明の湿度測定
セルは湿度センサーの応答性を良好に発揮させ、簡便な
構成にもかかわらず湿度測定器として優ねた応答性を示
すものであって種々の用途に有用であり、ことにステン
レス製の容器を用いた防曝用の湿度測定セルとして有利
である。
セルは湿度センサーの応答性を良好に発揮させ、簡便な
構成にもかかわらず湿度測定器として優ねた応答性を示
すものであって種々の用途に有用であり、ことにステン
レス製の容器を用いた防曝用の湿度測定セルとして有利
である。
また、湿度センサーとして、圧電素子上にプラズマ重合
高分子薄膜からなる感湿膜を薄膜電極を介して密着形成
したものを組合せて用いた場合、湿度センサー自体の優
れた応答性、安定性と相まって、この発明のセル構造に
よる前記効果がより発揮される。
高分子薄膜からなる感湿膜を薄膜電極を介して密着形成
したものを組合せて用いた場合、湿度センサー自体の優
れた応答性、安定性と相まって、この発明のセル構造に
よる前記効果がより発揮される。
第１図は、従来の湿度測定セルを例示する要部断面図、
第２図は、この発明の湿度測定セル全例示する第１図相
当図、第３図は、この発明の湿度測定セルの応答性を比
較例と共に例示するグラフである。 （１）・・・試料導入管部、（２）−・・試料排出管部
、（３） （８’）・・・湿度センサー、（４）・・・
湿度測定セル用容器、（４′）・・・セル保持器、（５
）・・・出力ピン、（６）・・・高分子膜。 第３図 時間ｃ勺〕−
第２図は、この発明の湿度測定セル全例示する第１図相
当図、第３図は、この発明の湿度測定セルの応答性を比
較例と共に例示するグラフである。 （１）・・・試料導入管部、（２）−・・試料排出管部
、（３） （８’）・・・湿度センサー、（４）・・・
湿度測定セル用容器、（４′）・・・セル保持器、（５
）・・・出力ピン、（６）・・・高分子膜。 第３図 時間ｃ勺〕−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、試料導入管部及び排出管部を備え、湿度センサーを
内部に固定してなる湿度測定セルにおりで、 該湿度測定セルの内壁面に、表面自由エネルギーが５０
ｅｒｇ−ＣＩｌｔ−２以下の高分子膜を被覆形成した
ことを特徴とする湿度測定セル。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3325483A JPS59159059A (ja) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | 湿度測定セル |
| US06/516,959 US4562725A (en) | 1982-07-31 | 1983-07-25 | Moisture sensor and a process for the production thereof |
| DE8383304392T DE3375829D1 (en) | 1982-07-31 | 1983-07-29 | Moisture sensor and a process for the production thereof |
| EP83304392A EP0100661B1 (en) | 1982-07-31 | 1983-07-29 | Moisture sensor and a process for the production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3325483A JPS59159059A (ja) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | 湿度測定セル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59159059A true JPS59159059A (ja) | 1984-09-08 |
| JPH0564295B2 JPH0564295B2 (ja) | 1993-09-14 |
Family
ID=12381361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3325483A Granted JPS59159059A (ja) | 1982-07-31 | 1983-02-28 | 湿度測定セル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59159059A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4247299A (en) * | 1978-06-19 | 1981-01-27 | Johnson Controls, Inc. | Non-conductive polar gas sensing element and detection system |
-
1983
- 1983-02-28 JP JP3325483A patent/JPS59159059A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4247299A (en) * | 1978-06-19 | 1981-01-27 | Johnson Controls, Inc. | Non-conductive polar gas sensing element and detection system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0564295B2 (ja) | 1993-09-14 |
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