JPS6024441A - 感湿素子 - Google Patents
感湿素子Info
- Publication number
- JPS6024441A JPS6024441A JP58132573A JP13257383A JPS6024441A JP S6024441 A JPS6024441 A JP S6024441A JP 58132573 A JP58132573 A JP 58132573A JP 13257383 A JP13257383 A JP 13257383A JP S6024441 A JPS6024441 A JP S6024441A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- moisture
- hysteresis
- sensitive element
- moisture sensitive
- 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.)
- Granted
Links
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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (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】
本発明は金属酸化物焼結体からなる感湿素子、特に電極
パターンを変えることによってドリフトおよびヒステリ
シスを向上させるとともに応答速度の速い感湿素子を提
供するものである。
パターンを変えることによってドリフトおよびヒステリ
シスを向上させるとともに応答速度の速い感湿素子を提
供するものである。
従来、金属酸化物焼結体からなる感湿素子は、焼結した
素体の片面あるいは両面に金属ペーストや金属酸化物ペ
ーストをスクリーン印刷したのち適当な温度で焼付けて
前記ペーストに含まれているガラス成分によって前記素
体に同着させ電気的特性を検出するための電極を形成し
ていた。この焼付けられたペーストからなる電極を詳細
に観察するに、肉眼では観察できないが成分の金属や金
属酸化物の種類２粒子径およびその形状、ガラス成分あ
るいは印刷方法などによって素体表面まで達する微細な
オープンポアが存在している。したがって被測定雰囲気
中の水分子は前述のオープンポアを通過して感湿素体上
に吸・脱着し、感湿素子は吸着している水分子の量によ
って被測定雰囲気に応じた電気抵抗を示す。前記オープ
ンポアの径は１〜２０μｍであり、これらオープンボア
火集合した総面積は電極面積に対し５〜１５％である。
素体の片面あるいは両面に金属ペーストや金属酸化物ペ
ーストをスクリーン印刷したのち適当な温度で焼付けて
前記ペーストに含まれているガラス成分によって前記素
体に同着させ電気的特性を検出するための電極を形成し
ていた。この焼付けられたペーストからなる電極を詳細
に観察するに、肉眼では観察できないが成分の金属や金
属酸化物の種類２粒子径およびその形状、ガラス成分あ
るいは印刷方法などによって素体表面まで達する微細な
オープンポアが存在している。したがって被測定雰囲気
中の水分子は前述のオープンポアを通過して感湿素体上
に吸・脱着し、感湿素子は吸着している水分子の量によ
って被測定雰囲気に応じた電気抵抗を示す。前記オープ
ンポアの径は１〜２０μｍであり、これらオープンボア
火集合した総面積は電極面積に対し５〜１５％である。
しかし感湿素子において従来１０％ＲＨ程度のドリフト
、ヒステリシスを生ずる主原因は、素体に一度吸着され
た水分子が別の雰囲気中で素体から脱離しにくいためと
推察され、ドリフト・ヒステリシスの向上には水分子の
吸・脱着を容易に行なうことが要請されていた。
、ヒステリシスを生ずる主原因は、素体に一度吸着され
た水分子が別の雰囲気中で素体から脱離しにくいためと
推察され、ドリフト・ヒステリシスの向上には水分子の
吸・脱着を容易に行なうことが要請されていた。
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、水分子の吸・
脱着を容易に行なうことのできる電極構造に関し、感湿
素子のドリフト・ヒステリシスを向上させることを目的
としたものである。以下実施例により説明する。酸化亜
鉛５０モル％、三酸化クロム４０モル％、五酸化バナジ
ウム５モル％、炭酸リチウム５モル％からなる組成をボ
ールミルで湿式混合したのち９００ ’Ｏで焙１焼し、
さらに粉砕して原料粉末とした。この原料粉末にポリビ
ニルアルコールを加えて混練したのち、成形して８φ龍
の円板状ペレットを作成した。該ベレットを約１３００
°Ｃで加熱焼結して得た第１図に示すようなα３龍厚の
感湿素体（１）にＲｕＯ２などからなる電極（２）を感
湿素体面を残した格子状にスクリーン印刷により形成し
、該電極（２）にリード線（３）をボンディングなどに
より接続したのち約ｓｏｏ ’ｃで焼付け、感湿素子と
した。この電極（２）の形成について発明者の実験によ
れば電極？）の外郭面積ｔ〆ｅＰｅｓ−ｉ；ＩＪＩＩＩ
！！！’＝ｆｋ １００としたときのその外郭面積内に
占める非電極面積の比を種々変えた場合の感湿素子の相
対湿度と素子抵抗値との関係火弟２図に示す。図におい
て曲線（Ａ）は前記非電極面積が５％を占めた場合、以
下同様に曲線（Ｂｌは１５％２曲線（Ｃ１は３０％２曲
線（ＤＪハ５０％２曲線（Ｅ）ハロ ５％の場合を表す
。この図から明らかなように曲線体）ではヒステリシス
が大きく、曲線（Ｂ）〜曲１ ｉ％ｔＪ （Ｅ）ではほ
ぼ同じヒステリシスを示す。非電極面積比が増大て゛る
にしすこがって素子抵抗値の絶対値が漸次大きく示を与
えやすくなる。感湿素子とノして使用し易い抵抗値は大
凡１０００にΩ までであり、この抵抗値の関係から曲
線（Ｅｌ、すなわち非電極面積が６５％に占める感湿素
子は使用上望ましくないと言うことができる。また第３
図には電極（２）の外郭面積に対する非電極面積比とヒ
ステリシスとの関係を相対湿度３０％ＲＨ：９ｏ％ＲＨ
の７０％ＲＩ−Ｉ Ａ Ｋ オいて測定した結果を示し
第４図には同じく非電極面積比と９０％ＲＨにおける製
造後４ケ月時点のドリフトとの関係を示した。第３図か
ら明らかなように非電極面積比が３０％までは全く変化
を示さないが、１５％では若干増加し５％では急激に悪
化している。この特性傾向は第４図の場合も同様であり
、これは路溝素体（１）に吸着された水分子が、別の雰
囲気中では感湿素体（１）から容易に脱離または吸着す
るためであり、その吸脱着経路として非電極面積部分が
作用しているからである。換言すれば路溝素体に塗布さ
れた電極には小さな孔は存在するものの、一度感湿素体
に吸着した水分子が別の雰囲気に移されたときに脱離す
るために必要な大きさの孔は少数であり、実際には感湿
素体中に脱離できない水分子が残留し、該水分子がヒス
テリシスやドリフトに影響し、特性向上欠阻止している
ものと考えられる。本発明は電極の外郭面積に対して該
外郭面積内の非電極面積比が１５％〜５０％が有効であ
る。よって従来電極面に１００％電極材料を塗布したと
きのヒステリシス俸ドリフトとも１０％ｒｔ Ｈであっ
たが、本発明による感湿素子では３％Ｔ（ｌ−１内に縮
小させることができた。
脱着を容易に行なうことのできる電極構造に関し、感湿
素子のドリフト・ヒステリシスを向上させることを目的
としたものである。以下実施例により説明する。酸化亜
鉛５０モル％、三酸化クロム４０モル％、五酸化バナジ
ウム５モル％、炭酸リチウム５モル％からなる組成をボ
ールミルで湿式混合したのち９００ ’Ｏで焙１焼し、
さらに粉砕して原料粉末とした。この原料粉末にポリビ
ニルアルコールを加えて混練したのち、成形して８φ龍
の円板状ペレットを作成した。該ベレットを約１３００
°Ｃで加熱焼結して得た第１図に示すようなα３龍厚の
感湿素体（１）にＲｕＯ２などからなる電極（２）を感
湿素体面を残した格子状にスクリーン印刷により形成し
、該電極（２）にリード線（３）をボンディングなどに
より接続したのち約ｓｏｏ ’ｃで焼付け、感湿素子と
した。この電極（２）の形成について発明者の実験によ
れば電極？）の外郭面積ｔ〆ｅＰｅｓ−ｉ；ＩＪＩＩＩ
！！！’＝ｆｋ １００としたときのその外郭面積内に
占める非電極面積の比を種々変えた場合の感湿素子の相
対湿度と素子抵抗値との関係火弟２図に示す。図におい
て曲線（Ａ）は前記非電極面積が５％を占めた場合、以
下同様に曲線（Ｂｌは１５％２曲線（Ｃ１は３０％２曲
線（ＤＪハ５０％２曲線（Ｅ）ハロ ５％の場合を表す
。この図から明らかなように曲線体）ではヒステリシス
が大きく、曲線（Ｂ）〜曲１ ｉ％ｔＪ （Ｅ）ではほ
ぼ同じヒステリシスを示す。非電極面積比が増大て゛る
にしすこがって素子抵抗値の絶対値が漸次大きく示を与
えやすくなる。感湿素子とノして使用し易い抵抗値は大
凡１０００にΩ までであり、この抵抗値の関係から曲
線（Ｅｌ、すなわち非電極面積が６５％に占める感湿素
子は使用上望ましくないと言うことができる。また第３
図には電極（２）の外郭面積に対する非電極面積比とヒ
ステリシスとの関係を相対湿度３０％ＲＨ：９ｏ％ＲＨ
の７０％ＲＩ−Ｉ Ａ Ｋ オいて測定した結果を示し
第４図には同じく非電極面積比と９０％ＲＨにおける製
造後４ケ月時点のドリフトとの関係を示した。第３図か
ら明らかなように非電極面積比が３０％までは全く変化
を示さないが、１５％では若干増加し５％では急激に悪
化している。この特性傾向は第４図の場合も同様であり
、これは路溝素体（１）に吸着された水分子が、別の雰
囲気中では感湿素体（１）から容易に脱離または吸着す
るためであり、その吸脱着経路として非電極面積部分が
作用しているからである。換言すれば路溝素体に塗布さ
れた電極には小さな孔は存在するものの、一度感湿素体
に吸着した水分子が別の雰囲気に移されたときに脱離す
るために必要な大きさの孔は少数であり、実際には感湿
素体中に脱離できない水分子が残留し、該水分子がヒス
テリシスやドリフトに影響し、特性向上欠阻止している
ものと考えられる。本発明は電極の外郭面積に対して該
外郭面積内の非電極面積比が１５％〜５０％が有効であ
る。よって従来電極面に１００％電極材料を塗布したと
きのヒステリシス俸ドリフトとも１０％ｒｔ Ｈであっ
たが、本発明による感湿素子では３％Ｔ（ｌ−１内に縮
小させることができた。
なお、発明者の観察によれば感湿素体は０．５μｍ〜２
０μｍ程塵の粒子が集合した種々の形状からなる多孔質
焼結体である。このことから、前記電極（２）の外郭面
積内に存在する非電極部の寸法は、素体中に吸着した水
分子が容易に吸・脱着できる間隙を有していなげればな
らないから５０μｍ以上の間隙を有していることが有効
である。
０μｍ程塵の粒子が集合した種々の形状からなる多孔質
焼結体である。このことから、前記電極（２）の外郭面
積内に存在する非電極部の寸法は、素体中に吸着した水
分子が容易に吸・脱着できる間隙を有していなげればな
らないから５０μｍ以上の間隙を有していることが有効
である。
ま、た、前記実施例では電極（２）の形状が格子状のも
のについて述べたが、この形状は、たとえば櫛状、短冊
状、放射状、渦巻状、ドーナツ状、水玉模様、市松模様
など電極外郭面積に対し１５％以上５０％までの非電極
面積比有するものであればどんな形状のものでも有効で
ある。
のについて述べたが、この形状は、たとえば櫛状、短冊
状、放射状、渦巻状、ドーナツ状、水玉模様、市松模様
など電極外郭面積に対し１５％以上５０％までの非電極
面積比有するものであればどんな形状のものでも有効で
ある。
図面はいずれも本発明の実施例欠示し、第１図は感湿素
体に格子状の電極を形成した状態欠示す平面図、第２図
は相対湿度と素子抵抗値との関係を示す曲線図、第３図
は集体の非電極面積比とヒステリシスとの関係を示す曲
線図、第４図は集体の非電極面積比とドリフトとの関係
火水す曲線図である。 （１）・・・・・感湿素体、＋２１−・・・・電極。 （３）φ拳・啼・リード線 特許出願人 マルコン電子株式会社 井脣緬市片比（２う 第Φ図 非ｇＬ釉面綾え（悴） 藷 ・１ 癒 札灯＞ｌ贋（２代Ｈ） 手 続 補 正 書 （自発） 特許庁長官 若杉和夫 殿 １、事件の表示 昭和、８年特許願第、３゜５□３号 ２、発明の名称 感湿素子 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 山形系ｖ４希誓１５６０番地 電話 長井（０２３８Ｂ） ４−２１３１ （大代表）
郵便番号 ９９３ 第牛図 非情憫ｌ侍比（幻
体に格子状の電極を形成した状態欠示す平面図、第２図
は相対湿度と素子抵抗値との関係を示す曲線図、第３図
は集体の非電極面積比とヒステリシスとの関係を示す曲
線図、第４図は集体の非電極面積比とドリフトとの関係
火水す曲線図である。 （１）・・・・・感湿素体、＋２１−・・・・電極。 （３）φ拳・啼・リード線 特許出願人 マルコン電子株式会社 井脣緬市片比（２う 第Φ図 非ｇＬ釉面綾え（悴） 藷 ・１ 癒 札灯＞ｌ贋（２代Ｈ） 手 続 補 正 書 （自発） 特許庁長官 若杉和夫 殿 １、事件の表示 昭和、８年特許願第、３゜５□３号 ２、発明の名称 感湿素子 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 山形系ｖ４希誓１５６０番地 電話 長井（０２３８Ｂ） ４−２１３１ （大代表）
郵便番号 ９９３ 第牛図 非情憫ｌ侍比（幻
Claims (2)
- （１）金属酸化物焼結体からなる感湿素体の表面に電極
を形成してなる感湿素子において、電極の外郭面積に対
し、該外郭面積内に１５−５０％の非電極面積を設けた
ことを特徴とする感湿素子。 - （２）電極の外郭面積内の非電極部の寸法が５０μ似上
の間隙を有していることを特徴とする特許請求ドーナツ
状、水玉模様、市松模様であることを特徴とする特許請
求の範囲第（１）項または第（２）項に記載の感湿素子
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58132573A JPS6024441A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | 感湿素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58132573A JPS6024441A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | 感湿素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6024441A true JPS6024441A (ja) | 1985-02-07 |
| JPH0251141B2 JPH0251141B2 (ja) | 1990-11-06 |
Family
ID=15084471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58132573A Granted JPS6024441A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | 感湿素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6024441A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60139263U (ja) * | 1984-02-28 | 1985-09-14 | 株式会社東芝 | 感湿素子 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5590942U (ja) * | 1978-12-20 | 1980-06-23 | ||
| JPS57130257U (ja) * | 1981-02-09 | 1982-08-13 | ||
| JPS57176701A (en) * | 1981-04-22 | 1982-10-30 | Hitachi Ltd | Moisture sensitive substrate for electric resistnace type moisture sensor |
-
1983
- 1983-07-19 JP JP58132573A patent/JPS6024441A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5590942U (ja) * | 1978-12-20 | 1980-06-23 | ||
| JPS57130257U (ja) * | 1981-02-09 | 1982-08-13 | ||
| JPS57176701A (en) * | 1981-04-22 | 1982-10-30 | Hitachi Ltd | Moisture sensitive substrate for electric resistnace type moisture sensor |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60139263U (ja) * | 1984-02-28 | 1985-09-14 | 株式会社東芝 | 感湿素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0251141B2 (ja) | 1990-11-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4464647A (en) | Humidity sensor made of metal oxide | |
| JPS6024441A (ja) | 感湿素子 | |
| JPH0122964B2 (ja) | ||
| JPS6322601B2 (ja) | ||
| JPS6250778B2 (ja) | ||
| JPH0464162B2 (ja) | ||
| JPS6317205B2 (ja) | ||
| JPS6317209B2 (ja) | ||
| JPS6122284Y2 (ja) | ||
| JPS5965404A (ja) | 感湿抵抗体およびその製造方法 | |
| JPH0464161B2 (ja) | ||
| JPS6317206B2 (ja) | ||
| JPS6041841B2 (ja) | 感湿素子 | |
| JPS6030082B2 (ja) | 感湿素子の製造方法 | |
| JPS58141501A (ja) | 感湿素子 | |
| JPS5811721B2 (ja) | カンシツソシ | |
| JPS628501A (ja) | 湿度センサ及びその製造方法 | |
| JPH05264494A (ja) | 感湿素子 | |
| JPS6317207B2 (ja) | ||
| JPS6317201B2 (ja) | ||
| JPH058561B2 (ja) | ||
| JPS5847245A (ja) | 感湿素子 | |
| JPS58161301A (ja) | 感湿素子 | |
| JPS594102A (ja) | 感湿素子 | |
| JPS5837901A (ja) | 感湿素子 |