JPS6235058B2

JPS6235058B2 -

Info

Publication number: JPS6235058B2
Application number: JP53091758A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Murata; Sanmi Okabe
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1978-07-26
Filing date: 1978-07-26
Publication date: 1987-07-30
Also published as: JPS5518947A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は水分などの付着により生じた結露状
態を抵抗値の変化として検知することができる結
露センサーに関するものである。従来より、水分の検出を行う結露センサーとし
て、親水性高分子−塩化リチウム、塩化亜鉛など
の塩化物からなるダンモア型のものが使用されて
いる。この結露センサーは親水性高分子が吸湿し
た際に、塩化リチウム、塩化亜鉛などの電解質が
電離することにより、インピーダンスが変化する
ように構成されている。しかし高湿度の結露状態
になると感湿膜が耐水性に乏しく、安定性に欠け
るという欠点があつた。またこのほかに、絶縁基板上にくし歯状電極を
形成し、この電極間に水分が付着したとき電極間
抵抗を検出するようにしたものや、上記したくし
歯状電極を被覆するように絶縁基板上に金属酸化
物からなる感湿膜を形成し、水分が付着したとき
膜自体の抵抗変化を検出するようにしたものがあ
る。しかし、いずれのものも長時間使用すると抵
抗値が上昇し、このため特性の比較改善を行なわ
なければならず、実用には不向であつた。この発明は上記した問題を解消せんとしてなさ
れたもので、その要旨とするところは、絶縁基板
上に対向電極が形成され、少なくともこの対向電
極間の絶縁基板表面に感湿膜が形成されている結
露センサーにおいて、前記感湿膜は、温度抵抗変
化率の小さい有機高分子と、半導体粉末または絶
縁体粉末の１種または２種との混合物からなり、
半導体粉末または絶縁体粉末の１種または２種の
量が有機高分子の量にくらべて多く、かつ感湿膜
自体が微小な空孔を有する多孔質状態であること
を特徴とするものである。感湿膜を構成するもののうち有機高分子として
は、水溶性高分子、エポキシ樹脂、エチルセルロ
ース、ポリビニルアルコール、シリコン樹脂、フ
ツ素樹脂などほとんどのものが使用できる。また
半導体粉末としては、CrO₂、NiO、Fe₃O₄、
ZnO、SnO₂、MnO₂、TiO_2-x、チタン酸バリウム
系半導体、チタン酸ストロンチウム系半導体など
の半導体チタン酸塩などがあり、さらに絶縁体粉
末にはTiO₂、ZrO₂、SiO₂、Al₂O₃などがある。有機高分子、半導体粉末、絶縁体粉末の種類、
混合比率の選択は所望の初期抵抗（相対湿度０％
における抵抗）、変化率の値に応じて任意に混合
すればよい。この発明にかかる結露センサーは、ガラス、セ
ラミツクなどの絶縁基板上に形成された対向電極
を感湿膜が覆うように形成されるのが通常であ
る。第１図はこの発明にかかる結露センサーの一例
を示したものである。図において、１は絶縁基板、２，３はくし歯を
互いに交叉させた対向電極、４は感湿膜で、対向
電極２，３を覆つている。５，６はリード端子
で、対向電極２，３にそれぞれ電気接続されてい
る。この発明により得られる結露センサーは、感湿
膜が非常に微小な空孔を有する多孔質であり、吸
水時には空孔より水分が吸着されるため、確実に
結露状態を検知することができる。また、通電状
態で水の分解が生じたとしても、感湿膜が多孔質
なため発生ガスを容易に逃がせることができる。以下、この発明を実施例に従つて説明する。実施例１酸無水物タイプのエポキシ樹脂、二酸化マンガ
ン、二酸化チタンを第１表の比率にて混合した。
混合物にエチルアルコールを加えてペースト状と
し、対向電極を形成しているアルミナ基板に塗布
した。アルミナ基板上の対向電極の形状は、細片
状の金よりなる導体２本を対向させたもので、電
極間隔は0.5mm、対向長は30.0mmである。次に、
150℃、20分間の条件で熱処理して焼付けし結露
センサーを作成した。この結露センサーについて、相対湿度と抵抗値
の変化を測定し、その結果を第２図に示した。図中の番号は試料番号と一致する。

【表】実施例２エチルセルロースをブチルセロソルブに溶解し
て20％エチルセルロース溶液を作成した。次に20％エチルセルロース溶液、ブチルセロソ
ルブ、二酸化マンガン、二酸化チタンを第２表に
示す比率にて混合し、ペースト状とした。このペ
ーストを実施例１と同様にアルミナ基板の上に
170℃、20分間の熱処理条件で焼付けし、結露セ
ンサーを作成した。この結露センサーについて相対湿度と抵抗値の
変化を測定し、その結果を第３図に示した。図中
の番号は試料番号と一致する。

【表】実施例３ 10％ポリビニルアルコール水溶液、二酸化マン
ガン、酸化チタンを第３表に示す比率で混合し、
さらに純水を加えてペースト状とし、このペース
トを実施例１と同様にアルミナ基板の上120℃、
20分間の熱処理条件で焼付けし、結露センサーを
作成した。この結露センサーについて相対湿度と抵抗値の
変化を測定し、その結果を第４図に示した。図中
の番号は試料番号と一致する。

【表】実施例４ 10％ポリビニルアルコール水溶液と二酸化マン
ガンを第４表に示すように比率を変えて混合し、
実施例３と同様にして結露センサーを作成した。第４表から有機高分子量と半導体粉末の量を変
化させることにより初期抵抗値を調節できること
がわかる。なお、この実施例では半導体粉末につ
いて説明したが、絶縁体粉末についても同様の効
果が得られることについて確認できた。

【表】実施例５感湿膜の抵抗値は有機高分子量と、半導体粉末
量または絶縁体粉末量によつて調節できることは
実施例４で示したが、抵抗の温度特性は使用する
半導体粉末や絶縁体粉末の特性によつて決定され
る。したがつて抵抗温度特性の良好なものや、そ
の変化率が負または正のものを適宜組み合わせる
ことにより任意の特性を有する結露センサーが得
られる。この実施例は第５表に示した混合比率のポリビ
ニルアルコール−二酸化マンガン、エチルセルロ
ース−チタン酸バリウム系半導体よりなる各感湿
膜をそれぞれ実施例３、２と同様の処理にて作成
し、25℃、85℃における抵抗値を測定した。な
お、測定時における相対湿度は52％であつた。

【表】

【表】以上各実施例から明らかなようにこの発明によ
れば、水分の付着で初めて抵抗変化を示し、結露
センサーとして確実に動作する。また、構成材料
の混合比を変えることにより抵抗値の調節、なら
びに抵抗温度特性の調節が行える。また、感湿膜
は熱処理により形成されており、耐水性、耐久性
にすぐれたもので、長時間使用しても特性の劣化
が生じないという特徴を有している。さらに金属
酸化物の蒸着やスパツタリングにより形成された
薄膜タイプのものにくらべ、印刷、塗布などの手
段で膜厚を制御でき、任意の特性を有するものが
安価に得られるという効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は感湿素子の一例を示す平面図、第２図
〜第４図は各相対湿度と抵抗値の関係を示す図で
ある。１……絶縁基板、２，３……対向電極、４……
感湿膜。

Claims

【特許請求の範囲】１絶縁基板上に対向電極が形成され、少なくと
もこの対向電極間の絶縁基板表面に感湿膜が形成
されている結露センサーにおいて、前記感湿膜は、温度抵抗変化率の小さい有機高
分子と、半導体粉末または絶縁体粉末の１種また
は２種との混合物からなり、半導体粉末または絶
縁体粉末の１種または２種の量が有機高分子の量
にくらべて多く、かつ該感湿膜自体が微小な空孔
を有する多孔質状態であることを特徴とする結露
センサー。