JPS6287843A - 湿度検出器 - Google Patents
湿度検出器Info
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- JPS6287843A JPS6287843A JP22601885A JP22601885A JPS6287843A JP S6287843 A JPS6287843 A JP S6287843A JP 22601885 A JP22601885 A JP 22601885A JP 22601885 A JP22601885 A JP 22601885A JP S6287843 A JPS6287843 A JP S6287843A
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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】
(産業上の利用分野)
本発明は加熱クリーニング機能を有する湿度検出器にお
いて、1秒以上湿度計測をした後、加熱クリーニングお
よび出力保持(サンプルホールド)を働かすタイマー回
路を具備した湿度検出器に係り、一般空調、工場空調、
バイオ、薬品、農業ハウス、倉FW等の湿度コントロー
ル等の産業分野に利用して効果があるものである。
いて、1秒以上湿度計測をした後、加熱クリーニングお
よび出力保持(サンプルホールド)を働かすタイマー回
路を具備した湿度検出器に係り、一般空調、工場空調、
バイオ、薬品、農業ハウス、倉FW等の湿度コントロー
ル等の産業分野に利用して効果があるものである。
(従来の技術)
湿度コントロールとして精度、高信頼度を望む場合、非
加熱型湿度センサでは長期間汚れに対し耐え得るセンサ
はなく、どうしても自己クリーニングができる加熱型湿
度センサを利用することになる。従来の加熱型湿度セン
サを利用した湿度検出回路は加熱クリーニング中、検出
できないことから制御に使うにはクリーニング中加熱ク
リーニング前の出力をサンプルホールドし、疑似出力を
加熱クリーニングが1分間、湿度センサが冷却するまで
の9分間の合計10分間出すようになっている。更にセ
ンサの粘度を保つため回路に内部タイマーを持たせ、電
源がONとなると同時にクリーニング回路が附勢され、
一定時間後クリーニングが自動で入るようにしである。
加熱型湿度センサでは長期間汚れに対し耐え得るセンサ
はなく、どうしても自己クリーニングができる加熱型湿
度センサを利用することになる。従来の加熱型湿度セン
サを利用した湿度検出回路は加熱クリーニング中、検出
できないことから制御に使うにはクリーニング中加熱ク
リーニング前の出力をサンプルホールドし、疑似出力を
加熱クリーニングが1分間、湿度センサが冷却するまで
の9分間の合計10分間出すようになっている。更にセ
ンサの粘度を保つため回路に内部タイマーを持たせ、電
源がONとなると同時にクリーニング回路が附勢され、
一定時間後クリーニングが自動で入るようにしである。
2回目のクリ一二ンクからは、クリーニング直前の出力
が保持され出力する。
が保持され出力する。
(発明が解決しようとする問題点)
この場合、初回の加熱クリーニングが終り、湿度計測中
に停電または瞬時停電した場合、電源復帰と同時に加熱
クリーニング回路が附勢され、実際の湿度と異なる値が
出力保持され、上述の制御が行なわれている所では、1
0分間異常な制御となる。
に停電または瞬時停電した場合、電源復帰と同時に加熱
クリーニング回路が附勢され、実際の湿度と異なる値が
出力保持され、上述の制御が行なわれている所では、1
0分間異常な制御となる。
また次のクリーニングする時間内に電源を切った場合、
センサが汚れていないにもかかわらず電源を入れてから
10分間待たないと正確な湿度計測が出来なかった。
センサが汚れていないにもかかわらず電源を入れてから
10分間待たないと正確な湿度計測が出来なかった。
(問題点を解決するための手段)
本発明は上述の欠点を解消するためになされたもので、
温度補正素子と加熱クリーニング用セラミックヒータ−
とをもったセラミック湿度センサ素子と、このセンサの
出力端に接続せられ交流・直流変換する回路と、非直線
増幅回路とよりなる湿度検出器において、前記ヒーター
にヒーターコントロール用のタイマー回路を設けると共
に、前記検出器の出力端子にサンプルホールド回路を接
続し、前記タイマー回路とサンプルホールド回路とを接
続するこにより、始動時に1秒以上湿度計測した後、加
熱クリーニングと出力保持(サンプルホールド)とを関
連制御するタイマー回路を構成した湿度検出器である。
温度補正素子と加熱クリーニング用セラミックヒータ−
とをもったセラミック湿度センサ素子と、このセンサの
出力端に接続せられ交流・直流変換する回路と、非直線
増幅回路とよりなる湿度検出器において、前記ヒーター
にヒーターコントロール用のタイマー回路を設けると共
に、前記検出器の出力端子にサンプルホールド回路を接
続し、前記タイマー回路とサンプルホールド回路とを接
続するこにより、始動時に1秒以上湿度計測した後、加
熱クリーニングと出力保持(サンプルホールド)とを関
連制御するタイマー回路を構成した湿度検出器である。
本発明の湿度検出器においては電源投入と同時に、タイ
マー回路でクリーニング用ヒータが1秒以上遅れて入る
ようにし、先づ湿度検出回路が動きその湿度出力が出力
保持回路に入力された後、クリーニング回路が入りその
出力が出力保持されるタイマー構成とすることにより従
来の欠点を解消するようにしたものである。
マー回路でクリーニング用ヒータが1秒以上遅れて入る
ようにし、先づ湿度検出回路が動きその湿度出力が出力
保持回路に入力された後、クリーニング回路が入りその
出力が出力保持されるタイマー構成とすることにより従
来の欠点を解消するようにしたものである。
(実施例)
本発明の湿度検出器の実施の一例態様を以下図面につい
て詳細に説明する。第1図は本発明の湿度検出器のブロ
ックダイヤグラムを示す回路図、第2図はその詳細な回
路構成の一例を示す回路図である。第1図において、1
は交流発振器、2は湿度センサ、3は湿度センサに接続
したサーミスタ等の温度補正素子、4は湿度センサに付
設したけラックヒーター、5は湿度センサの出力端子に
接続した交流・直流変換回路、6は交流・直流変換回路
の出力端に接続した非線形増幅回路を示し、これにより
湿度検出回路7が構成されている。本発明においてはこ
の湿度検出回路の出力端子に出力保持回路8を接続し、
これを前記セラミックヒータ4に設けたタイマー回路9
と接続し、電源を入れた場合、湿度検出回路7の出力端
子に出力が最初に出た場合、これを出力保持回路8によ
り約10分間位出力保持し、この間にヒーター4に約1
分間通電し、自己クリーニングをするようにしたもので
ある。
て詳細に説明する。第1図は本発明の湿度検出器のブロ
ックダイヤグラムを示す回路図、第2図はその詳細な回
路構成の一例を示す回路図である。第1図において、1
は交流発振器、2は湿度センサ、3は湿度センサに接続
したサーミスタ等の温度補正素子、4は湿度センサに付
設したけラックヒーター、5は湿度センサの出力端子に
接続した交流・直流変換回路、6は交流・直流変換回路
の出力端に接続した非線形増幅回路を示し、これにより
湿度検出回路7が構成されている。本発明においてはこ
の湿度検出回路の出力端子に出力保持回路8を接続し、
これを前記セラミックヒータ4に設けたタイマー回路9
と接続し、電源を入れた場合、湿度検出回路7の出力端
子に出力が最初に出た場合、これを出力保持回路8によ
り約10分間位出力保持し、この間にヒーター4に約1
分間通電し、自己クリーニングをするようにしたもので
ある。
第2図はセラミック湿度センサ2の温度補正素子として
サーミスタ3を使用し、非線形増幅回路6として対数増
幅回路を使用した場合の詳細回路の一例を示すもので、
セラミック湿度センサ2には交流電源として発掘器1が
接続されており、湿度センサの抵抗変化はサーミスタと
直ダjに定電圧を印加し、その分圧電力を交流・直流変
換回路5で増幅、整流して直流出力を得、これを次の対
数変換回路6で直線的出力を得るために増幅器A+。
サーミスタ3を使用し、非線形増幅回路6として対数増
幅回路を使用した場合の詳細回路の一例を示すもので、
セラミック湿度センサ2には交流電源として発掘器1が
接続されており、湿度センサの抵抗変化はサーミスタと
直ダjに定電圧を印加し、その分圧電力を交流・直流変
換回路5で増幅、整流して直流出力を得、これを次の対
数変換回路6で直線的出力を得るために増幅器A+。
A3及びベアトランジスタTrで対数増幅してその出力
の直線化を行い10mV/%RH(相対湿度)の電圧出
力が得られるよう構成される。
の直線化を行い10mV/%RH(相対湿度)の電圧出
力が得られるよう構成される。
本発明においてはこのような湿度検出回路7の出力端に
出力保持回路8を接続し、出力保持ができるようにし、
この回路を湿度センサ2に付設したセラミツヒータ4に
接続し、湿度検出回路が作動してより少くとも1〜5秒
経過した時点でヒータ4が約1分位入るようにし、湿度
センナ2が冷却する迄の9分間を入れて約10分間出力
保持が行われるようにし、その後出力保持が解除され、
湿度検出回路の出力が出る。
出力保持回路8を接続し、出力保持ができるようにし、
この回路を湿度センサ2に付設したセラミツヒータ4に
接続し、湿度検出回路が作動してより少くとも1〜5秒
経過した時点でヒータ4が約1分位入るようにし、湿度
センナ2が冷却する迄の9分間を入れて約10分間出力
保持が行われるようにし、その後出力保持が解除され、
湿度検出回路の出力が出る。
この場合、湿度センサ2に電源投入と同時にヒータ4の
電源が入ると、ヒータ4が加熱されごラミックス湿度セ
ンサ2の表面の汚れを燃焼除去する操作が始まる。これ
をクリーニング工程というが、従来の方法では加熱クリ
ーニング中はセラミツク湿度センサが高温となるため出
力検出ができないことから、加熱クリーニング中は加熱
クリーニング前のセラミック湿度センサが冷い状態のと
きの出力を出力保持するようにしていたが、この方式で
は出力保持の入力値は全く安定していない状態で出力保
持されることになり湿度検出値の精度が悪い。
電源が入ると、ヒータ4が加熱されごラミックス湿度セ
ンサ2の表面の汚れを燃焼除去する操作が始まる。これ
をクリーニング工程というが、従来の方法では加熱クリ
ーニング中はセラミツク湿度センサが高温となるため出
力検出ができないことから、加熱クリーニング中は加熱
クリーニング前のセラミック湿度センサが冷い状態のと
きの出力を出力保持するようにしていたが、この方式で
は出力保持の入力値は全く安定していない状態で出力保
持されることになり湿度検出値の精度が悪い。
そこで本発明の湿度検出器においては、電源投入と同時
にタイマ回路9でクリーニング用ヒータ4が1〜5秒以
上遅れて入るようにし、最初の信号が湿度検出回路7に
入り、この回路が作動し、その湿度出力が出力保持回路
8に入力された侵に、クリーニング用のヒータ4が作動
し、セラミック湿度センサを加熱し、セラミック湿度セ
ンサ2の表面汚れ等を燃焼又は揮敗させて除去し、自動
クリーニング動作を行う。
にタイマ回路9でクリーニング用ヒータ4が1〜5秒以
上遅れて入るようにし、最初の信号が湿度検出回路7に
入り、この回路が作動し、その湿度出力が出力保持回路
8に入力された侵に、クリーニング用のヒータ4が作動
し、セラミック湿度センサを加熱し、セラミック湿度セ
ンサ2の表面汚れ等を燃焼又は揮敗させて除去し、自動
クリーニング動作を行う。
この関係を図示すると、第3図A、B、C,Dに示す通
りである。即ち第3図において、(A)の曲線に示すよ
うに[0の時点で電源(発振器1)がONとなると、湿
度出力端にto−tlの間(図示の場合5秒間)出力が
出る。tlの時点でヒータ4が通電され、約1分間ヒー
タ4が湿度センサ2を加熱し汚れ其他を燃焼又は揮敗さ
ける(第3図(8)参照)。1分間経過するとヒータ4
の通電は遮断されるが、セラミック湿度センサ2は加熱
により温度が変ると検出値がそれだけ誤差となる。従っ
て、セラミック湿度センサ2が冷部し、元の温度に戻る
迄待たなくてはならない。
りである。即ち第3図において、(A)の曲線に示すよ
うに[0の時点で電源(発振器1)がONとなると、湿
度出力端にto−tlの間(図示の場合5秒間)出力が
出る。tlの時点でヒータ4が通電され、約1分間ヒー
タ4が湿度センサ2を加熱し汚れ其他を燃焼又は揮敗さ
ける(第3図(8)参照)。1分間経過するとヒータ4
の通電は遮断されるが、セラミック湿度センサ2は加熱
により温度が変ると検出値がそれだけ誤差となる。従っ
て、セラミック湿度センサ2が冷部し、元の温度に戻る
迄待たなくてはならない。
この期間(tl−tzの問)中は出力保持回路8が出力
保持をするように回路構成をしてJ5<のである。(第
3図(C)参照)tzの時点を過ぎると湿度センサ2が
冷えて常態に復するので、それ以後は通常の繰返しで湿
度測定が行われるようにしたものである。第3図(D)
は湿度出力波形を示したものである。
保持をするように回路構成をしてJ5<のである。(第
3図(C)参照)tzの時点を過ぎると湿度センサ2が
冷えて常態に復するので、それ以後は通常の繰返しで湿
度測定が行われるようにしたものである。第3図(D)
は湿度出力波形を示したものである。
本発明は上記の手段により電源投入と同時にまず1秒以
上、湿度センサの状態が汚れているか、クリーニングさ
れている状態かは別にして湿度検出回路が働ぎ、その後
、その出力がサンプルホールドされ、クリーニング動作
が開始され、ヒータを切ってから所定時間(約9分位)
待期し、正常に湿度検出できる冷状態となるまで約10
分間出力保持れるように改善がなされたものである。
上、湿度センサの状態が汚れているか、クリーニングさ
れている状態かは別にして湿度検出回路が働ぎ、その後
、その出力がサンプルホールドされ、クリーニング動作
が開始され、ヒータを切ってから所定時間(約9分位)
待期し、正常に湿度検出できる冷状態となるまで約10
分間出力保持れるように改善がなされたものである。
第3図に示す動作タイムチャートについて更に補足説明
すると、タイマー回路9は5秒程度のパルス発振にバイ
ナリ−、シフトレジスタ等を使用し、5秒、1分後、1
0分後、更に繰り返しとして24時間信号を出すように
回路を構成し、24時間発1辰器1、バイナリ−、シフ
トレジスタのすべてのリセットに信号を入力し、自動的
に5秒計測後、クリーニング(1分間)および出力保持
(10分間)その後湿度計測を24時間毎に繰り返ずよ
うにする。
すると、タイマー回路9は5秒程度のパルス発振にバイ
ナリ−、シフトレジスタ等を使用し、5秒、1分後、1
0分後、更に繰り返しとして24時間信号を出すように
回路を構成し、24時間発1辰器1、バイナリ−、シフ
トレジスタのすべてのリセットに信号を入力し、自動的
に5秒計測後、クリーニング(1分間)および出力保持
(10分間)その後湿度計測を24時間毎に繰り返ずよ
うにする。
この動作タイムチャートは第3図に示す通りである。
ここで5秒間計測してからクリーニングに入るようにし
た5秒間の決定は1秒以上計測しないと湿度検出回路が
安定して動かないからである。
た5秒間の決定は1秒以上計測しないと湿度検出回路が
安定して動かないからである。
第4図は本発明に使用するセラミック湿度センサの1例
を示す斜視図である。図中湿度センサ2はルテニウム電
極10を介してアルミナ等よりなるヒラミックヒータ4
に積層して保持される構成どなっており、これがシリコ
ンゴム等の台座11に支持され、この外周をステンレス
カバー12で包囲畜封される構造となっている。13は
廿ン量ナリード線、14はヒータリード線を示す。
を示す斜視図である。図中湿度センサ2はルテニウム電
極10を介してアルミナ等よりなるヒラミックヒータ4
に積層して保持される構成どなっており、これがシリコ
ンゴム等の台座11に支持され、この外周をステンレス
カバー12で包囲畜封される構造となっている。13は
廿ン量ナリード線、14はヒータリード線を示す。
本発明に使用するセラミック湿度センサとしては金属酸
化物系セラミック材料が熱的に安定している点で耐久性
、広範囲の測定可能、lla価で容易に電気信号に変換
可能といった高信頼度のセラミック湿度センサを使用す
るものである。
化物系セラミック材料が熱的に安定している点で耐久性
、広範囲の測定可能、lla価で容易に電気信号に変換
可能といった高信頼度のセラミック湿度センサを使用す
るものである。
金属酸化物系セラミック湿度センサとしてはへλ203
原料を主体とした多孔質焼結体よりなる感湿体又はTi
O2とV205の多孔質焼結体よりなる感湿体等が知ら
れており、湿度のal定原理は金属酸化物の多孔質焼結
体をベースとし、その微粒子結晶の表面を水分検知に利
用した感湿抵抗体であり、多孔質を通じて雰囲気の蒸気
量に応じた水分子が微粒子精品表面に物理的に吸脱着す
ることにより、セラミックのバルク方向の電気抵抗が指
数的に変化することを利用して8度を測定するものであ
る。
原料を主体とした多孔質焼結体よりなる感湿体又はTi
O2とV205の多孔質焼結体よりなる感湿体等が知ら
れており、湿度のal定原理は金属酸化物の多孔質焼結
体をベースとし、その微粒子結晶の表面を水分検知に利
用した感湿抵抗体であり、多孔質を通じて雰囲気の蒸気
量に応じた水分子が微粒子精品表面に物理的に吸脱着す
ることにより、セラミックのバルク方向の電気抵抗が指
数的に変化することを利用して8度を測定するものであ
る。
〈発明の効果)
(1)本発明により湿度検出器は瞬停とか停電の復帰後
、異常な出力が出す安心して空調機器の制御コントロー
ルに使用が可能となった断種工業工大なる利益がある。
、異常な出力が出す安心して空調機器の制御コントロー
ルに使用が可能となった断種工業工大なる利益がある。
(2)従来の回路においても、バッファ電池を備えるこ
とも考えられるが、検出回路も大型化しコスト高となる
が、本発明によりと、安価で精度が高く、実用的回路を
提供できる。
とも考えられるが、検出回路も大型化しコスト高となる
が、本発明によりと、安価で精度が高く、実用的回路を
提供できる。
(3)また本発明によると、セラミック温度センサのク
リーニングをする時間(24時間)前に地震等により電
源を切り再投入した場合、10分間をまたずに、その雰
囲気の湿度を計測できるようになり、瞬時起動性が高め
られ、使い勝羊がよくなる工業上人なる利益がある。
リーニングをする時間(24時間)前に地震等により電
源を切り再投入した場合、10分間をまたずに、その雰
囲気の湿度を計測できるようになり、瞬時起動性が高め
られ、使い勝羊がよくなる工業上人なる利益がある。
第1図は本発明の湿度検出器のブロックダイヤグラムを
示す回路図、 第2図はその詳細回路図、 第3図は本発明の湿度検出回路の動作特性を示すタイム
チャー1−図、 第4図は本発明に使用するセラミック湿度センサの斜視
図である。 1・・・発振器 2・・・セラミック湿度セ
ンサ3・・・温度補正素子 4・・・セラミックヒー
タ5・・・交流・直流変換回路 6・・・非線形変換回路 7・・・湿度検出回路8・・
・出力保持回路 9・・・タイマー回路10・・・電
極 11・・・台座12・・・カバー 手 続 補 正 書 昭和61年 2月28日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿1、
事件の表示 昭和60年特許願第226018号 2、発明の名称 湿度検出器 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 (454) 日本特殊陶業株式会社 イ1代 理 人 つ 5、補正の対象 明細書全文および図面 □゛ 6、補正の内容 (別紙の通り) 図面中、第1〜3図を別紙訂正図のとおりに訂正する(
訂正)明 l1ll 書 1、発明の名称 湿度検出器 2、特許請求の範囲 1、加熱クリーニング用セラミックヒータ−をもったセ
ラミック湿度センサ素子を利用した湿度検出器において
、前記ヒーターにヒーターコントロール用のタイマー回
路を設けると共に、前記検出器の出力端子にサンプルホ
ールド回路を接続し、前記タイマー回路とサンプルホー
ルド回路とを接続することにより、始動時に1秒以上湿
度計測した後、加熱クリーニングと出力保持(サンプル
ホールド)とを関連制御するようタイマー回路を構成し
たことを特徴とする湿度検出器。 3、発明の詳細な説明 (産業上の利用分野) 本発明は加熱クリーニング機能を有する湿度検出器にお
いて、1秒以上湿度計測をした後、加熱クリーニングお
よび出力保持(サンプルホールド)を働かすタイマー回
路を具備した湿度検出器に係リ、一般空調、工場空調、
バイオ、薬品、農業ハウス、倉庫等の湿度コントロール
等の産業分野に利用して効果があるものである。 (従来の技術) 湿度コントロールとして精度、高信頼度を望む場合、非
加熱型湿度センサでは長期間汚れに対し耐え1qるセン
サはなく、どうしても自己クリーニングができる加熱型
湿度センサを利用することになる。従来の加熱型湿度セ
ンサを利用した湿度検出回路は加熱クリーニング中、検
出できないことから制御に使うにはクリーニング中加熱
クリーニング前の出力をサンプルホールドし、疑似出力
を加熱クリーニングが1分間、湿度センサが冷却するま
での9分間の合計10分間出すようになっている。更に
センサの精度を保つため回路に内部タイマーを持たせ、
電源がONとなると同時にクリーニング回路が附勢され
、一定時間復クリーニングが自動で入るようにしである
。2回目のクリーニングからは、クリーニング直前の出
力が保持され出力する。 (発明が解決しようとする問題点) この場合、初回の加熱クリーニングが終り、湿度計測中
に停電または瞬時停電した場合、電源復帰と同時に加熱
クリーニング回路が附勢され、実際の湿度と異なる値が
出力保持され、上述の制御が行なわれている所では、1
0分間異常な制御となる。 また次のクリーニングする時間内に電源を切った場合、
センサが汚れていないにもかかわらず電源を入れてから
10分間持たないと正確な湿度計測が出来なかった。 (問題点を解決するための手段) 本発明は上述の欠点を解消するためになされたもので、
温度補正素子と加熱クリーニング用セラミックヒータ−
とをもったセラミック湿度センサ素子と、このセンサの
出力端に接続せられ交流・直流変換する回路と、非直線
増幅回路とよりなる湿度検出器において、前記ヒーター
にヒーターコントロール用のタイマー回路を設けると共
に、前記検出器の出力端子にサンプルホールド回路を接
続し、前記タイマー回路とサンプルホールド回路とを接
続するこにより、始動時に1秒以上湿度計測した後、加
熱クリーニングと出力保持(サンプルホールド)、24
時間毎の繰返し関連制御するタイマー回路を構成した湿
度検出器である。 本発明の湿度検出器においては電源投入と同時に、タイ
マー回路でクリーニング用ヒータが1秒以上遅れて入る
ようにし、先づ湿度検出回路が働きその湿度出力が出力
保持回路に入力された後、クリーニング回路が入りその
出力が出力保持されるタイマー構成とすることにより従
来の欠点を解消するようにしたものである。 (実施例) 本発明の湿度検出器の実施の一例II!を以下図面につ
いて詳細に説明する。第1図は本発明の湿度検出器のブ
ロックダイヤグラムを示す回路図、第2図はその詳細な
回路構成の一例を示す回路図である。第1図において、
1は湿度センサ用電源交流発振器、2は湿度センサ、3
は湿度センサに接続したサーミスタ等の温度補正素子、
4は湿度センサに付設したけラックヒーター、5は湿度
センサの出力端子に接続した交流・直流変換回路、6は
交流・直流変換回路の出力端に接続した非線形増幅回路
を示し、これにより湿度検出回路7が構成されている。 本発明においてはこのS度検出回路の出力端子に出力保
持回路8を接続し、これを前記セラミックヒータ4に設
けたタイマー回路つと接続し、電源を入れた場合、湿度
検出回路7の出力端子に出力が最初に出た場合、これを
出力保持回路8により約10分間位出力保持し、この間
にヒーター4に約1分間通電し、自己クリーニングをす
るようにしたものである。 第2図はセラミック湿度センサ2の温度補正素子として
サーミスタ3を使用し、非線形増幅回路6として対数増
幅回路を使用した場合の詳細回路の一例を示ずもので、
セラミック湿度センサ2には交流電源として発振器1が
接続されており、湿度センサの抵抗変化はサーミスタと
直列に定電圧を印加し、その分圧電力を交流・直流変換
回路5で増幅、整流して直流出力を得、これを次の対数
変換回路6で直線的出力を得るために増幅器A+。 A3及びペアトランジスタTrで対数増幅してその出力
の直線化を行いiomv、、’%RH(相対湿度)の電
圧出力が得られるよう構成される。 第5図は、サンプルホールド8の詳細回路例で、電圧比
カフをVHで受は計測中は常時CHにチャージされてい
る。加熱クリーニングと同時に◎端子に信号を受けた時
FET+がほぼ無限大に近い抵抗となり、VHとCHは
しゃ断される。このCHのチャージ量(計測値)が約1
0分間放出される。−万FET2の入力も無限大に近い
抵抗なので10分間程度のホールドではCHのチャージ
級変化はない。 本発明においてはこのような湿度検出回路7の出力端に
出力保持回路8を接続し、出力保持ができるようにし、
この回路を湿度センサ2に付設したセラミツヒータ4に
接続し、湿度検出回路が作動してより少くとも1〜5秒
経過した時点でヒータ4が約1分位入るようにし、セラ
ミック湿度センサ2の表面汚れ等を燃焼又は揮発させて
除去し、湿度センサ2が冷却する迄の9分間を入れて約
10分間出力保持が行われるようにし、その後出力保持
が解除され、湿度検出回路の出力が出る。 この関係を図示すると、第3図A、B、C,Dに示す通
りである。即ち第3図において、(A)のタイムチャー
トに示すようにtoの時点で電源がONとなると、湿度
出力端にto−tlの間(図示の場合5秒間)出力が出
る。tlの時点でヒータ4が通電され、約1分間ヒータ
4が湿度センサ2を加熱し汚れ其他を燃焼又は揮散させ
る(第3図<8)参照)。 1分間経過するとヒータ4の通電は′a断されるが、セ
ラミック湿度センサ2は加熱により温度が変ると検出値
がそれだけ誤差となる。従って、セラミック湿度センサ
2が冷却し、元の温度に戻る迄待たなくてはならない。 この期間(1+・−(2の間)中は出力保持回路8が出
力保持をするように回路構成をしておくのである。(第
3図(C)参照) tlの時点を過ぎると湿度センサ2が冷えて常態に復す
るので、それ以後は通常の繰返しで湿度測定が行われる
ようにしたものである。またこれが約24時間後繰り返
されるようにしであることから、(B)、(C)におい
て、ヒータ通電、サンプルホールドが繰り返される。た
だし連続計測状態であるので、5秒間の計測は湿度出力
に出てこない。第3図(D)は湿度出力波形の時間を示
したものである。 本発明は上記の手段により電源投入と同時にまず1秒以
上、湿度センサの状態が汚れているか、クリーニングさ
れている状態かは別にして湿度検出回路が動き、その後
、その出力がサンプルホールドされ、クリーニング動作
が開始され、ヒータを切ってから所定時間(約9分位)
待期し、正常に湿度検出できる冷状態となるまで約10
分間出力保持れるように改善がなされたものである。 第3図に示す動作タイムチャートについて更に補足説明
すると、タイマー回路9は5秒程度のパルス発振器(例
えばNE555)にバイナリ−(例えばT C4020
B P ) 、シフトレジスタく例えばT C4015
B P )等を利用し、5秒後、1分後、10分後、更
に繰り返しとして24時間後信号を出すように回路を構
成し、24時間後パルス発振器、バイナリ−、シフトレ
ジスタのすべてのりセラ1−に信号を入力し、最初の状
態にもどし、また5秒計測後、クリーニング(1分間)
および出力保持(10分間)その後湿度計測を24時間
毎に繰り返すようにする。この動作タイムチャートは第
3図に示す通りである。なお、タイマー回路はこの動作
タイムチャートに沿った構成であれば何でも構わない。 ここで5秒間計測してからクリーニングに入るようにし
た5秒間の決定は1秒以上計測しないと湿度検出回路が
安定して働かないからである。 第4図は本発明に使用するセラミック湿度センサの1例
を示す斜視図である。図中湿度センサ2はルテニウム電
vM10を介してアルミナ等よりなるセラミックヒータ
4に積層して保持される構成となって45つ、これがシ
リコンゴム等の台座11に支持され、この外周をステン
レスカバー12で包囲密封される構造となっている。1
3はセンサリード線、14はヒータリード線を示す。 本発明に使用するセラミック湿度センサとしては金属酸
化物系セラミック材料が熱的に安定している点で耐久性
、広範囲の測定可能、廉価で容易に電気信号に変換可能
といった高信頼度のセラミック湿度センサを使用するも
のである。 金属酸化物系セラミック湿度センサとしてはAf220
3原料を主体とした多孔質焼結体よりなる感湿体又はT
i 02とV2O5の多孔質焼結体よりなる感湿体等が
知られており、湿度の測定原理は金属膨化物の多孔質焼
結体をベースとし、その微粒子結晶の表面を水分検知に
利用した感湿抵抗体であり、多孔質を通じて雰囲気の蒸
気団に応じた水分子が微粒子結晶表面に物理的に吸脱着
することにより、セラミックのバルク方向の電気抵抗が
指数的に変化することを利用して湿度を測定するもので
ある。 (発明の効果) (1)本発明により湿度検出器は瞬停とか停電の復帰後
、異常な出力が出ず安心して空調機器の制御コントロー
ルに使用が可能となった断種工業上人なる利益がある。 (2)従来の回路においても、バッファ電池を備えるこ
とも考えられるが、検出回路も大型化しコスト高となる
が、本発明によりと、安価で精度が高く、実用的回路を
提供できる。 (3)また本発明によると、システムにより24時間以
内の稼動の場合、セラミック湿度センサのクリーニング
をする時間(24時間)前に電源を切り、再投入し湿度
計測する時、10分間をまたずに、その雰囲気の湿度を
計測できるようになり、瞬時起動性が高められ、使い勝
手がよくなる工業工大なる利益がある。 4、図面の簡単な説明 第1図は本発明の湿度検出器のブロックダイヤグラムを
示す回路図、 第2図はその詳細回路図、 第3図は本発明の湿度検出回路の動作特性を示すタイム
チャート図、 第4図は本発明に使用するセラミック湿度センサの斜視
図である。 1・・・発振器 2・・・セラミック湿度セ
ンサ3・・・温度補正素子 4・・・セラミックヒー
タ5・・・交流・直流変換回路 6・・・非線形変換回路 7・・・湿度検出回路8・・
・出力保持回路 9・・・タイマー回路10・・・電
極 11・・・台座12・・・カバー 特許出願人 日本特殊同業株式会社(訂正図) 第1図 (訂正図) 第3図 手 続 補 正 書 昭和61年 9月 3日 特許庁長官 黒 1) 明 雄 殿1、事
件の表示 昭和60年特許願第226018号 2、発明の名称 湿度検出器 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 (454) 日本特殊同業株式会社 4、代理人 5、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」 「図面の簡単な説明」
の欄1、昭和61年2月28日差出しの訂正明細書第6
頁第5行ないし第13行間を下記のとおり補正する。 「 第5図は、サンプルホールド8の詳細回路例で、湿
度検出回路7よりの電圧出力を差動増1113VHで受
け、計測中はコンデンサCMはこれにより常時チャージ
されている。加熱クリーニングと同時にa端子にタイマ
ー回路9より信号を受けると、電界効果型トランジスタ
FIET+がほぼ無限大に近い抵抗となり、差動増巾器
Vl+とコンデンサC□は遮断される。このコンデンサ
CMのチャージ量(計測値)は出力端子12より放出さ
れ初めるが、他方の電界効果型トランジスタFE72の
入力も無限大に近い抵抗に設定されているので10分間
程度のタイマー信号がa端子に加えられるので、この期
間ではコンデンサCI(は放電しつづけてもそのチャー
ジ量変化は殆ど生じない。従って出力端子12には10
分間信号が出て出力保持回路8がホールドされる。」2
、同第12頁第1行中「斜視図である。」を「斜視図、
第5図は本発明の出力保持回路8の詳細を示す回路図で
ある。」に訂正する。 3、図面中、第5図を補充する。 代理人弁理士 杉 村 暁 秀外1名
示す回路図、 第2図はその詳細回路図、 第3図は本発明の湿度検出回路の動作特性を示すタイム
チャー1−図、 第4図は本発明に使用するセラミック湿度センサの斜視
図である。 1・・・発振器 2・・・セラミック湿度セ
ンサ3・・・温度補正素子 4・・・セラミックヒー
タ5・・・交流・直流変換回路 6・・・非線形変換回路 7・・・湿度検出回路8・・
・出力保持回路 9・・・タイマー回路10・・・電
極 11・・・台座12・・・カバー 手 続 補 正 書 昭和61年 2月28日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿1、
事件の表示 昭和60年特許願第226018号 2、発明の名称 湿度検出器 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 (454) 日本特殊陶業株式会社 イ1代 理 人 つ 5、補正の対象 明細書全文および図面 □゛ 6、補正の内容 (別紙の通り) 図面中、第1〜3図を別紙訂正図のとおりに訂正する(
訂正)明 l1ll 書 1、発明の名称 湿度検出器 2、特許請求の範囲 1、加熱クリーニング用セラミックヒータ−をもったセ
ラミック湿度センサ素子を利用した湿度検出器において
、前記ヒーターにヒーターコントロール用のタイマー回
路を設けると共に、前記検出器の出力端子にサンプルホ
ールド回路を接続し、前記タイマー回路とサンプルホー
ルド回路とを接続することにより、始動時に1秒以上湿
度計測した後、加熱クリーニングと出力保持(サンプル
ホールド)とを関連制御するようタイマー回路を構成し
たことを特徴とする湿度検出器。 3、発明の詳細な説明 (産業上の利用分野) 本発明は加熱クリーニング機能を有する湿度検出器にお
いて、1秒以上湿度計測をした後、加熱クリーニングお
よび出力保持(サンプルホールド)を働かすタイマー回
路を具備した湿度検出器に係リ、一般空調、工場空調、
バイオ、薬品、農業ハウス、倉庫等の湿度コントロール
等の産業分野に利用して効果があるものである。 (従来の技術) 湿度コントロールとして精度、高信頼度を望む場合、非
加熱型湿度センサでは長期間汚れに対し耐え1qるセン
サはなく、どうしても自己クリーニングができる加熱型
湿度センサを利用することになる。従来の加熱型湿度セ
ンサを利用した湿度検出回路は加熱クリーニング中、検
出できないことから制御に使うにはクリーニング中加熱
クリーニング前の出力をサンプルホールドし、疑似出力
を加熱クリーニングが1分間、湿度センサが冷却するま
での9分間の合計10分間出すようになっている。更に
センサの精度を保つため回路に内部タイマーを持たせ、
電源がONとなると同時にクリーニング回路が附勢され
、一定時間復クリーニングが自動で入るようにしである
。2回目のクリーニングからは、クリーニング直前の出
力が保持され出力する。 (発明が解決しようとする問題点) この場合、初回の加熱クリーニングが終り、湿度計測中
に停電または瞬時停電した場合、電源復帰と同時に加熱
クリーニング回路が附勢され、実際の湿度と異なる値が
出力保持され、上述の制御が行なわれている所では、1
0分間異常な制御となる。 また次のクリーニングする時間内に電源を切った場合、
センサが汚れていないにもかかわらず電源を入れてから
10分間持たないと正確な湿度計測が出来なかった。 (問題点を解決するための手段) 本発明は上述の欠点を解消するためになされたもので、
温度補正素子と加熱クリーニング用セラミックヒータ−
とをもったセラミック湿度センサ素子と、このセンサの
出力端に接続せられ交流・直流変換する回路と、非直線
増幅回路とよりなる湿度検出器において、前記ヒーター
にヒーターコントロール用のタイマー回路を設けると共
に、前記検出器の出力端子にサンプルホールド回路を接
続し、前記タイマー回路とサンプルホールド回路とを接
続するこにより、始動時に1秒以上湿度計測した後、加
熱クリーニングと出力保持(サンプルホールド)、24
時間毎の繰返し関連制御するタイマー回路を構成した湿
度検出器である。 本発明の湿度検出器においては電源投入と同時に、タイ
マー回路でクリーニング用ヒータが1秒以上遅れて入る
ようにし、先づ湿度検出回路が働きその湿度出力が出力
保持回路に入力された後、クリーニング回路が入りその
出力が出力保持されるタイマー構成とすることにより従
来の欠点を解消するようにしたものである。 (実施例) 本発明の湿度検出器の実施の一例II!を以下図面につ
いて詳細に説明する。第1図は本発明の湿度検出器のブ
ロックダイヤグラムを示す回路図、第2図はその詳細な
回路構成の一例を示す回路図である。第1図において、
1は湿度センサ用電源交流発振器、2は湿度センサ、3
は湿度センサに接続したサーミスタ等の温度補正素子、
4は湿度センサに付設したけラックヒーター、5は湿度
センサの出力端子に接続した交流・直流変換回路、6は
交流・直流変換回路の出力端に接続した非線形増幅回路
を示し、これにより湿度検出回路7が構成されている。 本発明においてはこのS度検出回路の出力端子に出力保
持回路8を接続し、これを前記セラミックヒータ4に設
けたタイマー回路つと接続し、電源を入れた場合、湿度
検出回路7の出力端子に出力が最初に出た場合、これを
出力保持回路8により約10分間位出力保持し、この間
にヒーター4に約1分間通電し、自己クリーニングをす
るようにしたものである。 第2図はセラミック湿度センサ2の温度補正素子として
サーミスタ3を使用し、非線形増幅回路6として対数増
幅回路を使用した場合の詳細回路の一例を示ずもので、
セラミック湿度センサ2には交流電源として発振器1が
接続されており、湿度センサの抵抗変化はサーミスタと
直列に定電圧を印加し、その分圧電力を交流・直流変換
回路5で増幅、整流して直流出力を得、これを次の対数
変換回路6で直線的出力を得るために増幅器A+。 A3及びペアトランジスタTrで対数増幅してその出力
の直線化を行いiomv、、’%RH(相対湿度)の電
圧出力が得られるよう構成される。 第5図は、サンプルホールド8の詳細回路例で、電圧比
カフをVHで受は計測中は常時CHにチャージされてい
る。加熱クリーニングと同時に◎端子に信号を受けた時
FET+がほぼ無限大に近い抵抗となり、VHとCHは
しゃ断される。このCHのチャージ量(計測値)が約1
0分間放出される。−万FET2の入力も無限大に近い
抵抗なので10分間程度のホールドではCHのチャージ
級変化はない。 本発明においてはこのような湿度検出回路7の出力端に
出力保持回路8を接続し、出力保持ができるようにし、
この回路を湿度センサ2に付設したセラミツヒータ4に
接続し、湿度検出回路が作動してより少くとも1〜5秒
経過した時点でヒータ4が約1分位入るようにし、セラ
ミック湿度センサ2の表面汚れ等を燃焼又は揮発させて
除去し、湿度センサ2が冷却する迄の9分間を入れて約
10分間出力保持が行われるようにし、その後出力保持
が解除され、湿度検出回路の出力が出る。 この関係を図示すると、第3図A、B、C,Dに示す通
りである。即ち第3図において、(A)のタイムチャー
トに示すようにtoの時点で電源がONとなると、湿度
出力端にto−tlの間(図示の場合5秒間)出力が出
る。tlの時点でヒータ4が通電され、約1分間ヒータ
4が湿度センサ2を加熱し汚れ其他を燃焼又は揮散させ
る(第3図<8)参照)。 1分間経過するとヒータ4の通電は′a断されるが、セ
ラミック湿度センサ2は加熱により温度が変ると検出値
がそれだけ誤差となる。従って、セラミック湿度センサ
2が冷却し、元の温度に戻る迄待たなくてはならない。 この期間(1+・−(2の間)中は出力保持回路8が出
力保持をするように回路構成をしておくのである。(第
3図(C)参照) tlの時点を過ぎると湿度センサ2が冷えて常態に復す
るので、それ以後は通常の繰返しで湿度測定が行われる
ようにしたものである。またこれが約24時間後繰り返
されるようにしであることから、(B)、(C)におい
て、ヒータ通電、サンプルホールドが繰り返される。た
だし連続計測状態であるので、5秒間の計測は湿度出力
に出てこない。第3図(D)は湿度出力波形の時間を示
したものである。 本発明は上記の手段により電源投入と同時にまず1秒以
上、湿度センサの状態が汚れているか、クリーニングさ
れている状態かは別にして湿度検出回路が動き、その後
、その出力がサンプルホールドされ、クリーニング動作
が開始され、ヒータを切ってから所定時間(約9分位)
待期し、正常に湿度検出できる冷状態となるまで約10
分間出力保持れるように改善がなされたものである。 第3図に示す動作タイムチャートについて更に補足説明
すると、タイマー回路9は5秒程度のパルス発振器(例
えばNE555)にバイナリ−(例えばT C4020
B P ) 、シフトレジスタく例えばT C4015
B P )等を利用し、5秒後、1分後、10分後、更
に繰り返しとして24時間後信号を出すように回路を構
成し、24時間後パルス発振器、バイナリ−、シフトレ
ジスタのすべてのりセラ1−に信号を入力し、最初の状
態にもどし、また5秒計測後、クリーニング(1分間)
および出力保持(10分間)その後湿度計測を24時間
毎に繰り返すようにする。この動作タイムチャートは第
3図に示す通りである。なお、タイマー回路はこの動作
タイムチャートに沿った構成であれば何でも構わない。 ここで5秒間計測してからクリーニングに入るようにし
た5秒間の決定は1秒以上計測しないと湿度検出回路が
安定して働かないからである。 第4図は本発明に使用するセラミック湿度センサの1例
を示す斜視図である。図中湿度センサ2はルテニウム電
vM10を介してアルミナ等よりなるセラミックヒータ
4に積層して保持される構成となって45つ、これがシ
リコンゴム等の台座11に支持され、この外周をステン
レスカバー12で包囲密封される構造となっている。1
3はセンサリード線、14はヒータリード線を示す。 本発明に使用するセラミック湿度センサとしては金属酸
化物系セラミック材料が熱的に安定している点で耐久性
、広範囲の測定可能、廉価で容易に電気信号に変換可能
といった高信頼度のセラミック湿度センサを使用するも
のである。 金属酸化物系セラミック湿度センサとしてはAf220
3原料を主体とした多孔質焼結体よりなる感湿体又はT
i 02とV2O5の多孔質焼結体よりなる感湿体等が
知られており、湿度の測定原理は金属膨化物の多孔質焼
結体をベースとし、その微粒子結晶の表面を水分検知に
利用した感湿抵抗体であり、多孔質を通じて雰囲気の蒸
気団に応じた水分子が微粒子結晶表面に物理的に吸脱着
することにより、セラミックのバルク方向の電気抵抗が
指数的に変化することを利用して湿度を測定するもので
ある。 (発明の効果) (1)本発明により湿度検出器は瞬停とか停電の復帰後
、異常な出力が出ず安心して空調機器の制御コントロー
ルに使用が可能となった断種工業上人なる利益がある。 (2)従来の回路においても、バッファ電池を備えるこ
とも考えられるが、検出回路も大型化しコスト高となる
が、本発明によりと、安価で精度が高く、実用的回路を
提供できる。 (3)また本発明によると、システムにより24時間以
内の稼動の場合、セラミック湿度センサのクリーニング
をする時間(24時間)前に電源を切り、再投入し湿度
計測する時、10分間をまたずに、その雰囲気の湿度を
計測できるようになり、瞬時起動性が高められ、使い勝
手がよくなる工業工大なる利益がある。 4、図面の簡単な説明 第1図は本発明の湿度検出器のブロックダイヤグラムを
示す回路図、 第2図はその詳細回路図、 第3図は本発明の湿度検出回路の動作特性を示すタイム
チャート図、 第4図は本発明に使用するセラミック湿度センサの斜視
図である。 1・・・発振器 2・・・セラミック湿度セ
ンサ3・・・温度補正素子 4・・・セラミックヒー
タ5・・・交流・直流変換回路 6・・・非線形変換回路 7・・・湿度検出回路8・・
・出力保持回路 9・・・タイマー回路10・・・電
極 11・・・台座12・・・カバー 特許出願人 日本特殊同業株式会社(訂正図) 第1図 (訂正図) 第3図 手 続 補 正 書 昭和61年 9月 3日 特許庁長官 黒 1) 明 雄 殿1、事
件の表示 昭和60年特許願第226018号 2、発明の名称 湿度検出器 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 (454) 日本特殊同業株式会社 4、代理人 5、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」 「図面の簡単な説明」
の欄1、昭和61年2月28日差出しの訂正明細書第6
頁第5行ないし第13行間を下記のとおり補正する。 「 第5図は、サンプルホールド8の詳細回路例で、湿
度検出回路7よりの電圧出力を差動増1113VHで受
け、計測中はコンデンサCMはこれにより常時チャージ
されている。加熱クリーニングと同時にa端子にタイマ
ー回路9より信号を受けると、電界効果型トランジスタ
FIET+がほぼ無限大に近い抵抗となり、差動増巾器
Vl+とコンデンサC□は遮断される。このコンデンサ
CMのチャージ量(計測値)は出力端子12より放出さ
れ初めるが、他方の電界効果型トランジスタFE72の
入力も無限大に近い抵抗に設定されているので10分間
程度のタイマー信号がa端子に加えられるので、この期
間ではコンデンサCI(は放電しつづけてもそのチャー
ジ量変化は殆ど生じない。従って出力端子12には10
分間信号が出て出力保持回路8がホールドされる。」2
、同第12頁第1行中「斜視図である。」を「斜視図、
第5図は本発明の出力保持回路8の詳細を示す回路図で
ある。」に訂正する。 3、図面中、第5図を補充する。 代理人弁理士 杉 村 暁 秀外1名
Claims (1)
- 1.温度補正素子と加熱クリーニング用セラミックヒー
ターとをもったセラミック湿度センサ素子と、このセン
サの出力端に接続せられ交流・直流変換する回路と、非
線形増幅回路とよりなる湿度検出器において、前記ヒー
ターにヒーターコントロール用のタイマー回路を設ける
と共に、前記検出器の出力端子にサンプルホールド回路
を接続し、前記タイマー回路とサンプルホールド回路と
を接続することにより、始動時に1秒以上湿度計測した
後、加熱クリーニングと出力保持(サンプルホールド)
とを関連制御するようタイマー回路を構成したことを特
徴とする湿度検出器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22601885A JPS6287843A (ja) | 1985-10-12 | 1985-10-12 | 湿度検出器 |
| US06/918,755 US4801211A (en) | 1985-10-12 | 1986-10-14 | Humidity and dew point detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22601885A JPS6287843A (ja) | 1985-10-12 | 1985-10-12 | 湿度検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6287843A true JPS6287843A (ja) | 1987-04-22 |
Family
ID=16838494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22601885A Pending JPS6287843A (ja) | 1985-10-12 | 1985-10-12 | 湿度検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6287843A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2261572A1 (en) * | 2009-06-11 | 2010-12-15 | Kjærulf Pedersen A/S | Humidity sensoring system for storage rooms |
-
1985
- 1985-10-12 JP JP22601885A patent/JPS6287843A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2261572A1 (en) * | 2009-06-11 | 2010-12-15 | Kjærulf Pedersen A/S | Humidity sensoring system for storage rooms |
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