JPS63108257A - 湿度検出器 - Google Patents
湿度検出器Info
- Publication number
- JPS63108257A JPS63108257A JP61255013A JP25501386A JPS63108257A JP S63108257 A JPS63108257 A JP S63108257A JP 61255013 A JP61255013 A JP 61255013A JP 25501386 A JP25501386 A JP 25501386A JP S63108257 A JPS63108257 A JP S63108257A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- humidity
- circuit
- output signal
- humidity sensor
- change
- 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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- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、相対湿度の変化を、多孔質湿度センサの電気
抵抗変化として検出し、アナログ信号の変化として出力
する湿度検出器に関する。
抵抗変化として検出し、アナログ信号の変化として出力
する湿度検出器に関する。
従来、相対湿度の変化を、素子の電気的特性の変化とし
て検出する湿度センサには、電解質系、有機物系、金属
系、金属酸化物系があり、現在実用化されているものは
、吸湿性高分子樹脂中に導電性粉末を混合した結露セン
サ、導電性高分子膜による湿度センサ、Ｚｎ０ｒ、０４
−Ｌ１ＺｎＶＯ４系七ラミック湿度センサ、Ｔｉｅ、−
Ｖ、Ｏ，系セラミック湿度センサ等がある。吸湿性高分
子樹脂中に導電性粉末混合した結露センナは、高分子樹
脂が吸湿すると膨張し、導電性粉末の粒子間距離が増加
し、抵抗値が増加するもので、一定の湿度になると急激
な抵抗増加を起こす性質を利用したものである。導電性
高分子膜およびセラミック系湿度センサは、水の牧着に
より素子の抵抗値が指数関数的に減少する性質を利用し
たものである。。
て検出する湿度センサには、電解質系、有機物系、金属
系、金属酸化物系があり、現在実用化されているものは
、吸湿性高分子樹脂中に導電性粉末を混合した結露セン
サ、導電性高分子膜による湿度センサ、Ｚｎ０ｒ、０４
−Ｌ１ＺｎＶＯ４系七ラミック湿度センサ、Ｔｉｅ、−
Ｖ、Ｏ，系セラミック湿度センサ等がある。吸湿性高分
子樹脂中に導電性粉末混合した結露センナは、高分子樹
脂が吸湿すると膨張し、導電性粉末の粒子間距離が増加
し、抵抗値が増加するもので、一定の湿度になると急激
な抵抗増加を起こす性質を利用したものである。導電性
高分子膜およびセラミック系湿度センサは、水の牧着に
より素子の抵抗値が指数関数的に減少する性質を利用し
たものである。。
しかし従来技術では、結露センナは広範囲の湿度測定が
できず、高分子膜湿度センナは６０℃以上での測定がで
きない６ま之、高分子膜、セラミック系湿度センサ共に
低湿度域で精度が悪化するという欠点があった。セラミ
ック系湿度センナの中には一定時間ごとに数１００℃ま
で加熱する必要のあるものが使用されていたが、これら
のセンサは、可燃性蒸気、またはガスの存在する場所で
は使用できない。さらにいずれのセンサも、高温多湿の
還境で長時間使用すると劣化してしまう。
できず、高分子膜湿度センナは６０℃以上での測定がで
きない６ま之、高分子膜、セラミック系湿度センサ共に
低湿度域で精度が悪化するという欠点があった。セラミ
ック系湿度センナの中には一定時間ごとに数１００℃ま
で加熱する必要のあるものが使用されていたが、これら
のセンサは、可燃性蒸気、またはガスの存在する場所で
は使用できない。さらにいずれのセンサも、高温多湿の
還境で長時間使用すると劣化してしまう。
そこで本発明はこの様な問題点を解決するもので、その
目的とするところは％高温多湿な環境で長期の使用が可
能で、広範囲の湿度ｔ−精度よく測定することが可能な
湿度検出器を提供するところＫある。
目的とするところは％高温多湿な環境で長期の使用が可
能で、広範囲の湿度ｔ−精度よく測定することが可能な
湿度検出器を提供するところＫある。
（υ 本発明の湿度検出器は、ガラス中に導電性粒子を
分散させた多孔質体のセン？を用いた湿度検出器におい
て、 （ａ）前記ガラスとして石英ガラス（ＳｉＯｌ）？用い
１前記導電性粒子として炭素粉末（Ｃ）を用い、Ｓｉｎ
。
分散させた多孔質体のセン？を用いた湿度検出器におい
て、 （ａ）前記ガラスとして石英ガラス（ＳｉＯｌ）？用い
１前記導電性粒子として炭素粉末（Ｃ）を用い、Ｓｉｎ
。
とＣのモル比が、Ｏ／ Ｓ ｉ Ｏｘ ＝１１〜５の範
囲にある湿度センナ。
囲にある湿度センナ。
（１））前記湿度センナの抵抗値変化によって発振周波
数が変化する構成の可変周波数発振回路（以下ＶＦＯ％
Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ０ｓｃｉｌｌ
ａｔｏｒ ）。
数が変化する構成の可変周波数発振回路（以下ＶＦＯ％
Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ０ｓｃｉｌｌ
ａｔｏｒ ）。
（０）前記ＶＦＯの出力信号の周波数変化に比例して出
力信号の大きさが変化する周波数−電圧変換回路（以下
Ｆ−Ｖ回路）。
力信号の大きさが変化する周波数−電圧変換回路（以下
Ｆ−Ｖ回路）。
（中前記Ｆ−４回路の出力信号を対数増偏し、前記ａ度
センナによって検出され念相対湿度の変化に比例しな大
きさの信号を出力する対数増幅回路から構成されること
を特徴とする。
センナによって検出され念相対湿度の変化に比例しな大
きさの信号を出力する対数増幅回路から構成されること
を特徴とする。
本発明の湿度検出器は、石英ガラス中に炭素粉末を分散
させた多孔質体を湿度センナとして測定環境中に設置し
、湿度センナの電気抵抗の変化により発振周波数の変化
するＶＦＯｔ−構成し、 ＶＦ’０出力の周波数に比例
して出力信号の大きさが変化するＦ−７回路と、対数増
幅回路によって、測定環境中の湿度変化に比例して変化
する出力信号が得られる。
させた多孔質体を湿度センナとして測定環境中に設置し
、湿度センナの電気抵抗の変化により発振周波数の変化
するＶＦＯｔ−構成し、 ＶＦ’０出力の周波数に比例
して出力信号の大きさが変化するＦ−７回路と、対数増
幅回路によって、測定環境中の湿度変化に比例して変化
する出力信号が得られる。
以下本発明について図面に基づいて詳細に説明する。
第１囚は本発明の湿度検出器のブロック図で、’ＶＰＯ
１は湿度センサ２の抵抗値によって周波数が変化する発
振回路、Ｆ−Ｖ回路３は入力信号の周波数に比例して出
力信号が変化する回路、対数増幅回路４は出力信号が入
力信号の対数値に比例して変化する回路である。第２図
は、ＶＦＯの回路図で、発振周波数Ｆは次式で与えられ
る。
１は湿度センサ２の抵抗値によって周波数が変化する発
振回路、Ｆ−Ｖ回路３は入力信号の周波数に比例して出
力信号が変化する回路、対数増幅回路４は出力信号が入
力信号の対数値に比例して変化する回路である。第２図
は、ＶＦＯの回路図で、発振周波数Ｆは次式で与えられ
る。
Ｆ＝ ｃｌ＝ｃ。
２πｃｌ八；１７
湿度センサ２は、湿度変化によって抵抗値が変化する念
め、Ｖａの周波数が湿度変化に対応して変化する。つぎ
に本発明の湿度センサの試料の製法について説明する。
め、Ｖａの周波数が湿度変化に対応して変化する。つぎ
に本発明の湿度センサの試料の製法について説明する。
エチルシリケート（Ｓｉ（ＱＣ，Ｈ，）、 ） ２００
ｆｎ１１０２Ｎ塩酸６５Ｍｔ、炭素粒子１α８ ｆ Ｌ
Ｏ／ＳｉＯ。
ｆｎ１１０２Ｎ塩酸６５Ｍｔ、炭素粒子１α８ ｆ Ｌ
Ｏ／ＳｉＯ。
＝１）全混合、１時間攪はんした後、ｌ１ＩＮアンモニ
ア水５−を加えた。これを６０℃の恒温槽中に５日間放
置しｔ後真空炉に入れ％ １７ｏｒｒ以下の真空度で１
０００℃に加熱し、１時間保持したところ、石英ガラス
中に炭素粒子を分散させ之直径１μｍ以下の細孔を有す
る多孔質体が得られ念。
ア水５−を加えた。これを６０℃の恒温槽中に５日間放
置しｔ後真空炉に入れ％ １７ｏｒｒ以下の真空度で１
０００℃に加熱し、１時間保持したところ、石英ガラス
中に炭素粒子を分散させ之直径１μｍ以下の細孔を有す
る多孔質体が得られ念。
第３図は、湿度センサの特性園で、 Ｏ／ ｓｌ ０
ｘ；１とし之堝合を示す。同一から明らかに湿度センサ
の抵抗値の対数は、相対湿度（Ｘ）の変化に比例して変
化することが認められる。つぎに、０７８１０ ｘを変
化させた場合の抵抗値の変化範囲を測定した結果が、第
１表である。
ｘ；１とし之堝合を示す。同一から明らかに湿度センサ
の抵抗値の対数は、相対湿度（Ｘ）の変化に比例して変
化することが認められる。つぎに、０７８１０ ｘを変
化させた場合の抵抗値の変化範囲を測定した結果が、第
１表である。
第１表
ＲＯ＝相対湿度０％の時の抵抗値
Ｒｒｏｏ：相対湿度１００％の時の抵抗値同、測定時に
は１辺が５Ｍの立方体に電極上付けた試料を用い九。第
１表から明らかなように、０／１３１０．＝１１〜５の
範囲では、湿度センサとして実用化が可能な抵抗値を示
すことがわかる。また、この範囲では、低湿度において
も急激彦抵抗値の変化を示さないので、従来の視度検出
器では正確な測定が困難であった低湿度域においても高
精度な測定が可能である。
は１辺が５Ｍの立方体に電極上付けた試料を用い九。第
１表から明らかなように、０／１３１０．＝１１〜５の
範囲では、湿度センサとして実用化が可能な抵抗値を示
すことがわかる。また、この範囲では、低湿度において
も急激彦抵抗値の変化を示さないので、従来の視度検出
器では正確な測定が困難であった低湿度域においても高
精度な測定が可能である。
第４図はＦ−’Ｖ回路の構成図で、コンパレータ３０１
でｖｙｏ出力信号の波形整形を行い、微分回路５０２ｊ
−フンパレータ３０３によってワンショット３０４のト
リガパルスを発生させる。定電流源３０５Ｆｉワンシヨ
ツト出力によってスイッチングされ、積分器５０６で平
滑化された出力信号が得られる。
でｖｙｏ出力信号の波形整形を行い、微分回路５０２ｊ
−フンパレータ３０３によってワンショット３０４のト
リガパルスを発生させる。定電流源３０５Ｆｉワンシヨ
ツト出力によってスイッチングされ、積分器５０６で平
滑化された出力信号が得られる。
以上述べ念ように本発明の湿度検出器は、湿度センナと
して、石英ガラス中罠炭素粉末を分散させ几多孔質体を
用いているので、高温多湿な環境で長期間使用しても安
定であり、炭素（Ｃ）の含有量によって抵抗値の変化範
囲が調整可能で、従来、正確な測定が困難であった低湿
度域においても高精度な測定が可能となる。ま次、本発
明で用い次湿度センナはきわめて安価な九めに、従来の
湿度検出器に比べて低コストな湿度検出器が実現できる
。
して、石英ガラス中罠炭素粉末を分散させ几多孔質体を
用いているので、高温多湿な環境で長期間使用しても安
定であり、炭素（Ｃ）の含有量によって抵抗値の変化範
囲が調整可能で、従来、正確な測定が困難であった低湿
度域においても高精度な測定が可能となる。ま次、本発
明で用い次湿度センナはきわめて安価な九めに、従来の
湿度検出器に比べて低コストな湿度検出器が実現できる
。
第１図は、本発明の湿度検出器のブロック図。
第２図は、ＶＦＯの回路図。
第３図は、湿度センサの特性図。
第４図は、ｐ−ｖ回路の構成図。
以上
部２ｍ
０ ｊＯ４０１；Ｏｇｏ ７００相刃１友
嗟 賂 ３図
嗟 賂 ３図
Claims (1)
- （１）ガラス中に導電性粒子を分散させた多孔質体のセ
ンサを用いた湿度検出器において、 （ａ）前記ガラスとして石英ガラス（ＳｉＯ＿２）を用
い、前記導電性粒子として炭素粉末（Ｃ）を用い、Ｓｉ
Ｏ＿２とＣのモル比が、Ｃ／ＳｉＯ＿２＝０．１〜５の
範囲にある湿度センサ。 （ｂ）前記湿度センサの抵抗値変化によつて発振周波数
が変化する構成の可変周波数発振回路（以下ＶＦＯ、Ｖ
ａｒｉａｂｌｅＦｒｅｑｕｅｎｃｙＯｓｃｉｌｌａｔｏ
ｒ） （ｃ）前記ＶＦＯの出力信号の周波数変化に比例して出
力信号の大きさが変化する周波数−電圧変換回路（以下
Ｆ−Ｖ回路）。 （ｄ）前記Ｆ−Ｖ回路の出力信号を対数増幅し、前記湿
度センサによつて検出された相対湿度の変化に比例した
大きさの信号を出力する対数増幅回路から構成されるこ
とを特徴とする湿度検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61255013A JPS63108257A (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | 湿度検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61255013A JPS63108257A (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | 湿度検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63108257A true JPS63108257A (ja) | 1988-05-13 |
Family
ID=17272982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61255013A Pending JPS63108257A (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | 湿度検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63108257A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5065625A (en) * | 1989-05-12 | 1991-11-19 | Tdk Corporation | Humidity meter |
| TWI458969B (zh) * | 2012-11-07 | 2014-11-01 | China Steel Corp | Humidity detection device |
-
1986
- 1986-10-27 JP JP61255013A patent/JPS63108257A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5065625A (en) * | 1989-05-12 | 1991-11-19 | Tdk Corporation | Humidity meter |
| TWI458969B (zh) * | 2012-11-07 | 2014-11-01 | China Steel Corp | Humidity detection device |
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