JPS6313146B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6313146B2 JPS6313146B2 JP57231824A JP23182482A JPS6313146B2 JP S6313146 B2 JPS6313146 B2 JP S6313146B2 JP 57231824 A JP57231824 A JP 57231824A JP 23182482 A JP23182482 A JP 23182482A JP S6313146 B2 JPS6313146 B2 JP S6313146B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- humidity
- ceramic body
- range
- porosity
- pore diameter
- 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.)
- Expired
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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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- 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)
Description
産業上の利用分野
本発明は電子レンジ等の食品調理機器やエアコ
ン等の空調機器，湿度制御システム等に使用され
る湿度センサに関するものである。 従来例の構成とその問題点 従来から用いられている電気式感湿素子には、
塩化リチウム（LiCl）等の電解質材料を使用した
もの、単結晶の表面に酸化膜を形成したもの、親
水性有機高分子に炭素を分散させたもの、金属を
表面酸化させたもの、コロイド膜を用いたもの、
あるいは金属酸化物系多孔質体を使用した素子が
ある。これらはいずれも湿度変化を電気量変化と
して検知するものであるが、それぞれに大きな問
題が残されている。たとえば、電解質材料は結露
状態において水に溶出し、不安定なものであり、
信頼性に問題のあるものである。また、単結晶を
使用したものはコスト高であり、汚れに弱い。有
機高分子を使用したものは応答性が悪いものであ
り、さらに蒸着膜を用いたものは互換性が悪く、
膜の安定化に長時間を要し、特性が不安定なもの
である。 金属酸化物多孔質体にAl2O3，Cr2O3、あるい
はNi2O3を用いたものには上述のような欠点は実
質的にないが、その反面、全般的に抵抗が高く、
実際に使用するには困難なものであるばかりでな
く、汚れに対して弱いという問題をもつものであ
り、それぞれ共通している問題として汚れによる
特性劣化がある。それらを解決するために金属酸
化物系多孔質セラミツクでは、外部或いは表面か
ら加熱し、汚れを除去する方法がとられている。
しかし、非常に過酷な条件下においては若干の経
時変化を示す。また、電極の平均気孔径、セラミ
ツク素子の気孔率，平均気孔径を小さくすれば、
寿命的には良好になつて行くが、応答性が遅くな
るという問題が発生して来る。 発明の目的 本発明は上述の問題を解決し、応答性がよく、
経時変化が少なく、長寿命の湿度センサを提供し
ようとするものである。 発明の構成 本発明は、多孔質セラミツク湿度センサの電極
材料とセラミツク素体の平均気孔径と気孔率をコ
ントロールすることにより、湿度特性に有害な無
機物や有機物等がセラミツク素体内に侵入するこ
とを防止して、上記の目的を達成したものであ
る。すなわち、本発明では、酸化ルテニウム電極
の表面に小さな径の気孔を設けることで汚染によ
る特性の劣化を軽減し、また電極をセラミツク素
体上に設けることで、さらに寿命特性が向上し、
さらにセラミツク素体のグレーンサイズを小さく
したことにより、粒界面積が増加し、センサ抵抗
値の低下を可能とし、回路的にも使いやすくして
いる。 実施例の説明 MgCr2 O4―TiO2系Ｐ型半導体セラミツク湿度
センサ用材料を使用し、通常の窯業的手法に従
い、配合，混合，仮燃，粉砕を順次行なつてか
ら、バインダーを添加して造粒した。この造粒粉
末を750Kg／cm2の圧力で４mm×４mm×0.25mmの寸
法の板状に成形し、空気中中にて1100℃から1300
℃までの範囲内の温度で２時間焼成し、セラミツ
ク素体とした。このセラミツク素体の両面に約
0.01μｍから1μｍまでの粒径の酸化ルテニウム粉
末とガラスフリツトとを含む電極ペーストをスク
リーン印刷で10〜30μｍの厚みに塗布し、750℃
から900℃の範囲内の温度で焼き付けて、酸化ル
テニウム電極を形成した。 これらのセラミツク素体と酸化ルテニウム電極
の気孔率，平均気孔径と経時変化率をそれぞれ第
１表，第２表に示す。さらにセラミツク素体と酸
化ルテニウム電極の相乗効果を平均気孔径と経時
変化率について第３表に示す。なお、湿度応答性
は、温度20℃において、相対湿度を10％から50％
に変えた時と同じく90％から50％に変えた時の平
衡に達するまでの時間で示している。また、寿命
テストは素子温度を540℃に10秒間保持して、汚
染物質を焼却し、次の10秒間を常温に保持すると
いう温度サイクル（クリーニングサイクル）を加
えることによつて行ない、それによる素子抵抗の
変化率を寿命変化率とした。
ン等の空調機器，湿度制御システム等に使用され
る湿度センサに関するものである。 従来例の構成とその問題点 従来から用いられている電気式感湿素子には、
塩化リチウム（LiCl）等の電解質材料を使用した
もの、単結晶の表面に酸化膜を形成したもの、親
水性有機高分子に炭素を分散させたもの、金属を
表面酸化させたもの、コロイド膜を用いたもの、
あるいは金属酸化物系多孔質体を使用した素子が
ある。これらはいずれも湿度変化を電気量変化と
して検知するものであるが、それぞれに大きな問
題が残されている。たとえば、電解質材料は結露
状態において水に溶出し、不安定なものであり、
信頼性に問題のあるものである。また、単結晶を
使用したものはコスト高であり、汚れに弱い。有
機高分子を使用したものは応答性が悪いものであ
り、さらに蒸着膜を用いたものは互換性が悪く、
膜の安定化に長時間を要し、特性が不安定なもの
である。 金属酸化物多孔質体にAl2O3，Cr2O3、あるい
はNi2O3を用いたものには上述のような欠点は実
質的にないが、その反面、全般的に抵抗が高く、
実際に使用するには困難なものであるばかりでな
く、汚れに対して弱いという問題をもつものであ
り、それぞれ共通している問題として汚れによる
特性劣化がある。それらを解決するために金属酸
化物系多孔質セラミツクでは、外部或いは表面か
ら加熱し、汚れを除去する方法がとられている。
しかし、非常に過酷な条件下においては若干の経
時変化を示す。また、電極の平均気孔径、セラミ
ツク素子の気孔率，平均気孔径を小さくすれば、
寿命的には良好になつて行くが、応答性が遅くな
るという問題が発生して来る。 発明の目的 本発明は上述の問題を解決し、応答性がよく、
経時変化が少なく、長寿命の湿度センサを提供し
ようとするものである。 発明の構成 本発明は、多孔質セラミツク湿度センサの電極
材料とセラミツク素体の平均気孔径と気孔率をコ
ントロールすることにより、湿度特性に有害な無
機物や有機物等がセラミツク素体内に侵入するこ
とを防止して、上記の目的を達成したものであ
る。すなわち、本発明では、酸化ルテニウム電極
の表面に小さな径の気孔を設けることで汚染によ
る特性の劣化を軽減し、また電極をセラミツク素
体上に設けることで、さらに寿命特性が向上し、
さらにセラミツク素体のグレーンサイズを小さく
したことにより、粒界面積が増加し、センサ抵抗
値の低下を可能とし、回路的にも使いやすくして
いる。 実施例の説明 MgCr2 O4―TiO2系Ｐ型半導体セラミツク湿度
センサ用材料を使用し、通常の窯業的手法に従
い、配合，混合，仮燃，粉砕を順次行なつてか
ら、バインダーを添加して造粒した。この造粒粉
末を750Kg／cm2の圧力で４mm×４mm×0.25mmの寸
法の板状に成形し、空気中中にて1100℃から1300
℃までの範囲内の温度で２時間焼成し、セラミツ
ク素体とした。このセラミツク素体の両面に約
0.01μｍから1μｍまでの粒径の酸化ルテニウム粉
末とガラスフリツトとを含む電極ペーストをスク
リーン印刷で10〜30μｍの厚みに塗布し、750℃
から900℃の範囲内の温度で焼き付けて、酸化ル
テニウム電極を形成した。 これらのセラミツク素体と酸化ルテニウム電極
の気孔率，平均気孔径と経時変化率をそれぞれ第
１表，第２表に示す。さらにセラミツク素体と酸
化ルテニウム電極の相乗効果を平均気孔径と経時
変化率について第３表に示す。なお、湿度応答性
は、温度20℃において、相対湿度を10％から50％
に変えた時と同じく90％から50％に変えた時の平
衡に達するまでの時間で示している。また、寿命
テストは素子温度を540℃に10秒間保持して、汚
染物質を焼却し、次の10秒間を常温に保持すると
いう温度サイクル（クリーニングサイクル）を加
えることによつて行ない、それによる素子抵抗の
変化率を寿命変化率とした。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
上表の結果から明らかなように、セラミツク素
体と酸化ルテニウム電極の平均気孔径が0.01〜1μ
ｍの範囲内にあり、かつセラミツク素体の気孔率
が20〜40％の範囲内にある湿度センサが湿度応答
性，経時変化ともに良好である。 発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明の湿度
センサは、湿度抵抗特性が過酷な雰囲気におい
て、経時変化，湿度応答性が安定しているので、
湿度特性の信頼性が高く、湿度測定装置が湿度メ
ータ等の装置に容易に使用できるものである。
体と酸化ルテニウム電極の平均気孔径が0.01〜1μ
ｍの範囲内にあり、かつセラミツク素体の気孔率
が20〜40％の範囲内にある湿度センサが湿度応答
性，経時変化ともに良好である。 発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明の湿度
センサは、湿度抵抗特性が過酷な雰囲気におい
て、経時変化，湿度応答性が安定しているので、
湿度特性の信頼性が高く、湿度測定装置が湿度メ
ータ等の装置に容易に使用できるものである。
Claims (1)
- １ 気孔率が20％から40％までの範囲にあつて平
均気孔径が0.01μmから1μmまでの範囲にあるＰ
型半導体金属酸化物セラミツク素体の表面に平均
気孔率が0.01μmから1μmまでの範囲内にある酸
化ルテニウム多孔質電極を被着形成してなること
を特徴とする湿度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57231824A JPS59116536A (ja) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | 湿度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57231824A JPS59116536A (ja) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | 湿度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59116536A JPS59116536A (ja) | 1984-07-05 |
| JPS6313146B2 true JPS6313146B2 (ja) | 1988-03-24 |
Family
ID=16929589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57231824A Granted JPS59116536A (ja) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | 湿度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59116536A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3327444B2 (ja) * | 1995-06-29 | 2002-09-24 | 株式会社村田製作所 | 正特性サーミスタ素子 |
| JPH09162004A (ja) * | 1995-12-13 | 1997-06-20 | Murata Mfg Co Ltd | 正特性サーミスタ素子 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53112494U (ja) * | 1977-02-15 | 1978-09-07 |
-
1982
- 1982-12-24 JP JP57231824A patent/JPS59116536A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59116536A (ja) | 1984-07-05 |
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