JPS6351364B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6351364B2 JPS6351364B2 JP56134210A JP13421081A JPS6351364B2 JP S6351364 B2 JPS6351364 B2 JP S6351364B2 JP 56134210 A JP56134210 A JP 56134210A JP 13421081 A JP13421081 A JP 13421081A JP S6351364 B2 JPS6351364 B2 JP S6351364B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- humidity
- moisture
- resistance value
- sintered body
- mol
- 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
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
Description
本発明は感湿素子、更に詳しくは広範囲の湿度
領域で使いやすい電気的抵抗を有し、かつ長時間
に亘つて安定使用可能センサに関する。 大気中の湿度を測定・検出する湿度センサは、
これまでに極めて多数の方式が提案され、かつ実
用化されている。特に近年は電気的に直接湿度を
検出できる方式の湿度センサが提案されてきてい
る。前記の如く湿度を直接電気的に検出する方式
の湿度センサは、検出のみならず湿度の制御をも
簡便に電気的信号で処理できるという特長があり
かつ安価なものも提案・実用化されてきており注
目を浴びている。ところでこの方式の湿度センサ
のうち一部実用化、市販されている湿度センサで
安価なものとしては、大気中の湿度を測定するた
めに大気中の水分を感湿体の表面に物理吸着させ
電気的抵抗値を読み取るものが一般的であり、か
くの如き湿度センサは感湿体が高分子或いは金属
酸化物の焼結体、さらには基板上に金属酸化物を
焼付けたものが用いられている。ところで前記２
者の湿度センサは高湿度領域では比較的使いやす
い抵抗値を有しており、或る程度精度良くしかも
簡便に湿度を検知し、さらには制御が可能となつ
ているが、低湿度領域（20〜30％Ｒ，Ｈ，以下）
ではその抵抗値が1MΩないしは10MΩ以上と極
めて大きくなり、通常の電気的検出装置では容易
に湿度を検知できないし精度も極めて悪くなる。
一方後者のタイプの湿度センサは低湿度領域では
湿度に対する抵抗値変化が殆んどなく、やはり同
様に低湿度を精度良く検出できるとはいい難い。
このように安価でかつ低湿度を比較的精度良く検
出できかつ長期に亘つて安定な湿度センサはまだ
得られていない。 ところで低湿度領域を簡便にかつ精度の良い検
出制御を必要とする分野は産業用・民生用と極め
て多岐にわたつており、これらの用途に適する湿
度センサの開発が強く望まれている。前記要望を
満たすべく鋭意研究も行なつた結果、本発明者ら
は広範囲の湿度領域で使いやすい電気的抵抗値を
有し、かつ長期間に亘つても比較的安定して使用
可能な湿度センサを見出した。 すなわちLiZnVO4が15〜１モル％ZnOが30〜
80モル％、およびAl2O355〜19モル％を必須成分
とした焼結体から成る感湿素子である。 本発明による感湿素子は周囲温度25℃で相対湿
度10％で電気的抵抗値は約700KΩと従来の湿度
センサよりも２桁以上低くなり、極めて使いやす
い値となつている。また相対湿度90％では約
5KΩという値になり、広範囲の湿度領域にわた
つて使いやすい抵抗値を有している。ところで本
発明による感湿素子は組成比にも依存するが焼結
温度によつて感湿特性が変化することが確認で
き、比較的使いやすい抵抗値を有する感湿素子は
本発明の場合焼結体のポロシテイが15〜30％の範
囲にあることがわかつた。 以下実施例１について詳しく説明する。 まず出発原料としては炭酸リチウム，酸化バナ
ジウム，酸化亜鉛，酸化アルミニウムの微粉末を
用いた。この原料粉末をLiZnVO4，酸化亜鉛，
酸化アルミニウムとしてモル比で各々10％，45
％，45％になるように秤量を行い、しかるのちに
ポツトミルで24時間湿式混合した。この後混合物
を120℃で12時間乾燥した後900℃で仮焼を行なつ
た。この後さらにポツトミルで湿式で24時間粉砕
を行なつた後120℃で12時間再たび乾燥を行なつ
た原料粉末を調整した。 次いでかくして得られた調整粉末に粘結剤とし
てポリビニルアルコールを２重量％加えライカイ
機で造粒を行い、この後に加圧成形を行なつた。
加圧成形は500Kg／cm2の圧力で行い成形体として
直径５mm厚み約４mmの円盤状のものを得た。かく
して得られた成形体を温度1300℃で２時間焼結を
行い、得られた焼結体の両主面を2000番のホワイ
トアランダムで研磨し直径５mm厚み３mmの焼結体
とした。次いでこの焼結体の両主面に酸化ルテニ
ウムペーストをスクリーンで印刷付与し、その後
700℃の温度で焼付け電極を形成し第１図の如く
感湿素子を得た。 かくして得られた本発明による感湿素子の湿度
特性を第２図に示す。この感湿素子は周囲温度25
℃で相対湿度10％で670KΩ、相対湿度90％で
6KΩと広範囲の湿度領域で極めて使いやすい抵
抗値となつている。またこの時得られた焼結体の
ポロシテイを水銀圧入法で測定したところポロシ
テイは25％であることがわかつた。 本発明による感湿素子の安定性を調べるために
高湿度（40℃90％Ｒ，Ｈ，）及び低湿度（10℃10
％Ｒ，Ｈ，）の各条件に感湿素子を放置した際の
結果をそれぞれ第３図及び第４図に示すが、放置
後しばらくはわずかに抵抗値が変化するものの、
400時間以降は安定した抵抗値を示し、長期に亘
つても感湿素子は充分安定しており、精度良く湿
度を検出可能であることが確認された。その他の
実施例及び比較例については実施例１を含めて、
組成及びその場合の感湿特性（感湿特性としては
25℃10％Ｒ，Ｈ，及び90％Ｒ，Ｈ，で示す。）を
表に示す。
領域で使いやすい電気的抵抗を有し、かつ長時間
に亘つて安定使用可能センサに関する。 大気中の湿度を測定・検出する湿度センサは、
これまでに極めて多数の方式が提案され、かつ実
用化されている。特に近年は電気的に直接湿度を
検出できる方式の湿度センサが提案されてきてい
る。前記の如く湿度を直接電気的に検出する方式
の湿度センサは、検出のみならず湿度の制御をも
簡便に電気的信号で処理できるという特長があり
かつ安価なものも提案・実用化されてきており注
目を浴びている。ところでこの方式の湿度センサ
のうち一部実用化、市販されている湿度センサで
安価なものとしては、大気中の湿度を測定するた
めに大気中の水分を感湿体の表面に物理吸着させ
電気的抵抗値を読み取るものが一般的であり、か
くの如き湿度センサは感湿体が高分子或いは金属
酸化物の焼結体、さらには基板上に金属酸化物を
焼付けたものが用いられている。ところで前記２
者の湿度センサは高湿度領域では比較的使いやす
い抵抗値を有しており、或る程度精度良くしかも
簡便に湿度を検知し、さらには制御が可能となつ
ているが、低湿度領域（20〜30％Ｒ，Ｈ，以下）
ではその抵抗値が1MΩないしは10MΩ以上と極
めて大きくなり、通常の電気的検出装置では容易
に湿度を検知できないし精度も極めて悪くなる。
一方後者のタイプの湿度センサは低湿度領域では
湿度に対する抵抗値変化が殆んどなく、やはり同
様に低湿度を精度良く検出できるとはいい難い。
このように安価でかつ低湿度を比較的精度良く検
出できかつ長期に亘つて安定な湿度センサはまだ
得られていない。 ところで低湿度領域を簡便にかつ精度の良い検
出制御を必要とする分野は産業用・民生用と極め
て多岐にわたつており、これらの用途に適する湿
度センサの開発が強く望まれている。前記要望を
満たすべく鋭意研究も行なつた結果、本発明者ら
は広範囲の湿度領域で使いやすい電気的抵抗値を
有し、かつ長期間に亘つても比較的安定して使用
可能な湿度センサを見出した。 すなわちLiZnVO4が15〜１モル％ZnOが30〜
80モル％、およびAl2O355〜19モル％を必須成分
とした焼結体から成る感湿素子である。 本発明による感湿素子は周囲温度25℃で相対湿
度10％で電気的抵抗値は約700KΩと従来の湿度
センサよりも２桁以上低くなり、極めて使いやす
い値となつている。また相対湿度90％では約
5KΩという値になり、広範囲の湿度領域にわた
つて使いやすい抵抗値を有している。ところで本
発明による感湿素子は組成比にも依存するが焼結
温度によつて感湿特性が変化することが確認で
き、比較的使いやすい抵抗値を有する感湿素子は
本発明の場合焼結体のポロシテイが15〜30％の範
囲にあることがわかつた。 以下実施例１について詳しく説明する。 まず出発原料としては炭酸リチウム，酸化バナ
ジウム，酸化亜鉛，酸化アルミニウムの微粉末を
用いた。この原料粉末をLiZnVO4，酸化亜鉛，
酸化アルミニウムとしてモル比で各々10％，45
％，45％になるように秤量を行い、しかるのちに
ポツトミルで24時間湿式混合した。この後混合物
を120℃で12時間乾燥した後900℃で仮焼を行なつ
た。この後さらにポツトミルで湿式で24時間粉砕
を行なつた後120℃で12時間再たび乾燥を行なつ
た原料粉末を調整した。 次いでかくして得られた調整粉末に粘結剤とし
てポリビニルアルコールを２重量％加えライカイ
機で造粒を行い、この後に加圧成形を行なつた。
加圧成形は500Kg／cm2の圧力で行い成形体として
直径５mm厚み約４mmの円盤状のものを得た。かく
して得られた成形体を温度1300℃で２時間焼結を
行い、得られた焼結体の両主面を2000番のホワイ
トアランダムで研磨し直径５mm厚み３mmの焼結体
とした。次いでこの焼結体の両主面に酸化ルテニ
ウムペーストをスクリーンで印刷付与し、その後
700℃の温度で焼付け電極を形成し第１図の如く
感湿素子を得た。 かくして得られた本発明による感湿素子の湿度
特性を第２図に示す。この感湿素子は周囲温度25
℃で相対湿度10％で670KΩ、相対湿度90％で
6KΩと広範囲の湿度領域で極めて使いやすい抵
抗値となつている。またこの時得られた焼結体の
ポロシテイを水銀圧入法で測定したところポロシ
テイは25％であることがわかつた。 本発明による感湿素子の安定性を調べるために
高湿度（40℃90％Ｒ，Ｈ，）及び低湿度（10℃10
％Ｒ，Ｈ，）の各条件に感湿素子を放置した際の
結果をそれぞれ第３図及び第４図に示すが、放置
後しばらくはわずかに抵抗値が変化するものの、
400時間以降は安定した抵抗値を示し、長期に亘
つても感湿素子は充分安定しており、精度良く湿
度を検出可能であることが確認された。その他の
実施例及び比較例については実施例１を含めて、
組成及びその場合の感湿特性（感湿特性としては
25℃10％Ｒ，Ｈ，及び90％Ｒ，Ｈ，で示す。）を
表に示す。
【表】
【表】
表からわかる如く、いずれも広範囲な湿度で使
いやすい抵抗値を有していることが確認できた。
さらに実施例１と同じ条件で長期安定性を調べた
ところ、実施例１と殆んど同じような変化を示し
長期に亘つて安定であることが確認できた。 ところで実施例１の組成について各種の湿度で
焼結を行なつたところ、焼結体のポロシテイは焼
結湿度と共に単調な変化をせずに第５図に示す如
く変化した。またこの時の25℃50％Ｒ，Ｈ，の抵
抗値を併せて示しておく。他の実施例についても
同様な操作を行なつたところ、広範囲の湿度領域
で良好な抵抗値を得るには焼結体のポロシテイが
15〜30％の間にあるのが好ましいことがわかつ
た。 以上本発明による感湿素子は広範囲の湿度領域
で抵抗値は極めて使いやすい値を有しており、か
つ長期に亘つても安定した湿度の検出が可能であ
ることが確認でき、その効果は極めて顕著なもの
といえる。
いやすい抵抗値を有していることが確認できた。
さらに実施例１と同じ条件で長期安定性を調べた
ところ、実施例１と殆んど同じような変化を示し
長期に亘つて安定であることが確認できた。 ところで実施例１の組成について各種の湿度で
焼結を行なつたところ、焼結体のポロシテイは焼
結湿度と共に単調な変化をせずに第５図に示す如
く変化した。またこの時の25℃50％Ｒ，Ｈ，の抵
抗値を併せて示しておく。他の実施例についても
同様な操作を行なつたところ、広範囲の湿度領域
で良好な抵抗値を得るには焼結体のポロシテイが
15〜30％の間にあるのが好ましいことがわかつ
た。 以上本発明による感湿素子は広範囲の湿度領域
で抵抗値は極めて使いやすい値を有しており、か
つ長期に亘つても安定した湿度の検出が可能であ
ることが確認でき、その効果は極めて顕著なもの
といえる。
第１図本発明に係る感湿素子の斜視図、第２図
本発明に係る感湿素子の感湿特性を示す曲線図、
第３図40℃90％Ｒ，Ｈ，に放置した場合の感湿特
性の安定性を示す曲線図、第４図10℃10％Ｒ，
Ｈ，に放置した場合の感湿特性の安定性を示す曲
線図、第５図焼結温度と25℃50％Ｒ，Ｈ，の抵抗
値およびポロシテイの量の関係を示す曲線図。
本発明に係る感湿素子の感湿特性を示す曲線図、
第３図40℃90％Ｒ，Ｈ，に放置した場合の感湿特
性の安定性を示す曲線図、第４図10℃10％Ｒ，
Ｈ，に放置した場合の感湿特性の安定性を示す曲
線図、第５図焼結温度と25℃50％Ｒ，Ｈ，の抵抗
値およびポロシテイの量の関係を示す曲線図。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ LiZnVO4 15〜１モル％ ZnO 30〜80モル％ Al2O3 55〜19モル％ を必須成分とした焼結体から成ることを特徴とす
る感湿素子。 ２ 焼結体の気孔率が15〜30％であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の感湿素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56134210A JPS5835903A (ja) | 1981-08-28 | 1981-08-28 | 感湿素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56134210A JPS5835903A (ja) | 1981-08-28 | 1981-08-28 | 感湿素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5835903A JPS5835903A (ja) | 1983-03-02 |
| JPS6351364B2 true JPS6351364B2 (ja) | 1988-10-13 |
Family
ID=15122989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56134210A Granted JPS5835903A (ja) | 1981-08-28 | 1981-08-28 | 感湿素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5835903A (ja) |
-
1981
- 1981-08-28 JP JP56134210A patent/JPS5835903A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5835903A (ja) | 1983-03-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4464647A (en) | Humidity sensor made of metal oxide | |
| JPS5814043B2 (ja) | 湿度センサ素子 | |
| JPS6359521B2 (ja) | ||
| JPS6351363B2 (ja) | ||
| JPH0378761B2 (ja) | ||
| JPS639722B2 (ja) | ||
| JPS5835903A (ja) | 感湿素子 | |
| JPH0119092B2 (ja) | ||
| KR840000260B1 (ko) | 감습소자 | |
| JPH0736008B2 (ja) | 感湿素子 | |
| JPH0218310B2 (ja) | ||
| JPS6250778B2 (ja) | ||
| JPS5856301A (ja) | 感湿素子 | |
| JPH05264494A (ja) | 感湿素子 | |
| JPH05119010A (ja) | 湿度センサ | |
| JPS6317203B2 (ja) | ||
| JPH043081B2 (ja) | ||
| JPH05196591A (ja) | 湿度センサ | |
| JPS6317205B2 (ja) | ||
| JPS6028202A (ja) | 感湿素子 | |
| JPS6317207B2 (ja) | ||
| JPS5832303A (ja) | 感湿誘電損失体素子 | |
| JPS635882B2 (ja) | ||
| JPH0658901A (ja) | 湿度センサ | |
| JPH02100301A (ja) | 感湿素子 |