JP2002039983A

JP2002039983A - 湿度センサ

Info

Publication number: JP2002039983A
Application number: JP2000220919A
Authority: JP
Inventors: Hideki Nakabayashi; 英毅中林
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-07-21
Filing date: 2000-07-21
Publication date: 2002-02-06

Abstract

(57)【要約】【課題】結露することを抑制した湿度センサを提供す
る。【解決手段】基板１の一面１ａ側に、感湿膜３と湿度
センサ電極４とからなるセンサ素子２が形成され、基板
１の他面１ｂ側における、基板１を介して感湿膜３と対
向する部位に発熱体５が形成され、この発熱体５の端部
に発熱体電極６が形成されている。発熱体５は、到達温
度が予め定められており、発熱体５を作動させている時
は、使用環境において考えられる最高の露点以上の一定
温度に湿度センサ１０が保持されるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は湿度センサに関し、
特に、車両内等、センシング雰囲気が急激に変化する環
境で使用される湿度センサに用いて好適である。

【０００２】

【従来の技術】従来、基板上に高分子からなるセンサ素
子を形成し、このセンサ素子の抵抗値の変化から雰囲気
の湿度を測定する高分子抵抗変化型の湿度センサがあ
る。この湿度センサは高精度で低価格であるため、湿度
雰囲気の検出センサとして、家庭用から工業用の計測器
まで広範囲において使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、湿度セ
ンサ自身が雰囲気温度になっているため、雰囲気温度が
露点に達するとセンサ素子や基板等の湿度センサ（検出
部）の表面に結露水が付着してしまう。そのため、一
度、この結露水が湿度センサの表面に付着すると、結露
水が蒸発するまでは実際の湿度が変化しても、その変化
を検出できなくなってしまう。特に、車両等の雰囲気が
急激に変化する環境下で、高分子抵抗変化型の湿度セン
サを用いると、この問題が顕著である。

【０００４】また、高分子抵抗変化型の湿度センサに限
らず、一般に湿度センサを用いる場合は、湿度センサ自
身が乾燥しているほど検出感度が優れるため、湿潤した
状態で湿度センサを用いるのは好ましくない。

【０００５】本発明は、上記問題点に鑑み、結露するこ
とを抑制した湿度センサを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、雰囲気湿度を検出する
検出部を備えた湿度センサにおいて、検出部を加熱する
ための加熱部材（５）を備えていることを特徴としてい
る。

【０００７】本発明では、加熱部材によって検出部の温
度を上昇させて露点にならないようにすることができる
ため、結露することを抑制した湿度センサを提供するこ
とができる。

【０００８】具体的には、請求項２に記載の発明のよう
に、検出部が、基板（１）と、該基板の一面（１ａ）側
に設けたセンサ素子（２）とから構成され、基板に対し
て加熱部材を備えているものを用いることができる。

【０００９】この場合、請求項３に記載の発明のよう
に、加熱部材を基板の他面（１ｂ）側において、基板を
介してセンサ素子と対向する部位に設けることができ
る。また、請求項４に記載の発明のように、加熱部材を
基板の一面上に設け、センサ素子を絶縁部材（７）を介
して加熱部材上に設けても良い。

【００１０】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。

【００１１】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、図に示す
実施形態について説明する。図１は、本実施形態の湿度
センサ１０の概略断面図である。図１に示すように、セ
ラミック基板等の基板１の一面１ａ側にセンサ素子２が
形成されている。このセンサ素子２は、水分を吸収する
ことにより抵抗値が変化する高分子からなる感湿膜３
と、この感湿膜３の抵抗値変化を測定するための湿度セ
ンサ電極４とからなる。そして、この基板１とセンサ素
子２とで検出部が構成されている。なお、この感湿膜３
としては、例えばアミン系の高分子を用いることがで
き、湿度センサ電極４としては、例えば酸化ルテニウム
を用いることができる。

【００１２】基板１の他面１ｂ側における、基板１を介
して感湿膜３と対向する部位には、検出部を加熱する加
熱部材としての発熱体５が形成されている。この発熱体
５は、酸化錫等の抵抗体からなり、発熱体５の端部に発
熱体５に通電するための電極（以下、発熱体電極とい
う）６が形成されている。この発熱体電極６としては、
例えば酸化ルテニウムを用いることができる。このよう
に、同一基板上にセンサ素子２と発熱体５とが形成され
ている。

【００１３】上述の発熱体５は、発熱体５の到達温度
（最高温度）が制御されるようになっている。この到達
温度は、予め湿度センサ１０の使用環境を把握してお
き、常に湿度センサ１０が露点以上になる温度を設定す
れば良い。つまり、発熱体５を作動させている時は、使
用環境において考えられる最高の露点以上の一定温度に
湿度センサ１０が保持されるようになっている。

【００１４】本実施形態では、上記発熱体５への通電の
制御を、例えば、発熱体５への通電経路に対してＰＴＣ
（Positive Thermal Coefficient）を設ける（図示せ
ず）ことにより行っている。これにより、発熱体５が到
達温度に達した際に、ＰＴＣにより発熱体５への通電が
停止される。なお、ＰＴＣは所定温度以下では抵抗値が
非常に低く、所定温度以上になると抵抗値を急激に増大
させることで電流経路をオフするものである。

【００１５】なお、上記構成の湿度センサ１０は、例え
ば、基板１に対して、湿度センサ電極４、感湿膜３、発
熱体電極６、及び発熱体５の各々を、各々の部材３〜６
に適したマスク等を用いて印刷することにより製造する
ことができる。

【００１６】ところで、本実施形態によれば、発熱体５
により湿度センサ（感湿膜３及び基板１）１０の温度を
上昇させることができるため、雰囲気の湿度が上昇した
際に湿度センサ１０の温度が露点になるのを防ぐことが
できる。その結果、湿度センサ１０が結露することを抑
制して、常に正しい湿度を検出することができる。

【００１７】また、ＰＴＣにより発熱体５の到達温度を
制御することができるため、特別な制御回路を設けなく
ても、発熱体５が必要以上の温度になることを容易に防
止することができる。

【００１８】また、基板１の他面１ｂ側に発熱体５を配
置して、発熱体５とセンサ素子２とが接触しないように
している。そのため、例えば、発熱体５の元素がセンサ
素子２に拡散するなどして湿度の検出特性が劣化した
り、センサ素子２が経時変化したりすることを防止でき
る。また、基板１を介してセンサ素子２を加熱すること
により、センサ素子２の急激な温度上昇を緩和すること
ができるため、熱ストレスによる湿度センサ１０の破壊
を防止することができる。

【００１９】（第２実施形態）上記第１実施形態では、
基板１の他面１ｂ側に発熱体５を形成する例について示
したが、本実施形態では、基板１の一面１ａ側に発熱体
５を形成する例について示す。以下、主として、第１実
施形態と異なる部分について述べる。

【００２０】図２に本実施形態の湿度センサの概略断面
図を示す。図２に示すように、基板１の一面１ａ側に発
熱体５が形成されており、発熱体５の端部に発熱体電極
６が形成されている。また、発熱体５上の発熱体電極６
以外の領域に、窒化膜等の絶縁部材７を介してセンサ素
子２が形成されている。このようにして、湿度センサ１
０が構成されている。

【００２１】この様な構成でも、上記第１実施形態と同
様に、発熱体５によって湿度センサ１０の温度を露点以
上に保つことができるため、湿度センサ１０が結露する
ことを抑制することができる。

【００２２】（他の実施形態）上記各実施形態では、発
熱体５の到達温度のみを制御する例について示したが、
例えば、基板１にサーミスタ等の温度検出素子と温度制
御回路とを形成し、測定した雰囲気温度に応じて温度制
御回路によって発熱体５の発熱量を制御して、常に、湿
度センサ１０の温度が露点に達しないようにして結露を
抑制しても良い。

【００２３】また、湿度センサ１０の出力が結露状態に
なった時のみ発熱体５を通電し、発熱体５の温度を上昇
させることにより、湿度センサ１０上の結露の解消を促
進し、早期に結露状態を解消させるようにしても良い。
この方法では、湿度センサ１０自体の測定値を基に発熱
体５への通電を制御できるため、他のセンサを用いなく
ても良い。

【００２４】また、発熱体５として到達温度を所定の値
に設定したＰＴＣ発熱体を用いることができる。この到
達温度としては、上記第１及び第２実施形態のように、
予め、湿度センサ１０の使用環境を把握して、湿度セン
サ１０の温度が露点にならない温度を設定することがで
きる。このようにＰＴＣ発熱体を用いることにより、温
度制御回路を用いなくても湿度センサ１０の結露を抑制
することができる。

【００２５】また、ＰＴＣ等を用いて発熱体５の到達温
度を制御するのではなく、発熱体５として、許容電流を
予め定めることにより所定温度以上にならないものを用
いても良い。

【００２６】また、上記各実施形態は、センサ素子２が
高分子の感湿膜３からなる例について説明したが、一般
に、湿度センサは、湿潤しているほど湿度の検出感度が
低下するため、種々の湿度センサにおいて、本発明のよ
うに発熱体を設けることにより、好適に湿度の検出を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態における湿度センサを示す概略断
面図である。

【図２】第２実施形態における湿度センサを示す概略断
面図である。

【符号の説明】

１…基板、１ａ…基板の一面、１ｂ・・・基板の他面、２
…センサ素子、５…発熱体、６…発熱体電極、７…絶縁
部材。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】雰囲気湿度を検出する検出部を備えた湿
度センサにおいて、前記検出部を加熱するための加熱部
材（５）が備えられていることを特徴とする湿度セン
サ。
【請求項２】前記検出部が、基板（１）と、該基板の
一面（１ａ）側に備えられたセンサ素子（２）とから構
成され、前記基板に対して前記加熱部材が備えられてい
ることを特徴とする請求項１に記載の湿度センサ。
【請求項３】前記加熱部材が、前記基板の他面（１
ｂ）側において、前記基板を介して前記センサ素子と対
向する部位に備えられていることを特徴とする請求項２
に記載の湿度センサ。
【請求項４】前記加熱部材が、前記基板の前記一面上
に備えられており、前記センサ素子が、絶縁部材（７）
を介して前記加熱部材上に備えられていることを特徴と
する請求項２に記載の湿度センサ。