JPH01240848A - 感湿素子 - Google Patents
感湿素子Info
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- JPH01240848A JPH01240848A JP63068547A JP6854788A JPH01240848A JP H01240848 A JPH01240848 A JP H01240848A JP 63068547 A JP63068547 A JP 63068547A JP 6854788 A JP6854788 A JP 6854788A JP H01240848 A JPH01240848 A JP H01240848A
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Landscapes
- 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、空調用や調理用等の湿度制御用のセンサー等
に使用される感湿素子に関するものである。
に使用される感湿素子に関するものである。
従来の技術
以下従来の感湿素子について図面を参照しながら説明す
る。
る。
第５図は従来の感湿素子を示す斜視図であり、図におい
て６はアルミナ基板、７．８はアルミナ基板６の面上に
設けられた櫛状の電極、９は金属酸化物や塩化リチウム
等の電解質塩や有機高分子電解質から構成されている感
湿材でありアルミナ基板６の上に前記電極を覆って膜状
に設けられている。
て６はアルミナ基板、７．８はアルミナ基板６の面上に
設けられた櫛状の電極、９は金属酸化物や塩化リチウム
等の電解質塩や有機高分子電解質から構成されている感
湿材でありアルミナ基板６の上に前記電極を覆って膜状
に設けられている。
以上のように構成された従来の感湿素子において感湿材
９が雰囲気中の水分を吸うと、その感湿材９を構成する
電解質中の可動イオン数が増加し、それが電気抵抗の変
化となって表れるため、電極７と電極８の間に流れる電
流値が変化する。
９が雰囲気中の水分を吸うと、その感湿材９を構成する
電解質中の可動イオン数が増加し、それが電気抵抗の変
化となって表れるため、電極７と電極８の間に流れる電
流値が変化する。
この変化を測定することによりこの感湿素子が配置され
た雰囲気中の湿度を測定することがてきる。
た雰囲気中の湿度を測定することがてきる。
発明が解決しようとする課題
しかしながら前記従来の構成では感湿材が配置される環
境の急激な温度変化によって彫版、収縮を繰り返すと、
亀裂や剥離が生じてしまったり、また感湿材の上に結露
した水が付着して感湿材を溶かして感湿材が基板から剥
がれてしまうことがあり電極７と電極８の間が絶縁状態
となり感湿素子としての機能を失うことがあった。また
、電極を覆って感湿材が形成されているため、前記電極
からプリント基板上の回路パターン（図示せず）への接
続は前記電極の夫々の端部にリード線１０．１１を接続
し、そのリード線を回路パターンに半田付は等をして接
続しなければならず、その作業が煩雑なものであった。
境の急激な温度変化によって彫版、収縮を繰り返すと、
亀裂や剥離が生じてしまったり、また感湿材の上に結露
した水が付着して感湿材を溶かして感湿材が基板から剥
がれてしまうことがあり電極７と電極８の間が絶縁状態
となり感湿素子としての機能を失うことがあった。また
、電極を覆って感湿材が形成されているため、前記電極
からプリント基板上の回路パターン（図示せず）への接
続は前記電極の夫々の端部にリード線１０．１１を接続
し、そのリード線を回路パターンに半田付は等をして接
続しなければならず、その作業が煩雑なものであった。
また、このように別付けのリードを必要としていたこと
からチップ化することが困難であり、しかも小型化への
障害となっていた。
からチップ化することが困難であり、しかも小型化への
障害となっていた。
本発明は上記問題点を解決するものであり、感湿材に亀
裂が生じたり基板から剥離したすせず長期間安定した特
性を示すと共に、チップ化並びに小型化を可能とする感
湿素子を提供することを目的としている。
裂が生じたり基板から剥離したすせず長期間安定した特
性を示すと共に、チップ化並びに小型化を可能とする感
湿素子を提供することを目的としている。
課題を解決するための手段
上記問題点を解決する為、本発明は板状に形成された多
孔質体の答礼に感湿材を保持させ、しかもこの多孔質体
の一方の面に少なくとも２つの電極を夫々が互いに接触
することのないように形成した。
孔質体の答礼に感湿材を保持させ、しかもこの多孔質体
の一方の面に少なくとも２つの電極を夫々が互いに接触
することのないように形成した。
作 用
上記構成により、感湿材を多孔質体の孔の中に三次元的
に保持させることができると共に、多孔質体の一方の面
の少なくとも２つの電極をプリント基板などの回路パタ
ーンに直接接続することができる。
に保持させることができると共に、多孔質体の一方の面
の少なくとも２つの電極をプリント基板などの回路パタ
ーンに直接接続することができる。
実施例
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第１図および第２図は本発明の一実施例における感湿素
子を示す斜視図および側面図である。
子を示す斜視図および側面図である。
図において、１は多孔質体で本実施例ではＭｇＣｒ２０
４−ＴｉＯ２系混合物を焼結した得た気孔率３０％のＭ
ｇＣｒ２０ａ−Ｔｉ○２系多結晶体を用いた。２ａ、２
ｂは表電極でありＲｕＯ２ペーストを前記多孔質体１の
表面にスクリーン印刷しそれを８００度で焼付けて形成
した。なお、このようにして形成された表電極は多孔質
のものである。
４−ＴｉＯ２系混合物を焼結した得た気孔率３０％のＭ
ｇＣｒ２０ａ−Ｔｉ○２系多結晶体を用いた。２ａ、２
ｂは表電極でありＲｕＯ２ペーストを前記多孔質体１の
表面にスクリーン印刷しそれを８００度で焼付けて形成
した。なお、このようにして形成された表電極は多孔質
のものである。
３は裏電極であり、これはＡｇペーストを前記多孔質体
１の表面にスクリーン印刷しそれを８００度で焼付けて
形成した。なお、この裏電極として使用する材料はＡｇ
に限らず、基板に対して半田もしくは有機系の導電性接
着剤で接着する場合はＡｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｚｎ等の金属
が使用できる。また、基板に対してガラス系の導電性接
着剤で接着する場合は表電極の材料と同様、ＲｕＯ２等
の金属酸化物が使用できる。
１の表面にスクリーン印刷しそれを８００度で焼付けて
形成した。なお、この裏電極として使用する材料はＡｇ
に限らず、基板に対して半田もしくは有機系の導電性接
着剤で接着する場合はＡｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｚｎ等の金属
が使用できる。また、基板に対してガラス系の導電性接
着剤で接着する場合は表電極の材料と同様、ＲｕＯ２等
の金属酸化物が使用できる。
また多孔質体の孔内部に保持させる感湿材としては重合
度２０００から１００００のポリアクリル酸ソーダを用
い、これを５％の水溶液にしてその中に電極が形成され
た多孔質体１を浸し、その後１５０℃で１時間乾燥させ
ることによって行う。
度２０００から１００００のポリアクリル酸ソーダを用
い、これを５％の水溶液にしてその中に電極が形成され
た多孔質体１を浸し、その後１５０℃で１時間乾燥させ
ることによって行う。
第３図はこのようにして構成された感湿素子の特性を示
すグラフであり、横軸はこの感湿素子の配置された雰囲
気の相対湿度、縦軸は孔にポリアクリル酸ソーダを保持
している多孔質体１の電気抵抗である。
すグラフであり、横軸はこの感湿素子の配置された雰囲
気の相対湿度、縦軸は孔にポリアクリル酸ソーダを保持
している多孔質体１の電気抵抗である。
この図を見て分かるように本実施例によって得られた感
湿素子は相対湿度１０％から９０％の湿度範囲において
約５桁の電気抵抗の変化を示す。
湿素子は相対湿度１０％から９０％の湿度範囲において
約５桁の電気抵抗の変化を示す。
第４図は本実施例の感湿素子をＡｇによる配線パターン
４が形成されたアルミナ基板５上に装着した状態を示す
ものであり、この図に示すように本実施例の感湿素子は
リードを別付けする必要がないため、基板に占める装着
スペースは非常に小さくて済み、またその装着作業も感
湿素子に接着剤を塗布して基板の回路パターン上に接着
するだけでよく、極めて簡単に行える。
４が形成されたアルミナ基板５上に装着した状態を示す
ものであり、この図に示すように本実施例の感湿素子は
リードを別付けする必要がないため、基板に占める装着
スペースは非常に小さくて済み、またその装着作業も感
湿素子に接着剤を塗布して基板の回路パターン上に接着
するだけでよく、極めて簡単に行える。
次に、急激な温度変化による特性の変化を従来例と比較
するため、以下の比較例を用意した。
するため、以下の比較例を用意した。
比 較 例
このものは重合度２０００−１００００Ｘ濃度５％のポ
リアクリル酸ソーダ水溶液を、アルミナ基板に形成した
櫛状の電極上にスピンナー塗布した後４０度で５時間乾
燥を行いアルミナ基板上にポリアクリル酸ソーダの膜を
形成し７て得た。
リアクリル酸ソーダ水溶液を、アルミナ基板に形成した
櫛状の電極上にスピンナー塗布した後４０度で５時間乾
燥を行いアルミナ基板上にポリアクリル酸ソーダの膜を
形成し７て得た。
そして本実施例の感湿素子と共にイオン交換水中に１時
間浸し、その後４０度で２時間乾燥した。そして得られ
た夫々の感湿素子の雰囲気４０度・相対湿度５０％にお
ける電気抵抗は第１表に示す通りであった。なお、第１
表には浸水試験を行う以前に測定した両試料の雰囲気４
０度・相対湿度５０％における電気抵抗もあわせて示し
ている。
間浸し、その後４０度で２時間乾燥した。そして得られ
た夫々の感湿素子の雰囲気４０度・相対湿度５０％にお
ける電気抵抗は第１表に示す通りであった。なお、第１
表には浸水試験を行う以前に測定した両試料の雰囲気４
０度・相対湿度５０％における電気抵抗もあわせて示し
ている。
この表を見ると、比較例の感湿素子はポリアクリル酸ソ
ーダが溶は出してポリアクリル酸ソーダの膜が剥がれ落
ちることによって電気抵抗が５桁も増えていることが分
かる。しかし、本発明の一実施例の感湿素子はやや電気
抵抗が増えているものの殆ど無視できる範囲であるこ七
が分かる。
ーダが溶は出してポリアクリル酸ソーダの膜が剥がれ落
ちることによって電気抵抗が５桁も増えていることが分
かる。しかし、本発明の一実施例の感湿素子はやや電気
抵抗が増えているものの殆ど無視できる範囲であるこ七
が分かる。
次に本実施例並びに前記した比較例の感湿素子を３０度
で１０分間、７０度で５分間繰り返し加熱する耐熱試験
を行った。耐熱試験以前に雰囲気４０度・相対湿度５０
％にて測定した料試料の電気抵抗と、上記耐熱試験５０
０サイクル後に雰囲気４０度・相対湿度５０％にて測定
した料試料の電気抵抗は第２表に示す通りであった。第
２表から、比較例の感湿素子は耐熱試験によりポリアク
リル酸ソーダがアルミナ基板から剥離したりそれ自体に
亀裂が発生したことによって約３桁電気抵抗が増加して
いることが分かる。しかし本発明の一実施例の感湿素子
はやや電気抵抗が増えてはいるものの殆ど無視できる範
囲であることが分がる。
で１０分間、７０度で５分間繰り返し加熱する耐熱試験
を行った。耐熱試験以前に雰囲気４０度・相対湿度５０
％にて測定した料試料の電気抵抗と、上記耐熱試験５０
０サイクル後に雰囲気４０度・相対湿度５０％にて測定
した料試料の電気抵抗は第２表に示す通りであった。第
２表から、比較例の感湿素子は耐熱試験によりポリアク
リル酸ソーダがアルミナ基板から剥離したりそれ自体に
亀裂が発生したことによって約３桁電気抵抗が増加して
いることが分かる。しかし本発明の一実施例の感湿素子
はやや電気抵抗が増えてはいるものの殆ど無視できる範
囲であることが分がる。
以上の様な結果により、感湿材としてポリアクリル酸ソ
ーダを多孔質体１の孔に保持した本実施例の感湿素子は
水中に浸してもその機能を失うことはな（、また加熱サ
イクルによっても亀裂や剥離が発生しないため安定した
感湿特性を維持できることか確認できた。即ち、本実施
例の感湿素子は結露により感湿材が溶けだすのを防ぎ、
温度変化による亀裂や剥離を生じることなく低湿度から
高湿度まで大きな電気抵抗の変化を示すため長期−間安
定した感度の良い感湿特性を示すことが確認できた。
ーダを多孔質体１の孔に保持した本実施例の感湿素子は
水中に浸してもその機能を失うことはな（、また加熱サ
イクルによっても亀裂や剥離が発生しないため安定した
感湿特性を維持できることか確認できた。即ち、本実施
例の感湿素子は結露により感湿材が溶けだすのを防ぎ、
温度変化による亀裂や剥離を生じることなく低湿度から
高湿度まで大きな電気抵抗の変化を示すため長期−間安
定した感度の良い感湿特性を示すことが確認できた。
第１表
なお、本実施例においては、板状の多孔質体の両面に電
極を形成したが、裏電極は形成しなくても上記した効果
が得られる。但し、裏電極を形成しない場合は、それを
形成したものに比較して感湿素子のインピーダンスがか
なり大きくなるので、多孔質体の厚さや２つの電極間の
距離を調整して所望の特性を得るように設計する必要が
ある。
極を形成したが、裏電極は形成しなくても上記した効果
が得られる。但し、裏電極を形成しない場合は、それを
形成したものに比較して感湿素子のインピーダンスがか
なり大きくなるので、多孔質体の厚さや２つの電極間の
距離を調整して所望の特性を得るように設計する必要が
ある。
発明の効果
本発明の感湿素子は、板状に形成した多孔質体の孔の中
に感湿材を三次元的に保持させると共に、その多孔質体
の一方の面に少なくとも２つの電極を夫々が互いに接触
することのないように形成したことにより、感湿材が多
孔質体の中から溶は出たり、また感湿材に亀裂や剥離が
発生ずることを防止することができ、耐水性が向上し高
湿度から低湿度まで敏感な電気抵抗の変化を示し、長時
間安定した感湿特性を得ることができるばかりでなく、
チップ化並びに小型化が可能な感湿素子を提供すること
ができ、実用的価値の高いものである。
に感湿材を三次元的に保持させると共に、その多孔質体
の一方の面に少なくとも２つの電極を夫々が互いに接触
することのないように形成したことにより、感湿材が多
孔質体の中から溶は出たり、また感湿材に亀裂や剥離が
発生ずることを防止することができ、耐水性が向上し高
湿度から低湿度まで敏感な電気抵抗の変化を示し、長時
間安定した感湿特性を得ることができるばかりでなく、
チップ化並びに小型化が可能な感湿素子を提供すること
ができ、実用的価値の高いものである。
第１図は本発明の一実施例における感湿素子の斜視図、
第２図は同実施例の感湿素子の側面図、第３図は同実施
例の感湿素子の、相対湿度と電気抵抗との関係を示す特
性曲線図、第４図は同実施例の感湿素子をアルミナ基板
に装着した状態の斜視図、第５図は従来の感湿素子の斜
視図である。 １・・・・・・多孔質体、２ａ、２ｂ・・・・・・表電
極、３・・・・・・裏電極、４・・・・・・回路パター
ン、５・・・・・・アルミナ基板 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか１名第 １ 図 鋤 第２図 イ ！ 第３図 甘 灯 ；Ｌ 、Ｆ’５１− （・釣 第４図
第２図は同実施例の感湿素子の側面図、第３図は同実施
例の感湿素子の、相対湿度と電気抵抗との関係を示す特
性曲線図、第４図は同実施例の感湿素子をアルミナ基板
に装着した状態の斜視図、第５図は従来の感湿素子の斜
視図である。 １・・・・・・多孔質体、２ａ、２ｂ・・・・・・表電
極、３・・・・・・裏電極、４・・・・・・回路パター
ン、５・・・・・・アルミナ基板 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか１名第 １ 図 鋤 第２図 イ ！ 第３図 甘 灯 ；Ｌ 、Ｆ’５１− （・釣 第４図
Claims (2)
- （１）多数の孔を有する多孔質体を板状に形成しこの多
孔質体の孔に水分を吸収すると電気抵抗値が変化する感
湿材を保持させると共に、その多孔質体の一方の面に少
なくとも２つの電極を夫々が互いに接触することのない
ように形成したことを特徴とする感湿素子。 - （２）多数の孔を有する多孔質体を板状に形成しこの多
孔質体の孔に水分を吸収すると電気抵抗値が変化する感
湿材を保持させると共に、その多孔質体の一方の面に少
なくとも２つの電極を夫々が互いに接触することのない
ように形成し、他方の面には前記電極の少なくとも２つ
の電極に対して共に対向した電極を形成したことを特徴
とする感湿素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63068547A JPH01240848A (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 感湿素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63068547A JPH01240848A (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 感湿素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01240848A true JPH01240848A (ja) | 1989-09-26 |
Family
ID=13376890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63068547A Pending JPH01240848A (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 感湿素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01240848A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021139206A1 (zh) * | 2020-01-07 | 2021-07-15 | 南通大学 | 一种三电极结构的湿度传感器芯片 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5947703A (ja) * | 1982-09-10 | 1984-03-17 | 株式会社富士通ゼネラル | 感湿素子 |
-
1988
- 1988-03-22 JP JP63068547A patent/JPH01240848A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5947703A (ja) * | 1982-09-10 | 1984-03-17 | 株式会社富士通ゼネラル | 感湿素子 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021139206A1 (zh) * | 2020-01-07 | 2021-07-15 | 南通大学 | 一种三电极结构的湿度传感器芯片 |
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