JPH0157732B2 - - Google Patents
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- JPH0157732B2 JPH0157732B2 JP57039826A JP3982682A JPH0157732B2 JP H0157732 B2 JPH0157732 B2 JP H0157732B2 JP 57039826 A JP57039826 A JP 57039826A JP 3982682 A JP3982682 A JP 3982682A JP H0157732 B2 JPH0157732 B2 JP H0157732B2
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- Japan
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- humidity
- sensitive resistor
- temperature
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- atmosphere
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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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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、食品調理機器、乾燥器、空調器及び
計測器などの水分検出に利用される湿度検出装置
に関するものである。
計測器などの水分検出に利用される湿度検出装置
に関するものである。
一般に金属酸化物は水分吸着性に優れており、
その水の物理的吸着量は雰囲気中の温度と湿度に
依存する。そして、金属酸化物表面に水が物理的
に吸着すると、イオン伝導が増加し、電気抵抗が
低下する。
その水の物理的吸着量は雰囲気中の温度と湿度に
依存する。そして、金属酸化物表面に水が物理的
に吸着すると、イオン伝導が増加し、電気抵抗が
低下する。
従来の湿度検知素子の多くは、前述の金属酸化
物表面への水の物理吸着を利用しており、その湿
度検知素子の材料としては、Fe3O4，Fe2O3，
Cr2O3，Ni2O3，AI2O3，2，ZnO，MgCr2O4等の
金属酸化物がある。
物表面への水の物理吸着を利用しており、その湿
度検知素子の材料としては、Fe3O4，Fe2O3，
Cr2O3，Ni2O3，AI2O3，2，ZnO，MgCr2O4等の
金属酸化物がある。
前述の湿度検知素子は湿度の変化を電気抵抗の
変化に変換できるという特徴を有しており、この
特徴を利用して各種の湿度検出装置あるいは応用
機器が考案されている。
変化に変換できるという特徴を有しており、この
特徴を利用して各種の湿度検出装置あるいは応用
機器が考案されている。
しかし、これら湿度検知素子には、耐雰囲気性
が悪く、また湿度検知可能な雰囲気温度に制限が
あるという問題がある。
が悪く、また湿度検知可能な雰囲気温度に制限が
あるという問題がある。
耐雰囲気性が悪いのは、金属酸化物表面に雰囲
気中の塵埃や油成分が付着すると、水の吸着状態
が変化するためである。また、湿度検出可能な雰
囲気温度に制限があるのは、雰囲気温度が100℃
以上では金属表面への水の物理吸着量が著しく減
少するためであり、雰囲気温度が０℃以下では金
属酸化物表面に吸着した水が凍結するためであ
る。
気中の塵埃や油成分が付着すると、水の吸着状態
が変化するためである。また、湿度検出可能な雰
囲気温度に制限があるのは、雰囲気温度が100℃
以上では金属表面への水の物理吸着量が著しく減
少するためであり、雰囲気温度が０℃以下では金
属酸化物表面に吸着した水が凍結するためであ
る。
前述の耐雰囲気性を改善するには、金属酸化物
表面の塵埃や油成分を有機溶剤等で洗浄するか金
属酸化物を高温に加熱し、表面に付着している塵
埃や油成分等除去すればよい。しかし、前述の方
法では連続的湿度検出が行なえないという欠点が
ある。
表面の塵埃や油成分を有機溶剤等で洗浄するか金
属酸化物を高温に加熱し、表面に付着している塵
埃や油成分等除去すればよい。しかし、前述の方
法では連続的湿度検出が行なえないという欠点が
ある。
以上、感湿材料として金属酸化物を用いた湿度
検知素子について説明して来たが、前述の問題点
は水の物理吸着を利用した湿度検知素子に共通の
ものであり、前述の湿度検知素子を利用した湿度
検出装置にも同様のことが言える。
検知素子について説明して来たが、前述の問題点
は水の物理吸着を利用した湿度検知素子に共通の
ものであり、前述の湿度検知素子を利用した湿度
検出装置にも同様のことが言える。
本発明は前述の問題を解決する目的とし、湿度
検出時に雰囲気中の塵埃や油蒸気等による特性変
化を受けず、100℃以上の雰囲気温度中でも湿度
検出のできる湿度検出装置を提供することにあ
る。
検出時に雰囲気中の塵埃や油蒸気等による特性変
化を受けず、100℃以上の雰囲気温度中でも湿度
検出のできる湿度検出装置を提供することにあ
る。
本発明による湿度検出装置は200℃以上の高温
で電気抵抗が湿度に依存する感湿抵抗体を用い湿
度検出をするものである。この湿度検出装置の感
湿抵抗体は高温で使用されることから、雰囲気中
に塵埃あるいは油成分等が存在しても、感湿抵抗
体表面に付着することはなく、仮に付着してもす
みやかに燃焼あるいは蒸発し、塵埃や油成分の付
着による湿度特性変化を受けることはない。
で電気抵抗が湿度に依存する感湿抵抗体を用い湿
度検出をするものである。この湿度検出装置の感
湿抵抗体は高温で使用されることから、雰囲気中
に塵埃あるいは油成分等が存在しても、感湿抵抗
体表面に付着することはなく、仮に付着してもす
みやかに燃焼あるいは蒸発し、塵埃や油成分の付
着による湿度特性変化を受けることはない。
本発明で用いる感湿抵抗体は、TiO2，ZrO2，
Nb2O5，Ta2O5のいずれか一種以上を含む金属酸
化物セラミツクであり、発明者らは、前述の感湿
抵抗体が200℃以上の高温雰囲気中で、電気抵抗
が湿度に依存することを見い出した。
Nb2O5，Ta2O5のいずれか一種以上を含む金属酸
化物セラミツクであり、発明者らは、前述の感湿
抵抗体が200℃以上の高温雰囲気中で、電気抵抗
が湿度に依存することを見い出した。
前述の感湿抵抗体は水の化学吸着を利用したも
のであり、高温雰囲気中でも湿度を検出すること
ができる。
のであり、高温雰囲気中でも湿度を検出すること
ができる。
感湿抵抗体の温度は200℃以上が好ましい。そ
の理由は200℃よりも低い温度では、水の物理吸
着による影響を受けやすくなるためであり、さら
に雰囲気中の有機物（たとえば油成分、煙に含ま
れるタール分等）が付着しやすくなるためであ
る。前述の現象は湿度検出の際に誤差と特性変化
を生じ、長期間安定した湿度検出ができなくな
る。
の理由は200℃よりも低い温度では、水の物理吸
着による影響を受けやすくなるためであり、さら
に雰囲気中の有機物（たとえば油成分、煙に含ま
れるタール分等）が付着しやすくなるためであ
る。前述の現象は湿度検出の際に誤差と特性変化
を生じ、長期間安定した湿度検出ができなくな
る。
なお、湿度検出の際、雰囲気中に還元性ガスが
存在する場合、感湿抵抗体の温度は500℃以上が
好ましい。これは500℃より低い温度では還元性
ガスの存在により電気抵抗が変化し、湿度検出時
に誤差を生じるためである。
存在する場合、感湿抵抗体の温度は500℃以上が
好ましい。これは500℃より低い温度では還元性
ガスの存在により電気抵抗が変化し、湿度検出時
に誤差を生じるためである。
また、感湿抵抗体の抵抗値の計測は、交流によ
る計測が好ましい。その理由は、高温状態の感湿
抵抗体に直流電圧を印加すると物質移動が起こ
り、特性が変化してしまうからである。
る計測が好ましい。その理由は、高温状態の感湿
抵抗体に直流電圧を印加すると物質移動が起こ
り、特性が変化してしまうからである。
以下本発明の一実施例について図を用いて説明
する。
する。
第１図は本発明で用いる感湿抵抗体の湿度特性
を一例を示す図である。この感湿抵抗体はZrO2
系のセラミツクであり、600℃の温度下でその感
湿特性を測定した。
を一例を示す図である。この感湿抵抗体はZrO2
系のセラミツクであり、600℃の温度下でその感
湿特性を測定した。
第２図は本発明による湿度検知装置の一実施例
を示すブロツク図である。
を示すブロツク図である。
第２図において、湿度検知素子１は少なくとも
抵抗発熱体２と感湿抵抗体４とで構成されてお
り、抵抗発熱体２には電源３が接続され、感湿抵
抗体４を600℃に加熱保持するために使用される。
抵抗発熱体２と感湿抵抗体４とで構成されてお
り、抵抗発熱体２には電源３が接続され、感湿抵
抗体４を600℃に加熱保持するために使用される。
感湿抵抗体４は固定抵抗器５とともに分圧器を
構成し、この分圧器によつて発振器６の出力電圧
が分圧される。すなわち、固定抵抗器５の両端子
間には感湿抵抗体４との固定抵抗器５の抵抗比率
によつて決まる交流電圧が現われる。
構成し、この分圧器によつて発振器６の出力電圧
が分圧される。すなわち、固定抵抗器５の両端子
間には感湿抵抗体４との固定抵抗器５の抵抗比率
によつて決まる交流電圧が現われる。
前述の交流電圧は交流一直流変換器７に印加さ
れて直流電圧に変換され、比較器８に供給され
る。比較器８は基準電圧Vrefと交流一直線変換
器７の出力電圧との比較を行ない、制御信号を出
力し被制御系９の湿度制御を行なう。
れて直流電圧に変換され、比較器８に供給され
る。比較器８は基準電圧Vrefと交流一直線変換
器７の出力電圧との比較を行ない、制御信号を出
力し被制御系９の湿度制御を行なう。
なお、前述の基準電圧Vrefは湿度制御をする
ための基準となるもので、必要に応じて任意の値
に設定する。
ための基準となるもので、必要に応じて任意の値
に設定する。
以上、感湿抵抗体としてZro2系セラミツクを用
いた湿度検出装置について説明を行なつたが、本
実施は湿度検出装置の回路構成を限定するもので
はない。
いた湿度検出装置について説明を行なつたが、本
実施は湿度検出装置の回路構成を限定するもので
はない。
本発明における感湿抵抗体としては、Tio2，
Zro2，Nb2O5、ならびにTa2O5の群から選ばれた
一種以上からなり、またはそれを主たる成分と
し、さらにBeO，MgO，CaO，BaO，SrO，
ZrO，CdO、ならびにAl2O3の群より選ばれた一
種以上を含むセラミツクを用いても同様の結果が
得られる。
Zro2，Nb2O5、ならびにTa2O5の群から選ばれた
一種以上からなり、またはそれを主たる成分と
し、さらにBeO，MgO，CaO，BaO，SrO，
ZrO，CdO、ならびにAl2O3の群より選ばれた一
種以上を含むセラミツクを用いても同様の結果が
得られる。
以上のように、本発明の装置においては、感湿
抵抗体を200℃以上の温度に加熱保持して湿度検
出をするので、次のような効果がある。
抵抗体を200℃以上の温度に加熱保持して湿度検
出をするので、次のような効果がある。
(1) 塵埃や油成分、煙等の存在する雰囲気中でも
信頼の高い湿度検出ができる。
信頼の高い湿度検出ができる。
(2) 湿度検出が連続して行なえる。
(3) 高温雰囲気中での湿度検出ができる。
(4) さらに、より高い温度（500℃以上）に加熱
保持することによつて、還元性ガス存在中でも
湿度検出をすることができる。
保持することによつて、還元性ガス存在中でも
湿度検出をすることができる。
第１図は本発明で用いた感湿抵抗体の湿度特性
の一例を示す図、第２図は本発明の湿度検出装置
の一実施例の構成を示すブロツク図である。 １……湿度検知素子、２……抵抗発熱体、３…
…電源、４……感湿抵抗体、５……固定抵抗器、
６……発振器、７……交流一直流変換器、８……
比較器、９……被制御系。
の一例を示す図、第２図は本発明の湿度検出装置
の一実施例の構成を示すブロツク図である。 １……湿度検知素子、２……抵抗発熱体、３…
…電源、４……感湿抵抗体、５……固定抵抗器、
６……発振器、７……交流一直流変換器、８……
比較器、９……被制御系。
Claims (1)
- １ ZrO2，Nb2O5およびTa2O5の群より選ばれ
た一種以上で構成され、またはそれを主成分とし
た感湿抵抗体と、この感湿抵抗体が主として水の
化学吸着を利用して湿度検出出来るように加熱す
る発熱体とを有する湿度検出装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57039826A JPS58155352A (ja) | 1982-03-12 | 1982-03-12 | 湿度検出装置 |
| DE8383101078T DE3375212D1 (en) | 1982-02-12 | 1983-02-04 | Humidity sensitive device |
| EP83101078A EP0086415B1 (en) | 1982-02-12 | 1983-02-04 | Humidity sensitive device |
| CA000421483A CA1197995A (en) | 1982-02-12 | 1983-02-11 | Humidity sensitive device |
| US06/796,506 US4594569A (en) | 1982-02-12 | 1985-11-12 | Humidity sensitive device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57039826A JPS58155352A (ja) | 1982-03-12 | 1982-03-12 | 湿度検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58155352A JPS58155352A (ja) | 1983-09-16 |
| JPH0157732B2 true JPH0157732B2 (ja) | 1989-12-07 |
Family
ID=12563774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57039826A Granted JPS58155352A (ja) | 1982-02-12 | 1982-03-12 | 湿度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58155352A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0721477B2 (ja) * | 1990-02-16 | 1995-03-08 | 株式会社コロイドリサーチ | 湿度センサー |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6142122Y2 (ja) * | 1980-03-26 | 1986-11-29 |
-
1982
- 1982-03-12 JP JP57039826A patent/JPS58155352A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58155352A (ja) | 1983-09-16 |
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