JPH02132803A

JPH02132803A - 湿度センサ

Info

Publication number: JPH02132803A
Application number: JP63241621A
Authority: JP
Inventors: Masahisa Ikejiri; 昌久池尻; Michio Yanagisawa; 通雄柳澤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1988-06-27
Filing date: 1988-09-27
Publication date: 1990-05-22

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、外界の湿度に対応して素子の電気的特性が変
化することにより湿度を検出する湿度センサに関する。

［従来の技術コ近年、湿度計測、湿度制御を必要とする分野が増加し、
湿度センサのＭ要性が認められるようになった。

外界の湿度に対応して素子の電気的特性が変化すること
により湿度を検出する湿度センサには、電解買系、金属
系、高分子系、セラミックス系等があり、それぞれいろ
いろな系が研究されているが、現在実用化されているも
のは、高分子系およびセラミックス系の湿度センサであ
る．いずれも、素子に対する水の吸脱着により、素子の
抵抗値または静電容量が変化する性質を利用したもので
ある．外界の湿度に対応して素子の抵抗値が変化するこ
とにより湿度を検出する湿度センサを抵抗値変化型の湿
度センサと呼び、外界の湿度に対応して素子の静電容量
が変化することにより湿度を検出する湿度センサを静電
容量変化型の湿度センサと呼ぶ．［発明が解決しようとする課題コ従来の抵抗値変化型の湿度センサは、低湿度で極めて高
抵抗となるものが多く、低湿度での精度が悪い。高抵抗
を精度良く測定するためには、高度な回路技術および実
装技術を必要とするため、高価格な湿度計になってしま
う。一般的な抵抗値変化型の湿度センサは、相対湿度の
変化に対し、抵抗値の対数が直線的に変化する。この直
線性が良ければ、対数増幅回路で直線補償することがで
きる．実際の湿度センサは、この直線性が悪く、高精度
な湿度計を製作するためには、複雑な直線補償回路を必
要とする。静電容量変化型の湿度センサも、相対湿度の
変化に対する静電容量の変化の直線性が悪く、高精度な
湿度計を製作するためには、複雑な直線補償回路を必要
とする。静電容量変化型の湿度センサは、高湿度で安定
性が悪いものが多く、高湿度での精度が悪い。

従来の湿度センサは、感温特性の温度依存性が大きく、
温度補償回路を必要とする．感湿特性の温度依存性が簡
単な関数であれば、温度補償回路は余り複雑にはならな
いが、実際の湿度センサは、感湿特性の温度依存性が簡
単な関数ではなく、高精度な湿度計を製作するためには
、複雑な温度補償回路を必要とする。温度補償を行って
も、湿度センサと温度センサの熱応答性の違いや、湿度
センサと温度センサの位置による温度の違いから、温度
変化が激しい場所では、完璧な温度補償は不可能であり
、湿度センサの感湿特性に温度依存性がある限り、精密
な湿度測定は不可能である。

このように、従来の湿度センサでは、高精度な湿度計を
製作するためには、高度な回路技術および実装技術を必
要とし、検査、調整にも高度な技術、長時間を必要とす
るため、量産性が悪く、高価格な湿度計になってしまう
。また、回路の消費電力が大きくなり、電池駆動で長電
池寿命の湿度計を製作することはできない。

一方信頼性においては、高分子系湿度センサは、高温高
温中で劣化するものが多い。特に有機溶媒に対しては劣
化が顕著である。セラミックス系温度センサには、一定
時間毎に素子を数１００℃に加熱し、劣化した特性を回
復させる、加熱リフレッシュという機構を設けた製品が
ある．この場合、加熱リフレッシュにより経時変化は小
さくできるが、素子が高温になるため、可燃性のガスや
粉塵の存在するところでは爆発や火災の危険があり使用
できない．このように、満足すべき特性を持つ湿度セン
サは、現状では皆無であるといっても過言ではない．そこで本発明はこのような課題を解決するもので、その
目的とするところは、広範囲の湿度を精度良く測定でき
、過酷な環境でも劣化しない、高精度でかつ信頼性の高
い温度センサを提供するところにある．［課題を解決するための手段］本発明の湿度センサは、絶縁性基板と、該絶縁性基板上
に形成された一対の電極と、該一対の電極間にまたがっ
て前記絶縁性基板上に形成されーた、炭素粒子を分散さ
せた多孔質シリカ膜から成ることを特徴とする。

本発明の湿度センサは、絶縁性基板と、該絶縁性基板上
に形成された一対の電極と、該一対の電極間にまたがっ
て前記絶縁性基板上に形成された、炭素粒子を分散させ
た多孔質シリカ膜と、該炭素粒子を分散させた多孔質シ
リカ膜上に形成されたシリカ膜から成ることを特徴とす
る。

本発明の湿度センサは、絶縁性基板と、該絶縁性基板上
に形成されたシリカ膜と、該シリカ膜上に形成された一
対の電極と、該一対の電極間にまたがって前記シリカ膜
上に形成された、炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜
から成ることを特徴とする。

本発明の湿度センサは、絶縁性基板と、該絶縁性基板上
に形成されたシリカ膜と、該シリカ膜上に形成された一
対の電極と、該一対の電極間にまたがって前記シリカ膜
上に形成された、炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜
と、該炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜上に形成さ
れたシリカ膜から成ることを特徴とする．絶縁性基板としては、信頼性、量産性の点で、アルミナ
基板またはガラス基板または耐熱煉瓦が望ましい．ガラ
ス基板を用いる場合は、特に高信頼性を必要とする場合
、石英ガラス基板を用いてもよい。

一対の電極は、湿度センサとしての抵抗値を小さくする
ため、各々櫛歯状の形状に形成された櫛形電極であるこ
とが望ましく、電極の材質は、耐久性、信頼性の面から
、Ａｕ，　　Ａｇ，　　Ｐｔ，　　Ｐｄ，Ｃｒの中から
選ばれた金属またはこれらの元素を少なくとも１つ含む
合金またはＲｕＯ２が望ましい．また、絶縁性基板また
は、絶縁性基板上に形成されたシリカ膜と、電極との密
着性を向上させるため、まず絶縁性基板または絶縁性基
板上に形成されたシリカ膜上に、Ｃｒで電極を形成し、
このＣｒの電極上にＡｕの電極を形成する、というよう
に、多層電極としてもよい．一対の電極として、少なくとも炭素粒子を分散させた多
孔質シリカ膜が形成される部分は、Ｃｒによって形成さ
れた櫛形電極を用いることにより、電極と炭素粒子を分
散させた多孔質シリヵ膜との密着性を向上させることが
でき、リード線を接続する部分は、Ｃｒの電極上に、Ａ
ｕ，　　Ａｇ，　　Ｃｕ、Ｐｔ，Ｐｄの中から選ばれた
金属またはこれらの元素を少なくとも一つ含有する合金
にによる電極が少なくとも一層形成された多層電極を用
いることにより、リード線の接続が容易になるとともに
、信頼性が向上する。

本発明の湿度センサは、炭素粒子を分散させた多孔質シ
リカ膜中の炭素粒子の含有量や膜厚により、導電率を自
由に変化させることができる。したがって、相対湿度の
変化に対する抵抗値の変化の直線性が良く、抵抗値が大
きくなる低湿度でも測定し易い抵抗値の湿度センサを製
造することができるため、広範囲の湿度を精度良く測定
することができる。また、一般的な抵抗値変化型の湿度
センサは、相対湿度と抵抗値の対数が直線関係になるが
、本発明の湿度センサは、炭素粒子の含有員や膜厚を制
御することにより相対湿度と抵抗値が直線関係になる湿
度センサも製造でき、このような湿度センサは対数増幅
回路が不用である．さらに、感湿特性の温度依存性が小
さいため、温度補償回路が不用である。また、炭素粒子
、シリカ膜は、化学的に安定であるため、過酷な環境で
も劣化しない．したがって、高精度、高信頼性湿度セン
サとして使用できる。

炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜中の炭素粒子の含
有量は、１０重量％未満であると、抵抗値が極めて大き
くなり、５０重１％を越えると、感度が極めて小さくな
るため、１０〜５０重量％であることが望ましい。さら
に望ましくは、１５〜４５重１％である．炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜の膜厚は、１μｍ
未満であると、抵抗値が極めて大きくなり、３００μｍ
を越えると、感度が極めて小さくなるため、１μｍ〜３
００μｍであることが望ましい。

さらに望ましくは、５μｍ〜２５０μｍである。

絶縁性基板上に形成されたシリカ膜は、絶縁性基板と、
炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜の密着性を改善す
る役割を果たしている。また、炭素粒子を分散させた多
孔質シリカ膜上に形成されたシリカ膜は、炭素粒子を分
散させた多孔質シリカ膜の、保護膜的な役割を果たして
おり、これにより、炭素粒子を分散させた多孔質シリカ
膜の機械的強度が大きくなり、耐久性、信頼性の向上に
役立っている。

［実施例１］アルミナ基板上に、Ｃｒによる櫛形電極をスパッタリン
グにより形成し、リード線を接続する部分は、さらにＡ
ｕ，ＮｉＣｒ．Ａｕをこの順にスパッタリングし、電極
を形成した。すなわち、炭素粒子を分散させた多孔質シ
リカ膜が形成される部分は、Ｃｒのみによって形成され
た櫛形電極であり、リード線を接続する部分は、基板に
近ν１方からＣｒ，Ａｕ，ＮｉＣｒ，Ａｕの順に形成さ
れた４層電極である．次に、テトラエトキシシラン（　Ｓ　ｉ　（Ｏ　Ｃ　２
Ｈ　ｓ），）５０ｍｌにエタノール２５ｍｌ、０．０２
Ｎ塩酸４ｍｌを加え、１時間攪拌後、グリセリン１０ｍ
ｌ、微粉未シリカ１３．５ｇを加え、３０分間攪拌し、
活性炭５．４ｇ、カーボンブラック２．７ｇを加え、３
０分間攪拌した溶液を、前記電極を形成したアルミナ基
板上に、デイツブコーティングし、１００℃で１０分間
乾燥し、４３０℃で３０分間焼結し、炭素粒子を分散さ
せた多孔質シリカ膜を形成した。ここで、炭素粒子を分
散させた多孔質シリカ膜中の炭素粒子の含有量は、２３
重１％であり、炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜の
膜厚は、１５μｍである。

このようにして製作した湿度センサの断面図を第１図に
示す。第１図において、１は基板、３は電極、４は炭素
粒子を分散させた多孔質シリカ膜である。本湿度センサ
の感湿特性を第２図に示す。

第２図より、相対湿度に対する抵抗値の対数の直線性が
良く、低湿度でも測定し易い抵抗値であるため、複雑な
直線補償回路や、高抵抗測定回路が不用であることがわ
かる。また、感湿特性の温瀉依存性が小さく、本湿度セ
ンサは温度補償回路が不用である。本湿度センサの応答
特性を第３図に示す．第３図より、本湿度センサは応答
が速いことがわかる。本湿度センサの耐久性、信頼性を
調べるため、本湿度センサを６０゜Ｃ、相対湿度９５％
の恒温恒温層中に１０００時間放置後、感湿特性を測定
したところ、第２図と測定誤差の範囲内で同様であった
。したがって、本湿度センサは、耐久性、信頼性が高い
ことがわかる。このように、本湿度センサを用いれば、
簡単な回路で、低価格、低消費電力、高精度、高速応答
性、高信頼性の湿度計や、湿度検出器を製作することが
できる。

なお、リード線を接続する部分のＡｕの代わりに、　Ａ
ｇ．　　Ｃｕ．　　Ｐｔ，　　Ａｇ−Ｐｄ合金、　ｐｔ
−Ｐｄ合金を用いても、同様の湿度センサを製作するこ
とができた。

［実施例２］テトラエトキシシラン５０ｍｌにエタノール３５ｍｌ、
０．０２Ｎ塩酸１６ｍｌを加え、１時間攪拌後、エチレ
ングリコール２０ｍｌ、活性炭５ｇ、カーボンブラック
９．５ｇを加え、３０分間攪拌し、微粉末シリカ２０ｇ
を加え、３０分間攪拌した溶液を、Ｐｔ−Ｐｄ櫛形電極
をスクリーン印刷により形成したアルミナ基板上に、ス
ピンコーティングし、１５０゜Ｃで１時間乾燥し、３８
０℃で１時間焼結し、炭素粒子を分散させた多孔質シリ
カ膜を形成した．ここで、炭素粒子を分散させた多孔質
シリカ腹中の炭素粒子の含有量は、３０重量％であり、
炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜の膜厚は、３０μ
ｍである．次に、テトラエトキシシラン５０ｍｌにエタノール３５
ｍｌ、０．０２Ｎ塩酸４ｍｌを加え、１時間攪拌後、微
粉末シリカ１０ｇを加え、３０分間攪拌した溶液を、前
記炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜上に、スピンコ
ーティングし、１２０゜Ｃで３０分間乾燥し、４００゜
Ｃで２０分間焼結し、シリカ膜を形成した。

このようにして製作した湿度センサの断面図を第４図に
示す。第４図において、１は基板、３は電極、４は炭素
粒子を分散させた多孔質シリカ膜、５はシリカ膜である
．本湿度センサの感湿特性を第５図に示す。第５図より
、相対湿度に対する抵抗値の対数の直線性が良く、低湿
度でも測定し易い抵抗値であるため、複雑な直線補償回
路や、高抵抗測定回路が不用であることがわかる。また
、感湿特性の温度依存性が小さく、本湿度センサは温度
補償回路が不用である．本湿度センサの応答特性を第６
図に示す。第６図より、本湿度センサは応答が速いこと
がわかる．本湿度センサの耐久性、信頼性を調べるため
、本温度センサを６０゜Ｃ、水とエタノールの蒸気で飽
和した雰囲気中に１０００時間放置後、感湿特性を測定
したところ、第５図と測定誤差の範囲内で同様であった
。したがって、本湿度センサは、極めて過酷な環境でも
安定であることがわかる．なお、櫛形電極の材質として、Ｐｔ−Ｐｄ合金の代わり
にｐｔを用いても、同様の湿度センサを製作することが
できた。

［実施例３］テトラエトキシシラン５０ｍｌにエタノール５０ｍｌ、
０．０２Ｎ塩酸８ｍｌ，　　微粉末シリカ１０ｇを加え
、１時間攪拌後、モノオレイン５ｍｌ、活性炭１８ｇを
加え、３０分間攪拌した溶液を、ＲｕＯ２による櫛形電
極をスクリーン印刷により形成した耐熱煉瓦基板上に、
ロールコーティングし、６０℃で２４時間乾燥し、４５
０℃で２０分間焼結し、炭素粒子を分散させた多孔質シ
リカ膜を形成した。ここで、炭素粒子を分散させた多孔
質シリカ膜中の炭素粒子の含有１は、４３重量％であり
、炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜の膜厚は、　２
５０μｍである。

次に、テトラエトキシシラン５０ｍｌにエタノール５０
ｍｌ、０．０２Ｎ塩酸８ｍｌ、微粉末シリカ２０ｇを加
え、１時間攪拌した溶液を、前記炭素粒子を分散させた
多孔質シリカ膜上に、ロールコーティングし、８０℃で
５時間乾燥し、４８０℃で１０分間焼結し、シリカ膜を
形成した。

このようにして製作した湿度センサの断面図を第４図に
示す。第４図において、１は基板、３は電極、４は炭素
粒子を分散させた多孔質シリカ膜、５はシリカ膜である
。本湿度センサの感湿特性を第７図に示す。第７図より
、本湿度センサは、相対湿度と抵抗値が直線関係になる
ことがわかる。

したがって、本温度センサは対数増幅回路が不要であり
、極めて簡単な回路で広範囲の湿度を精度良く測定する
ことができる。このように、本発明の温度センサは、炭
素粒子の含有量や膜厚を制御することにより相対湿度と
抵抗値が直線関係になる湿度センサも製造できる。本湿
度センサの酎久性、信頼性を調べるため、本湿度センサ
を沸謄水中で１時間煮沸し、１００゜Ｃで１時間乾燥後
、感湿特性を測定したところ、第７図と測定誤差の範囲
内で同様であった。したがって、本湿度センサは、極め
て過酷な環境でも安定であることがわがる．［実施例４］活性炭の量を２２ｇ、２５ｇとした以外はすべて実施例
３と同様に試料を製作した。炭素粒子を分散させた多孔
質シリカ膜中の炭素粒子の含有量は、それぞれ４８重量
％、５２重１％である。本湿度センサの感湿特性を第８
図に示す。第８図において、Ａ，　　Ｂはそれぞれ炭素
粒子を分散させた多孔質シリカ膜中の炭素粒子の含有量
が、４８重量％、５２重量％の試料である。第８図より
、炭素粒子を分散させた多孔質シリカ腹中の炭素粒子の
含有量が、４５重量％を越えると低湿度で感度が低下し
、５０重量％を越えると全湿度で感度が低下するため、
炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜中の炭素粒子の含
有量は、５０重量％以下の方が特性の良い湿度センサが
得られることがわかり、さらに望ましくは４５重量％以
下が良いことがわかる。

［実施例５］炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜の膜厚を３００μ
ｍ、３５０μｍとした以外はすべて実施例３と同様に試
料を製作した。本温度センサの感湿特性を第９図に示す
。第９図において、Ｃ，　　Ｄはそれぞれ炭素粒子を分
散させた多孔質シリカ膜の膜厚が、３００μｍ、３５０
μｍの試料である．第９図より、炭素粒子を分散させた
多孔質シリカ膜の膜厚が、２５０μｍを越えると低湿度
で感度が低下し、３００μｍを越えると全湿度で感度が
低下するため、炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜の
膜厚は、３００μｍ以下の方が特性の良い湿度センサが
得られることがわかり、さらに望ましくは２５０μｍ以
下が良いことがわかる。

［実施例６］テトラエトキシシラン５０ｍｌに０．０２Ｎ塩酸４０ｍ
ｌ、微粉末シリカ２５ｇを加え、１時間攪拌した溶液を
、ガラス基板上に、スクリーン印刷し、３００℃で１時
間焼結し、シリカ膜を形成した後、該シリカ膜上に、Ｃ
ｒ，Ａｕをこの順に蒸着して櫛形電極を形成した。

次に、テトラエトキシシラン５０ｍｌに０．０２Ｎ塩酸
５０ｒｎｌ、微粉末シリカ２５［、カーボンブラック７
．３ｇを加え、１時間攪拌した溶液を、前記シリカ膜及
び櫛形電極を形成したガラス基板上に、スクリーン印刷
し、３５０℃で１０時間焼結し、炭素粒子を分散させた
多孔質シリカ膜を形成した。ここで、炭素粒子を分散さ
せた多孔質シリカ膜中の炭素粒子の含有量は、１６重１
％であり、炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜の膜厚
は、　５μｍである。

このようにして製作した湿度センサの断面図を第１０図
に示す。第１０図において、１は基板、２はシリカ膜、
３は電極、４は炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜で
ある。本湿度センサの感湿特性を第１１図に示す。

［実施例７コカーボンブラックの量を５．３ｇ、３．３ｇとした以外
はすべて実施例６と同様に試料を製作した。

炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜中の炭素粒子の含
有量は、それぞれ１２重１％、８重１％である。本湿度
センサの感湿特性を第１２図に示す，第１２図において
、Ｅ，　　Ｆは、それぞれ炭素粒子を分散させた多孔質
シリカ膜中の炭素粒子の含有量が、１２重盟％、８重量
％の試料である。第１２図より、炭素粒子を分散させた
多孔質シリカ膜中の炭素粒子の含有１が、１５重量％未
満であると低湿度で抵抗値が高くなり、１０重量％未満
であると抵抗値が極めて高くなるため、炭素粒子を分散
させた多孔質シリカ膜中の炭素粒子の含有量は、１０重
量％以上の方が特性の良い湿度センサが得られることが
わかり、さらに望ましくは１５重量％以上が良いことが
わかる。

［実施例８コ炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜の膜厚を１μｍ、
０．５μｍとした以外はすべて実施例６と同様に試料を
製作した。本湿度センサの感湿特性を第１３図に示す。

第１３図において、Ｇ，　　Ｈはそれぞれ炭素粒子を分
散させた多孔質シリカ膜の膜厚が、１μｍ、０．５μｍ
の試料である。第１３図より、炭素粒子を分散させた多
孔質シリカ膜の膜厚が、５μｍ未満であると低湿度で抵
抗値が高くなり、１μｍ未満であると抵抗値が極めて高
くなるため、炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜の膜
厚は、１μｍ以上の方が特性の良い湿度センサが得られ
ることがわかり、さらに望ましくは５μｍ以上が良いこ
とがわかる。

［実施例９］テトラエトキシシラン５０ｍｌにエタノール２５ｍｌ、
０．０２Ｎ塩酸１６ｍｌ、微粉末シリカ１３．５ｇを加
え、１時間攪拌した溶液（以後溶液Ａと記す）を、石英
ガラス基板上に、ディップコーティングし、５０℃で１
０分間乾燥し、５００℃で３０分間焼結し、シリカ膜を
形成した後、該シリカ膜上に、Ａｇ−Ｐｄ合金による櫛
形電極をスクリーン印刷により形成した．次に、テトラエトキシシラン５０ｍｌにエタノール１５
ｍ１、０．０２Ｎ塩酸２ｍｌ、活性炭８．７ｇ，カーボ
ンブラック８．７ｇを加え、１時間攪拌後、ポリエチレ
ングリコール５０ｍｌ．ｆｉ粉末シリカ１５ｇを加え、
３０分間攪拌した溶液を、前記シリカ膜及び櫛形電極を
形成した石英ガラス基板上に、ディップコーティングし
、２　０　０　’Ｃで５分間乾燥し、４００℃で１時間
焼結し、炭素粒子を分散させた多孔質シリヵ膜を形成し
た．ここで、炭素粒子を分散させた多孔質シリカ腹中の
炭素粒子の含有量は、３８ｆｉ量％であり、炭素粒子を
分散させた多孔質シリヵ膜の膜厚は、１００μｍである
．さらに、溶液Ａを、前記炭素粒子を分散させた多孔質シ
リカ膜上に、ディップコーティングし、１５０℃で１０
分間乾燥し、３８０℃で５時間焼結し、シリカ膜を形成
した．このようにして製作した湿度センサの断面図を第１４図
に示す．第１４図において、１は基板、２はシリカ膜、
３は電極、４は炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜、
５はシリカ膜である．本湿度センサの感湿特性を第１５
図に示す．第１５図より、相対湿度に対する抵抗値の対
数の直線性が良く、また、低湿度でも測定し易い抵抗値
であるため、高精度な湿度センサとして使用できること
がわかる．本湿度センサの耐久性、信頼性を調べるため
、本湿度センサをアセトン中で１０分間超音波洗浄後、
感湿特性を測定したところ、第１５図と測定誤差の範囲
内で同様であった．したがって、本湿度センサは、極め
て過酷な環境でも安定であることがわかる．なお、櫛形電極の材質として、Ａｇ−Ｐｄ合金の代わり
にＡｇを用いても、同様の湿度センサを製作することが
できた。

［発明の効果］以上述べたように本発明の湿度センサは、絶縁性基板と
、該絶縁性基板上に形成された一対の電極と、該一対の
電極間にまたがって前記絶縁性基板上に形成された、炭
素粒子を分散させた多孔質シリカ膜から成るので、炭素
粒子を分散させた多孔質シリカ膜中の炭素粒子の含有量
により、導電率を自由に変化させることができる．したがって、相対湿度の変化に対する抵抗値の変化の直
線性が良く、抵抗値が大きくなる低湿度でも測定し易い
抵抗値の湿度センサを製造することができるため、簡単
な回路で広範囲の湿度を精度良く測定することができる
。また、相対湿度と抵抗値が直線関係になる湿度センサ
も製造でき、このような湿度センサは対数増幅回路が不
要である・　さらに、感湿特性の温度依存性が小さいた
め、温度補償回路が不要である．したがって、湿度計測
回路を簡略化することができ、高精度、低価格、低消費
電流の湿度測定装置を製造することができる．次に、炭素粒子、シリカ膜は、化学的に安定であるため
、過酷な環境でも劣化しない．したがって、加熱リフレ
ッシュが不要であり、可燃性のガスや粉塵の存在すると
ころでも使用できる．また、湿度の変化に対する応答が
速く，，特性の経時変化が小さいため、高精度の湿度制
御装置にも使用できる．このように本発明の湿度センサは、高精度、高信頼性湿
度センサとして、湿度計測、湿度制御を必要とする分野
に広く応用することができる．

【図面の簡単な説明】

第１図、第４図、第ｌＯ図、第１４図は、本発明の湿度
センサの断面図．１・・・基板２・　　・シリカ膜３・・・電極４・　・炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜５・・・
シリカ膜第２図、第５図、第７図、第８図、第９図、第１１図、
第１２図、第１３図、第１５図は、本発明の湿度センサ
の感湿特性図．第３図、第６図は、本発明の湿度センサの応答特性図．以上出願人　セイコーエプソン株式会社代理人　弁理士　鈴木　喜三郎　他１名碕聞　（抄）第３図第４図不日文士　シ塁グ【（）κ，冫第２図汗呂＊＃：／エノｉ（ヅ，）第５図綺聞（紗）第６図ａ椙１入＜−ｙ．）第７ロ不目タ寸メ簸／’Ｅ　＜ｙ−＞第８図第１１図２８ス寸　シ＠７３−（＃／．）第１２図四　　　　　ＪＱＤオＨタ才浅クＬ　（シ一冫第９図第１０図功１対迄々（−／，）第１４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）絶縁性基板と、該絶縁性基板上に形成された一対
の電極と、該一対の電極間にまたがって前記絶縁性基板
上に形成された、炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜
から成ることを特徴とする湿度センサ。
（２）絶縁性基板と、該絶縁性基板上に形成された一対
の電極と、該一対の電極間にまたがって前記絶縁性基板
上に形成された、炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜
と、該炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜上に形成さ
れたシリカ膜から成ることを特徴とする湿度センサ。
（３）絶縁性基板と、該絶縁性基板上に形成されたシリ
カ膜と、該シリカ膜上に形成された一対の電極と、該一
対の電極間にまたがって前記シリカ膜上に形成された、
炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜から成ることを特
徴とする湿度センサ。
（４）絶縁性基板と、該絶縁性基板上に形成されたシリ
カ膜と、該シリカ膜上に形成された一対の電極と、該一
対の電極間にまたがって前記シリカ膜上に形成された、
炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜と、該炭素粒子を
分散させた多孔質シリカ膜上に形成されたシリカ膜から
成ることを特徴とする湿度センサ。
（５）絶縁性基板として、アルミナ基板またはガラス基
板または耐熱煉瓦を用いることを特徴とする請求項１〜
４記載の湿度センサ。
（６）一対の電極として、Ａｕ、Ａｇ、ｐｔ、ｐｄ、Ｃ
ｒの中から選ばれた金属またはこれらの元素を少なくと
も一つ含有する合金またはＲｕＯ＿２によって形成され
た櫛形電極を用いることを特徴とする請求項１〜４記載
の湿度センサ。
（７）一対の電極として、少なくとも炭素粒子を分散さ
せた多孔質シリカ膜が形成される部分は、Ｃｒによって
形成された櫛形電極を用い、リード線を接続する部分は
、Ｃｒの電極上に、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄの中
から選ばれた金属またはこれらの元素を少なくとも一つ
含有する合金にによる電極が少なくとも一層形成された
多層電極を用いることを特徴とする請求項１〜４記載の
湿度センサ。
（８）炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜において、
炭素粒子の含有量が１０〜５０重量％であることを特徴
とする請求項１〜４記載の湿度センサ。
（９）炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜の膜厚は、
１μｍ〜３００μｍであることを特徴とする請求項１〜
４記載の湿度センサ。