JPH0251141B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0251141B2 JPH0251141B2 JP58132573A JP13257383A JPH0251141B2 JP H0251141 B2 JPH0251141 B2 JP H0251141B2 JP 58132573 A JP58132573 A JP 58132573A JP 13257383 A JP13257383 A JP 13257383A JP H0251141 B2 JPH0251141 B2 JP H0251141B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- moisture
- shape
- area
- sensitive element
- 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 - Lifetime
Links
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 5
- 235000012489 doughnuts Nutrition 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 6
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229940117975 chromium trioxide Drugs 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N chromium trioxide Inorganic materials O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GAMDZJFZMJECOS-UHFFFAOYSA-N chromium(6+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Cr+6] GAMDZJFZMJECOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、金属酸化物焼結体からなる感湿素
子、特に電極パターンを変えることによつてドリ
フト及びヒステリシスを向上させるとともに、応
答速度の速い感湿素子を提供するものである。
子、特に電極パターンを変えることによつてドリ
フト及びヒステリシスを向上させるとともに、応
答速度の速い感湿素子を提供するものである。
従来、金属酸化物焼結体からなる感湿素子は、
焼結した素体の片面あるいは両面に金属ペースト
や金属酸化物ペーストをスクリーン印刷した後、
適当な温度で焼付けて前記ペーストに含まれてい
るガラス成分によつて前記素体に固着させ電気的
特性を検出するための電極を形成していた。この
焼付けられたペーストからなる電極を詳細に観察
するに、肉眼では観察できないが、成分の金属や
金属酸化物の種類・粒子径及びその形状・ガラス
成分あるいは印刷方法などによつて素体表面まで
達する微細なオープンポアが存在している。した
がつて、被測定雰囲気中の水分子は前述のオープ
ンポアを通過して感湿素体上に吸・脱着し、感湿
素子は吸着している水分子の量によつて被測定雰
囲気に応じた電気抵抗を示す。前記オープンポア
の径は１〜20μｍであり、これらオープンポアを
集合した総面積は電極面積に対し５〜15％であ
る。しかし、感湿素子において従来10％RH程度
のドリフト、ヒステリシスを生ずる主原因は、素
体に一度吸着された水分子が別の雰囲気中で素体
に一度吸着された水分子が別の雰囲気中で素体か
ら脱離しにくいためと推察され、ドリフト、ヒス
テリシスの向上には水分子の吸・脱着を容易に行
うことが要請されていた。
焼結した素体の片面あるいは両面に金属ペースト
や金属酸化物ペーストをスクリーン印刷した後、
適当な温度で焼付けて前記ペーストに含まれてい
るガラス成分によつて前記素体に固着させ電気的
特性を検出するための電極を形成していた。この
焼付けられたペーストからなる電極を詳細に観察
するに、肉眼では観察できないが、成分の金属や
金属酸化物の種類・粒子径及びその形状・ガラス
成分あるいは印刷方法などによつて素体表面まで
達する微細なオープンポアが存在している。した
がつて、被測定雰囲気中の水分子は前述のオープ
ンポアを通過して感湿素体上に吸・脱着し、感湿
素子は吸着している水分子の量によつて被測定雰
囲気に応じた電気抵抗を示す。前記オープンポア
の径は１〜20μｍであり、これらオープンポアを
集合した総面積は電極面積に対し５〜15％であ
る。しかし、感湿素子において従来10％RH程度
のドリフト、ヒステリシスを生ずる主原因は、素
体に一度吸着された水分子が別の雰囲気中で素体
に一度吸着された水分子が別の雰囲気中で素体か
ら脱離しにくいためと推察され、ドリフト、ヒス
テリシスの向上には水分子の吸・脱着を容易に行
うことが要請されていた。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、
水分子の吸・脱着を容易に行うことのできる電極
構造に関し、感湿素子のドリフト・ヒストリシス
を向上させることを目的としたものである。
水分子の吸・脱着を容易に行うことのできる電極
構造に関し、感湿素子のドリフト・ヒストリシス
を向上させることを目的としたものである。
以下、実施例により説明する。
酸化亜鉛50モル％、三酸化クロム40モル％、五
酸化バナジウム５モル％、炭酸リチウム５モル％
からなる組成をボールミルで湿式混合した後900
℃で焙焼し、更に粉砕して原料粉末とした。この
原料粉末にポリビニルアルコールを加えて混練し
た後、成形して8φmmの円板状ペレツトを作製し
た。該ペレツトを約1300℃で加熱焼結して得た第
１図に示すような0.3mm厚の感湿素体１にRuO2な
どからなる電極２を感湿素体面を残した格子状に
スクリーン印刷により形成し、該電極２にリード
線３をボンデイングなどにより接続した後、約
800℃で焼付け、感湿素子とした。この電極２の
形成について発明者の実験によれば、電極２の外
郭面積を100としたときの、その外郭面積内に占
める非電極面積からなる非電極部４の比を種々変
えた場合の感湿素子の相対湿度と素子抵抗値との
関係を第２図に示す。図において、曲線Ａは前記
非電極部４が５％を占めた場合、以下同様に曲線
Ｂは15％、曲線Ｃは30％、曲線Ｄは50％、曲線Ｅ
は65％の場合を示す。
酸化バナジウム５モル％、炭酸リチウム５モル％
からなる組成をボールミルで湿式混合した後900
℃で焙焼し、更に粉砕して原料粉末とした。この
原料粉末にポリビニルアルコールを加えて混練し
た後、成形して8φmmの円板状ペレツトを作製し
た。該ペレツトを約1300℃で加熱焼結して得た第
１図に示すような0.3mm厚の感湿素体１にRuO2な
どからなる電極２を感湿素体面を残した格子状に
スクリーン印刷により形成し、該電極２にリード
線３をボンデイングなどにより接続した後、約
800℃で焼付け、感湿素子とした。この電極２の
形成について発明者の実験によれば、電極２の外
郭面積を100としたときの、その外郭面積内に占
める非電極面積からなる非電極部４の比を種々変
えた場合の感湿素子の相対湿度と素子抵抗値との
関係を第２図に示す。図において、曲線Ａは前記
非電極部４が５％を占めた場合、以下同様に曲線
Ｂは15％、曲線Ｃは30％、曲線Ｄは50％、曲線Ｅ
は65％の場合を示す。
この図から明らかなように、曲線Ａではヒステ
リシスが大きく、曲線Ｂ〜曲線Ｅではほぼ同じヒ
ステリシスを示す。非電極部４が増大するにした
がつて、素子抵抗値の絶対値が漸次大きくなり、
曲線Ｅでは2000KΩにも達する。該抵抗値が
2000KΩでは外乱に影響されることが多くなり、
誤指示を与えやすくなる。感湿素子として使用し
易い抵抗値はおおよそ1000KΩまでであり、この
抵抗値の関係から曲線Ｅ、すなわち非電極部４の
面積が65％を占める感湿素子は、使用上望ましく
ないということができる。
リシスが大きく、曲線Ｂ〜曲線Ｅではほぼ同じヒ
ステリシスを示す。非電極部４が増大するにした
がつて、素子抵抗値の絶対値が漸次大きくなり、
曲線Ｅでは2000KΩにも達する。該抵抗値が
2000KΩでは外乱に影響されることが多くなり、
誤指示を与えやすくなる。感湿素子として使用し
易い抵抗値はおおよそ1000KΩまでであり、この
抵抗値の関係から曲線Ｅ、すなわち非電極部４の
面積が65％を占める感湿素子は、使用上望ましく
ないということができる。
また、第３図には電極２の外郭面積に対する非
電極部４の面積比とヒステリシスとの関係を相対
湿度30％RH90％RHの70％RH点において測定
した結果を示し、第４図には同じく非電極部４面
積比と90％RHにおける製造後４カ月時点のドリ
フトとの関係を示した。
電極部４の面積比とヒステリシスとの関係を相対
湿度30％RH90％RHの70％RH点において測定
した結果を示し、第４図には同じく非電極部４面
積比と90％RHにおける製造後４カ月時点のドリ
フトとの関係を示した。
第３図から明らかなように、非電極部４の面積
比が30％までは全く変化を示さないが、15％では
若干増加し、５％では急激に悪化している。この
特性傾向は、第４図の場合も同様であり、非電極
部４の面積が電極２の外郭面積に対し15〜50％の
場合には感湿素体１に吸着された水分子が、別の
雰囲気中においても感湿素体１から容易に脱離又
は吸着するためであり、その吸・脱着経路として
非電極部４が作用しているからである。換言すれ
ば、感湿素体に塗布された電極には小さな孔は存
在するものの、一度感湿素体に吸着した水分子が
別の雰囲気に移されたときに脱離するために必要
な大きさの孔は小数しか存在せず、実際には感湿
素体中に脱離できない水分子が残留し、該水分子
がヒステリシスやドリフトに影響し、特性向上を
阻止しているものと考えられる。
比が30％までは全く変化を示さないが、15％では
若干増加し、５％では急激に悪化している。この
特性傾向は、第４図の場合も同様であり、非電極
部４の面積が電極２の外郭面積に対し15〜50％の
場合には感湿素体１に吸着された水分子が、別の
雰囲気中においても感湿素体１から容易に脱離又
は吸着するためであり、その吸・脱着経路として
非電極部４が作用しているからである。換言すれ
ば、感湿素体に塗布された電極には小さな孔は存
在するものの、一度感湿素体に吸着した水分子が
別の雰囲気に移されたときに脱離するために必要
な大きさの孔は小数しか存在せず、実際には感湿
素体中に脱離できない水分子が残留し、該水分子
がヒステリシスやドリフトに影響し、特性向上を
阻止しているものと考えられる。
本発明は、電極の外郭面積に対して該外郭面積
内の非電極部の面積比が15〜50％が有効である。
そして、発明者の観察によれば、感湿素体は0.5
〜20μｍ程度の粒子が集合した種々の形状からな
る多孔質焼結体であるが、前記電極２の外郭面積
内に存在する非電極部４の寸法は、素体中に吸着
した水分子が容易に吸・脱着できる間隙を有して
いなければならないから、50μｍ以上の間隙を有
していることが有効である。
内の非電極部の面積比が15〜50％が有効である。
そして、発明者の観察によれば、感湿素体は0.5
〜20μｍ程度の粒子が集合した種々の形状からな
る多孔質焼結体であるが、前記電極２の外郭面積
内に存在する非電極部４の寸法は、素体中に吸着
した水分子が容易に吸・脱着できる間隙を有して
いなければならないから、50μｍ以上の間隙を有
していることが有効である。
よつて、従来電極面に100％電極材料を塗布し
たときのヒステリシス、ドリフトとも10％RHで
あつたが、本発明による感湿素子では３％RH内
に縮小させることができた。
たときのヒステリシス、ドリフトとも10％RHで
あつたが、本発明による感湿素子では３％RH内
に縮小させることができた。
なお、前記実施例では電極２の形状が格子状の
ものについて述べたが、この形状は、例えば櫛
状、短冊状、放射状、渦巻状、ドーナツ状、水玉
模様、市松模様など電極外郭面積に対し15％以上
50％までの非電極部の面積を有するものであれば
どんな形状のものでも有効である。
ものについて述べたが、この形状は、例えば櫛
状、短冊状、放射状、渦巻状、ドーナツ状、水玉
模様、市松模様など電極外郭面積に対し15％以上
50％までの非電極部の面積を有するものであれば
どんな形状のものでも有効である。
また、一つの面に形成された電極は同極であ
り、例えば櫛形の場合でも櫛の歯間で電気抵抗を
測定するものではない。
り、例えば櫛形の場合でも櫛の歯間で電気抵抗を
測定するものではない。
図面はいずれも本発明の実施例を示し、第１図
は感湿素体に格子状の電極を形成した状態を示す
平面図、第２図は相対湿度と素子抵抗値との関係
を示す曲線図、第３図は素体の非電極面積比とヒ
ステリシスとの関係を示す曲線図、第４図は素体
の非電極面積比とドリフトとの関係を示す曲線図
である。 １……感湿素体、２……電極、３……リード
線、４……非電極部。
は感湿素体に格子状の電極を形成した状態を示す
平面図、第２図は相対湿度と素子抵抗値との関係
を示す曲線図、第３図は素体の非電極面積比とヒ
ステリシスとの関係を示す曲線図、第４図は素体
の非電極面積比とドリフトとの関係を示す曲線図
である。 １……感湿素体、２……電極、３……リード
線、４……非電極部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 金属酸化物焼結体からなる板状の感湿素体
と、該感湿素体の両面に形成した電極とからな
り、該電極内に形成された非電極部が50μｍ以上
の寸法を有し、その面積が電極の外郭面積に対し
15〜50％であることを特徴とする感湿素子。 ２ 電極形状が格子状、櫛状、短冊状、放射状、
渦巻状、ドーナツ状、水玉模様、市松模様であ
り、一つの面に形成された電極は同極であること
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 |
|---|---|---|---|
| JP58132573A JPS6024441A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | 感湿素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58132573A JPS6024441A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | 感湿素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6024441A JPS6024441A (ja) | 1985-02-07 |
| JPH0251141B2 true JPH0251141B2 (ja) | 1990-11-06 |
Family
ID=15084471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58132573A Granted JPS6024441A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | 感湿素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6024441A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60139263U (ja) * | 1984-02-28 | 1985-09-14 | 株式会社東芝 | 感湿素子 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57176701A (en) * | 1981-04-22 | 1982-10-30 | Hitachi Ltd | Moisture sensitive substrate for electric resistnace type moisture sensor |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5841477Y2 (ja) * | 1978-12-20 | 1983-09-19 | 株式会社東芝 | 感湿素子 |
| JPS57130257U (ja) * | 1981-02-09 | 1982-08-13 |
-
1983
- 1983-07-19 JP JP58132573A patent/JPS6024441A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57176701A (en) * | 1981-04-22 | 1982-10-30 | Hitachi Ltd | Moisture sensitive substrate for electric resistnace type moisture sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6024441A (ja) | 1985-02-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0251141B2 (ja) | ||
| JPS6327841B2 (ja) | ||
| JPS5841477Y2 (ja) | 感湿素子 | |
| KR840000260B1 (ko) | 감습소자 | |
| JPS6250778B2 (ja) | ||
| JPS6317203B2 (ja) | ||
| JPH0572157A (ja) | 感湿素子 | |
| JPH0122964B2 (ja) | ||
| JPS5837901A (ja) | 感湿素子 | |
| JPH0464162B2 (ja) | ||
| JPS6030082B2 (ja) | 感湿素子の製造方法 | |
| JPS5996701A (ja) | 感湿素子材料 | |
| JPS6317208B2 (ja) | ||
| JPS6322441B2 (ja) | ||
| JPS6041841B2 (ja) | 感湿素子 | |
| JPH04122360U (ja) | 感湿素子 | |
| JPS6331081B2 (ja) | ||
| JPS6317206B2 (ja) | ||
| JPH03205545A (ja) | 感湿素子 | |
| JPS6161627B2 (ja) | ||
| JPS61270649A (ja) | 感湿素子 | |
| JPS5967602A (ja) | 感湿素子 | |
| JPS6317204B2 (ja) | ||
| JPS5832303A (ja) | 感湿誘電損失体素子 | |
| JPS5965404A (ja) | 感湿抵抗体およびその製造方法 |