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) | ||
JPH0378761B2 (ja) | ||
JPS5841477Y2 (ja) | 感湿素子 | |
Koba et al. | A solid electrolyte impedancemetric NOx sensor using oxide receptor | |
KR840000260B1 (ko) | 감습소자 | |
JPS6317203B2 (ja) | ||
JPH0572157A (ja) | 感湿素子 | |
JPH0122964B2 (ja) | ||
JPS5837901A (ja) | 感湿素子 | |
JPH0464162B2 (ja) | ||
JPS6317209B2 (ja) | ||
JPS6030082B2 (ja) | 感湿素子の製造方法 | |
JPS5996701A (ja) | 感湿素子材料 | |
JPS6317208B2 (ja) | ||
JPS6317205B2 (ja) | ||
JPS6322441B2 (ja) | ||
JPS6041841B2 (ja) | 感湿素子 | |
JPH04122360U (ja) | 感湿素子 | |
JPS6331081B2 (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 |