JPH03262951A - 湿度センサ - Google Patents

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］ この発明は湿度センサに関し、特に電子レンジ等に組み
合わせ使用され、食品の調理時に発生する水蒸気を鋭敏
に検知する湿度センサに関するものである。

［従来の技術］ 第７図、第８図は現在市販さている日本特殊陶業（株）
製のダクト型ツイン温湿度検出器に内蔵されている従来
の湿度センサのそれぞれ正面図。

側断面図である。図において、（１）はアルミナ基板、
（４）は電極用リード線Ａ、（６）はヒータ用リード線
Ｂ、（７）はリード線固着用半田、（１４）はＲｕ　０
２からなる電極材Ｂ、（１５）は感湿材Ｂ１（１６）は
タングステン線材からなるＰＴＣヒータを示す。以上の
ように構成された湿度センサにおいて、例えば電子レン
ジ使用中に発生する食品からの水蒸気が感湿材Ｂ　（１
５）の表面へ吸着する。従って感湿材Ｂ　（１５）の電
気抵抗は第９図の特性図の点線に示すとおり相対湿度に
応じて電気抵抗が変化し、前記電気抵抗がＲｕ　Ｏ２電
極材Ｂ　（１４）を通してリード線Ａ（４）から出力さ
れる。ここで感湿材Ｂ　（１５）の表面の汚染に対して
、ＤＣ電圧をヒータ加熱用リード線Ｂ（６）を介してＰ
ＴＣヒータ（１Ｂ）へ通電する手段、つまり加熱クリー
ニングを行うことにより、前記感湿材Ｂ　（１５）の表
面に吸着された汚染物質が熱分解して空中に拡散するた
め、冷却後は常に精度よい測定が可能となる。この加熱
クリーニング前後の特性図を第９図の線図に示す。

図において、横軸は相対湿度、縦軸は感湿材（１５）の
電気抵抗である。点線で示す汚染物質の吸着した加熱ク
リーニング前の状態は相対湿度に対する電気抵抗の変化
率が小さいのに対して、実線で示す加熱クリーニング後
では変化率が大きくなり、測定感度が上昇している。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、従来の湿度センサは、感湿材Ｂ　（１５）の
冷却法が自然空冷式によるため、第５図の温度応答性線
図に示すように感湿材Ｂ　（１５）の加熱クリーング後
、前記感湿材Ｂ　（１５）の表面温度が高温状態Ｔ　　
（”Ｃ）より常温状態ＴＢ　（℃）に戻るまでの時間が
１１　（分）と著しく長い。なお、第５図において、横
軸は時間、縦軸は感湿材Ｂ　（１５）の表面温度である
。これに伴い、感湿材Ｂ　（１５）の電気抵抗は安定状
態に至るまでの時間が必要以上に長いという問題点があ
った。この特性図を第６図の特性線図に示す。なお、第
６図の横軸は時間、縦軸は電気抵抗を示す。

この発明は上記の課題を解決するためになされたもので
、加熱クリーニング手段後、短時間で感湿材Ｂ　（１５
）の電気抵抗が安定し、早急にセンシング可能な特性状
態に至る湿度センサを得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る湿度センサは、アルミナ等の耐熱絶縁性
の基材にＲｕ　Ｏ２等の電極材、感湿材および電子冷却
素子等を備えたものである。

［作用コ この発明に係る湿度センサは、平面状アルミナ基板の表
面にくし形状の電極材を蒸着し、前記アルミナ基板の表
面に感湿材を塗布し、前記電極材の２個所にリード線を
固着し、前記アルミナ基板の裏面に電子冷却素子を固着
させることにより、耐汚染性を確保するための加熱クリ
ーニング手段後、前記冷却素子の強制冷却作用によって
早急にセンシング可能な特性状態に復元される。

［実施例コ 以下この発明の一実施例を図について説明する。

第１図および第２図はこの発明の一実施例を示す側断面
図および正面図であり、図において、（１）は高耐熱性
絶縁物のアルミナ基板、（２）はアルミナ基板（１）の
表面に塗布された金属酸化物系の材料からなる感湿材Ａ
、（３）はアルミナ基板（１）に蒸着されたくし形状の
Ｒｕ　Ｏ２電極材Ａ、（４）は電極材Ａ（３）の２ａ所
に固着されたリード線Ａ１（５）はアルミナ基板（１）
の裏面に固着された鉛・テルルを主材料とする電子冷却
素子、（６）は電子冷却素子（５）に固着されたリード
線Ｂ、（７）は電極材Ａ（３）をリード線Ａ（４〉に固
着する半田である。

第３図は、電子冷却素子（５）で感湿材Ａ（２）を強制
加熱、冷却させるための通電モード切替えの切替スイッ
チを含む駆動回路を示す。（８〉は電子冷却素子（５）
に電源を供給するための直流電源、（９）は、ＳＷｏ接
点、（ｌＯ）はＳＷ１接点、（１１）はＳＷ２接点、（
１２）はＳ　Ｗ　ａ接点、（１３）はＳＷ４接点である
。最初に強制加熱を行う時は、ＳＷｏ接点（９）、ＳＷ
１接点（１０）、ＳＷ２接点（１１）を閉状態にし、Ｓ
　Ｗ　ａ接点（１２）、ＳＷ４接点（１３）を開状態に
して、直流電源（８〉より発生する電圧を電子冷却素子
（５）へ通電する。このようにして得られる電子冷却素
子（２〉の最高温度は約６００℃である。

次に、強制冷却を行う時は、ＳＷｏ接点（９）、ＳＷ３
接点（１２）、ＳＷ４接点（１３〉を閉状態にし、ｓｗ
　　接点００）、ＳＷ２接点（１１〉を開状態にして直
流電源（８）より発生する電圧を電子冷却素子（５）へ
逆通電する。この場合の最低温度は約−５０℃であるが
、実用上は一１Ｏ℃位までの使用温度でよい。この時の
ＳＷｏ接点（９）〜ＳＷ４接点（１３〉モードの特性図
を第４図に示す。図において、実線は駆動回路の電流を
示すものである。

従って、第５図の実線によって本発明品の温度応答性を
示すが、感湿材Ａ（３）の表面温度ＴＡ（℃）よりＴＢ
　（℃）に戻るまでの時間がｔ２（分）であり、これを
従来品１１　　（分）に比べ著しく短縮している。

第６図の実線は、電子冷却素子（５）による感湿材Ａ（
２〉の加熱クリーニング前・後におる電気抵抗の特性変
化を示す。

感湿材Ａ（２）の冷却時間の短縮に伴い、感湿材Ａ（２
〉の電気抵抗の安定するまでの戻り時間、つまり電気抵
抗がＲ（ＫΩ）からＲ２（ＫΩ）に至る時間がｔ　　（
分）となり、従来品の１１　（分）に比べ短縮された。

以上実施例の説明から、電子冷却素子の加熱によって、
感湿材の表面付着汚染物の脱着と、冷却によって感湿材
の正常状態への復元が迅速化したことがわかる。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明の湿度センサは、アルミナ基板（
１）の裏面に電子冷却素子（５〉を固着させることによ
り、感湿材Ａ（２〉の耐汚染性を確保するための加熱ク
リーニング後、電子冷却素子（５）の強制冷却作用によ
って、短時間で電気抵抗が安定し、センシング可能な特
性状態を維持できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はこの発明の湿度センサの一実施例を示
す側断面図および正面図、第３図は電子冷却素子で強制
加熱・冷却を行うための駆動回路図、第４図は前記駆動
回路におけるＳ　Ｗ　Ｏ接点、ｓｗ　　接点、Ｓ　Ｗ　
２接点、Ｓ　Ｗ　ｓ接点、ＳＷ４接点モードの特性状態
を示す線図、第５図、第６図は本発明品および従来品に
おける加熱クリーニング前後の感湿材の表面温度特性図
、および電気抵抗特性図、第７図、第８図は従来の湿度
センサの正面図および側断面図、第９図は加熱クリーニ
ング前後の湿度センサの感湿特性図を示す。 図において、（ｌ〉はアルミナ基材、（２〉は感湿材Ａ
、（３）は電極材Ａ、（４）はリード線Ａ、（５）は電
子冷却素子、（６）はリード線Ｂ、（７）は感湿材固着
用半田、（８）は電子冷却素子用直流電源、（９）はＳ
Ｗｏ接点、（１０）はｓｗ、接点、（１１〉はＳＷ２接
点、（１２〉はＳＷ３接点、（１３）はＳＷ４接点、（
１４）は電極材Ｂ、（１５）は感湿材Ｂ、（１Ｂ）はＰ
ＴＣヒータを示す。 なお、図中同一符号は同一部分又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 耐熱絶縁物からなる基板の表面に相対して形成された一
   対の電極材と、 この電極材を含む前記基板上に布設され湿度に応じて電
   気抵抗が変化する感湿材と、 前記電極材の端子部から取り出され前記感湿材の電気抵
   抗を測定するために設けたリード線と、前記基板の裏面
   に固着され通電モードにより前記感湿材の加熱及び冷却
   を行う電子冷却素子とを有することを特徴とする湿度セ
   ンサ。