JPH04132653A - 湿度センサー素子 - Google Patents
湿度センサー素子Info
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- JPH04132653A JPH04132653A JP2254860A JP25486090A JPH04132653A JP H04132653 A JPH04132653 A JP H04132653A JP 2254860 A JP2254860 A JP 2254860A JP 25486090 A JP25486090 A JP 25486090A JP H04132653 A JPH04132653 A JP H04132653A
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- humidity
- sensor element
- humidity sensor
- capacitance
- resistance
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- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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。
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、セラミックスを用いた湿度センサー素子に関
する。
する。
湿度の検知には、従来より乾湿法湿度計、毛髪湿度計あ
るいは塩化リチウムデユーセルなどが用いられてきたが
、湿度をより高精度に検知し、制御するために、広範囲
の湿度変化を電気信号に変換でき、かつ耐久性に優れた
センサーが要求されており、化学的、物理的、熱的に安
定なセラミックスを湿度センサーへ応用する試みがなさ
れている。
るいは塩化リチウムデユーセルなどが用いられてきたが
、湿度をより高精度に検知し、制御するために、広範囲
の湿度変化を電気信号に変換でき、かつ耐久性に優れた
センサーが要求されており、化学的、物理的、熱的に安
定なセラミックスを湿度センサーへ応用する試みがなさ
れている。
セラミックスをセンサー素子として利用する際、抵抗変
化と静電容量いずれも利用できるなら使用条件に応じて
適切なシステムを設計できることは知られている。（−
）瀬 昇、セラミックセンサ応用技術、学献社、１９８
９．１０発行）〔発明が解決しようとする課題〕 湿度センサー素子として検討されたセラミックスは種々
あるが、はとんどの材料は抵抗の変化を検出するか、静
電容量を検出するかのいずれかであり両者の変化が同程
度の材料はアルミナなど少数の材料に限られていた。
化と静電容量いずれも利用できるなら使用条件に応じて
適切なシステムを設計できることは知られている。（−
）瀬 昇、セラミックセンサ応用技術、学献社、１９８
９．１０発行）〔発明が解決しようとする課題〕 湿度センサー素子として検討されたセラミックスは種々
あるが、はとんどの材料は抵抗の変化を検出するか、静
電容量を検出するかのいずれかであり両者の変化が同程
度の材料はアルミナなど少数の材料に限られていた。
本発明者等は、前記課題点を解決するために、各種のセ
ラミックスにつき鋭意検討した結果、ランタンとスカン
ジウムの複合酸化物、あるいはストロンチウム、ランタ
ン、およびスカンジウムの複合酸化物が抵抗および静電
容量の湿度依存性が大きく、湿度センサー素子として好
適であることを見い出し本発明に到達した。
ラミックスにつき鋭意検討した結果、ランタンとスカン
ジウムの複合酸化物、あるいはストロンチウム、ランタ
ン、およびスカンジウムの複合酸化物が抵抗および静電
容量の湿度依存性が大きく、湿度センサー素子として好
適であることを見い出し本発明に到達した。
即ち、本発明の要旨は、湿度に応じて抵抗又は静電容量
が変化するセラミックスからなる湿度センサー素子であ
って、該素子として（ＳｒＯ） （ＬａＳｃ０３） ｎ
（ｎ＝１．２）及びＬａ５ｃ０３からなる群から選択さ
れる酸化物を用いることを特徴とする湿度センサー素子
に存する。
が変化するセラミックスからなる湿度センサー素子であ
って、該素子として（ＳｒＯ） （ＬａＳｃ０３） ｎ
（ｎ＝１．２）及びＬａ５ｃ０３からなる群から選択さ
れる酸化物を用いることを特徴とする湿度センサー素子
に存する。
以下に本発明の詳細な説明する。
本発明で用いるセラミックスの原料としては化学的高純
度なものが好ましく、Ｓｒ源としてＳｒＯ。
度なものが好ましく、Ｓｒ源としてＳｒＯ。
ＳｒＣＯ３，Ｌａ源としてＬａ２Ｏ３，ＬａｚＣＯ，、
、Ｓｃ源として５Ｃ２０３等が挙げられる。
、Ｓｃ源として５Ｃ２０３等が挙げられる。
本発明では、これらの原料を用いて、ランタンとスカン
ジウムの複合酸化物、具体的にはＬａ５ｃ０３あるいは
ストロンチウム、ランタンおよびスカンジウムの複合酸
化物、具体的には（ＳｒＯ） （ＬａＳｃ０３） ｎ（
ｎ２１又は２）、ずなわち５ｒＬａＳｃＯａ又は５ｒＬ
ａｚＳｃ４０７を調製する。
ジウムの複合酸化物、具体的にはＬａ５ｃ０３あるいは
ストロンチウム、ランタンおよびスカンジウムの複合酸
化物、具体的には（ＳｒＯ） （ＬａＳｃ０３） ｎ（
ｎ２１又は２）、ずなわち５ｒＬａＳｃＯａ又は５ｒＬ
ａｚＳｃ４０７を調製する。
これら複合酸化物の調製方法としては、Ｌａ：Ｓｃ又は
Ｌａ ： Ｓｒ ： Ｓｃの夫々の比を目的の複合酸化
物の所定量になるように秤量した原料粉体を播潰機また
はボールミル等の機器を用いて粉砕混合する。次いで、
所定の形状に成形後、空気中で１４００〜１６００°Ｃ
で１０〜４８時間焼結することにより所望の成形体が得
られる。得られた成形体の密度は理論密度の５０〜８０
％である。
Ｌａ ： Ｓｒ ： Ｓｃの夫々の比を目的の複合酸化
物の所定量になるように秤量した原料粉体を播潰機また
はボールミル等の機器を用いて粉砕混合する。次いで、
所定の形状に成形後、空気中で１４００〜１６００°Ｃ
で１０〜４８時間焼結することにより所望の成形体が得
られる。得られた成形体の密度は理論密度の５０〜８０
％である。
成形体の形状は特に限定されるものではないが、例えば
直径５〜１００ ｍｍ、厚み０．５〜５ＩｎＴｎ程度と
するのがよい。
直径５〜１００ ｍｍ、厚み０．５〜５ＩｎＴｎ程度と
するのがよい。
得られた成形体の両面に白金ペーストまたは銀ペースト
をそれぞれ１０００〜１１００°Ｃ及び６５０°Ｃで焼
きイ」け電極として湿度センサー素子とする。
をそれぞれ１０００〜１１００°Ｃ及び６５０°Ｃで焼
きイ」け電極として湿度センサー素子とする。
以下に本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが
、本発明はその要旨を越えない限り実施例により限定さ
れるものではない。
、本発明はその要旨を越えない限り実施例により限定さ
れるものではない。
実施例１
純度９９．９％のＬａ２０３Ｂ ０．６７６ ｇ及び純
度９９．９％ ５Ｃ２０３４，５６７ｇを秤量し、めの
う乳鉢を用いてエタノール中で１゜５時間粉砕を行なっ
た。直径１１ｍｍ、厚み１．５ｍ！ＴＩに成形した後、
空気中において１４５０°Ｃで３６時間、１５５０°Ｃ
で２４時間さらに１６００°Ｃで１５時間焼結を行なっ
た。
度９９．９％ ５Ｃ２０３４，５６７ｇを秤量し、めの
う乳鉢を用いてエタノール中で１゜５時間粉砕を行なっ
た。直径１１ｍｍ、厚み１．５ｍ！ＴＩに成形した後、
空気中において１４５０°Ｃで３６時間、１５５０°Ｃ
で２４時間さらに１６００°Ｃで１５時間焼結を行なっ
た。
得られた焼結体は理論密度の７０％であり、Ｘ線回折の
結果Ｌａ５ｃ０３であることが確認された。
結果Ｌａ５ｃ０３であることが確認された。
得られた焼結体の両面に白金ペーストを塗布して１００
０″Ｃで焼付を行なった後、リード線を半田付し、周波
数を０．５ＫＨｚ、ＩＫＨｚ、１０ＫＨｚ、１００ＫＨ
ｚ、及びＩＭＨｚとした場合の抵抗及び静電容量の湿度
依存性を４端子法で測定した。測定機器は、ヒューレソ
トパッカード社のインピーダンスアナライザー（５１９
２Ａ）を使用した。湿度の測定は、塩類の飽和水溶液を
用いて較正した毛髪湿度計を使用して行なった。結果を
第１図及び第２図に示す。
０″Ｃで焼付を行なった後、リード線を半田付し、周波
数を０．５ＫＨｚ、ＩＫＨｚ、１０ＫＨｚ、１００ＫＨ
ｚ、及びＩＭＨｚとした場合の抵抗及び静電容量の湿度
依存性を４端子法で測定した。測定機器は、ヒューレソ
トパッカード社のインピーダンスアナライザー（５１９
２Ａ）を使用した。湿度の測定は、塩類の飽和水溶液を
用いて較正した毛髪湿度計を使用して行なった。結果を
第１図及び第２図に示す。
実施例２
純度９９．９％のＬａｚ（１＋ ９．５１９ ｇ、純
度９９．９％の５ｃ２０３４．０５６’ｇ及び純度９９
．９％のＳｒＣＯ３Ｂ、 ５９０ ｇを秤量し、以下実
施例１と同様の操作により、焼結体を製造した。
度９９．９％の５ｃ２０３４．０５６’ｇ及び純度９９
．９％のＳｒＣＯ３Ｂ、 ５９０ ｇを秤量し、以下実
施例１と同様の操作により、焼結体を製造した。
焼結体の密度は理論値の７２％であった。Ｘ線回折の結
果、５ｒＬａＳｃ０４であることを確認した。
果、５ｒＬａＳｃ０４であることを確認した。
実施例１と同様の方法により抵抗及び静電容量の湿度依
存性を測定し、結果を第３図及び第４図に示す。
存性を測定し、結果を第３図及び第４図に示す。
実施例３
純度９９．９％のＬａ２０３Ｂ、 ３２９ ｇ１純度９
９．９％の５Ｃ２０３３，５５０ｇ及び純度９９．９％
の５ｒＣＯ＋ ３．７４８ ｇを秤量し、以下実施例
１と同様の操作により、焼結体を製造した。
９．９％の５Ｃ２０３３，５５０ｇ及び純度９９．９％
の５ｒＣＯ＋ ３．７４８ ｇを秤量し、以下実施例
１と同様の操作により、焼結体を製造した。
焼結体の密度は理論値の７５％であった。Ｘ線回折の結
果、５ｒＬａｚＳｃ２０．であることを確認した。
果、５ｒＬａｚＳｃ２０．であることを確認した。
実施例１と同様・の方法により、抵抗及び静電容量の湿
度依存性を測定し、結果を第５図及び第６図に示す。
度依存性を測定し、結果を第５図及び第６図に示す。
また、得られた焼結体を湿度２０％の雰囲気から湿度６
５％の雰囲気へ移動させた場合の抵抗及び静電容量の応
答性（周波数０．５ Ｋ１−１ｚ）を第７図に示す。第
７図中、矢印は移動させた時を示し、直線は静電容量、
点線は抵抗を示す。
５％の雰囲気へ移動させた場合の抵抗及び静電容量の応
答性（周波数０．５ Ｋ１−１ｚ）を第７図に示す。第
７図中、矢印は移動させた時を示し、直線は静電容量、
点線は抵抗を示す。
〔発明の効果］
本発明で用いる複合酸化物は、湿度変化に対する抵抗及
び静電容量の変化が大ぎく、かつ再現性があるため、本
複合酸化物を湿度センサー素子に利用することにより、
湿度の変化を電気信号として得ることができ、環境の管
理、あるいは生産工程の分析等をはじめ、幅広い分野へ
の適応が可能である。特に本発明の素子は、抵抗値の変
化、容量値の変化いずれも利用可能であり、センサーシ
ステム設計の自由度が増え工業的価値は大きい。
び静電容量の変化が大ぎく、かつ再現性があるため、本
複合酸化物を湿度センサー素子に利用することにより、
湿度の変化を電気信号として得ることができ、環境の管
理、あるいは生産工程の分析等をはじめ、幅広い分野へ
の適応が可能である。特に本発明の素子は、抵抗値の変
化、容量値の変化いずれも利用可能であり、センサーシ
ステム設計の自由度が増え工業的価値は大きい。
第１図及び第２図は、実施例１て得られた焼結体につい
て周波数を０．５ Ｋｌ（ｚ、ｌ ＫＨｚ、Ｉ ＯＫ
Ｈｚ、１００ＫＨｚ及びＩＭＨｚとした場合の抵抗及び
静電容量の湿度依存性を測定した結果をそれぞれ示す図
である。 第３図及び第４図は、実施例２で得られた焼結体につい
て周波数を０．５ ＫＨｚ、１ １（Ｈｚ、１０ ＫＨ
ｚ、１００ ＫＨｚ及びＩ ＭＨｚとした場合の抵抗及
び静電容量の湿度依存性を測定した結果をそれぞれ示す
図である。 第５図及び第６図は、実施例３で得られた焼結体につい
て、周波数を０．５ 目（２、ＩＫＨｚ、１０ ＫＨｚ
、１００ ＫＨ７及びＩ ＭＨｚとした場合の抵抗及び
静電容量の湿度依存性を測定した結果をそれぞれ示す図
である。 第７図は、実施例３で得られた焼結体を湿度２０％の雰
囲気から湿度６５％の雰囲気へ移動させた場合の抵抗及
び静電容量の応答性（周波数０．５ＫＨｚ）を測定した
結果を示す図である。
て周波数を０．５ Ｋｌ（ｚ、ｌ ＫＨｚ、Ｉ ＯＫ
Ｈｚ、１００ＫＨｚ及びＩＭＨｚとした場合の抵抗及び
静電容量の湿度依存性を測定した結果をそれぞれ示す図
である。 第３図及び第４図は、実施例２で得られた焼結体につい
て周波数を０．５ ＫＨｚ、１ １（Ｈｚ、１０ ＫＨ
ｚ、１００ ＫＨｚ及びＩ ＭＨｚとした場合の抵抗及
び静電容量の湿度依存性を測定した結果をそれぞれ示す
図である。 第５図及び第６図は、実施例３で得られた焼結体につい
て、周波数を０．５ 目（２、ＩＫＨｚ、１０ ＫＨｚ
、１００ ＫＨ７及びＩ ＭＨｚとした場合の抵抗及び
静電容量の湿度依存性を測定した結果をそれぞれ示す図
である。 第７図は、実施例３で得られた焼結体を湿度２０％の雰
囲気から湿度６５％の雰囲気へ移動させた場合の抵抗及
び静電容量の応答性（周波数０．５ＫＨｚ）を測定した
結果を示す図である。
Claims (1)
- （１）湿度に応じて抵抗又は静電容量が変化するセラミ
ックスからなる湿度センサー素子であって、該素子とし
て（ＳｒＯ）（ＬａＳｃＯ＿３）＿ｎ（ｎ＝１，２）及
びＬａＳｃＯ＿３からなる群から選択される酸化物を用
いることを特徴とする湿度センサー素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2254860A JPH04132653A (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | 湿度センサー素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2254860A JPH04132653A (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | 湿度センサー素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04132653A true JPH04132653A (ja) | 1992-05-06 |
Family
ID=17270848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2254860A Pending JPH04132653A (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | 湿度センサー素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04132653A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105838369A (zh) * | 2016-04-13 | 2016-08-10 | 厦门大学 | 一种橙红色荧光粉及其制备方法 |
| CN107903896A (zh) * | 2017-11-13 | 2018-04-13 | 河北紫旭节能环保技术咨询有限公司 | 一种绿色荧光粉及其制备方法 |
-
1990
- 1990-09-25 JP JP2254860A patent/JPH04132653A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105838369A (zh) * | 2016-04-13 | 2016-08-10 | 厦门大学 | 一种橙红色荧光粉及其制备方法 |
| CN107903896A (zh) * | 2017-11-13 | 2018-04-13 | 河北紫旭节能环保技术咨询有限公司 | 一种绿色荧光粉及其制备方法 |
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