JPH051422B2

JPH051422B2 -

Info

Publication number: JPH051422B2
Application number: JP57016980A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Sato; Shoichi Iwanaga; Akira Ikegami
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1982-02-06
Filing date: 1982-02-06
Publication date: 1993-01-08
Also published as: JPS58135445A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、電気抵抗式の湿度検出装置に関し、
特に、感湿素子を、加熱クリーニングする機構を
有する湿度検出装置に関する。

現在、実用化されている感湿素子には、湿度変
化に対して電気抵抗値が敏感に変化する金属酸化
物系半導体がある。

第１図は、金属酸化物系感湿素子および抵抗発
熱体の一例を示す断面図である。同図において、
１はアルミナ基板、２は感湿材、３は下部電極、
４は上部電極、５は抵抗発熱体である。なお、前
記１〜４は感湿素子１２を形成している。

この感湿素子１２は、次の方法で作成できる。

すなわち、アルミナ基板１上に、導体である下
部電極３、感湿材２、上部電極４を、順次それぞ
れスクリーン印刷法で印刷焼成することにより作
成できる。

なお、前記感湿材２は、例えば周知方法によつ
て、混合、仮焼、粉砕して作成されたFeAI₂O₄
と、高融点結晶化ガラスと、有機ビヒクルとから
なる感湿材ペーストを、前述したように、スクリ
ーン印刷法で40μmの膜厚に形成し、かつこれを
1000℃で焼付けることにより作成できる。

また、抵抗発熱体５は、前記アルミナ基板１の
裏面に、感湿素子１２と同様に、スクリーン印刷
法で印刷焼成することにより作成できる。

上記のようにして作成された感湿素子１２は、
よく知られているように、下部電極３および上部
電極４の間の抵抗値変化、すなわち感湿材２の抵
抗値変化により、湿度の変化を検出する。

このような感湿素子においては、よく知られて
いるように、その精度および信頼性を確保するた
めに、前記素子を加熱クリーニングし、常にリフ
レツシユする必要がある。第１図の抵抗発熱体５
は、そのためのものである。すなわち、感湿素子
１２の加熱クリーニングは、前記発熱体５に、一
定時間電流を供給して行なわれる。

金属酸化物系の感湿素子は、よく知られている
ように、雰囲気の相対湿度に見合つた湿分の吸脱
着を行なう。すなわち、上記したような感湿素子
１２を用いた湿度検出装置が、雰囲気の相対湿度
を検知できるのは、前記吸脱着の程度に応じて、
上記したように、感湿材２の抵抗値が変化するた
めである。

一方、前記感湿素子１２は、湿度が一定であつ
ても、僅かずつではあるが抵抗値の増加がある。
これは、初期の段階で吸着した水分が水酸基とな
り感湿材２の表面に水酸化物を生成するためであ
る。この現象は、前述の雰囲気湿度に応じて吸脱
着する現象に比べると、長時間に亘つて進行す
る。

前述した単なる湿分の吸着では、相対湿度が変
ると、その湿分は容易に吸脱着するが、水酸化物
が生成された場合には、その水酸化物の脱離は、
常温常湿時においては難しく、400℃以上の加熱
が必要である。そこで湿度検出に誤差を生じない
ように、この水酸化物を取り除き、感湿素子１２
をリフレツシユするためには、加熱クリーニング
が必要となる。

また、感湿素子１２が置かれている雰囲気によ
つても異なるが、予期せぬ異物が、前記感湿素子
１２に付着する場合が考えられる。その代表的な
ものとして考えられるのは、天ぷら油、ヘアスプ
レ等の飛沫や、たばこの煙の高濃度なもの、その
他塵埃などである。このような異物が、感湿素子
１２の表面に付着する場合にも、湿度検出に誤差
を生じる。

そこで、この場合にも、前記化学吸着の場合と
同様に、感湿素子１２を加熱クリーニングし、リ
フレツシユする必要がある。なお、この様な場合
は、加熱クリーニングを行なうことで、再び正常
な湿度の検出が可能となる。

ところで、湿度検出装置の使用態様によつても
異なるが、感湿素子１２を常時稼動させる必要の
ある態様では、頻繁な加熱クリーニングは、好ま
しいものではない。なぜならば、上記したような
態様では、加熱クリーニング方式の場合、クリー
ニング中は勿論のこと、クリーニング後において
も、感湿素子が室温に冷却されるまでは、湿度検
出が行なえないからである。

このような使用態様としては、湿度を常時検出
し、常に湿度を一定に制御しようとする使用態様
や、感湿素子からの電気信号（例えば、電圧値変
化）を湿度に換算する回路を用いて、デジタル表
示等を行なう使用態様などが考えられる。

しかし、広範な測定領域、精度、信頼性および
寿命、さらには素子に付着した汚染物を除去する
ことができる事等を考慮すると、この金属酸化物
系感湿素子以外には、今のところ実用に供しうる
ものがない。そこで、従来、加熱クリーニングの
頻度を少なくしても、感湿素子１２の信頼性が確
保できるように、感湿材２の組成や、微粉細化、
焼成などのプロセス条件を工夫していた。

しかし、現在のところその効果は、僅かなもの
である。したがつて、湿度を常時検出および表示
するような態様で用いられる感湿素子では、加熱
クリーニングの頻度を極力少くする必要があつ
た。

第２図は、金属酸化物系感湿素子を、24℃、50
％RH（相対湿度）の一定湿度槽に設置し、前記
素子の経時的抵抗値変化から、湿度検出誤差を測
定して得られた湿度検出誤差（％RH）−経過時
間(h)る。

同図から明らかなように、経過時間(h)が24時間
以内では、湿度の検出誤差は２％RH以下である
ことが判る。

そこで、従来は一般住居用に用いられる感湿素
子の場合、通常、加熱クリーニングの回数を、多
くても１日１回程度と定めていた。なぜならば、
正常な雰囲気においては、24時間に１度リフレツ
シユすることで、感湿素子１２の信頼性を長期に
確保できるからである。換言すれば、主に感湿材
に生成した水酸化物の除去を目的とする加熱クリ
ーニングでは、１日１回程度で十分であると言え
る。

しかしながら、前述した予期せぬ異物の付着に
より、感湿素子１２が汚染される場合（以下、異
常時という）には、前述の如く、一定時間（１日
１回）のサイクルでクリーニングするシステムで
は、汚染されてから、クリーニングして、リフレ
ツシユするまでは、正確な湿度の検出が不可能と
なる欠点があつた。

なぜならば、例えば、上述した天ぷら油の飛沫
で汚染された場合には、感湿材２の抵抗値は、10
倍以上にもなり、また高濃度のたばこの煙では、
約2.5倍に抵抗値が増加するからである。

したがつて、湿度を常時検出および表示するよ
うな態様で用いられる感湿素子においては、従来
から、定期的（前述したように、例えば１日１
回）にクリーニングを行なうとともに、異常時に
は、これを正確に検知し、特別に加熱クリーニン
グを行なえる湿度検出装置が要望されていた。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、高い信頼性で異常時を確実に検知し、かつ
この異常時においては、定期的クリーニングとは
別に、特に加熱クリーニングを自動的に行なうよ
うにした湿度検出装置を提供するにある。

前記目的を達成するために、本発明では、感湿
素子に電圧を印加する手段と、一定範囲の湿度を
予め複数段階に区切り、これに対応した電圧を順
次出力する電圧出力手段と、前記電圧出力手段か
ら出力される電圧と前記感湿素子から出力される
電圧との差の極性が反転した時に、出力信号を発
生するコンパレータと、前記コンパレータからの
出力信号に応じて、前記電圧出力手段の電圧値を
取り込み、格納する手段とを設けることとした。

さらに、本発明では、前記目的を達成するため
に、前記取り込み格納手段において格納した電圧
値の、その前の予定個数の平均値（一次平均値）
を求める手段と、前記一次平均値を、必要に応じ
てさらにある予定個数集めて二次平均値を求める
手段と、前記一次平均値のあるものと前記一次平
均値よりも時間的に遅れて求められた同じく一次
平均値、または前記一次平均値よりも時間的に遅
れて求められた二次平均値とを比較し、前記一次
平均値のあるものと、前記一次平均値よりも時間
的に遅れて求められた一次平均値、または前記一
次平均値よりも時間的に遅れて求められた二次平
均値との差が、ある許容範囲を超えている場合
に、前記感湿素子を加熱するための信号を出力す
る手段と、前記加熱信号出力手段からの信号によ
り、前記感湿素子を加熱する手段とを設けること
とした。

以下、本発明を図面を用いて説明する。

第３図は、本発明の湿度検出装置の一実施例を
示す回路図である。

同図において、１０は50Hz、1Vの電力入力端
子、１１は増幅器、１２は感湿素子、１３は対数
一比例変換回路、１３ａは反転増幅器、１４はコ
ンパレータ、１５はマイコン、１６は発熱体用リ
レー、１７はリレー制御回路、１７ａはタイマ、
１７ｂはスイツチ、１８は基準電圧発生回路であ
る。なお、５は第１図と同様、抵抗発熱体を示
す。

以下、第３図の動作を説明する。

感湿素子１２の抵抗値、すなわち、その出力電
圧値は、よく知られているように、湿度変化に対
して対数的に変化する。そこで、本実施例では、
前記感湿素子１２の次段に、出力電圧値の前記対
数変化を比例変化に変換する対数一比例変換回路
１３を設けた。

それ故に、対数一比例変換回路１３の出力電圧
は、第４図ａに示したように、相対湿度の瞬時値
に比例したものとなる。

前記のように、相対湿度の瞬時値をあらわす対
数一比例変換回路１３の出力電圧は、コンパレー
タ１４の反転入力端子に入力される。

一方、マイコン１５からは、例えば一般家庭環
境湿度として考えられる10％RH〜90％RHを、
64段階（ステージ）に区切り（したがつて、１ス
テージは、1.25％RHとなる）、各々のステージを
代表するように予め定められたデジタル基準電圧
信号が、遅くとも一秒周期で順次出力され、基準
電圧発生回路１８に供給される。

したがつて、基準電圧発生回路１８からは、第
４図ｂに示すように、相対湿度の各ステージを代
表し、階段状に変化するアナログ基準電圧が同じ
周期で発生され、コンパレータ１４の非反転入力
端子に供給される。

コンパレータ１４では、相対湿度の瞬時値をあ
らわす入力電圧と、64段階に変化するアナログ基
準電圧とが比較される。そして、前記コンパレー
タ１４の出力信号は、前記アナログ基準電圧が前
記相対湿度の瞬時値をあらわす入力電圧よりも上
回つた時点で、反転し、“１”レベルの信号とな
る。

一方、マイコン１５は、前記コンパレータ１４
の出力信号が“１”レベルに反転した時に、自か
らが出力していたデジタル基準電圧信号を、その
時の瞬時湿度H_i（H_iは１，２……64のいずれかの
整数、またｉは自然数）として、取り込む。

また、前記マイコン１５は、最新の瞬時湿度
H_iを含む直前のα個−すなわち、H_i，H_i-1，
H_i-2，……H_i-〓₊₁の一次平均湿度_j（ｊ＝_i-〓₊₁）
を求める。

さらに、マイコン１５では、前記一次平均湿度
Ｘ_jを含む直前のβ個−すなわち、_j，_j-1，…
…_j-〓₊₁の二次平均湿度_l（ｌ＝ｊ−β＋１＝
ｉ−α−β＋２）を求める。

したがつて、いま、第Ａ回目の瞬時湿度測定時
に、感湿素子１２に異常を生じ、第７図の１に示
すように、その測定値が急増したと仮定すると、
一次平均湿度_jは、同図２のように、第Ａ回目
を含むα回分の測定周期にわたつて、−すなわち、
Ｘ_A-〓₊₁から_Aまで階段的に増加する。

これに伴つて、二次平均湿度_lは、同図３の
ように、瞬時湿度H_iの変化時点から、（α＋β）
回分の測定周期にわたつて、−すなわち、_A-〓_-〓
_＋２から_A+1まで、前記一次平均湿度_jの増加割
合よりも少ない割合で増加する。

つづいて、マイコン１５内では、一次平均湿度
Ｘ_jからの二次平均湿度_l（ただし、ｌ＞ｊ−β
＋１）の偏差を求め、前記の偏差を設定値δと比
較する。

そして、偏差が設定値δよりも大きいときは、
異常時と判定し、マイコン１５はリレー制御回路
１７に異常信号を伝送し、そのスイツチ１７ｂを
オンにして、予定時間の間抵抗発熱体５に給電す
る。これによつて、感湿素子１２が加熱クリーニ
ングされる。

なお、これらα，βおよびδを適当に選ぶこと
によつて、何秒間異常が継続した時に、異常時と
判定するか、および異常発生から何秒後に異常の
判定をするかを決めることができる。

前記の予定時間が満了し、発熱体用リレー１６
の接点が開放されると、感湿素子１２の加熱は止
まる。加熱完了後、感湿素子１２の温度が室温に
戻るまでの予定時間の間は、マイコン１５による
前述の湿度測定動作は禁止される。

以上の説明（第１の実施例の説明）は、マイコ
ン１５内で、一次平均湿度_jと二次平均湿度_l
とをそれぞれ求め、さらにこの両者の偏差を設定
値δと比較することによつて、異常時の有無を判
定する場合であつた。

しかし、時間的に異なる２つの一次平均湿度
_ｊ−例えば、ある一次平均湿度_jおよびそれより
α個後の一次平均湿度_j+〓の偏差を設定値γと
比較することによつても、異常の有無を判定する
ことができることは明らかである。

以下、主に、マイコン１５の動作の一例を、前
述した第１の実施例を例にとつて、第５図のフロ
ーチヤートおよび第６図の説明図を参照して説明
する。なお、説明の便宜上、この場合は、前述の
説明におけるαおよびβを共に、20に設定した。

まず、第５図のステツプＳ１では、瞬時湿度測
定回数カウンタ（以下、ｉカウンタと称する）の
カウント値ｉおよび一次平均湿度演算カウンタ
（以下、ｊカウンタと称する）のカウント値ｊを
リセツトし、それぞれ０とする。

ステツプＳ２では、前記ｉカウンタのカウント
値ｉに１を加える。ステツプＳ３では、瞬時湿度
の１回当りの測定時間である１秒間のタイムスロ
ツトカウンタをリセツトする。ステツプＳ４で
は、相対湿度64ステージに対応する基準電圧信号
Ｖを、初期値V₀にセツトする。

ステツプＳ５では、コンパレータ１４の出力信
号が、“１”レベルに反転したか否かを判断する。
“１”レベルに反転していなければ、ステツプＳ
６に進む。ステツプＳ６では、この時の基準電圧
信号Ｖに、相対湿度１ステージアツプに相当する
電圧ΔVを加える。

この手順一ステツプＳ５およびＳ６は、ステツ
プＳ５で、コンパレータ１４の出力信号が“１”
レベルに反転したと判断されるまで、くり返して
行なわれる。ステツプＳ５で、コンパレータ１４
の出力が“１”レベルに反転したと判断すると、
ステツプＳ７へ進む。

ステツプＳ７では、コンパレータ１４の出力信
号が、“１”レベルに反転した時の基準電圧信号
Ｖの値を、その時の瞬時湿度（以下データとい
う）H_iとして取り込み、メモリ内に格納する。

ステツプＳ８では、前記ｉカウンタのカウンタ
値ｉが、２０（一般的にはα）よりも大きい−す
なわち、瞬時湿度の測定が20回を超したかどうか
を判断する。前記関係になければ、ステツプＳ９
に進む。

ステツプＳ９では、カウント値ｉが、ｉ＝20の
関係にあるか否かを判断する。前記関係になけれ
ば、ステツプＳ１０へ進む。ステツプＳ１０で
は、ステツプＳ３においてタイムスロツトカウン
タをリセツトしてから、１秒間（この時間は任意
に設定できる）経過したか否かを判断する。経過
していなければ、経過するまで待機する。経過す
ると、ステツプＳ２へ戻る。

上述したようなサイクルは、瞬時湿度測定カウ
ンタのカウント値ｉが20にカウントアツプするま
で続けられる。

ステツプＳ９でカウント値ｉが20と判断される
と、ステツプＳ１１へ進む。ステツプＳ１１で
は、ステツプＳ７でメモリ内に格納した20個のデ
ータH₁〜H₂₀の平均値₁を求め、かつこの₁を
メモリ内に格納する。このステツプＳ１１が終わ
ると、再びステツプＳ１０へ戻る。

ステツプＳ１０では、前述したように、タイム
スロツトカウンタをリセツトしてから、１秒経過
したか否かを判断し、経過していれば、さらにス
テツプＳ２へ戻る。この時のカウント値ｉは、第
６図からも明らかなように、21となる。

この時、続くステツプＳ３→ステツプＳ４→ス
テツプＳ５→ステツプＳ６のサイクルにより、21
番目のデータH₂₁が求められる。ステツプＳ７で
は、このデータH₂₁を取り込み、メモリ内に格納
する。ステツプＳ８では、ｉ＞20の関係を充たす
と判断する。そこで、ステツプＳ１２へ進む。

ステツプＳ１２では、ステツプＳ１１で求めた
最初の20個のデータH₁〜H₂₀の平均値₁を20倍
したものから、最初の１個目のデータH₁を減じ、
前記ステツプＳ７で新たに取り込んだ21番目のデ
ータH₂₁を加算した数値を20で割ることにより、
更新された20個のデータH₂，H₃…H₂₁の平均値
Ｘ₂を求める。

その後ステツプＳ１３へ進み、前記ｊカウンタ
のカウント値ｊに１を加算する（第６図参照）。
なお、さらに、前記ステツプＳ１２では、ここで
求めた20個のデータの平均値_i-19を、メモリ内
に格納する。

ステツプＳ１４では、ｊカウンタのカウント値
ｊが、ｊ＞19の関係にあるか否かを判断する。前
記関係になければ、ステツプＳ１５へ進む。

ステツプＳ１５では、カウント値ｊが、ｊ＝19
の関係にあるか否かを判断する。前記関係になけ
れば、ステツプＳ１０の判断を経て、ステツプＳ
２へ戻る。

上述したようなサイクルは、ｊが19になるまで
繰り返される。ステツプＳ１５でカウント値ｊが
19と判断されると、ステツプＳ１６へ進む。

ステツプＳ１６では、ステツプＳ１１でメモリ
内に格納した一次平均湿度₁と、ステツプＳ１
２でメモリ内に格納した19個の一次平均湿度₂
〜₂₀との平均値₁を求める。なお、このステ
ツプＳ１６では、前記二次平均湿度₁をメモリ
内に格納する。

このステツプＳ１６が終わると、再びステツプ
Ｓ１０の判断を経て、ステツプＳ２へ戻る。この
時、カウント値ｉは、第６図から明らかなように
40となる。

そして、ステツプＳ３→ステツプＳ４→ステツ
プＳ５→ステツプＳ６→ステツプＳ７→ステツプ
Ｓ８→ステツプＳ１２→ステツプＳ１３を経てス
テツプＳ１４へ進む。なお、この時のカウント値
ｊは、第６図から明らかなように、20であるの
で、さらにステツプＳ１７へ進む。

ステツプＳ１７では、一次平均湿度_j-19が、
二次平均湿度_j-19±δの範囲内にあるか否かを
判断する。範囲内になければ、異常時であるとし
て、感湿素子１２を加熱クリーニングするため
に、リレー制御回路１７のスイツチ１７ｂをオン
にする信号を出力する。

すなわち、第５図では、加熱クリーニング処理
を行なうステツプＳ１８へ進む。ステツプＳ１８
の処理が終わると、ステツプＳ１９へ進む。

ステツプＳ１９では、遅延タイマが始動され
る。続くステツプＳ２０では、前記遅延タイマに
より設定した遅延時間に相当する値−すなわち、
前述したように、加熱クリーニング終了後、感湿
素子１２が室温に冷却されるまでの時間に相当す
るカウント値まで、遅延タイマがカウントアツプ
されたか否かを判断する。

前記カウント値まで、遅延タイマがカウントア
ツプされたと判断すると、ステツプＳ１へ戻る。
この時、ステツプＳ１では、前述した最初の処理
が行なわれる−すなわち、ｉカウンタのカウント
値ｉおよびｊカウンタのカウント値ｊをリセツト
し、それぞれ０とする。

一方、前記ステツプＳ１７で、前述した範囲内
にあると判断されれば、ステツプＳ２１へ進む。

ステツプＳ２１では、カウント値ｊが、ｊ＞39
の関係にあるか否かを判断する。前記関係になけ
れば、ステツプＳ２２へ進む。

ステツプＳ２２では、式(1)に示すような演算が
なされ、_j-18が求められる。かつ、また、この
ステツプＳ２２では、この求めた平均値_j-18
を、メモリ内に格納する。

_j-18＝X_j+1＋……＋X_j-18／20 …(1) このステツプＳ２２が終わると、再びステツプ
Ｓ１０の判断を経て、ステツプＳ２へ戻る。この
サイクルは、ｊカウンタのカウント値が40になる
まで続けられる。ｊが40になると、ステツプＳ２
１の条件を充たすと判断されるので、ステツプＳ
２３へ進む。

ステツプＳ２３では、式(2)に示すような、ステ
ツプＳ１２と同様の演算がなされ、二次平均湿度
Ｙ₂₂以降の平均湿度_j-18が求められる。かつ、
また、このステツプＳ２３では、この求めた平均
湿度_j-18を、メモリ内に格納する。

_j-18＝_j-20−_j-39＋_j-19 …(2) このステツプＳ２３が終わると、再びステツプ
Ｓ１０の判断を経て、ステツプＳ２へ戻る。

すなわち、マイコン１５は、ステツプＳ１７の
条件が充たされず、異常時と判断した場合にの
み、感湿素子１２を加熱クリーニングするための
信号を出力する。

しかし、それ以外は、ステツプＳ２→ステツプ
Ｓ３→ステツプＳ４→ステツプＳ５→ステツプＳ
６→ステツプＳ７→ステツプＳ８→ステツプＳ１
２→ステツプＳ１３→ステツプＳ１４→ステツプ
Ｓ１７→ステツプＳ２１→ステツプＳ２３のサイ
クルを継続することとなる。

以上の動作を、第９図を参照して、簡潔に説明
する。

上記の例では、一次平均湿度_jは瞬時湿度デ
ータH_i20個分の平均であり、同図ａに示されて
いるように、例えば_iはH_i〜H_i+20の平均とな
る。また、二次平均湿度₁は前記一次平均湿度
Ｘ_j20個分の平均であり、同図ａに示されている
ように、例えば_iはX_i〜X_i+20の平均となる。

そこで、同図ｂの実線で示されているように、
感湿素子の瞬時湿度データH_i+21から継続的な異
常が始まつたとすると、一次平均湿度_jは_i+1
から_i+21まで徐々に増加する。また、二次平均
湿度₁は_i-19から_i+21まで前記一次平均湿度
Ｘ_jの勾配の１／２の勾配で徐々に増加する。

本実施例では、前記ステツプＳ１７の比較は、
一次平均湿度_iと二次平均湿度_i、_i+1と_i+1、
Ｘ_i+2と_i+2、……というふうに比較される。そ
して、前記一次平均値と二次平均値との差の絶対
値が所定値δより大きければ、継続的な異常と判
定されることになる。図示の例では、前記異常の
開始点のデータである_i+1と_i+1との差が最大
となり、少なくともこの時点で両者の差の絶対値
が前記所定値δを越えることとなる。

しかしながら、感湿素子の異常が、同図９ｂの
H_i、_j、および₁において点線で示されている
ように、一時的である場合には、前記一次平均湿
度_iと二次平均湿度_i、_i+1と_i+1、_i+2と_i
_＋２、……の各差の絶対値は、前記所定値δを越え
ることはない。よつて、前記ステツプＳ１７の判
断は肯定となり、加熱クリーニングは実行されな
いこととなる。

以上の説明は、第５図のフローチヤートに従つ
た演算処理法であつたが、第８図に示すフローチ
ヤートに従つた演算処理法でも、前述した説明と
略同様に、異常の有無を判断することができる。
なお、第８図において、第５図と同一の符号で示
したステツプは、第５図と同等の処理および判断
をする。

以上が、マイコン１５の動作の一例の説明であ
つたが、これを要約して述べれば、次のようにな
る。

すなわち、異常時には、前述したように、その
都度加熱クリーニングする必要があるが、本実施
例では、この異常時か否かを正確に判別するた
め、感湿素子１２の抵抗値が急激に増減する現象
が、ある時間以上継続する場合にのみ、異常時と
判断することとし、この場合にのみ感湿素子１２
を加熱クリーニングすることとした。

このように一定時間、異常が継続した場合に、
異常時と判断することとしたのは、異常時以外
（定常状態）においても、一時的に異常時と同様
に、急激に抵抗値が増減する場合が考えられるか
らである。

このように抵抗値が急変するのは、例えば、温
度と湿度とがコントロールされた部屋の窓や扉
を、一時的に開放し、前記コントロール条件を大
幅に変えたような場合である。しかし、このよう
な場合には、加熱クリーニングする必要がないこ
とは、勿論である。

なお、定常状態における感湿素子１２の加熱ク
リーニングは、第３図に示すように、例えばリレ
ー制御回路１７内のタイマ１７ａを、適当にセツ
ト（例えば、24時間に１回作動するようにセツ
ト）することで、容易に行なうことができる。

次に、感湿素子１２を実際に汚染させて、本実
施例の湿度検出装置が、具体的にどのように働く
かを説明する。

(1) 調理用油を付着させて、感湿素子１２を汚染
した場合。

まず、室内の相対湿度を55％RHに調整し、
かつこの相対湿度を保持する。この状態で、調
理用油を付着させる前に、感湿素子１２の抵抗
値を測定すると、165KΩであつた。次に、前
記油を付着させながら、その抵抗値を測定する
と、33.4MΩに急激に増大した。

しかし、本実施例の湿度検出装置では、前記
33.4MΩの異常値が、ほぼ20秒継続した時か
ら、抵抗発熱体５に、1.8Wの電力が印加され
た。この印加時間は、10分間で、感湿素子１２
は、550℃で加熱された。

その結果、付着していた前記油は、ほぼ完全
に除去でき、通電終了後、例えば20分後には、
汚染前の抵抗値である165KΩに戻つていた。

(2) 感湿素子１２に呼気を３秒間吹き付けた場
合。

(1)と同様に、室内の相対湿度を55％RHに調
整し、かつこの相対湿度を保持する。この状態
で、(1)とは別個の感湿素子１２の抵抗値を測定
すると、160KΩであつた。

次に、この素子１２に、３秒間呼気を吹き付
けながらその抵抗値を測定すると、13KΩに激
減した。しかし、７秒後の抵抗値は、呼気吹き
付け前と同様の160KΩに戻つた。この間、本
実施例の湿度検出装置は、全く加熱クリーニン
グ動作を行なわず、通常状態を保持していた。

以上の説明から明らかなように、本発明では、
高い信頼性で異常時を確実に検知できるととも
に、この異常時においては、定期的クリーニング
とは別に、加熱クリーニングを自動的に行なうこ
とができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は感湿素子および抵抗発熱体の一例を示
す断面図、第２図は湿度検出誤差−経過時間特性
の一例を示す特性図、第３図は本発明の湿度検出
装置の一実施例を示す回路図、第４図ａ，ｂは第
３図のコンパレータ１４の動作を説明するための
図、第５図は第３図のマイコン１５の動作の一例
を説明するためのフローチヤート、第６図はｉカ
ウンタおよびｊカウンタのカウント値、データ
H_i、一次平均湿度_j、二次平均湿度_lの関係を
説明するための図、第７図はデータH_i、一次平
均湿度_j、二次平均湿度_lの関係を説明するた
めの図、第８図は、第３図のマイコン１５の動作
の他の一例を説明するためのフローチヤート、第
９図は第５図の動作を簡潔に説明するためのタイ
ミングチヤートである。５…抵抗発熱体、１１…増幅器、１２…感湿素
子、１３…対数一比例変換回路、１４…コンパレ
ータ、１５…マイコン、１６…発熱体用リレー、
１７…リレー制御回路、１７ｂ…スイツチ、１８
…基準電圧発生回路。

Claims

【特許請求の範囲】１抵抗値変化によつて湿度変化を検知する金属
酸化物系感湿素子の加熱クリーニング機構を有す
る湿度検出装置において、電力源からの電圧の供給を受け、雰囲気の湿度
変化に応じて、その抵抗値−すなわち、出力電圧
値を変化する感湿素子と、予め想定されうる湿度範囲を予め複数段階に区
切り、これに対応した電圧を順次出力する電圧出
力手段と、前記電圧出力手段から出力される電圧と前記感
湿素子から出力される電圧との差の極性が反転し
た時に、その出力信号を発生するコンパレータ
と、前記コンパレータからの出力信号に応じて、前
記電圧出力手段の電圧値（又は、これを代表する
値）を取込み格納する手段と、取込み時点の電圧値データを含む予定個数のデ
ータ、およびそれより所定時間以前に得られた予
定個数のデータの平均値を求める手段と、前記手段によつて求められた二つの平均値を比
較し、後者の平均値を基準にして、前者の平均値
が、ある許容範囲よりも増減している場合に、前
記感湿素子を加熱するための信号を出力する手段
と、前記加熱信号出力手段からの信号により、前記
感湿素子を加熱する手段とを具備したことを特徴
とする湿度検出装置。２抵抗値変化によつて湿度変化を検知する金属
酸化物系感湿素子の加熱クリーニング機構を有す
る湿度検出装置において、電力源からの電圧の供給を受け、雰囲気の湿度
変化に応じて、その抵抗値−すなわち、出力電圧
値を変化する感湿素子と、予め想定されうる湿度範囲を予め複数段階に区
切り、これに対応した電圧を順次出力する電圧出
力手段と、前記電圧出力手段から出力される電圧と前記感
湿素子から出力される電圧との差の極性が反転し
た時に、その出力信号を発生するコンパレータ
と、前記コンパレータからの出力信号に応じて、前
記電圧出力手段の電圧値（又は、これを代表する
値）を取込み格納する手段と、前記取込み格納手段に格納された電圧値データ
（H_i）であつて、取込み時点以前に得られた予定
個数（ｍ個）のデータの一次平均値（_j）を求
める手段と、前記一次平均値を、さらに予定個数（ｎ個）集
めて二次平均値（_l）を求める手段と、前記予定個数の一次平均値（_i〜_i+o）の内
の初期の一次平均値（_i）と、二次平均値（_i）
とを比較し、前記一次平均値を基準にして、前記
二次平均値がある許容範囲よりも増減している場
合に、前記感湿素子を加熱するための信号を出力
する手段と、前記加熱信号出力手段からの信号により、前記
感湿素子を加熱する手段とを具備したことを特徴
とする湿度検出装置。（ただし、前記ｉ、ｊ、ｌ、
ｍ、ｎは正の整数である。）