JPH05302908A - 感湿素子 - Google Patents
感湿素子Info
- Publication number
- JPH05302908A JPH05302908A JP13592492A JP13592492A JPH05302908A JP H05302908 A JPH05302908 A JP H05302908A JP 13592492 A JP13592492 A JP 13592492A JP 13592492 A JP13592492 A JP 13592492A JP H05302908 A JPH05302908 A JP H05302908A
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- JP
- Japan
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- sensitive element
- mol
- metal oxide
- humidity
- moisture
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- Pending
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 抵抗値が低く、加熱処理を施さなくとも経時
特性が安定で、かつ湿度ヒステリシスの小さい感湿素子
を提供する。 【構成】 金属酸化物のＺｎＯ，Ｃｒ2 Ｏ3 ，Ｌｉ
2 Ｏ，Ｖ2 Ｏ5 及びペロブスカイト型金属酸化物に換算
して、ＺｎＯ ４９〜３０モル％，Ｃｒ2 Ｏ3 ４９〜
３０モル％，Ｌｉ2 Ｏ ０．５〜１０モル％，Ｖ2 Ｏ5
０．５〜１０モル％，ペロブスカイト型金属酸化物
１〜２０モル％の組成を有する焼結体で構成する。
特性が安定で、かつ湿度ヒステリシスの小さい感湿素子
を提供する。 【構成】 金属酸化物のＺｎＯ，Ｃｒ2 Ｏ3 ，Ｌｉ
2 Ｏ，Ｖ2 Ｏ5 及びペロブスカイト型金属酸化物に換算
して、ＺｎＯ ４９〜３０モル％，Ｃｒ2 Ｏ3 ４９〜
３０モル％，Ｌｉ2 Ｏ ０．５〜１０モル％，Ｖ2 Ｏ5
０．５〜１０モル％，ペロブスカイト型金属酸化物
１〜２０モル％の組成を有する焼結体で構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、湿度の変化を電気抵抗
の変化として検出する金属酸化物からなる感湿素子に関
する。
の変化として検出する金属酸化物からなる感湿素子に関
する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、金属酸化物は吸水性に優れてい
るため、この性質を利用して感湿素子として利用し得る
ことが知られている。
るため、この性質を利用して感湿素子として利用し得る
ことが知られている。
【０００３】従来、金属酸化物を用いた感湿素子として
は、Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，Ｃｒ2 Ｏ3 などの金属酸
化物の微粉末を、無機質絶縁基板の表面に印刷又は塗布
などを行って感湿層を形成し、この感湿層の電気抵抗の
湿度に対する変化を利用したものである。
は、Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，Ｃｒ2 Ｏ3 などの金属酸
化物の微粉末を、無機質絶縁基板の表面に印刷又は塗布
などを行って感湿層を形成し、この感湿層の電気抵抗の
湿度に対する変化を利用したものである。
【０００４】しかしながら、この種の感湿素子は、物理
的，化学的，熱的には安定であるが、概して固有抵抗が
高いため、吸脱湿現象による多少の抵抗変化があって
も、これを電気的に、かつ高精度に検出することは難し
い。
的，化学的，熱的には安定であるが、概して固有抵抗が
高いため、吸脱湿現象による多少の抵抗変化があって
も、これを電気的に、かつ高精度に検出することは難し
い。
【０００５】また、スピネル構造酸化物の半導体性を利
用したものもあるが、抵抗値が比較的低く、相対湿度５
〜９５％の広範囲の湿度を検出することはできるが、室
温で放置すると抵抗値が増加し、再現性が得にくい欠点
がある。
用したものもあるが、抵抗値が比較的低く、相対湿度５
〜９５％の広範囲の湿度を検出することはできるが、室
温で放置すると抵抗値が増加し、再現性が得にくい欠点
がある。
【０００６】そのため、この欠点をなくすために感湿素
子自体を加熱することも一部行われており、加熱によっ
て再現性は得られるが、繰り返される加熱によって電極
材の特性が変化するという難点があった。
子自体を加熱することも一部行われており、加熱によっ
て再現性は得られるが、繰り返される加熱によって電極
材の特性が変化するという難点があった。
【０００７】したがって、従来一般化している感湿素子
は、信頼性に欠け実用上解決すべき多くの欠点を有して
いた。
は、信頼性に欠け実用上解決すべき多くの欠点を有して
いた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来一
般化している感湿素子は、固有抵抗が高いため精度に難
点があり、また、スピネル構造の酸化物を用いたもの
は、長期間にわたって高い信頼性を得ることは困難であ
った。
般化している感湿素子は、固有抵抗が高いため精度に難
点があり、また、スピネル構造の酸化物を用いたもの
は、長期間にわたって高い信頼性を得ることは困難であ
った。
【０００９】本発明は、上記のような欠点を解消するた
めになされたもので、従来問題とされていた、 抵抗値が高い 経時的安定性に欠ける などの問題点を解決を改善し、抵抗値が比較的低く、室
温放置で加熱しなくとも安定した抵抗値を得ることがで
き、経時特性にも優れ、しかも湿度ヒステリシスの小さ
い感湿素子を提供することを目的とするものである。
めになされたもので、従来問題とされていた、 抵抗値が高い 経時的安定性に欠ける などの問題点を解決を改善し、抵抗値が比較的低く、室
温放置で加熱しなくとも安定した抵抗値を得ることがで
き、経時特性にも優れ、しかも湿度ヒステリシスの小さ
い感湿素子を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明になる感湿素子
は、金属酸化物のＺｎＯ，Ｃｒ2 Ｏ3 ，Ｌｉ2 Ｏ，Ｖ2
Ｏ5 及びペロブスカイト型金属酸化物に換算して、Ｚｎ
Ｏ ４９〜３０モル％，Ｃｒ2 Ｏ3 ４９〜３０モル
％，Ｌｉ2 Ｏ ０．５〜１０モル％，Ｖ2 Ｏ5 ０．５
〜１０モル％，ペロブスカイト型金属酸化物 １〜２０
モル％の組成を有する焼成体からなることを特徴とする
ものである。
は、金属酸化物のＺｎＯ，Ｃｒ2 Ｏ3 ，Ｌｉ2 Ｏ，Ｖ2
Ｏ5 及びペロブスカイト型金属酸化物に換算して、Ｚｎ
Ｏ ４９〜３０モル％，Ｃｒ2 Ｏ3 ４９〜３０モル
％，Ｌｉ2 Ｏ ０．５〜１０モル％，Ｖ2 Ｏ5 ０．５
〜１０モル％，ペロブスカイト型金属酸化物 １〜２０
モル％の組成を有する焼成体からなることを特徴とする
ものである。
【００１１】
【作用】感湿素子が上記組成によって構成されているた
め、抵抗値が低く、室温放置で加熱処理を施さなくとも
経時安定性に優れ、湿度ヒステリシスも小さく、高信頼
性化に大きく貢献する作用を有する。
め、抵抗値が低く、室温放置で加熱処理を施さなくとも
経時安定性に優れ、湿度ヒステリシスも小さく、高信頼
性化に大きく貢献する作用を有する。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【００１３】図１に示すように、例えばアルミナ又はガ
ラス等からなる無機質の絶縁基板１の一表面に白金、金
等からなる一対の櫛形電極２，３を印刷等によって形成
し、次にこの櫛形電極２，３面上に、金属酸化物のＺｎ
Ｏ，Ｃｒ2 Ｏ3 ，Ｌｉ2 Ｏ，Ｖ2 Ｏ5 及びペロブスカイ
ト型金属酸化物に換算して、ＺｎＯ ４９〜３０モル
％，Ｃｒ2 Ｏ3 ４９〜３０モル％，Ｌｉ2 Ｏ ０．５
〜１０モル％，Ｖ2 Ｏ5０．５〜１０モル％，ペロブス
カイト型金属酸化物 １〜２０モル％の組成を有する金
属酸化物粉末にバインダーを添加して構成した金属酸化
物ペーストを印刷し、しかる後、この金属酸化物ペース
トを焼成して焼成体４を形成し、前記一対の櫛形電極
２，３の端子導出部それぞれにリード端子５，６を取着
してなるものである。
ラス等からなる無機質の絶縁基板１の一表面に白金、金
等からなる一対の櫛形電極２，３を印刷等によって形成
し、次にこの櫛形電極２，３面上に、金属酸化物のＺｎ
Ｏ，Ｃｒ2 Ｏ3 ，Ｌｉ2 Ｏ，Ｖ2 Ｏ5 及びペロブスカイ
ト型金属酸化物に換算して、ＺｎＯ ４９〜３０モル
％，Ｃｒ2 Ｏ3 ４９〜３０モル％，Ｌｉ2 Ｏ ０．５
〜１０モル％，Ｖ2 Ｏ5０．５〜１０モル％，ペロブス
カイト型金属酸化物 １〜２０モル％の組成を有する金
属酸化物粉末にバインダーを添加して構成した金属酸化
物ペーストを印刷し、しかる後、この金属酸化物ペース
トを焼成して焼成体４を形成し、前記一対の櫛形電極
２，３の端子導出部それぞれにリード端子５，６を取着
してなるものである。
【００１４】以上のような構成になる感湿素子によれ
ば、感湿素子を構成する焼成体４が前述の組成からなっ
ているため、抵抗値が低く、室温放置下で加熱処理を施
さなくとも抵抗値の増加はなく、しかも湿度ヒステリシ
スも小さい性能を発揮することから、感湿素子の高信頼
性化に大きく貢献できる効果が得られる利点を有する。
ば、感湿素子を構成する焼成体４が前述の組成からなっ
ているため、抵抗値が低く、室温放置下で加熱処理を施
さなくとも抵抗値の増加はなく、しかも湿度ヒステリシ
スも小さい性能を発揮することから、感湿素子の高信頼
性化に大きく貢献できる効果が得られる利点を有する。
【００１５】このことは、以下に示す本発明の特性、更
には本発明と従来例の特性比較を行った実験結果によっ
て実証された。
には本発明と従来例の特性比較を行った実験結果によっ
て実証された。
【００１６】（実施例１）表１に示すそれぞれの組成比
で製作した感湿素子Ａ〜Ｇそれぞれの湿度−インピーダ
ンス特性を調べた結果、図２に示すようになった。
で製作した感湿素子Ａ〜Ｇそれぞれの湿度−インピーダ
ンス特性を調べた結果、図２に示すようになった。
【００１７】図２から明らかなように、本発明の組成比
を満足するＣ、Ｄ、Ｅの感湿素子は、本発明の組成比か
ら逸脱するＡ、Ｂ、Ｆ、Ｇのものと比較して、優れた湿
度−インピーダンス特性を示し、本発明による組成が事
実優れていることがわかる。
を満足するＣ、Ｄ、Ｅの感湿素子は、本発明の組成比か
ら逸脱するＡ、Ｂ、Ｆ、Ｇのものと比較して、優れた湿
度−インピーダンス特性を示し、本発明による組成が事
実優れていることがわかる。
【００１８】
【表１】
【００１９】（実施例２）表２に示す組成比で製作した
感湿素子Ｈ〜Ｌそれぞれと、従来例であるスピネル構造
酸化物からなるＭｇＣｒ2 Ｏ4 系感湿素子Ｍの湿度５０
％ＲＨでの経時特性を調べた結果、図３に示すようにな
った。
感湿素子Ｈ〜Ｌそれぞれと、従来例であるスピネル構造
酸化物からなるＭｇＣｒ2 Ｏ4 系感湿素子Ｍの湿度５０
％ＲＨでの経時特性を調べた結果、図３に示すようにな
った。
【００２０】図３から明らかなように、従来例Ｍは経時
劣化が大きく実用的でないのに対して、本発明の組成比
を満足するＨ〜Ｌのものは、いずれも経時劣化が小さく
安定した特性を維持し、高い信頼性が得られることがわ
かる。
劣化が大きく実用的でないのに対して、本発明の組成比
を満足するＨ〜Ｌのものは、いずれも経時劣化が小さく
安定した特性を維持し、高い信頼性が得られることがわ
かる。
【００２１】
【表２】
【００２２】（実施例３）ＺｎＯ：４２モル％，Ｃｒ2
Ｏ3 ：４２モル％，Ｌｉ2 Ｏ：５モル％，Ｖ2 Ｏ5 ：５
モル％にＳｒＴｉＯ3 及びＬａＡｌＯ3 をそれぞれ３モ
ル％加えた組成で製作した本発明からなる感湿素子の経
時特性を調べた結果、１０００ｈ後で初期値に対するそ
の変化量が±７％ＲＨ以内であり、本発明の優れた経時
安定性を示した。
Ｏ3 ：４２モル％，Ｌｉ2 Ｏ：５モル％，Ｖ2 Ｏ5 ：５
モル％にＳｒＴｉＯ3 及びＬａＡｌＯ3 をそれぞれ３モ
ル％加えた組成で製作した本発明からなる感湿素子の経
時特性を調べた結果、１０００ｈ後で初期値に対するそ
の変化量が±７％ＲＨ以内であり、本発明の優れた経時
安定性を示した。
【００２３】（実施例４）ＺｎＯ：４３．５モル％，Ｃ
ｒ2 Ｏ3 ：４３．５モル％，Ｌｉ2 Ｏ：５モル％，Ｖ2
Ｏ5 ：５モル％に複合ペロブスカイト型金属酸化物のＰ
ｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/ 3 ）Ｏ3 を３モル％加えた組成で製
作した本発明からなる感湿素子それぞれの経時特性を調
べた結果、インピーダンス値はいずれも１０００ｈ後で
初期値に対するその変化量が±７％ＲＨ以内であり、本
発明の優れた経時安定性を示した。
ｒ2 Ｏ3 ：４３．５モル％，Ｌｉ2 Ｏ：５モル％，Ｖ2
Ｏ5 ：５モル％に複合ペロブスカイト型金属酸化物のＰ
ｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/ 3 ）Ｏ3 を３モル％加えた組成で製
作した本発明からなる感湿素子それぞれの経時特性を調
べた結果、インピーダンス値はいずれも１０００ｈ後で
初期値に対するその変化量が±７％ＲＨ以内であり、本
発明の優れた経時安定性を示した。
【００２４】なお、上記実施例ではＺｎＯ，Ｃｒ
2 Ｏ3 ，Ｌｉ2 ，Ｖ2 Ｏ5 にペロブスカイト型金属酸化
物としてＢａＴｉＯ3 ，ＣａＴｉＯ3 ，ＳｒＴｉＯ3 ，
ＬａＡｌＯ3 ，Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 などを加
えた組成からなる感湿素子を例示して説明したが、ペロ
ブスカイト型金属酸化物としては、１成分系のペロブス
カイト型金属酸化物であっても、２成分系、３成分系の
ペロブスカイト型金属酸化物であっても同効である。
2 Ｏ3 ，Ｌｉ2 ，Ｖ2 Ｏ5 にペロブスカイト型金属酸化
物としてＢａＴｉＯ3 ，ＣａＴｉＯ3 ，ＳｒＴｉＯ3 ，
ＬａＡｌＯ3 ，Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 などを加
えた組成からなる感湿素子を例示して説明したが、ペロ
ブスカイト型金属酸化物としては、１成分系のペロブス
カイト型金属酸化物であっても、２成分系、３成分系の
ペロブスカイト型金属酸化物であっても同効である。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、抵抗値が低く、回路的
に利用度が高く、室温放置で加熱しなくとも特性（抵抗
値）が安定で、経時特性に優れ、しかも湿度ヒステリシ
スの小さい高信頼性の感湿素子を得ることができる。
に利用度が高く、室温放置で加熱しなくとも特性（抵抗
値）が安定で、経時特性に優れ、しかも湿度ヒステリシ
スの小さい高信頼性の感湿素子を得ることができる。
【図１】本発明の感湿素子の一部破断斜視図である。
【図２】本発明の一実施例からなる感湿素子の湿度−イ
ンピーダンス特性を示す曲線図である。
ンピーダンス特性を示す曲線図である。
【図３】本発明の一実施例からなる感湿素子の５０％Ｒ
Ｈ下における経時特性を示す曲線図である。
Ｈ下における経時特性を示す曲線図である。
１ 絶縁基板 ２，３ 櫛形電極 ４ 焼成体 ５，６ リード端子
Claims (1)
- 【請求項１】 金属酸化物のＺｎＯ，Ｃｒ2 Ｏ3 ，Ｌｉ
2 Ｏ，Ｖ2 Ｏ5 及びペロブスカイト型金属酸化物に換算
して、ＺｎＯ ４９〜３０モル％，Ｃｒ2 Ｏ3 ４９〜
３０モル％，Ｌｉ2 Ｏ ０．５〜１０モル％，Ｖ2 Ｏ5
０．５〜１０モル％，ペロブスカイト型金属酸化物
１〜２０モル％の組成を有する焼成体からなる感湿素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13592492A JPH05302908A (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | 感湿素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13592492A JPH05302908A (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | 感湿素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05302908A true JPH05302908A (ja) | 1993-11-16 |
Family
ID=15163038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13592492A Pending JPH05302908A (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | 感湿素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05302908A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104165904A (zh) * | 2014-08-19 | 2014-11-26 | 山东理工大学 | 在线检测高温气相水分浓度的方法 |
-
1992
- 1992-04-27 JP JP13592492A patent/JPH05302908A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104165904A (zh) * | 2014-08-19 | 2014-11-26 | 山东理工大学 | 在线检测高温气相水分浓度的方法 |
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