JPH07140104A - 熱伝導式絶対湿度センサー - Google Patents
熱伝導式絶対湿度センサーInfo
- Publication number
- JPH07140104A JPH07140104A JP28795293A JP28795293A JPH07140104A JP H07140104 A JPH07140104 A JP H07140104A JP 28795293 A JP28795293 A JP 28795293A JP 28795293 A JP28795293 A JP 28795293A JP H07140104 A JPH07140104 A JP H07140104A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- humidity sensor
- absolute humidity
- heat
- resistance element
- heat conduction
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱伝導式絶対湿度センサーにおいて断線をな
くす。 【構成】 感熱抵抗素子１は弾性を有する細線（例え
ば、ステンレス材）によって形成された保持台１４を介
してステム４上に配設される。同様にして感熱抵抗素子
２は別の保持台を介して別のステム上に配設される。そ
してこれら感熱抵抗素子を用いて熱伝導式絶対湿度セン
サーを構成する。このような湿度センサーは、感熱抵抗
素子が弾性を有する保持台で支持されているから、振動
等の外力の影響を受けず、その結果断線を極めて少なく
することができる。
くす。 【構成】 感熱抵抗素子１は弾性を有する細線（例え
ば、ステンレス材）によって形成された保持台１４を介
してステム４上に配設される。同様にして感熱抵抗素子
２は別の保持台を介して別のステム上に配設される。そ
してこれら感熱抵抗素子を用いて熱伝導式絶対湿度セン
サーを構成する。このような湿度センサーは、感熱抵抗
素子が弾性を有する保持台で支持されているから、振動
等の外力の影響を受けず、その結果断線を極めて少なく
することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、雰囲気中の水蒸気量を
検出する熱放散式絶対湿度センサーに関する。
検出する熱放散式絶対湿度センサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、空調器，除湿器，加湿器，調理
器，栽培ハウス等における湿度（相対湿度，絶対湿度の
どちらでも良い）の検出制御の要求が高まっている。こ
の要求に応えるため種々の方式の湿度センサーが提案さ
れている。
器，栽培ハウス等における湿度（相対湿度，絶対湿度の
どちらでも良い）の検出制御の要求が高まっている。こ
の要求に応えるため種々の方式の湿度センサーが提案さ
れている。
【０００３】ここで、絶対湿度センサーの一例として熱
伝導式絶対湿度センサーを図４に示す。
伝導式絶対湿度センサーを図４に示す。
【０００４】図４（ａ）を参照して、まず、２個の感熱
抵抗素子１及び２を作製する作成に当って、感熱抵抗素
子１及び２はアルミナ上に白金薄膜を形成することによ
って作製される。（温度変化により抵抗値が変化する材
料であれば、サーミスタのようなセラミクスでも良
い。）感熱抵抗素子１に０．１〜０．２ｍｍ程度のワイ
ヤ３１５を半田付け或いは溶接により接続し、接続部を
ガラスコーティング３１６する。これによって接続部を
補強する。次にステム３４の端子部に半田付け或いは溶
接により端子（ワイヤ３１５）接続する。感熱抵抗素子
２も同様にして別のステムに固定される。感熱抵抗素子
１が固定された該ステム３４に通気孔５を設けたキャッ
プ３ａを溶接でかぶせる。一方、感熱抵抗素子２は、低
温（例えば−４０℃）にてステム３４にキャップ３ｂを
溶接でかぶせることにより乾燥空気中に封入する。その
後、キャップ３ａ，３ｂはそれぞれキャップはめ込み穴
８に挿入される。つまり、キャップ固定板６に圧入され
る。キャップ固定板６の外側に金属ケース１１をかぶせ
て、金属ケース１１と金属カバー１０とを固定する。こ
れによって、図４（ｂ）に示すように湿度センサーが完
成する。なお、キャップ固定台６及び金属ケース１１に
それぞれ通気孔７ａ及び７ｂが形成され、キャップ固定
台６にはワイヤ取り出し穴１３が設けられている。そし
て、ワイヤ取り出し穴１３を介して外部にワイヤ１２が
引き出される。
抵抗素子１及び２を作製する作成に当って、感熱抵抗素
子１及び２はアルミナ上に白金薄膜を形成することによ
って作製される。（温度変化により抵抗値が変化する材
料であれば、サーミスタのようなセラミクスでも良
い。）感熱抵抗素子１に０．１〜０．２ｍｍ程度のワイ
ヤ３１５を半田付け或いは溶接により接続し、接続部を
ガラスコーティング３１６する。これによって接続部を
補強する。次にステム３４の端子部に半田付け或いは溶
接により端子（ワイヤ３１５）接続する。感熱抵抗素子
２も同様にして別のステムに固定される。感熱抵抗素子
１が固定された該ステム３４に通気孔５を設けたキャッ
プ３ａを溶接でかぶせる。一方、感熱抵抗素子２は、低
温（例えば−４０℃）にてステム３４にキャップ３ｂを
溶接でかぶせることにより乾燥空気中に封入する。その
後、キャップ３ａ，３ｂはそれぞれキャップはめ込み穴
８に挿入される。つまり、キャップ固定板６に圧入され
る。キャップ固定板６の外側に金属ケース１１をかぶせ
て、金属ケース１１と金属カバー１０とを固定する。こ
れによって、図４（ｂ）に示すように湿度センサーが完
成する。なお、キャップ固定台６及び金属ケース１１に
それぞれ通気孔７ａ及び７ｂが形成され、キャップ固定
台６にはワイヤ取り出し穴１３が設けられている。そし
て、ワイヤ取り出し穴１３を介して外部にワイヤ１２が
引き出される。
【０００５】感熱抵抗素子１（抵抗値ＲHT）と感熱抵抗
素子２（抵抗値ＲT ），固定抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ
ｓ（ただし、白金抵抗のように正特性の温度特性を持つ
感熱抵抗素子の場合はＲｓは必要無し）により図３に示
すホイートストンブリッジを構成する。ただしＲT とＲ
HTの温度−抵抗特性は等しく、Ｒ１とＲ２の抵抗値も等
しくなければならない。
素子２（抵抗値ＲT ），固定抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ
ｓ（ただし、白金抵抗のように正特性の温度特性を持つ
感熱抵抗素子の場合はＲｓは必要無し）により図３に示
すホイートストンブリッジを構成する。ただしＲT とＲ
HTの温度−抵抗特性は等しく、Ｒ１とＲ２の抵抗値も等
しくなければならない。
【０００６】感熱抵抗素子２は乾燥雰囲気中に封入され
ており、感熱抵抗素子１は外気中にさらされている。こ
の時、感熱抵抗素子１，２に印加されている電圧によ
り、感熱抵抗素子１，２は自己発熱をし、周囲温度より
も高くなる。感熱抵抗素子１，２の温度は、感熱抵抗素
子１，２に加わる電力と感熱抵抗素子１，２の熱放散に
より決定されるが、外気中に水蒸気が含まれていると水
蒸気が含まれていない場合に比べて水蒸気の熱伝導が作
用して熱放散が大きくなる。このため、感熱抵抗素子１
の温度が感熱抵抗素子２よりも低くなる。従って、固定
抵抗Ｒ３の両端に電位差（ブリッジバランス）ＶOUT が
生じる。この現象を利用し大気中の絶対湿度を検出する
ことができる。
ており、感熱抵抗素子１は外気中にさらされている。こ
の時、感熱抵抗素子１，２に印加されている電圧によ
り、感熱抵抗素子１，２は自己発熱をし、周囲温度より
も高くなる。感熱抵抗素子１，２の温度は、感熱抵抗素
子１，２に加わる電力と感熱抵抗素子１，２の熱放散に
より決定されるが、外気中に水蒸気が含まれていると水
蒸気が含まれていない場合に比べて水蒸気の熱伝導が作
用して熱放散が大きくなる。このため、感熱抵抗素子１
の温度が感熱抵抗素子２よりも低くなる。従って、固定
抵抗Ｒ３の両端に電位差（ブリッジバランス）ＶOUT が
生じる。この現象を利用し大気中の絶対湿度を検出する
ことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
湿度センサーでは、白金薄膜とワイヤとを半田づけ等を
用いて単に接続しているだけであるから、接続部分が振
動等の外力にたいして弱く、剥離断線するという問題が
ある。
湿度センサーでは、白金薄膜とワイヤとを半田づけ等を
用いて単に接続しているだけであるから、接続部分が振
動等の外力にたいして弱く、剥離断線するという問題が
ある。
【０００８】本発明の目的は断線率が極めて少ない熱伝
導式絶対湿度センサーを提供することにある。
導式絶対湿度センサーを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明では、感熱抵抗素
子を弾性を有する保持台を介してステム上に配設するこ
とを特徴としている。
子を弾性を有する保持台を介してステム上に配設するこ
とを特徴としている。
【００１０】
【作用】本発明では、弾性を有する保持台を介してステ
ム上に感熱抵抗素子を配設したから、振動等の外力に対
する影響を受けにくい。
ム上に感熱抵抗素子を配設したから、振動等の外力に対
する影響を受けにくい。
【００１１】
【実施例】以下本発明について実施例によって説明す
る。
る。
【００１２】図１を参照して、感熱抵抗素子１及び２は
アルミナ上に白金薄膜を形成することによって作製され
る（温度変化により抵抗値が変化する材料であれば、サ
ーミスタのようなセラミクスでも良い）。
アルミナ上に白金薄膜を形成することによって作製され
る（温度変化により抵抗値が変化する材料であれば、サ
ーミスタのようなセラミクスでも良い）。
【００１３】感熱抵抗素子１は保持台１４を介してステ
ム４に接着剤（使用温度により無機，有機接着剤を使い
分ける）による接着、あるいは溶接によって固定され
る。その後、３０μｍ程度の細線をワイヤボンディング
（或いは半田付け）により端子接続をする。保持台１４
は熱の漏れが大きくならないように０．１〜０．２ｍｍ
程度のワイヤを折り曲げて構成し、安定性を考え図１に
示すように折り曲げ形状を備えている。保持台１４の材
質は少しの振動等では曲がらないようにバネ材ステンレ
スを用いたが、運搬時等に過大な外力が加わり形状が変
化するような場合には超弾性合金を用いれば、運搬時に
振動する事はあっても形状変化することが無くなり有効
である。なお、感熱抵抗素子２も同様にして別の保持台
１４上に取り付けた後、別のステム４に配置（接着等）
される。
ム４に接着剤（使用温度により無機，有機接着剤を使い
分ける）による接着、あるいは溶接によって固定され
る。その後、３０μｍ程度の細線をワイヤボンディング
（或いは半田付け）により端子接続をする。保持台１４
は熱の漏れが大きくならないように０．１〜０．２ｍｍ
程度のワイヤを折り曲げて構成し、安定性を考え図１に
示すように折り曲げ形状を備えている。保持台１４の材
質は少しの振動等では曲がらないようにバネ材ステンレ
スを用いたが、運搬時等に過大な外力が加わり形状が変
化するような場合には超弾性合金を用いれば、運搬時に
振動する事はあっても形状変化することが無くなり有効
である。なお、感熱抵抗素子２も同様にして別の保持台
１４上に取り付けた後、別のステム４に配置（接着等）
される。
【００１４】感熱抵抗素子１を固定したステム４に通気
孔５を設けたキャップ３ａを溶接でかぶせる。一方、感
熱抵抗素子２は、低温（−４０℃）にてステム４にキャ
ップ３ｂを溶接でかぶせることにより乾燥空気中に封入
する。その後、キャップ３ａ，３ｂをキャップ固定板６
に圧入し、キャップ固定板６の外側に金属ケース１１を
かぶせて、金属カバー１０を取り付けて完成する。
孔５を設けたキャップ３ａを溶接でかぶせる。一方、感
熱抵抗素子２は、低温（−４０℃）にてステム４にキャ
ップ３ｂを溶接でかぶせることにより乾燥空気中に封入
する。その後、キャップ３ａ，３ｂをキャップ固定板６
に圧入し、キャップ固定板６の外側に金属ケース１１を
かぶせて、金属カバー１０を取り付けて完成する。
【００１５】感熱抵抗素子１（抵抗値ＲHT）と感熱抵抗
素子２（抵抗値ＲT ），固定抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ
ｓ（ただし、白金抵抗のように正特性の温度特性を持つ
感熱抵抗素子の場合はＲｓは必要無し）により図３に示
すホイートストンブリッジを構成して使用する。
素子２（抵抗値ＲT ），固定抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ
ｓ（ただし、白金抵抗のように正特性の温度特性を持つ
感熱抵抗素子の場合はＲｓは必要無し）により図３に示
すホイートストンブリッジを構成して使用する。
【００１６】上述のようにして得られたセンサー部と、
複数の抵抗を組み合わせて、ブリッジ回路を構成し、絶
対湿度が検出できることは従来と同様であるので説明を
省略する。また、図１において図４と同一の構成要素に
ついては同一の参照番号を付し、説明を省略する。
複数の抵抗を組み合わせて、ブリッジ回路を構成し、絶
対湿度が検出できることは従来と同様であるので説明を
省略する。また、図１において図４と同一の構成要素に
ついては同一の参照番号を付し、説明を省略する。
【００１７】前述の実施例では保持台用細線としてステ
ンレス材を用いたが、Ｆｅ−Ｎｉ系合金材（例えば、Ｎ
４２材、この材料はアルミナ基板と熱膨張率が等しく、
ガラス接着の際の信頼性が高い）を用いてもよく、超弾
性合金材としてはＴｉ−Ｎｉ系又はＣｕ系の超弾性合金
材が用いられる。
ンレス材を用いたが、Ｆｅ−Ｎｉ系合金材（例えば、Ｎ
４２材、この材料はアルミナ基板と熱膨張率が等しく、
ガラス接着の際の信頼性が高い）を用いてもよく、超弾
性合金材としてはＴｉ−Ｎｉ系又はＣｕ系の超弾性合金
材が用いられる。
【００１８】さらに、図１（ｂ）に示す保持台１４の代
わりに図２に示す保持台１６を用いてもよい。この保持
台１６は、例えば、ステンレス材で形成されており、保
持台１６は底面部１６ａと一対の側面部１６ｂとを備え
ている。そして、この側面部１６ｂには波形形状の挟持
部１６ｃが形成されている。感熱抵抗素子１（又は感熱
抵抗素子２）は挟持部１６ｃで空中に挟持される。そし
て、保持台１６はステム４に接着剤を用いて固定される
（なお、溶接によって保持台１６をステム４に固定する
ようにしてもよい）。
わりに図２に示す保持台１６を用いてもよい。この保持
台１６は、例えば、ステンレス材で形成されており、保
持台１６は底面部１６ａと一対の側面部１６ｂとを備え
ている。そして、この側面部１６ｂには波形形状の挟持
部１６ｃが形成されている。感熱抵抗素子１（又は感熱
抵抗素子２）は挟持部１６ｃで空中に挟持される。そし
て、保持台１６はステム４に接着剤を用いて固定される
（なお、溶接によって保持台１６をステム４に固定する
ようにしてもよい）。
【００１９】その後、感熱抵抗素子１と挟持部１６ｃと
の間に接着剤（使用温度に応じて無機接着剤と有機接着
剤とを使い分ける）を塗布し硬化させる。感熱抵抗素子
１を挟持部１６ｃで挟持する際には、感熱抵抗素子１の
電極ショート及びワイヤボンディングの妨げを防止する
ため、感熱抵抗素子は電極以外の部分で挟持される。
の間に接着剤（使用温度に応じて無機接着剤と有機接着
剤とを使い分ける）を塗布し硬化させる。感熱抵抗素子
１を挟持部１６ｃで挟持する際には、感熱抵抗素子１の
電極ショート及びワイヤボンディングの妨げを防止する
ため、感熱抵抗素子は電極以外の部分で挟持される。
【００２０】保持台の材料としてはステンレス材の他
に、Ｆｅ−Ｎｉ系合金材（例えば、Ｎ４２材、この材料
はアルミナ基板と熱膨張率が等しく、ガラス接着の際の
信頼性が高い）を用いてもよく、Ｔｉ−Ｎｉ系又はＣｕ
系の超弾性合金材を用いてもよい。
に、Ｆｅ−Ｎｉ系合金材（例えば、Ｎ４２材、この材料
はアルミナ基板と熱膨張率が等しく、ガラス接着の際の
信頼性が高い）を用いてもよく、Ｔｉ−Ｎｉ系又はＣｕ
系の超弾性合金材を用いてもよい。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、感熱
抵抗素子を弾性を有する保持台を介してステムに固定し
ているから、振動等の外力に強く、その結果、断線を極
めて少なくすることができ、信頼性を向上させることが
可能となる。
抵抗素子を弾性を有する保持台を介してステムに固定し
ているから、振動等の外力に強く、その結果、断線を極
めて少なくすることができ、信頼性を向上させることが
可能となる。
【図１】（ａ）は本発明の熱伝導式絶対湿度センサー分
解図、（ｂ）は本発明の熱伝導式絶対湿度センサーの概
要図である。
解図、（ｂ）は本発明の熱伝導式絶対湿度センサーの概
要図である。
【図２】図１に示す保持台の他の例を説明するための斜
視図である。
視図である。
【図３】熱伝導式絶対湿度センサーの一般的な使用回路
図である。
図である。
【図４】（ａ）は従来の熱伝導式絶対湿度センサーの分
解図、（ｂ）は従来の熱伝導式絶対湿度センサーの概要
図である。
解図、（ｂ）は従来の熱伝導式絶対湿度センサーの概要
図である。
１，２ 感熱抵抗素子 ３ａ，３ｂ キャップ ４，３４ ステム ５ 通気孔 ６ キャップ固定板 ７ａ，７ｂ 通気孔 ８ キャップはめ込み穴 ９ａ，９ｂ 取り付け穴 １０ 金属カバー １１ 金属ケース １２ ワイヤ １３ ワイヤ取り出し穴 １４ 保持台 １５，３１５ ワイヤ ３１６ ガラスコーティング
Claims (5)
- 【請求項１】 同一の特性を有する第１及び第２の感熱
抵抗素子を有し、前記第１の感熱抵抗素子は大気中に晒
された状態であり、前記第２の感熱抵抗素子は乾燥状態
に保持され、ブリッジ回路を用いて、前記第１及び前記
第２の感熱抵抗素子の自己発熱に応じて湿度を検出する
熱伝導式絶対湿度センサーにおいて、前記第１及び前記
第２の感熱抵抗素子はそれぞれ弾性を有する保持台を介
してステム上に配設されていることを特徴とする熱伝導
式絶対湿度センサー。 - 【請求項２】 請求項１に記載された熱伝導式絶対湿度
センサーにおいて、前記保持台は細線によって形成され
ていることを特徴とする熱伝導式絶対湿度センサー。 - 【請求項３】 請求項１に記載された熱伝導式絶対湿度
センサーにおいて、前記保持台は挟持部を備え該挟持部
によって前記第１又は前記第２の感熱抵抗素子が空中に
挟持されるようにしたことを特徴とする熱伝導式絶対湿
度センサー。 - 【請求項４】 請求項２又は３に記載された熱伝導式絶
対湿度センサーにおいて、前記細線はステンレス材ある
いはＦｅ−Ｎｉ系合金材であることを特徴とする熱伝導
式絶対湿度センサー。 - 【請求項５】 請求項２又は３に記載された熱伝導式絶
対湿度センサーにおいて前記細線はＴｉ−Ｎｉ系あるい
はＣｕ系の超弾性合金材であることを特徴とする熱伝導
式絶対湿度センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28795293A JPH07140104A (ja) | 1993-11-17 | 1993-11-17 | 熱伝導式絶対湿度センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28795293A JPH07140104A (ja) | 1993-11-17 | 1993-11-17 | 熱伝導式絶対湿度センサー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07140104A true JPH07140104A (ja) | 1995-06-02 |
Family
ID=17723869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28795293A Pending JPH07140104A (ja) | 1993-11-17 | 1993-11-17 | 熱伝導式絶対湿度センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07140104A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2315011A1 (en) * | 2008-07-31 | 2011-04-27 | Citizen Finetech Miyota Co., Ltd. | Gas sensor |
-
1993
- 1993-11-17 JP JP28795293A patent/JPH07140104A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2315011A1 (en) * | 2008-07-31 | 2011-04-27 | Citizen Finetech Miyota Co., Ltd. | Gas sensor |
| EP2315011A4 (en) * | 2008-07-31 | 2011-08-03 | Citizen Finetech Miyota Co Ltd | GAS DETECTOR |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021030 |