JPS58105046A - 感温湿素子 - Google Patents
感温湿素子Info
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- JPS58105046A JPS58105046A JP56203398A JP20339881A JPS58105046A JP S58105046 A JPS58105046 A JP S58105046A JP 56203398 A JP56203398 A JP 56203398A JP 20339881 A JP20339881 A JP 20339881A JP S58105046 A JPS58105046 A JP S58105046A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
- G01N27/121—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid for determining moisture content, e.g. humidity, of the fluid
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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】
本発明は感温湿素子に関するものであり、更に詳しくは
温度センサの加熱クリニ／グによる温度センサの熱劣化
を防止するようにした感温湿素子に関する。
温度センサの加熱クリニ／グによる温度センサの熱劣化
を防止するようにした感温湿素子に関する。
感温湿素子に、基板上に＠度センサと湿反センサを一体
化形成し単一素子としたもので、製造コストが感温素子
と感湿素子を別々Ｉｃ製造する場合よりも低く、シかも
単一素子であるため検知する空気等の雰囲気を近接化で
き、実装も簡単にできる等の利点を有している。
化形成し単一素子としたもので、製造コストが感温素子
と感湿素子を別々Ｉｃ製造する場合よりも低く、シかも
単一素子であるため検知する空気等の雰囲気を近接化で
き、実装も簡単にできる等の利点を有している。
しかし、周知の様に熱的・化学的・物理的に安定なセラ
ミック材料を用いた湿度センサは、センサ表面部におけ
る水蒸気粒子の吸脱着による電気抵抗の変化を利用した
もので、従ってセンサ表面部が汚染すると、湿度センサ
の感度が低下したり、素子の電気抵抗が大きくなるとい
う欠点がある。
ミック材料を用いた湿度センサは、センサ表面部におけ
る水蒸気粒子の吸脱着による電気抵抗の変化を利用した
もので、従ってセンサ表面部が汚染すると、湿度センサ
の感度が低下したり、素子の電気抵抗が大きくなるとい
う欠点がある。
例えば、この様な湿度センサを冷暖房機器の湿度制御に
用いた場合には、たばこの煙や食用油のミストがセンサ
表面に付着し、上記の欠点が生じる。
用いた場合には、たばこの煙や食用油のミストがセンサ
表面に付着し、上記の欠点が生じる。
まだ、電子レンジ等の調理機器に用いた場合には、食用
油の蒸気や有機物かすがセンサ表面に付着し、上記の欠
点が生じる。そこで、これらの汚染物質をセンサ表面か
ら除去するため、湿度センサの近傍にヒータを設置して
通電し、湿度センサを加熱することによって、汚染物質
を焼却する方法が従来から行なわれている。上記したた
ばこの煙やタール状に累積した油を焼却するためには、
湿度センサの加熱温度を５００℃以上の高温にする必要
がある。この様な高温処理を行っても、湿度センサは特
性劣化を生じ々いのである。
油の蒸気や有機物かすがセンサ表面に付着し、上記の欠
点が生じる。そこで、これらの汚染物質をセンサ表面か
ら除去するため、湿度センサの近傍にヒータを設置して
通電し、湿度センサを加熱することによって、汚染物質
を焼却する方法が従来から行なわれている。上記したた
ばこの煙やタール状に累積した油を焼却するためには、
湿度センサの加熱温度を５００℃以上の高温にする必要
がある。この様な高温処理を行っても、湿度センサは特
性劣化を生じ々いのである。
しかし、従来のものよシも温度の精度を高めた温度セン
サをこの様な高温下に放置すると、特性の劣化が生じて
しまう。従って、温度センサと湿度センサを一体化形成
し単一素子にしだ感温層素子においては、湿度センサの
ヒータからの熱を極力温度センサへ与えない様々配慮が
必要とされる。
サをこの様な高温下に放置すると、特性の劣化が生じて
しまう。従って、温度センサと湿度センサを一体化形成
し単一素子にしだ感温層素子においては、湿度センサの
ヒータからの熱を極力温度センサへ与えない様々配慮が
必要とされる。
この様な配慮としては、例えば湿度センサと温度センサ
の間の基板上にスリットを設けたシ、また温度センサの
基板を放熱用のガラスに接着する技術が仰られている。
の間の基板上にスリットを設けたシ、また温度センサの
基板を放熱用のガラスに接着する技術が仰られている。
この様な従来技術によれば温度センサの熱劣化を防止す
ることは可能であるが、温度センサと湿度センサの間に
スリットを設ける方式では加熱時に発生する温度差によ
って基板に亀裂が生じ、また温度センサの基板をガラス
に接着する方式では素子の製造工程解増加するという欠
点があった。
ることは可能であるが、温度センサと湿度センサの間に
スリットを設ける方式では加熱時に発生する温度差によ
って基板に亀裂が生じ、また温度センサの基板をガラス
に接着する方式では素子の製造工程解増加するという欠
点があった。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくシ、湿
度センサの加熱ヒータからの熱を断熱処理することなく
、温度センサの特性劣化を防止する様にした感温層素子
を提供することにある。
度センサの加熱ヒータからの熱を断熱処理することなく
、温度センサの特性劣化を防止する様にした感温層素子
を提供することにある。
本発明の感温層素子は、互いに厚膜回路で接続された一
対の温度センサと加熱クリーニング機能を備えた湿度を
検知する湿度センサとが、同一基板上に一体化形成され
ていることを特徴としている。
対の温度センサと加熱クリーニング機能を備えた湿度を
検知する湿度センサとが、同一基板上に一体化形成され
ていることを特徴としている。
以下添付の図面に示す実施例により、更に詳細に本発明
について説明する。
について説明する。
第１図は本発明の感温層素子の一実施例を示す構成図で
ある。同図において、ｌはアルミナ基板、２は湿度セン
サを加熱するために基板の裏面に形成したヒータ、３
ＦｉＭｎＷＯ４からなる厚膜感湿層、４は湿度センサの
下部電極、５は湿度センサの上部電極、６は温度センサ
の下部電極、７は厚膜感温層、８は温度センサの上部電
極である。
ある。同図において、ｌはアルミナ基板、２は湿度セン
サを加熱するために基板の裏面に形成したヒータ、３
ＦｉＭｎＷＯ４からなる厚膜感湿層、４は湿度センサの
下部電極、５は湿度センサの上部電極、６は温度センサ
の下部電極、７は厚膜感温層、８は温度センサの上部電
極である。
次に上記感温層センサの製造方法を詳述する。
まず、アルミナ基板１上にスクリーン印刷法を用いて白
金ペーストを塗布し、１１００℃で２時間焼成し、加熱
用のヒータ２ｔ−形成する。次に、アルミナ基板１のヒ
ータ２と反対側の面上にスクリーン印刷法で白金ペース
）１塗布し、１１００℃で２時間焼成して下部電極４
、６ｆ：形成する。次に、下部電極４上に厚膜感湿層形
成用ペーストをスクリーン印刷法で厚さ４０から２００
μｍ の厚さに塗布し、厚膜感湿層３を形成する。尚、
この厚膜感湿層形成用ペーストの製法！−を後述する。
金ペーストを塗布し、１１００℃で２時間焼成し、加熱
用のヒータ２ｔ−形成する。次に、アルミナ基板１のヒ
ータ２と反対側の面上にスクリーン印刷法で白金ペース
）１塗布し、１１００℃で２時間焼成して下部電極４
、６ｆ：形成する。次に、下部電極４上に厚膜感湿層形
成用ペーストをスクリーン印刷法で厚さ４０から２００
μｍ の厚さに塗布し、厚膜感湿層３を形成する。尚、
この厚膜感湿層形成用ペーストの製法！−を後述する。
次に、この厚膜感湿層３上にスクリーン印刷法を用いて
白金ペーストラ塗布し、１１００℃で２時間焼成して上
部電極５を形成し、厚膜湿度センサを形成する。
白金ペーストラ塗布し、１１００℃で２時間焼成して上
部電極５を形成し、厚膜湿度センサを形成する。
次に、厚膜感温層形成用ペーストラスクリーン印刷法で
塗布し、厚さ４０から１００μｍ の厚膜感温層７．７
’ｔ−形成した。尚、この厚膜感温層形成用ペーストの
製法は後述する。さらに、この厚膜感温層７，７′上に
ルテニウムペーストを用いて上部電極８ 、８”ｅスク
リーン印刷法で塗布り、８００℃で１０分間焼成し、厚
膜温度センサを形成する。
塗布し、厚さ４０から１００μｍ の厚膜感温層７．７
’ｔ−形成した。尚、この厚膜感温層形成用ペーストの
製法は後述する。さらに、この厚膜感温層７，７′上に
ルテニウムペーストを用いて上部電極８ 、８”ｅスク
リーン印刷法で塗布り、８００℃で１０分間焼成し、厚
膜温度センサを形成する。
厚膜感湿層形成用ペーストの製法は次の通りである。即
ち、出発原料として純［９９，９％以上のＭｎ Ｂ Ｏ
４＊ ＷＯｇを用い、これらの原料ｔ−Ｍｎ５０４ ：
７５モル％ 、 ＷＯａ２５モル−の割合で秤量する
。メノウ乳鉢を用いて６時間混合し調整粉末とした。こ
の調整粉末にポリビニルアルコール等の粘結剤を添加し
、７００〜１５００ｋｙ／ａｍ２程度の圧力で加圧成形
し、直径２５ｍｍ ＋厚さ２ ｍｍの円板を作成した。
ち、出発原料として純［９９，９％以上のＭｎ Ｂ Ｏ
４＊ ＷＯｇを用い、これらの原料ｔ−Ｍｎ５０４ ：
７５モル％ 、 ＷＯａ２５モル−の割合で秤量する
。メノウ乳鉢を用いて６時間混合し調整粉末とした。こ
の調整粉末にポリビニルアルコール等の粘結剤を添加し
、７００〜１５００ｋｙ／ａｍ２程度の圧力で加圧成形
し、直径２５ｍｍ ＋厚さ２ ｍｍの円板を作成した。
この円板を、８００℃にて２時間焼成し、ＭｎＷＯ４の
合成セラミックを得た。この成形品をメノウ乳鉢にて粗
砕した後、メノウ乳鉢を用いてらいか−い機にて６時間
粉砕した。かくして得られた粉末をメノウボールミルで
８時間さらに粉砕し、ＭｎＷＯ＋の感湿粉末を得た。こ
の粉末にエチルセルロースとαテルピネオールとの混合
液を添加し、らいかい機により十分混練し、ペーストを
作成した。
合成セラミックを得た。この成形品をメノウ乳鉢にて粗
砕した後、メノウ乳鉢を用いてらいか−い機にて６時間
粉砕した。かくして得られた粉末をメノウボールミルで
８時間さらに粉砕し、ＭｎＷＯ＋の感湿粉末を得た。こ
の粉末にエチルセルロースとαテルピネオールとの混合
液を添加し、らいかい機により十分混練し、ペーストを
作成した。
ま、た、本実施例に用いた厚膜感温層形成用ペーストは
、Ｍｎ ２．？ Ｃｏ ２．４８ Ｆｅ Ｏ，２７Ａｔ
ｏ、ｓ Ｏａ の組成で表わされるものであり、次の様
にして作成した。
、Ｍｎ ２．？ Ｃｏ ２．４８ Ｆｅ Ｏ，２７Ａｔ
ｏ、ｓ Ｏａ の組成で表わされるものであり、次の様
にして作成した。
即ち、Ｍｎ５Ｏ４＋ Ｃｏｍｍａ ＋ ＡＬ２０ａ ＋
Ｆｅ２ｒｓ ｔ−秤量混合し、９００℃で２時間焼成
した。これをメノウ製らいかい機で４時間粉砕し、ポリ
ビニールアルコール等の粘結剤と用いてプレス成形した
後、１２００℃で２時間焼成した。この成形品をメノウ
製らいかい機にて６時間粉砕した。かくして得られた粉
末にエチルセルロースとαテルピネオールとの混合液全
添加し、らいかい機により十分混練し、ペースト全作成
した。
Ｆｅ２ｒｓ ｔ−秤量混合し、９００℃で２時間焼成
した。これをメノウ製らいかい機で４時間粉砕し、ポリ
ビニールアルコール等の粘結剤と用いてプレス成形した
後、１２００℃で２時間焼成した。この成形品をメノウ
製らいかい機にて６時間粉砕した。かくして得られた粉
末にエチルセルロースとαテルピネオールとの混合液全
添加し、らいかい機により十分混練し、ペースト全作成
した。
上述の様にして形成された一対の＠度セッサは、厚膜法
による利点として、同一の厚膜感温層形成用ペーストを
同一のスクリーン版を用いて印刷形成・焼成したため、
非常に近似した温度特性を持っている。次に第２図を用
いて、この温度センサの温度特性について説明する。第
２図は、温度センサの高温放置における放置時間と抵抗
変化率を測定した結果である。同図において、Ａは１５
０℃、Ｂは１７５℃、Ｃは２００℃、Ｄは２４５℃、Ｅ
は３００℃における曲線である。この結果より、放置す
る温度が高くなるに従って、抵抗変化率は大きくなるこ
とがわかる。特に、曲線りの２４５℃附近を境いに抵抗
変化率の増加は大きくなる傾向にある。
による利点として、同一の厚膜感温層形成用ペーストを
同一のスクリーン版を用いて印刷形成・焼成したため、
非常に近似した温度特性を持っている。次に第２図を用
いて、この温度センサの温度特性について説明する。第
２図は、温度センサの高温放置における放置時間と抵抗
変化率を測定した結果である。同図において、Ａは１５
０℃、Ｂは１７５℃、Ｃは２００℃、Ｄは２４５℃、Ｅ
は３００℃における曲線である。この結果より、放置す
る温度が高くなるに従って、抵抗変化率は大きくなるこ
とがわかる。特に、曲線りの２４５℃附近を境いに抵抗
変化率の増加は大きくなる傾向にある。
本発明の感温製素子の適用製品をルームエアコン暢電子
レンジ等の家庭電気友品とすると、これらの耐用年数は
７年間とされている。湿度センサの加熱クリーニングが
１日Ｖｃ１回１０分間行なわれるとすれば一湿度センサ
が５ｏｏ℃以上になる時間の累積は７年間で４２５時間
となる。第２図から、高温放置時間を５００時間とする
と、感温センサが３００℃となるため（湿度センサＩ′
１５ｏｏ℃）、曲線Ｅから抵抗変化率は２．０俤となる
。これを温度誤差にすると０５℃となる。ルームエアコ
ン等では温度を高精度に管理するため、温度誤差ｅ０．
３％以下にする必要がある。
レンジ等の家庭電気友品とすると、これらの耐用年数は
７年間とされている。湿度センサの加熱クリーニングが
１日Ｖｃ１回１０分間行なわれるとすれば一湿度センサ
が５ｏｏ℃以上になる時間の累積は７年間で４２５時間
となる。第２図から、高温放置時間を５００時間とする
と、感温センサが３００℃となるため（湿度センサＩ′
１５ｏｏ℃）、曲線Ｅから抵抗変化率は２．０俤となる
。これを温度誤差にすると０５℃となる。ルームエアコ
ン等では温度を高精度に管理するため、温度誤差ｅ０．
３％以下にする必要がある。
本発明においては、この様な特性を持つ温度センサを２
個設け、しかも第１図に示す様に温ｉセンサの下部電極
６ｔ−共通電極とし、これを次に示す様１ｃ１対の外部
抵抗とブリッジ接続することによって温度誤差を０３℃
以下に押えている。第３図は、このブリッジ接続を示す
もので、同図においてＲ１およびＲ２は温度センサ、Ｒ
３およびＲ４は外部抵抗を示している。この様に１対の
温度センサＲ１、Ｒ２を定電流閉回路のブリッジ回路に
組み込むことによって、それぞれの温度セ／すの抵抗変
化が互いに補正され、湿度センサの加熱クリーニングに
よる温度センサの検出温度誤差を０．３％以下である０
、２５％にすることができるう以上の説明から明らかな
様に、本発明によれば、湿度センサの加熱クリーニング
の熱の影譬による温度センサの特性劣化を防止すること
ができ、高精度の感温製素子を提供できる。しかも、こ
の感温製素子が量産性に富み複雑な工程のない厚膜法で
生産できるため、安価に提供できる効果がある。
個設け、しかも第１図に示す様に温ｉセンサの下部電極
６ｔ−共通電極とし、これを次に示す様１ｃ１対の外部
抵抗とブリッジ接続することによって温度誤差を０３℃
以下に押えている。第３図は、このブリッジ接続を示す
もので、同図においてＲ１およびＲ２は温度センサ、Ｒ
３およびＲ４は外部抵抗を示している。この様に１対の
温度センサＲ１、Ｒ２を定電流閉回路のブリッジ回路に
組み込むことによって、それぞれの温度セ／すの抵抗変
化が互いに補正され、湿度センサの加熱クリーニングに
よる温度センサの検出温度誤差を０．３％以下である０
、２５％にすることができるう以上の説明から明らかな
様に、本発明によれば、湿度センサの加熱クリーニング
の熱の影譬による温度センサの特性劣化を防止すること
ができ、高精度の感温製素子を提供できる。しかも、こ
の感温製素子が量産性に富み複雑な工程のない厚膜法で
生産できるため、安価に提供できる効果がある。
第１図に本発明の感温製素子の一実施例を示す一部断面
斜視図、第２図は第１図に示す実施例で形成した温度セ
ンサの高温放置における抵抗変化率の測定結果を示す図
、第３図は本発明の感温製素子の実装例を示す回路図で
ある。 １・・アルミナ基板、２・・・ヒータ、３ ・厚膜感湿
層、４．６・・・下部電極、５．８・・・上部電極、７
・厚膜感縣層、Ｒ１，Ｒ２・・・温度センサ、Ｒ：ｌ
ｌ 、 Ｒ４・・抵抗。 第ｊ図
斜視図、第２図は第１図に示す実施例で形成した温度セ
ンサの高温放置における抵抗変化率の測定結果を示す図
、第３図は本発明の感温製素子の実装例を示す回路図で
ある。 １・・アルミナ基板、２・・・ヒータ、３ ・厚膜感湿
層、４．６・・・下部電極、５．８・・・上部電極、７
・厚膜感縣層、Ｒ１，Ｒ２・・・温度センサ、Ｒ：ｌ
ｌ 、 Ｒ４・・抵抗。 第ｊ図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 互いに厚膜回路で接続された一対の温度を検知す
る温度センサと、加熱クリーニング機能を備えた湿度を
検知する湿度センサとが、同一絶縁基板上に一体化形成
されていることを特徴とする感温湿素子。 ２、 上記温度センサの厚膜感温層が、Ｍｎ２γＣｏ
２，４ ａＦｅ Ｏ，２７Ａｔｏ、 ６０８ の組成
からなる物質で形成されていることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の感温湿素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56203398A JPS58105046A (ja) | 1981-12-18 | 1981-12-18 | 感温湿素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56203398A JPS58105046A (ja) | 1981-12-18 | 1981-12-18 | 感温湿素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58105046A true JPS58105046A (ja) | 1983-06-22 |
Family
ID=16473380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56203398A Pending JPS58105046A (ja) | 1981-12-18 | 1981-12-18 | 感温湿素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58105046A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1205747A2 (en) * | 2000-10-20 | 2002-05-15 | Fisher & Paykel Healthcare Limited | Humidity sensor |
| CN109298029A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-02-01 | 王虹 | 基于积分运算的智能湿度检测装置 |
-
1981
- 1981-12-18 JP JP56203398A patent/JPS58105046A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1205747A2 (en) * | 2000-10-20 | 2002-05-15 | Fisher & Paykel Healthcare Limited | Humidity sensor |
| EP1205747A3 (en) * | 2000-10-20 | 2004-01-28 | Fisher & Paykel Healthcare Limited | Humidity sensor |
| AU782173B2 (en) * | 2000-10-20 | 2005-07-07 | Fisher & Paykel Healthcare Limited | Humidity sensor |
| CN109298029A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-02-01 | 王虹 | 基于积分运算的智能湿度检测装置 |
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