JPS5897801A - 感湿素子 - Google Patents
感湿素子Info
- Publication number
- JPS5897801A JPS5897801A JP56196534A JP19653481A JPS5897801A JP S5897801 A JPS5897801 A JP S5897801A JP 56196534 A JP56196534 A JP 56196534A JP 19653481 A JP19653481 A JP 19653481A JP S5897801 A JPS5897801 A JP S5897801A
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- Japan
- Prior art keywords
- moisture
- humidity
- present
- sensitive element
- sensing element
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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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49082—Resistor making
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Magnetic Ceramics (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (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】
本発明は、金属酸化物の焼結体からなり、相対濃度を電
気抵抗の賢化として検出する感湿素子に関するものであ
る。
気抵抗の賢化として検出する感湿素子に関するものであ
る。
一般に、感湿素子の受感部は、ボリアきド樹脂、ポリ塩
化ビニール、ポリエチレン等の有機高分子、あるいはF
ts 9* a Ajs ol # Ore Os e
V曹Os等の金属酸化物からなる感湿抵抗体が使用さ
れている。しかし、金属酸化物の方が、有機高分子より
も、化学的、物理的に比較的安定で、素子材料として有
望である、といわれている。
化ビニール、ポリエチレン等の有機高分子、あるいはF
ts 9* a Ajs ol # Ore Os e
V曹Os等の金属酸化物からなる感湿抵抗体が使用さ
れている。しかし、金属酸化物の方が、有機高分子より
も、化学的、物理的に比較的安定で、素子材料として有
望である、といわれている。
とζろが、通常の金属酸化物は、固有抵抗が高く、濃度
蒙化により抵抗賢化が小さく、しか4、加−一除温の条
件において、湿度−抵抗特性にヒスチリシスが存在する
こと、さらに、多湿雰囲気での長期安定性に欠は為等の
欠点があシ、そのまtでは感湿素子用材料として適当で
ない、そこで発明者らは、かかる従来の状況に鑑み、研
究を電ねえ結果、上記欠点を克服し九感湿素子を発明す
るに!つえのである。
蒙化により抵抗賢化が小さく、しか4、加−一除温の条
件において、湿度−抵抗特性にヒスチリシスが存在する
こと、さらに、多湿雰囲気での長期安定性に欠は為等の
欠点があシ、そのまtでは感湿素子用材料として適当で
ない、そこで発明者らは、かかる従来の状況に鑑み、研
究を電ねえ結果、上記欠点を克服し九感湿素子を発明す
るに!つえのである。
本発明は、スピネル構造を有するM、、A、F・、04
゜を主成分とすL焼結体からなるjlc湿素子にある。
゜を主成分とすL焼結体からなるjlc湿素子にある。
ζζK、Mはマグネシウム(Mg )又は亜鉛(Zn)
、ムはアルカリ金属、5ijal)01ないしa倉の範
IIO値である。を九、1は酸素交格子数である。
、ムはアルカリ金属、5ijal)01ないしa倉の範
IIO値である。を九、1は酸素交格子数である。
本発明にかかる感湿素子の電気抵抗はOないし110%
0相対湿度費化に対して、lOないし101値変化し、
素子ogse性はすこぶる高い。
0相対湿度費化に対して、lOないし101値変化し、
素子ogse性はすこぶる高い。
を九該jll湿素子は、加湿−除湿の繰返し時、上記4
11I!にヒスチリシスを現わさず、しかも多濃雰囲気
での長期使用に−耐える、等の長所を有している。さら
に、周囲温度により、上記特性は影響を受けにくい、と
いう特長も有している。 、それ故、本発明によれ
ば、小型で、高感度の感湿素子を提供することができる
。
11I!にヒスチリシスを現わさず、しかも多濃雰囲気
での長期使用に−耐える、等の長所を有している。さら
に、周囲温度により、上記特性は影響を受けにくい、と
いう特長も有している。 、それ故、本発明によれ
ば、小型で、高感度の感湿素子を提供することができる
。
本発明にかかる感湿素子は、スピネルである「MFe2
O4」のMのα繁ないし207トム(@1−)%をアル
カリ金属で置換した形−を有するJIJ、−。
O4」のMのα繁ないし207トム(@1−)%をアル
カリ金属で置換した形−を有するJIJ、−。
ム、ニジe、04−aJの一般式で表わされる金属酸化
物−を主成分とするものである。ここに、tの値として
は、(1001ないし02の範囲がよく、この範囲で拶
金属酸化物は前記長所を現わす、またaはアルカリ金属
の量♂から決まる数値で、その値は約t/ jlである
。
物−を主成分とするものである。ここに、tの値として
は、(1001ないし02の範囲がよく、この範囲で拶
金属酸化物は前記長所を現わす、またaはアルカリ金属
の量♂から決まる数値で、その値は約t/ jlである
。
一方、gの値がα001以下の場合は、湿度による抵抗
変化が小さくなる。逆にCの値が03以上の場合は、加
湿−除湿繰返しによるヒステリシス特性が著しく大きく
現われる。これら、いずれの場合も、W&濡湿素子材料
として使用不可能である。
変化が小さくなる。逆にCの値が03以上の場合は、加
湿−除湿繰返しによるヒステリシス特性が著しく大きく
現われる。これら、いずれの場合も、W&濡湿素子材料
として使用不可能である。
なお、Iの値がα01ないしαosoll囲内の場合は
、湿度−抵抗特性曲線がほぼ直線となり、非常に使いや
すい感湿素子を得ることができる。
、湿度−抵抗特性曲線がほぼ直線となり、非常に使いや
すい感湿素子を得ることができる。
次に、本発明にかかる感湿素子の製造方法を例示する。
まず、所望の成分割合になるように秤量し九二4m勘金
−−化物、アルカリ金属O炭瞭鳩、酸化鹸を出発原料と
し、これらが絢質になるように充分粉砕、混合し九のち
、圧縮成形、仮焼成する。さらに1上配、仮焼成したも
のを、再び粉砕し、よ〕高い圧力で圧縮成形し、適度な
受孔を保てるような温度で本焼成する。このようにして
、本発明Kかかる感湿素子を得ることができる。なお、
本発明にかかる最終焼成体の組成を得るための出発原料
は酸化物、廣酸樵に限定されず、硝酸塩等の他の樵鎖で
もよい。
−−化物、アルカリ金属O炭瞭鳩、酸化鹸を出発原料と
し、これらが絢質になるように充分粉砕、混合し九のち
、圧縮成形、仮焼成する。さらに1上配、仮焼成したも
のを、再び粉砕し、よ〕高い圧力で圧縮成形し、適度な
受孔を保てるような温度で本焼成する。このようにして
、本発明Kかかる感湿素子を得ることができる。なお、
本発明にかかる最終焼成体の組成を得るための出発原料
は酸化物、廣酸樵に限定されず、硝酸塩等の他の樵鎖で
もよい。
実施例
酸化マグネシウム(mga)、酸化亜鉛(ZnO)、鰐
酸カリウム(に愈00m)、脚酸ソーダ(1ill諺C
os )、脚酸リチウム(L1* OOa ) s三酸
化第二m (re、o、)の粉末を原料とし、該当各原
科について、vg1表のlから6の各番号欄に示した分
量を正確に秤量、混合し、61mmの、本−明にかかる
感湿素子用原次に、各素子用原料をそれぞれ約τグラム
(f)ずつ取り出し、!!0OKIJ/炉の圧力で直径
201M、厚さ6Hの円板状に成形し、番号lから6の
素子用原料は1000’O,番号6の素子用原料は90
0“Cで、115時間仮焼成した。さらに、上記仮焼成
したものを、それぞれ乳鉢でよく粉砕したのち、1 t
on/cdの圧力で直径1om、厚さ1MMの円板状に
再成形した0番号lから6の成分を有する成形体はト寥
t7連、番号メー分を有する成形体は950″Gで、い
ずれも交気中でL6時間本焼成し九。このようにして、
本発明Kかかる6種殖の異なった成分、組成をもつ感湿
素子を得た。
酸カリウム(に愈00m)、脚酸ソーダ(1ill諺C
os )、脚酸リチウム(L1* OOa ) s三酸
化第二m (re、o、)の粉末を原料とし、該当各原
科について、vg1表のlから6の各番号欄に示した分
量を正確に秤量、混合し、61mmの、本−明にかかる
感湿素子用原次に、各素子用原料をそれぞれ約τグラム
(f)ずつ取り出し、!!0OKIJ/炉の圧力で直径
201M、厚さ6Hの円板状に成形し、番号lから6の
素子用原料は1000’O,番号6の素子用原料は90
0“Cで、115時間仮焼成した。さらに、上記仮焼成
したものを、それぞれ乳鉢でよく粉砕したのち、1 t
on/cdの圧力で直径1om、厚さ1MMの円板状に
再成形した0番号lから6の成分を有する成形体はト寥
t7連、番号メー分を有する成形体は950″Gで、い
ずれも交気中でL6時間本焼成し九。このようにして、
本発明Kかかる6種殖の異なった成分、組成をもつ感湿
素子を得た。
ここで、本発明にかかる感湿素子のII特性を測定する
ために次の方法で特性計測用リード線を取りつけた。t
ず、得た各感湿素子の表裏面を#2000のエメリーペ
ーパーで1FfJIIt、、アセトンで一洗浄したのち
、素子表裏面全面に酸化ルテニウム(Rung )ペー
ストを塗布した。これを大気中で温度5oo−c、s分
間加熱し、酸化ルテニウム電極を形成した。さらに該電
極の中央部に銀ペース)1命布し、750″01a分間
加熱して銀皮膜を形成し、ここに、特性計測用リード線
をハンダ付けした。次に本発明にかかる感湿素子の特性
を測定した。
ために次の方法で特性計測用リード線を取りつけた。t
ず、得た各感湿素子の表裏面を#2000のエメリーペ
ーパーで1FfJIIt、、アセトンで一洗浄したのち
、素子表裏面全面に酸化ルテニウム(Rung )ペー
ストを塗布した。これを大気中で温度5oo−c、s分
間加熱し、酸化ルテニウム電極を形成した。さらに該電
極の中央部に銀ペース)1命布し、750″01a分間
加熱して銀皮膜を形成し、ここに、特性計測用リード線
をハンダ付けした。次に本発明にかかる感湿素子の特性
を測定した。
まず、上記リード線を通して感湿素子に周波数I KH
z、電圧lボルトの交流を印加し、この感湿素子のm度
−抵抗特性を求め友。周囲温度が26(]の場合の結果
を、第1図に示す。図中の各曲線につけた番号は第1表
の番号に対応する。この図より知られるように、本発明
にかかる感湿素子は、相対湿度0から100%の範囲に
おいて、大きな抵抗変化を示していることがわかる。
z、電圧lボルトの交流を印加し、この感湿素子のm度
−抵抗特性を求め友。周囲温度が26(]の場合の結果
を、第1図に示す。図中の各曲線につけた番号は第1表
の番号に対応する。この図より知られるように、本発明
にかかる感湿素子は、相対湿度0から100%の範囲に
おいて、大きな抵抗変化を示していることがわかる。
また、加湿時、除湿時、いずれの条件についても、上記
測定を実施したが、どの感湿素子においても、それぞれ
が上記の場合と同一曲線で表わすことができ、ヒステリ
シスは見られなかった。次に本発明にかかる感湿素子の
長期安定性を−ベ九。
測定を実施したが、どの感湿素子においても、それぞれ
が上記の場合と同一曲線で表わすことができ、ヒステリ
シスは見られなかった。次に本発明にかかる感湿素子の
長期安定性を−ベ九。
まず上記測定を行なっ九番号lの成分を有する感湿素子
を、相対湿度80%の恒湿箱に保管した。
を、相対湿度80%の恒湿箱に保管した。
該多湿雰囲気中で2ケ月間放電後、この感湿素子を取少
出し、再度、湿度−抵抗特性を測定した。
出し、再度、湿度−抵抗特性を測定した。
その結果を第1図中の黒丸で示す、V黒丸は曲線番号l
の上にあり、素子製作時と同一特性を保持し玉いたこと
がわかる。
の上にあり、素子製作時と同一特性を保持し玉いたこと
がわかる。
さらに、本発明にかかる感湿素子について、周囲温度の
影響を調べた1番号4の成分を有する感湿素子について
、その周囲温度を26°C・80゛Cおよび86℃の8
段階に変化させて、それぞれの条件における湿度−抵抗
特性を測定した。その結果を第2図に示す、この図よシ
明らかなように、本発明にかかる感湿素子の上記特性は
、素子の周囲温度が上外すふと、抵抗値は低下する傾向
を示すが、その鶏皮はわずかであや、サーミスタ等を用
いて簡単に温度補償することができる。
影響を調べた1番号4の成分を有する感湿素子について
、その周囲温度を26°C・80゛Cおよび86℃の8
段階に変化させて、それぞれの条件における湿度−抵抗
特性を測定した。その結果を第2図に示す、この図よシ
明らかなように、本発明にかかる感湿素子の上記特性は
、素子の周囲温度が上外すふと、抵抗値は低下する傾向
を示すが、その鶏皮はわずかであや、サーミスタ等を用
いて簡単に温度補償することができる。
第1図は本発明の実施例にかかる感湿素子の湿度−抵抗
特性を示す線図、第2図は温度変化による上記特性貧化
の例を示す線図である。 和 文:t 湿 & (に) 第1図 相封ミ1N (%) 第2図
特性を示す線図、第2図は温度変化による上記特性貧化
の例を示す線図である。 和 文:t 湿 & (に) 第1図 相封ミ1N (%) 第2図
Claims (1)
- スピネル構造の”1:aAtνe、O,−、(但し、M
はマグネシウム又は亜鉛、Aはアルカリ金属、QOOI
<♂〈α2、−は酸素交格子Ik)を主成分とする焼結
体からなる感湿素子。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56196534A JPS5897801A (ja) | 1981-12-07 | 1981-12-07 | 感湿素子 |
US06/446,034 US4462930A (en) | 1981-12-07 | 1982-12-01 | Humidity sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56196534A JPS5897801A (ja) | 1981-12-07 | 1981-12-07 | 感湿素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5897801A true JPS5897801A (ja) | 1983-06-10 |
JPS639722B2 JPS639722B2 (ja) | 1988-03-01 |
Family
ID=16359333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56196534A Granted JPS5897801A (ja) | 1981-12-07 | 1981-12-07 | 感湿素子 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4462930A (ja) |
JP (1) | JPS5897801A (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4858125A (en) * | 1983-04-26 | 1989-08-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Electronic cone with environmental and human body condition sensors and alarm for indicating existence of undesirable conditions |
US4801211A (en) * | 1985-10-12 | 1989-01-31 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Humidity and dew point detector |
US4751022A (en) * | 1986-04-24 | 1988-06-14 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Humidity-sensing component composition |
US9671359B2 (en) * | 2013-08-27 | 2017-06-06 | Council Of Scientific & Industrial Research | Resistive type humidity sensor based on porous magnesium ferrite pellet |
US11971193B1 (en) * | 2013-11-15 | 2024-04-30 | JEA Holdings, Inc. | Humidity and/or hydrogen control products, and production |
US11137153B1 (en) * | 2013-11-15 | 2021-10-05 | JEA Holdings, LLC | Humidity and/or hydrogen control products, and production |
CN110530934B (zh) * | 2019-08-29 | 2022-05-10 | 业成科技(成都)有限公司 | 湿度感测器及其制造方法 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1168107A (en) * | 1966-09-14 | 1969-10-22 | Hitachi Ltd | A Method for Producing Temperature Sensitive Resistor Comprising Vanadium Oxide |
US3926858A (en) * | 1973-07-13 | 1975-12-16 | Tokyo Shibaura Electric Co | Moisture sensitive element |
US4015230A (en) * | 1975-02-03 | 1977-03-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Humidity sensitive ceramic resistor |
US4050048A (en) * | 1975-04-09 | 1977-09-20 | Plessey Incorporated | Humidity sensor, material therefor and method |
JPS51151176A (en) * | 1975-06-20 | 1976-12-25 | Asahi Glass Co Ltd | Dew condensation sensor |
US4086556A (en) * | 1975-09-18 | 1978-04-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Humidity sensitive ceramic resistor |
JPS5814043B2 (ja) * | 1979-06-07 | 1983-03-17 | 秩父セメント株式会社 | 湿度センサ素子 |
US4373391A (en) * | 1979-06-26 | 1983-02-15 | General Electric Company | Relative humidity sensitive material |
US4321577A (en) * | 1980-02-25 | 1982-03-23 | General Electric Company | Integral humidity sensor/heater configurations |
JPS6054259B2 (ja) * | 1980-12-22 | 1985-11-29 | 株式会社村田製作所 | 感湿セラミツク |
-
1981
- 1981-12-07 JP JP56196534A patent/JPS5897801A/ja active Granted
-
1982
- 1982-12-01 US US06/446,034 patent/US4462930A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS639722B2 (ja) | 1988-03-01 |
US4462930A (en) | 1984-07-31 |
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