JPS5941802A - 感湿素子 - Google Patents
感湿素子Info
- Publication number
- JPS5941802A JPS5941802A JP57152343A JP15234382A JPS5941802A JP S5941802 A JPS5941802 A JP S5941802A JP 57152343 A JP57152343 A JP 57152343A JP 15234382 A JP15234382 A JP 15234382A JP S5941802 A JPS5941802 A JP S5941802A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- moisture
- sensing element
- sensitive
- mgo
- thick
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Compositions Of Oxide 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】
本発明は湿度を電気抵抗の変化として検出し、空調機器
、加湿器、電子レンジ、倉庫、印刷機等の湿度を制御す
るために用いられる感゛湿素子に関するものである。
、加湿器、電子レンジ、倉庫、印刷機等の湿度を制御す
るために用いられる感゛湿素子に関するものである。
従来の感湿素子は、電解質材料を用いたものが大半を占
め、その他有機高分子拐°料を用いたものなどがあった
。
め、その他有機高分子拐°料を用いたものなどがあった
。
疏解質材料を用いたものとして、例えばポリスチロール
の円筒管に２本の平行なパラジウム線を電極として巻回
し、この樹脂の上にポリビニルアセテートとＬｉ Ｃ１
水溶液との混合液を塗布したダンマー型といわれるもの
とが、植物繊維、多孔性シリコン、ガラステープ等にＬ
ｉＣ１水溶液を含浸させた含浸式のものとがあるが、こ
れらにはＬｉＣｌを用いているため、つぎのような欠点
があった。
の円筒管に２本の平行なパラジウム線を電極として巻回
し、この樹脂の上にポリビニルアセテートとＬｉ Ｃ１
水溶液との混合液を塗布したダンマー型といわれるもの
とが、植物繊維、多孔性シリコン、ガラステープ等にＬ
ｉＣ１水溶液を含浸させた含浸式のものとがあるが、こ
れらにはＬｉＣｌを用いているため、つぎのような欠点
があった。
■Ｌｉｃｌは潮解性があるため、梅雨の４期のように、
旨湿度下では濃度が次第に薄くなり、寿命が短かいとと
。
旨湿度下では濃度が次第に薄くなり、寿命が短かいとと
。
■長期間の経過によって昇華してしまうので′、一定期
間毎に較正する必要があること。
間毎に較正する必要があること。
■ＬＩＣＩｊｍ液の濃度によシ測定範囲が異なり、しか
もその測定範囲が狭いので、広い範囲の測定には娯ｌｌ
ｔを異ならせた何種類かのセンサを組合わせることが必
要となり、したがってセンサの数が多くなれば測定鵡子
もそれだけ多くなって組立てや制御回路が面則になるこ
と。
もその測定範囲が狭いので、広い範囲の測定には娯ｌｌ
ｔを異ならせた何種類かのセンサを組合わせることが必
要となり、したがってセンサの数が多くなれば測定鵡子
もそれだけ多くなって組立てや制御回路が面則になるこ
と。
などである。
また、前記有機両分子材料を用いたものとして例えばナ
イロンがあり、これは従来の毛髪に代わるもので、湿気
により膨潤したときの長さの変化を検出するものである
。これにも以下のような欠点があった。
イロンがあり、これは従来の毛髪に代わるもので、湿気
により膨潤したときの長さの変化を検出するものである
。これにも以下のような欠点があった。
（１）使用幅ｊＷの上限が高々６０′ｏであり、使用範
囲が極端にｔｌｉｌｌ限されること。
囲が極端にｔｌｉｌｌ限されること。
＜−：＞ ｉｔｐ縮時のヒステリシスが大きいため祠１
１７が低いこと。
１７が低いこと。
（り湿度の変化に対する応答が極めて遅いこと。
などである。
本出顎人は、以上のような従来の欠点を除去した新たな
感湿素子として、多孔質のセラミック焼結体を用いたも
のを既に提案し尼。これはＺｒＱ、とＭｇＯの僧粉末を
所定モルチずつ秤量して湿式混合し、乾燥した良、所定
圧で加圧して錠剤にし、この錠剤を篭気炉に入れて所定
温度で所定時間加熱焼結し、自然冷却後、ダイヤモンド
ブレードで所定厚（例えば３００μｔｒＬ）にスライス
し、かつ１辺が４〜５朋の角形に切断して多孔質のセラ
ミック焼結体を侵、このセラミック焼結体の両面に金の
電極を焼成し、これに・−１極線を接合してなるもので
ある。このように、多孔質のセラミック焼結体で構成し
たこと−より、従来の欠点′を除去することができた〇 ところが、このような素子でも、セラミック焼結体をｍ
一定厚（例えば３００μｆｎ）にスライスするための加
工が面倒であること、ｔ４Ｌ極に金を使用していること
などのため、極めて１鴨価になるという若干の問題点が
あった。
感湿素子として、多孔質のセラミック焼結体を用いたも
のを既に提案し尼。これはＺｒＱ、とＭｇＯの僧粉末を
所定モルチずつ秤量して湿式混合し、乾燥した良、所定
圧で加圧して錠剤にし、この錠剤を篭気炉に入れて所定
温度で所定時間加熱焼結し、自然冷却後、ダイヤモンド
ブレードで所定厚（例えば３００μｔｒＬ）にスライス
し、かつ１辺が４〜５朋の角形に切断して多孔質のセラ
ミック焼結体を侵、このセラミック焼結体の両面に金の
電極を焼成し、これに・−１極線を接合してなるもので
ある。このように、多孔質のセラミック焼結体で構成し
たこと−より、従来の欠点′を除去することができた〇 ところが、このような素子でも、セラミック焼結体をｍ
一定厚（例えば３００μｆｎ）にスライスするための加
工が面倒であること、ｔ４Ｌ極に金を使用していること
などのため、極めて１鴨価になるという若干の問題点が
あった。
本発明は、このような問題点を解決するためになされた
もので、′電気絶縁性基板上に、感湿素子の母体を厚膜
とし１形成したものである。また、さらに特性を同上さ
せるためＬｉｃｋ水溶液にて浸漬被覆処理した。もので
ある。
もので、′電気絶縁性基板上に、感湿素子の母体を厚膜
とし１形成したものである。また、さらに特性を同上さ
せるためＬｉｃｋ水溶液にて浸漬被覆処理した。もので
ある。
以下、本発明の詳細な説明する。
まず、感湿素子の母体となる厚膜用感湿ペーストの作成
１１序はつぎの通りである。
１１序はつぎの通りである。
■純度９９．９９％以上で平均粒径が１μｍ以下のＺｒ
０１とＭｇＯの微粉末を用意する。そして、ＺｒＯ２を
９９モル係、ＭｇＯを１モルチずつ秤量して、これら２
４ａＩ類の微粉末をプラスチック容器内のエタノール中
に入れ、同時にメノーボールを入れ、ボールミルでｔ涙
式混合する。
０１とＭｇＯの微粉末を用意する。そして、ＺｒＯ２を
９９モル係、ＭｇＯを１モルチずつ秤量して、これら２
４ａＩ類の微粉末をプラスチック容器内のエタノール中
に入れ、同時にメノーボールを入れ、ボールミルでｔ涙
式混合する。
（２）湿式混合後、放置して上澄み液を除き、加熱乾燥
する。
する。
（３，１この乾燥しｆＣ，ｌ末を液状バインダと混合し
て所。
て所。
定のＭＷ〆粘度を有する感湿ペーストとする。前ｔＱ
ｔｔ、 ４ｋ バインダは、粉末状のメチルセルロース
、エチルセルロース、ポリビニルアルコールなトドα−
テルピネオール、テルピネオールなどとの混合溶液が用
いられる。
ｔｔ、 ４ｋ バインダは、粉末状のメチルセルロース
、エチルセルロース、ポリビニルアルコールなトドα−
テルピネオール、テルピネオールなどとの混合溶液が用
いられる。
つぎに感湿素子の作成順序はつぎの通りである。
■第１図に示すように、１０ｍｍＸ１５闘×０．３ｎ程
度のアルミナなどの電気絶縁性基板（１）を用意する。
度のアルミナなどの電気絶縁性基板（１）を用意する。
■この基板（１）上に、櫛歯状の電極（２１（３）を互
いに所定間隔（ｄ＝５ＵＯμｍ、’２５０μｍなど）を
もって形成する０寛極（２１（３）として、例えはルテ
ニウムオキザイド（Ｒｕｂ、）を用いて基板（１）上に
プリントし、乾燥した侯、８５０υで焼成して形成する
。なお、前記成極（２１（ａ）の間隔（ｄ）を変えるこ
とによりインピーダンスを調整できるが、この点につい
ては後述する０■つぎに、前記感湿ペーストを、′電極
（２１（３１と基板＋１１の上に塗布して厚膜感湿層（
４）を形成する０すな、わち、この厚膜感湿層（４）は
、電極＋２１ （３）の端子部分を残して前記感湿ペー
ストをプリントし、乾燥した後、９００υ程度で焼成す
る。厚さは目的によって数十μ初島ら数百μｍまでとな
るように、複数回塗布することもある。
いに所定間隔（ｄ＝５ＵＯμｍ、’２５０μｍなど）を
もって形成する０寛極（２１（３）として、例えはルテ
ニウムオキザイド（Ｒｕｂ、）を用いて基板（１）上に
プリントし、乾燥した侯、８５０υで焼成して形成する
。なお、前記成極（２１（ａ）の間隔（ｄ）を変えるこ
とによりインピーダンスを調整できるが、この点につい
ては後述する０■つぎに、前記感湿ペーストを、′電極
（２１（３１と基板＋１１の上に塗布して厚膜感湿層（
４）を形成する０すな、わち、この厚膜感湿層（４）は
、電極＋２１ （３）の端子部分を残して前記感湿ペー
ストをプリントし、乾燥した後、９００υ程度で焼成す
る。厚さは目的によって数十μ初島ら数百μｍまでとな
るように、複数回塗布することもある。
■つぎに、さらに特性を向上させるため塩化リチウム（
ＬｉＣＡ！ ）の水浴液による浸漬被覆処理を行なう。
ＬｉＣＡ！ ）の水浴液による浸漬被覆処理を行なう。
具体的には、脱イオン水１０印に、ＬｉＣｌを１０９．
５０〃夕、１００ｍｇ、ＩＦずつ秤量して添加し、攪拌
してそれぞれ０．１．０．５．１．０．１０貞祉チの水
浴液を作る。これらのｍ度に調整した水溶液をビー力に
入れ、第１図のように形成した素子を浸漬する。
５０〃夕、１００ｍｇ、ＩＦずつ秤量して添加し、攪拌
してそれぞれ０．１．０．５．１．０．１０貞祉チの水
浴液を作る。これらのｍ度に調整した水溶液をビー力に
入れ、第１図のように形成した素子を浸漬する。
■ビーカーから素子をとり出し、加熱オたは自然乾燥し
て水分を除去し感湿素子（５）を得る。
て水分を除去し感湿素子（５）を得る。
■この感湿素子゛（５）の唱・性の安定化のためにアニ
ーリング処理をする。
ーリング処理をする。
以上のようにして形成された感湿素子（５）が所期のＬ
ｊ的通りの特性を有するどうかについて実験するために
、第３図に示すように、ＩＶ、 １１００Ｈｚ度の信号
１２１＋＋ （６１に、抵抗（力（例えば１０にΩ）と
直列に接続され、さらにこの抵抗（力と並列に電圧Ａｔ
（８１が接続さｉする。
ｊ的通りの特性を有するどうかについて実験するために
、第３図に示すように、ＩＶ、 １１００Ｈｚ度の信号
１２１＋＋ （６１に、抵抗（力（例えば１０にΩ）と
直列に接続され、さらにこの抵抗（力と並列に電圧Ａｔ
（８１が接続さｉする。
つぎに、測定結果を第４図に基づいて説明する。
第４図は、１４Ｌ極（２） （３１の間隔（ｄ）を５０
０μｆ７１（実線特性）と２５０μｆ？！（点線特性）
に変えたときの几−Ｈ特性である。特性（イ）（イウは
０．１鬼量チ、←）←）は０．５屯ｔ１ｔ％、（ハ）ｆ
うｌｄ １．０重駿チ、←ン←うは１０重量％のＬｊＣ
ｌ水溶液でそれぞれ浸漬被膜処理したものである。この
特性図から電極（２１（３１の間隔（ｄ）を広くすると
抵抗値が高くなり、狭くすると低くなり、しかも１０〜
９０％ＲＪ（の範囲で略平行移動していることがわかる
ｏしたがって目的の抵抗値を侮るには′Φ、極（２１（
３１の＋＆＋隔を叢化せし７めればよい０また、素子抵
抗と相対湿ＩＷの関係が１０〜９０％ＲＨの範囲で略山
線的に変化しているのが特性（ロ）←うであり、特に広
範囲測定用として好適であることを示している０ 目１１記実施例では、′＝ ＝ （２） （３）の形状
を、第１図に示すように、櫛形とし互いに間隔（ｄ）を
もって噛合させたが、この間隔（ｄ）は、直角に屈折し
たもの以外に、曲線的に屈折したもの、直線的なものな
どであってもよい。また、第１図では電極＋２１ ＋３
１を同一面に設けたが、厚膜感湿層を挾んで両側に設け
てもよい。具体的には、第２図に示すように、アルミナ
基板（１１の裏向にはリフレッシュ用ヒータ（９）を設
け、上面には多孔性の下部ｖＬ極（２）、厚膜感湿層（
４）、多孔性の上部′電極（３）の順に積）Ｗｉ した
ものであってもよい。この場合、電極（２） （３）の
面積、厚膜感湿層（４）の厚さによってＲＨｔｆＱ性が
変わることは勿論である。このような形状にすると素子
の形状全小型にできる。
０μｆ７１（実線特性）と２５０μｆ？！（点線特性）
に変えたときの几−Ｈ特性である。特性（イ）（イウは
０．１鬼量チ、←）←）は０．５屯ｔ１ｔ％、（ハ）ｆ
うｌｄ １．０重駿チ、←ン←うは１０重量％のＬｊＣ
ｌ水溶液でそれぞれ浸漬被膜処理したものである。この
特性図から電極（２１（３１の間隔（ｄ）を広くすると
抵抗値が高くなり、狭くすると低くなり、しかも１０〜
９０％ＲＪ（の範囲で略平行移動していることがわかる
ｏしたがって目的の抵抗値を侮るには′Φ、極（２１（
３１の＋＆＋隔を叢化せし７めればよい０また、素子抵
抗と相対湿ＩＷの関係が１０〜９０％ＲＨの範囲で略山
線的に変化しているのが特性（ロ）←うであり、特に広
範囲測定用として好適であることを示している０ 目１１記実施例では、′＝ ＝ （２） （３）の形状
を、第１図に示すように、櫛形とし互いに間隔（ｄ）を
もって噛合させたが、この間隔（ｄ）は、直角に屈折し
たもの以外に、曲線的に屈折したもの、直線的なものな
どであってもよい。また、第１図では電極＋２１ ＋３
１を同一面に設けたが、厚膜感湿層を挾んで両側に設け
てもよい。具体的には、第２図に示すように、アルミナ
基板（１１の裏向にはリフレッシュ用ヒータ（９）を設
け、上面には多孔性の下部ｖＬ極（２）、厚膜感湿層（
４）、多孔性の上部′電極（３）の順に積）Ｗｉ した
ものであってもよい。この場合、電極（２） （３）の
面積、厚膜感湿層（４）の厚さによってＲＨｔｆＱ性が
変わることは勿論である。このような形状にすると素子
の形状全小型にできる。
本発明は−Ｆ述のように、感湿素子の母体を厚膜を用い
゛〔構成し、さらにＪ）ｉＣＩＩ水浴液で浸漬被膜処理
したので、加工性にすぐれて低価格になる◇また単一素
子によって広範囲の湿度を測定でへるとともに長寿茄で
もある。筐た電極の相互の間隔を変えると特性（素子イ
ンピーダンス）の平行移動ができるものである。
゛〔構成し、さらにＪ）ｉＣＩＩ水浴液で浸漬被膜処理
したので、加工性にすぐれて低価格になる◇また単一素
子によって広範囲の湿度を測定でへるとともに長寿茄で
もある。筐た電極の相互の間隔を変えると特性（素子イ
ンピーダンス）の平行移動ができるものである。
第１図は１対の電極を片面に設けた本発明による厚膜型
素子の一実施例ケ示す一部切欠いた正面図、第２図は１
対の′１極を両面に設けた厚膜型素子の他の実施例を示
す分解斜視図、第３図は特性を６（１１定する屈気回路
図、第４図は電極の間隔およびＬｉＣｌの濃度を変えた
ときの特性図である。 （１）・・電気絶縁性基板、（２＋＋３１・・・’ｔｉ
ｔ、極、（４）・厚膜感湿層、（５）・・感湿素子、（
６）・・・信号淵、（力・・抵抗、（８）・・・電圧計
、（９）・・リフレッシュヒータ。 ７− 第 １ 図 ５ ／ 第 ３ 図 第２図
素子の一実施例ケ示す一部切欠いた正面図、第２図は１
対の′１極を両面に設けた厚膜型素子の他の実施例を示
す分解斜視図、第３図は特性を６（１１定する屈気回路
図、第４図は電極の間隔およびＬｉＣｌの濃度を変えた
ときの特性図である。 （１）・・電気絶縁性基板、（２＋＋３１・・・’ｔｉ
ｔ、極、（４）・厚膜感湿層、（５）・・感湿素子、（
６）・・・信号淵、（力・・抵抗、（８）・・・電圧計
、（９）・・リフレッシュヒータ。 ７− 第 １ 図 ５ ／ 第 ３ 図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１電気絶縁性基板に、互いに所定の間隔をもって少
なくとも１対の電極を設け、該電極の間隔を充填するよ
うにＺｒＯ２とＭｇＯの混合物を生体として形成された
厚膜感湿層を設け、該厚膜感湿層にＬｉＣ１水溶液で浸
漬被膜処理したものからなることを特徴とする１感湿素
子。 （２）ＩＰ！ｊ杵請求の範囲第１項記載において、Ｚｒ
０１とＭｇＵの混合割合を９９＝１モルチとした感湿素
子。 （３）゛ 特許請求の範囲第１項または第２項記載に
おいて、ＬｉＣ１ｊの水溶液濃度を約０．５゛亀ｔとし
た感湿素子。 （４） 特許請求の範囲第１項記載において、ＺｒＯ
。 とＭｇＯの微粉末の粒径を平均１μｍ以下とした感湿素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57152343A JPS5941802A (ja) | 1982-09-01 | 1982-09-01 | 感湿素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57152343A JPS5941802A (ja) | 1982-09-01 | 1982-09-01 | 感湿素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5941802A true JPS5941802A (ja) | 1984-03-08 |
| JPS6347321B2 JPS6347321B2 (ja) | 1988-09-21 |
Family
ID=15538461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57152343A Granted JPS5941802A (ja) | 1982-09-01 | 1982-09-01 | 感湿素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5941802A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0420019U (ja) * | 1990-06-11 | 1992-02-19 |
-
1982
- 1982-09-01 JP JP57152343A patent/JPS5941802A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6347321B2 (ja) | 1988-09-21 |
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