JPS5963553A - 湿度センサ - Google Patents
湿度センサInfo
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- JPS5963553A JPS5963553A JP17418082A JP17418082A JPS5963553A JP S5963553 A JPS5963553 A JP S5963553A JP 17418082 A JP17418082 A JP 17418082A JP 17418082 A JP17418082 A JP 17418082A JP S5963553 A JPS5963553 A JP S5963553A
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- sheet
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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】
本発明は空気中の湿度を検知する湿度センサに関するも
のである。
のである。
本発明者の一人は先に特願昭５６−１４２００７号とし
て湿度センサを既に提案している。
て湿度センサを既に提案している。
これは吸湿、膨張性の繊維としてセルロース繊維および
／またはポリと・ニルアルコール繊維のごとき有機繊維
を用い、かつ導電性繊維として例えば炭素繊維および／
または活性炭素繊維を用い、向繊維を混合して抄紙した
シートを有し、このシートに互いに離間して一対の電極
を設けた構成になっている。
／またはポリと・ニルアルコール繊維のごとき有機繊維
を用い、かつ導電性繊維として例えば炭素繊維および／
または活性炭素繊維を用い、向繊維を混合して抄紙した
シートを有し、このシートに互いに離間して一対の電極
を設けた構成になっている。
かかる湿度センサによれば、抵抗値が低く、測定回路も
簡単であるという利点がある。
簡単であるという利点がある。
今回提案した本発明は、周囲雰囲気中の湿度が高湿度か
ら低湿度へ湿度が変化した場合と、低湿度から高湿度へ
湿度が変化した場合との間のヒステリシスを減少させる
ことを目的とするものである。
ら低湿度へ湿度が変化した場合と、低湿度から高湿度へ
湿度が変化した場合との間のヒステリシスを減少させる
ことを目的とするものである。
かかる本発明の目的は、感湿シートの周りに空間を形成
し、かつこの空間を上記シート自体の繊維部の微小空隙
を介して周囲雰囲気と連通させる構成により達成される
。
し、かつこの空間を上記シート自体の繊維部の微小空隙
を介して周囲雰囲気と連通させる構成により達成される
。
以下本発明を図に示す実施例において説明する。
第１図は本発明を含む湿度センサの外観図で、■は本発
明の紙状材の感湿シート、２は絶縁体（例えば樹脂）よ
りなる矩形状のカバー、２ａはカバー２の内側に設けた
貫通開孔、３は一対の電極、４は絶縁体く例えば樹脂）
よりなる基板である。第２図は本発明になる本発明の内
部構造を示し、第１図のカバー２を外した状態の図であ
る。５は導電性接着剤（例えば銀ペースト）、６は２枚
の感湿シート１の間に設けられた空間、４のは基板４に
設けた貫通開孔である。導電性接着剤２は感湿シー）１
は一端部と電極３とを電気的に導通させる同時に接着し
、さらに電極３と基板４とを接着している。」二記感湿
シートｌは例えは湿度１０％ＲＨの雰囲気で電極３に接
着してあり、この感湿シート１を例えば湿度３０％ＲＨ
の雰囲気に晒すと該シート１が変形して上記空間６が形
成される。
明の紙状材の感湿シート、２は絶縁体（例えば樹脂）よ
りなる矩形状のカバー、２ａはカバー２の内側に設けた
貫通開孔、３は一対の電極、４は絶縁体く例えば樹脂）
よりなる基板である。第２図は本発明になる本発明の内
部構造を示し、第１図のカバー２を外した状態の図であ
る。５は導電性接着剤（例えば銀ペースト）、６は２枚
の感湿シート１の間に設けられた空間、４のは基板４に
設けた貫通開孔である。導電性接着剤２は感湿シー）１
は一端部と電極３とを電気的に導通させる同時に接着し
、さらに電極３と基板４とを接着している。」二記感湿
シートｌは例えは湿度１０％ＲＨの雰囲気で電極３に接
着してあり、この感湿シート１を例えば湿度３０％ＲＨ
の雰囲気に晒すと該シート１が変形して上記空間６が形
成される。
上記第１図のカバー２を基板４に覆いかぶせることによ
り上記空間６の開放部（第２図で感湿シール１の両側部
の部分）が閉鎖され、該空間６は閉じられることになる
。以下は説明の都合上、閉空間６とする。従って、感湿
シート１間に形成された空間６は、該シート自体の繊維
部に形成されている微小空隙を介して周囲雰囲気と連通
ずるようになっている。
り上記空間６の開放部（第２図で感湿シール１の両側部
の部分）が閉鎖され、該空間６は閉じられることになる
。以下は説明の都合上、閉空間６とする。従って、感湿
シート１間に形成された空間６は、該シート自体の繊維
部に形成されている微小空隙を介して周囲雰囲気と連通
ずるようになっている。
第３図は上記感湿シート１の内部概略構造を模式的に示
している。同図において、ｌａはセルロース繊維、１ｂ
は炭素繊維、ｔは紙厚であり、図中破線は感湿シート１
の表面を示す。セルロス繊維１ａは通常紙の原料として
使われるものとほぼ同等のものであるが、その叩解程度
は慮水度でＳＲ’３５を用いた。炭素繊維１ｂの線径は
１０μｍ１繊維長は５１９ものを用い、紙に占める炭素
繊維１ｂの割合は３５％（残部６５％はセルロース繊維
）とした。感湿シート１の坪量は３５〜４０ ｇｒ／％
、紙厚ｔは０．２１ｍ、大きさく広さ）は各５１から各
１００ｍｍ程度まで任意に製作可能であるが、ここでは
１０１１Ｘ２０鶴程度とした。
している。同図において、ｌａはセルロース繊維、１ｂ
は炭素繊維、ｔは紙厚であり、図中破線は感湿シート１
の表面を示す。セルロス繊維１ａは通常紙の原料として
使われるものとほぼ同等のものであるが、その叩解程度
は慮水度でＳＲ’３５を用いた。炭素繊維１ｂの線径は
１０μｍ１繊維長は５１９ものを用い、紙に占める炭素
繊維１ｂの割合は３５％（残部６５％はセルロース繊維
）とした。感湿シート１の坪量は３５〜４０ ｇｒ／％
、紙厚ｔは０．２１ｍ、大きさく広さ）は各５１から各
１００ｍｍ程度まで任意に製作可能であるが、ここでは
１０１１Ｘ２０鶴程度とした。
上記の実施例においてその作動を説明する。本発明の感
湿シート１が作動をする理由は以下の通りである。まず
、セルロース繊維１ａは絶縁体と見なし得る。炭素繊維
１ｂは導体であるがわずかな抵抗を有している。一方、
炭素繊維１ｂは感湿シート１の両端間で多数絡み合いな
がら連なっている。従って、連なっている２つの炭素繊
維間には接触抵抗が存在する。よっ°ζ、感湿シート１
の両端間の抵抗ずなわも電極３間の抵抗は炭素繊維自体
の抵抗と接触抵抗との総和となる。さらに詳細に述べる
ならば、それらの抵抗は直列接続されつつ、並列接続も
されているという状態で、総合的に全体の抵抗値が決定
される。以上の様に、本発明の感湿シート１の抵抗値は
、従来周知のイオン伝導を利用したものとは異なるので
、非常に小さな抵抗値を容易に得ることができる。
湿シート１が作動をする理由は以下の通りである。まず
、セルロース繊維１ａは絶縁体と見なし得る。炭素繊維
１ｂは導体であるがわずかな抵抗を有している。一方、
炭素繊維１ｂは感湿シート１の両端間で多数絡み合いな
がら連なっている。従って、連なっている２つの炭素繊
維間には接触抵抗が存在する。よっ°ζ、感湿シート１
の両端間の抵抗ずなわも電極３間の抵抗は炭素繊維自体
の抵抗と接触抵抗との総和となる。さらに詳細に述べる
ならば、それらの抵抗は直列接続されつつ、並列接続も
されているという状態で、総合的に全体の抵抗値が決定
される。以上の様に、本発明の感湿シート１の抵抗値は
、従来周知のイオン伝導を利用したものとは異なるので
、非常に小さな抵抗値を容易に得ることができる。
次に、湿気にさらされた時の感湿シート１の作動を述べ
る。従来より、セルロース繊維、あるいはセルロース繊
維により製造される紙は空気中の湿分を吸収（吸着）す
ることは、よく知られている。また、湿分の吸着量は空
気の湿度に依存し、湿度上昇と共に吸着量も増加するこ
ともよく知られている。さらに、湿分を吸着したセルロ
ース繊維はその太さが２０〜３０％も膨張したり、ある
いはねじれなどの変形を起すこと、すなわち膨潤、変形
する性質を有していることもよく知られている。
る。従来より、セルロース繊維、あるいはセルロース繊
維により製造される紙は空気中の湿分を吸収（吸着）す
ることは、よく知られている。また、湿分の吸着量は空
気の湿度に依存し、湿度上昇と共に吸着量も増加するこ
ともよく知られている。さらに、湿分を吸着したセルロ
ース繊維はその太さが２０〜３０％も膨張したり、ある
いはねじれなどの変形を起すこと、すなわち膨潤、変形
する性質を有していることもよく知られている。
ところで、本発明の感湿シート１が湿気にさらされると
空気中の湿分はセルロース繊維１ａが吸着するので、セ
ルロース繊維１ａは膨張、変形する。すると、今まで、
接触していた炭素繊維どうしはセルロース繊維が膨張、
変形するので各所で接触できなくなる。従って、感湿シ
ート１の両端を連なっていた炭素繊維の連なりの数は減
少し、抵抗値が増大する。また、抵抗値の増大はセルロ
ース繊維の膨潤、変形に依存し、ひいては空気中の湿度
に依存するものとなる。つまり、空気中の湿度によって
一義的に感湿シート１の抵抗値が定まるところとなる。
空気中の湿分はセルロース繊維１ａが吸着するので、セ
ルロース繊維１ａは膨張、変形する。すると、今まで、
接触していた炭素繊維どうしはセルロース繊維が膨張、
変形するので各所で接触できなくなる。従って、感湿シ
ート１の両端を連なっていた炭素繊維の連なりの数は減
少し、抵抗値が増大する。また、抵抗値の増大はセルロ
ース繊維の膨潤、変形に依存し、ひいては空気中の湿度
に依存するものとなる。つまり、空気中の湿度によって
一義的に感湿シート１の抵抗値が定まるところとなる。
一方、高い湿度から低い湿度へと変化する時には、セル
ロース繊維から湿分が脱離し、セルロース繊維は収縮し
、その結果、炭素繊維の接触が復活し、再び抵抗値は元
通り低下する。
ロース繊維から湿分が脱離し、セルロース繊維は収縮し
、その結果、炭素繊維の接触が復活し、再び抵抗値は元
通り低下する。
ところで第４図に於ては、感湿シート１の特性は領域Ａ
および領域Ｂで示したようにばらつきを持っている。こ
のばらつきは、セルロース繊維１９の膨潤、変形の程度
が湿度の履歴にも依存するために起きる現象である。つ
まり、低湿度から高湿度へ、あるいは高湿度から低湿度
へと湿度が急激に変化した場合の感湿シート１の抵抗は
、正規の抵抗値からり１れて領域Ａおよび領域Ｂにおい
て、その領域のとしらかのはしによってしまうことが発
明音らの実験の結果明らかになった。
および領域Ｂで示したようにばらつきを持っている。こ
のばらつきは、セルロース繊維１９の膨潤、変形の程度
が湿度の履歴にも依存するために起きる現象である。つ
まり、低湿度から高湿度へ、あるいは高湿度から低湿度
へと湿度が急激に変化した場合の感湿シート１の抵抗は
、正規の抵抗値からり１れて領域Ａおよび領域Ｂにおい
て、その領域のとしらかのはしによってしまうことが発
明音らの実験の結果明らかになった。
ところが、本発明の閉空間６ （前述したごとく閉ささ
ている）を設けた感湿シート１においては、まわりの空
気の湿度が急激に変化しても、感湿シート１に設けられ
た閉空間６内の空気の湿度は感湿シート１自体の繊維部
の微小空隙を通し゛Ｃ周囲雰囲気の空気の湿度へ緩やか
に変化する。すなわち、閉空間６は緩衝帯として作用し
、セルロート繊維１９の吸放湿作用をなめらかにし、か
つ安定させる。従って、セルロース繊維１９の膨潤、変
形がなめらかになり、かつ安定することによって特性は
非常に安定したものとなる。また感湿シート１は閉空間
６を設けるために炭素繊維紙を平列に、電極３に接着し
ているため、この炭素繊維紙の抵抗値は１枚の抵抗値の
半分になるのは容易に理解できる。
ている）を設けた感湿シート１においては、まわりの空
気の湿度が急激に変化しても、感湿シート１に設けられ
た閉空間６内の空気の湿度は感湿シート１自体の繊維部
の微小空隙を通し゛Ｃ周囲雰囲気の空気の湿度へ緩やか
に変化する。すなわち、閉空間６は緩衝帯として作用し
、セルロート繊維１９の吸放湿作用をなめらかにし、か
つ安定させる。従って、セルロース繊維１９の膨潤、変
形がなめらかになり、かつ安定することによって特性は
非常に安定したものとなる。また感湿シート１は閉空間
６を設けるために炭素繊維紙を平列に、電極３に接着し
ているため、この炭素繊維紙の抵抗値は１枚の抵抗値の
半分になるのは容易に理解できる。
上記した作動原理による本発明の湿度センサの特性は第
４図の領域Ａに示すものとなる。この湿度センサの特性
は、閉空間６を設けてない湿度センサの特性（領域Ｂに
示すもの）より、ばらつきが非常にわずかであり、かつ
特性か安定するため、その感度も向上して非常に良好な
特性を示すことがわかる。
４図の領域Ａに示すものとなる。この湿度センサの特性
は、閉空間６を設けてない湿度センサの特性（領域Ｂに
示すもの）より、ばらつきが非常にわずかであり、かつ
特性か安定するため、その感度も向上して非常に良好な
特性を示すことがわかる。
第５図は本発明の他の実施例を示すものである。
この実施例は、感湿シート１を１枚用い、これを屈曲さ
セて該屈曲部間に空間６を形成したものである。この例
でも第１図と同様にカバー２が基板４に装着され、空間
６は閉空間となっている。
セて該屈曲部間に空間６を形成したものである。この例
でも第１図と同様にカバー２が基板４に装着され、空間
６は閉空間となっている。
第６図は本発明の更に他の実施例を示すものである。感
湿シート１は中空の円筒形状としである。
湿シート１は中空の円筒形状としである。
この感湿シート１は、リング形状の基板４に設けられた
貫通開孔４ａと中空円筒状のカバー２に設けられた貫通
開孔２ａを通して、周囲雰囲気と内表面側で晒されてお
り、外表面側まわりに閉空間６が設けられている。
貫通開孔４ａと中空円筒状のカバー２に設けられた貫通
開孔２ａを通して、周囲雰囲気と内表面側で晒されてお
り、外表面側まわりに閉空間６が設けられている。
なお、本発明は結露センサとしても用Ｇ）ることかでき
る。なぜならばセルロース繊維は吸湿能力を有すると同
様に吸水の能力を有し、また同様の膨潤、変化作用を行
うからである。従って、水センサ （水の有無を検知す
るセンサ）としても使用できるのは言うまでもない。
る。なぜならばセルロース繊維は吸湿能力を有すると同
様に吸水の能力を有し、また同様の膨潤、変化作用を行
うからである。従って、水センサ （水の有無を検知す
るセンサ）としても使用できるのは言うまでもない。
また、感湿シー１−１の材料としてはセルＩ′Ｊ−ス繊
維と炭素繊維とにより構成したが、セルロース繊維の他
にボリヒニルアルコール繊維、レーヨン、綿、羊毛でも
よく、要は吸湿によって膨潤する有機繊維であればよい
。炭素繊維の他に活性炭素繊維でもよく、直径１０μ以
下の金属繊維でもよく、要は導電性繊維ならばよい。
維と炭素繊維とにより構成したが、セルロース繊維の他
にボリヒニルアルコール繊維、レーヨン、綿、羊毛でも
よく、要は吸湿によって膨潤する有機繊維であればよい
。炭素繊維の他に活性炭素繊維でもよく、直径１０μ以
下の金属繊維でもよく、要は導電性繊維ならばよい。
まだ、感湿シートｌに潮解性塩頬、例え（よ塩化リチウ
ムを含浸させて感度を向上してもよい。
ムを含浸させて感度を向上してもよい。
また・基板４としてプラスチック基板を用りまたが・ベ
ークライト、セラミ・ツク等絶縁体なら４スノ尿んでも
よい。これはカバー２の材質も同しことが言える。また
、感湿シート１と電極３との電気的接合には導電性接着
剤５を用いたが、電極３はばね鋼のクリップを用いて感
湿シート１に圧着させても勿論よい。
ークライト、セラミ・ツク等絶縁体なら４スノ尿んでも
よい。これはカバー２の材質も同しことが言える。また
、感湿シート１と電極３との電気的接合には導電性接着
剤５を用いたが、電極３はばね鋼のクリップを用いて感
湿シート１に圧着させても勿論よい。
なお、上記実施例においてカバー２、基板４の組付状態
、ごれらに対する感湿シート１の組付は状態を示すため
、上記感湿シート１の周りの空間６はカバー２と基板４
との間の隙間、あるいはカバー２、基板４の貫通開孔２
ａ、４ａを介して周囲雰囲気と直接的に連通していた状
態の図となっているか、実際では空間６は上記の隙間な
どを介して周囲雰囲気と直接的に連通ずる構造ではない
。
、ごれらに対する感湿シート１の組付は状態を示すため
、上記感湿シート１の周りの空間６はカバー２と基板４
との間の隙間、あるいはカバー２、基板４の貫通開孔２
ａ、４ａを介して周囲雰囲気と直接的に連通していた状
態の図となっているか、実際では空間６は上記の隙間な
どを介して周囲雰囲気と直接的に連通ずる構造ではない
。
ただ、感湿シート１の組付けの関係上、空間６が周囲雰
囲気と直接的に連通ずるのは止むを得ないが、できる限
りその連通個所は少ない方がよい。
囲気と直接的に連通ずるのは止むを得ないが、できる限
りその連通個所は少ない方がよい。
以上要するに本発明によれば、湿度変化に対する感湿シ
ートが示す電気抵抗のヒステリシスを現象させることが
できる。
ートが示す電気抵抗のヒステリシスを現象させることが
できる。
第１図は本発明センサの一実施例を示す斜視図、第２図
は第１図のカバー２を取外した状態を示す斜視図、第３
図は第１図、第２図図示の感湿シートを模式的に示す断
面図、第４図は本発明の詳細な説明に供する特性図、第
５図および第６図は本発明の他の実施例を示す斜視図で
ある。 １・・・感湿シート、３・・・電極、６・・・空間。 代理人弁理士 岡 部 隆
は第１図のカバー２を取外した状態を示す斜視図、第３
図は第１図、第２図図示の感湿シートを模式的に示す断
面図、第４図は本発明の詳細な説明に供する特性図、第
５図および第６図は本発明の他の実施例を示す斜視図で
ある。 １・・・感湿シート、３・・・電極、６・・・空間。 代理人弁理士 岡 部 隆
Claims (1)
- 吸湿により膨潤する性質を有した有機繊維と導電性繊維
とを混合して抄紙して成る感湿シートを備え、この感湿
シートを一対の電極間に配置するとともに、この一対の
電極に電気的に導通し、前記感湿シートの周りに空間を
有し、この空間を周囲雰囲気に対し前記感湿シートの繊
維部に形成されている微小空隙を介して連通せしめるよ
うにした湿度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17418082A JPS5963553A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | 湿度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17418082A JPS5963553A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | 湿度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5963553A true JPS5963553A (ja) | 1984-04-11 |
Family
ID=15974107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17418082A Pending JPS5963553A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | 湿度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5963553A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021099364A (ja) * | 2017-04-05 | 2021-07-01 | パナソニック株式会社 | ガスセンサ |
-
1982
- 1982-10-04 JP JP17418082A patent/JPS5963553A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021099364A (ja) * | 2017-04-05 | 2021-07-01 | パナソニック株式会社 | ガスセンサ |
| JP2022091977A (ja) * | 2017-04-05 | 2022-06-21 | パナソニックホールディングス株式会社 | ガスセンサ |
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