JPS6116933B2 - - Google Patents

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JPS6116933B2
JPS6116933B2 JP56040766A JP4076681A JPS6116933B2 JP S6116933 B2 JPS6116933 B2 JP S6116933B2 JP 56040766 A JP56040766 A JP 56040766A JP 4076681 A JP4076681 A JP 4076681A JP S6116933 B2 JPS6116933 B2 JP S6116933B2
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JP
Japan
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dew condensation
ceramic
detection electrode
condensation sensor
sensor according
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JP56040766A
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JPS57154045A (en
Inventor
Mitsuhiro Murata
Akihiro Kitao
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6116933B2 publication Critical patent/JPS6116933B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12Investigating 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
    • G01N27/121Investigating 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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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
  • Non-Adjustable Resistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
この発明は結露状態における抵抗値の減少変化
を利用した結露センサに関する。 雰囲気中の結露状態を検知するセンサとして
は、有機高分子中にカーボン粉末を、このカーボ
ン粉末同志が互いに接触する状態で分散させたも
のがある。これは結露時における有機高分子の膨
潤によつて接触していたカーボン粉末同志が離反
し、カーボン粉末によつて形成されていた低抵抗
状態が高抵抗状態に変化するというものである。 しかし、この種の結露センサは結露状態を繰り
返えすたびにカーボン粉末の移動を伴い、非結露
時の抵抗、いわゆる初期抵抗が変化してゆくこ
と、結露状態の履歴によつて次第に結露の検出機
能の劣化が生じるなど、寿命特性について種々の
問題点を有する。また使用温度範囲も有機高分子
の耐熱性、耐寒性によつて決定づけられ、おおむ
ねその使用温度範囲は狭いものである。 一方、結露センサの他の例としては、有機高分
子に導電体粉末あるいは半導体粉末を分散し、初
期抵抗は高抵抗状態にあり、結露時に低抵抗状態
となるものがある。この種の結露センサは、有機
高分子に水溶性または新水性高分子を用い、これ
にパラジウム粉末などの導電体粉末、あるいは、
CrO2,NiO,Fe2O3,ZnOなどの半導体粉末を分
散させたものであり、結露状態では水の吸着に伴
うイオン伝導にもとづいて、抵抗値が低下すると
いうものである。 しかし、これも有機高分子の存在のために、結
果的には結露膜の劣化をもたらし、安定性という
点ではまだまだ満足のゆくものではない。 したがつて、この発明は寿命特性にすぐれた結
露センサを提供するものである。 また、この発明はセラミクス焼結体自体に検出
電極を形成したタイプの機械的に堅牢な結露セン
サを提供するものである。 さらにこの発明は低温から高温まで使用温度範
囲の広い結露センサを提供するものである。 すなわち、この発明の要旨とするところは、少
なくとも結露検出機能を有するセラミツクスと結
露時における抵抗値変化を検出する検出電極が互
いに接触した構成からなり、前記セラミクスはイ
ルメナイト型結晶構造からなるチタン複合酸化物
を主体とすることを特徴とする結露センサであ
る。 この発明で用いられる結露検出機能を有するセ
ラミクスの具体例としては、たとえばMg
TiO3,ZnTiO3,FeTiO3などのイルメナイト型結
晶構造からなるチタン複合酸化物を主体とするも
のである。 この発明にかかる結露センサにおいて、イルメ
ナイト型結晶構造からなるチタン複合酸化物を用
いることによつて得られる大きな特徴は、使用電
源が交流、直流のいずれも用いることができると
いうことである。 イルメナイト型結晶構造からなるチタン複合酸
化物を主体とするセラミクスであれば、特性に悪
影響を与えない程度に他の結晶構造、たとえばペ
ロブスカイト型、スピネル型、パイロクロア型、
タングステンブロンズ型などのセラミクスを1種
または複数種混合させてもよい。さらに添加物を
加えることも許される。このような添加物として
は、たとえば粘土、希土類、TiO2,SiO2
Bi2O3,ZnO,Fe2O3,Sb2O,MnCO3,WO3など
のような多くの無機化合物がある。 また、結露検出機能を有するセラミクスと検出
電極の接触状態の構成例としては、第1図〜第3
図に示されるものがある。 第1図のものはセラミクス1の表面に検出電極
2,3が形成されたものである。検出電極2,3
はこれと接触するセラミクス1の結露時における
抵抗値の変化を測定するものであるため、通常対
電極をなす。4,5は端子であり、検出電極2,
3にそれぞれ電気接続されている。 第2図のものはセラミクス1の中に検出電極
2,3が形成されたものであり、セラミクス1か
らは検出電極2,3と電気接続する端子4,5が
導出されている。図示したものでは検出電極2,
3がセラミクス1の外表面の一方側に片寄つてお
り、検出電極2,3を境として厚膜部分aと薄膜
部分bから構成されている。したがつて、図示し
たものではセラミクス1の外表面に近い検出電極
2,3の全部が薄膜部分bで覆われたもので、こ
の付近で結露状態が検出されるものであることが
理解できる。 第3図のものは、第2図と類似した構造のもの
であるが、その相違点はセラミクス1の薄膜部分
bが検出電極2,3の一部を覆う状態で複数に独
立して構成されたものである。 このほか、第2図、第3図に示された構造のも
のにおいて、セラミクス1の厚膜部分aおよび薄
膜部分bのうちいずれか一方を絶縁性セラミクス
から構成してもよい。機能的には厚膜部分aを絶
縁性セラミクスとし、薄膜部分bを結露検出機能
を有するセラミクスで構成するほうが好ましい。 この種の結露センサについて、製造する方法の
典型例を説明すれば、まずイルメナイト型結晶構
造からなるチタン複合酸化物からなる材料あるい
はその他に適宜他の結晶構造のセラミクス、添加
物を混合した材料を用い、これを所定比率に混合
し仮焼する。次いで仮焼原料を粉砕し、バインダ
を加えて造粒し、この造粒原料を加圧、成型し、
焼成することによつてセラミクスが得られる。 セラミクスと接触して形成される検出電極には
その形状として平行状、くし歯状のものがある。
また検出電極の種類としては、結露状態において
溶出せず、安定な貴金属、たとえばAu電極が好
ましい。さらに検出電極の形成方法としては、導
電ペーストの焼付け法、真空蒸着法などの乾式メ
ツキ法、あるいはそのほかに無電解メツキ法があ
る。Au電極については通常真空蒸着法が好まし
い。 上記したセラミクスの製造方法、および電極の
形成方法については第1図の構成には好適なもの
である。 第2図に示した構成例については、検出電極を
埋設した状態でセラミクス材料を成型し、そのの
ち焼成することによつて得られる。したがつて、
検出電極には高温の焼成に耐えうる。たとえばパ
ラジウム、白金が用いられる。このほか、すでに
焼成して得られたセラミクスの上に検出電極を形
成し、その上に検出電極を覆うようにセラミツク
ペーストを塗布、印刷などにより形成し、熱処理
することによつても得られる。 また、第3図に示した構成例については、すで
に焼成して得られたセラミクスの上にまず検出電
極を形成し、その上にセラミツクペーストを塗
布、印刷などにより形成し、熱処理することによ
つて得られるのが通常である。 以下この発明を実施例に従つて詳述する。 実施例 1 第1表に示す組成からなるセラミクスを準備し
た。このセラミクスは公知の方法で焼成して得ら
れたものであり、その大きさは12mm×14mm×1mm
のものである。このセラミクスの表面に対向する
くし型の焼付金電極を形成した。電極の大きさは
対向長65mm、電極間隔0.4mmとした。さらに電極
に端子を電気接続して結露センサを作成した。 得られた結露センサについて、相対湿度80%と
結露時における各抵抗値を測定し、その結果を第
1表に合わせて示した。なお、このときの測定条
件としては、温度20℃、印加電圧12VD.C.で、直
列に561KΩの抵抗を挿入して結露センサの抵抗
値を測定した。なお、第1表に示すセラミクスの
組成はセラミクスの主成分の比率を示すもので、
これらの成分以外に0.1〜10%の範囲で添加剤を
含んでいる。
【表】 第1表より明らかなように、この発明にかかる
結露センサによれば、相対湿度80%の状態におけ
る抵抗値にくらべて、結露時における抵抗値が大
幅に変化しており、結露状態の検出が確実に行え
るものである。また、セラミクスの組成を選択す
ることによつて、初期抵抗、結露時の抵抗がそれ
ぞれ異なる結露センサを得ることができると理解
できる。 実施例 2 第2表に示すセラミクスからなるものを用い、
実施例1と同様に処理して結露センサを作成し
た。 得られた結露センサについて、相対温度80%と
結露時における各抵抗値を測定し、その結果を第
2表に合わせて示した。なお、このときの測定条
件は、温度20℃、印加電圧1VA.C.で測定した。
【表】 第2表から明らかなように、イルメナイト型結
晶構造からなるチタン複合酸化物を主体とするセ
ラミクスで結露センサを構成したものは、A.C.
動作においても結露状態の検出が確実に行えるも
のである。一方、試料番号8のように、ペロブス
カイト型結晶構造のものは、A.C.動作では抵抗
値の変化幅が小さいものとなつている。 実施例 3
【表】 からなるセラミクスを用い、実施例1と同様に処
理することにより結露センサを作成した。 この結露センサについて、結露状態−乾燥状態
(相対湿度55%)を1サイクルとしてそれぞれの
状態におき、結露状態における抵抗値を測定し、
初期抵抗値に対する変化率を調べたところ、第4
図に実線で示すような結果が得られた。なお、測
定電圧は12VD.C.で結露センサと直列に561KΩ
の抵抗を接続した。したがつて、乾燥状態ではほ
ぼ12V近くの電圧が印加され、結露状態では結露
センサの抵抗値によつて決める電圧(実際には
3V)が印加された。 一方、セラミクスとしてアルミナ(Al2O3)を
主体とする結露センサを実施例1と同様に作成
し、上述のイルメナイト型結晶構造からなる結露
センサと同様に、結露状態−乾燥状態の履歴を繰
り返えして、抵抗値の変化を測定した。その結果
も第4図に合わせて破線で示した。 第4図から明らかなように、この発明による結
露センサは結露状態を何回も履歴しても抵抗値の
変化がほとんどなく、非常に安定なものであるこ
とがわかる。特に、D.C.印加電圧に対して安定
な動作を示すことは使用に際してきわめて有利で
あり、信頼性の高い結露センサが提供できる。ま
た、A.C.印加電圧に対してもD.C.印加電圧にく
らべてさらに安定した結露状態の検出が可能であ
ることが確認できた。 実施例 4 第3表に示すセラミクスの上に対向するくし型
の焼付パラジウムからなる検出電極を形成した。
このときの電極の対向長は65mm、電極間隔は0.4
mmとした。 このセラミクスの上に第3表に示すセラミツク
ペーストを印刷して焼付けた。さらに検出電極に
端子を電気接続して結露センサを作成した。 このようにして得られた結露センサについて、
実施例1と同様に測定し、その結果を第3表に示
した。このタイプのものは表面汚染に対して抵抗
変化が小さく、汚染に対して強いセンサであるこ
とが確認できた。
【表】
【表】 上記した実施例4の試料番号10について、結露
状態−乾燥状態(相対湿度55%)を1サイクルと
してそれぞれの状態におき、結露状態における抵
抗値を測定し、その変化を測定して第5図にその
結果を示した。 このとき、印加電圧はD.C.12Vであり、結露セ
ンサに直列に561KΩの抵抗を接続して測定し
た。 第5図から結露状態を履歴しても抵抗値の変化
がほとんどなく、安定した動作を示すものである
ことがわかる。 以上この発明にかかる結露センサによれば、基
体がイルメナイト型結晶構造からなるチタン複合
酸化物を主体とするセラミクスよりなるため、そ
の形状を任意なものに成型可能であり、しかも焼
結セラミクスは機械的強度が大きく取り扱いに特
に注意を要する必要がない。また、基体がセラミ
クスよりなることによつて、低温から高温にまで
耐えうるという利点があり、使用温度範囲も広い
という特徴を有する。さらには結露状態を何回も
繰り返えしても抵抗値変化が見られず、寿命特性
にすぐれたものである。 特に、この発明にかかる結露センサはA.C.,
D.C.印加電圧に対してきわめて安定な動作を保
障できる結露センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図はこの発明にかかる結露センサ
の概略斜視図、第4図はこの発明の一実施例によ
る結露センサと従来例にかかる結露センサについ
て、結露状態と乾燥状態を繰り返えしたときの結
露状態における抵抗値変化を示した図、第5図は
この発明の他の一実施例による結露センサについ
て同じく結露状態と乾燥状態を繰り返えしたとき
の結露状態における抵抗値変化を示した図であ
る。 1……セラミクス、2,3……検出電極。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 少なくとも結露検出機能を有するセラミクス
    と結露時における抵抗値変化を検出する検出電極
    が互いに接触した構成からなり、前記セラミクス
    はイルメナイト型結晶構造からなるチタン複合酸
    化物を主体とすることを特徴とする結露センサ。 2 検出電極は前記セラミクスの表面に形成され
    ている特許請求の範囲第1項記載の結露センサ。 3 検出電極は前記セラミクスの中に形成されて
    いる特許請求の範囲第1項記載の結露センサ。 4 検出電極は前記セラミクスの中にこのセラミ
    クスの一方の外表面に片寄らせて形成され、前記
    セラミクスが検出電極を境として厚膜部分と薄膜
    部分からなる特許請求の範囲第1項または第3項
    記載の結露センサ。 5 前記セラミクスの薄膜部分は検出電極の全部
    を覆う状態からなる特許請求の範囲第4項記載の
    結露センサ。 6 前記セラミクスの薄膜部分は検出電極の一部
    を覆う状態からなる特許請求の範囲第4項記載の
    結露センサ。 7 検出電極の一方の面は前記セラミクスと接触
    し、検出電極の他方の面は絶縁性セラミクスと接
    触してなる特許請求の範囲第1項記載の結露セン
    サ。 8 検出電極の一方の面と接触する前記セラミク
    スは検出電極の全部を覆う状態からなる特許請求
    の範囲第7項記載の結露センサ。 9 検出電極の一方の面と接触する前記セラミク
    スは検出電極の一部を覆う状態からなる特許請求
    の範囲第7項記載の結露センサ。
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JP3034465U (ja) * 1996-08-07 1997-02-18 株式会社カムサー トラックの荷台上に据えられた簡易荷役装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60140701A (ja) * 1983-12-28 1985-07-25 日本セメント株式会社 セラミツク感湿素子の製造方法
JPS60140702A (ja) * 1983-12-28 1985-07-25 日本セメント株式会社 センサ−の製造方法

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