JPS61209348A - 湿度センサ− - Google Patents

湿度センサ−

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JPS61209348A
JPS61209348A JP4945285A JP4945285A JPS61209348A JP S61209348 A JPS61209348 A JP S61209348A JP 4945285 A JP4945285 A JP 4945285A JP 4945285 A JP4945285 A JP 4945285A JP S61209348 A JPS61209348 A JP S61209348A
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JP
Japan
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case
window
humidity sensitive
humidity
dust
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Pending
Application number
JP4945285A
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English (en)
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Norihiro Kiuchi
木内 規博
Eiji Itou
伊藤 瑛二
Katsumi Yano
克巳 谷野
Tsutomu Tominaga
力 冨永
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TOYAMA PREF GOV
Toyama Prefecture
Eneos Corp
Original Assignee
TOYAMA PREF GOV
Toyama Prefecture
Nippon Mining Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/52Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/48Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
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    • C04B41/89Coating or impregnation for obtaining at least two superposed coatings having different compositions
    • 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
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    • 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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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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、湿度センサーに関するものであり、特には感
湿素子とそれを収納するケースから成り、該ケースに感
湿部に対応して特殊なフィルター膜を設け、水、粉塵等
が感湿部に侵入するのを防止した湿度センサーに関する
。このフィルター膜は、塩素化エチレンに代表される塩
素含有重合体から成り、感湿素子の応答性を実用上問題
となることなく水、粉塵等を有効に排除することが出来
る。
発明の背景 近年、感湿素子が多くの分野で用いられるようになって
いる。家庭用品においては、電子レンジの食品調理制御
用、衣類乾燥機の乾燥度検出用、ルームエアコンの湿度
制御用、VTRのシリンダの結露検出用等に多く用いら
れ、また工業用途においては各種電子部品製造の際の湿
度管理用に広く用いられている。その他、農業用ハウス
空調用や自動車におけるリアウィンド・デ・フオツガの
結露防止用等に用いる試みが広く進んでいる。食品調理
、空調、乾燥等の各種自動化システムにおいて、温度管
理に加えて湿度管理が不可欠となっており、高い信頼性
の下で動作する感湿素子の開発が要望されている。
こうした要望に答えるものとして、湿度変化によって電
気抵抗や静電容量のような電気的性質が変化する現象を
利用するものが実用化されている。
湿度を感知する感湿素材としては、電解質材料系、有機
高分子材料系、セラミック材料系等長種類のものが提唱
され、その感湿特性の改善をめざして、現在多くの研究
が続行されている。中でも、セラミック材料を感湿素材
として使用する電気抵抗式感湿素子は、その動作特性に
加えて、動作温度範囲が広く、使用環境において劣化し
ないことから脚光を浴びているものの一つである。
こうした感湿素子は様々の使用環境の下でその雰囲気に
曝露されて、そこに含まれる水蒸気を感知するものであ
るが、使用雰囲気中に含まれる液状の水や、油煙、排気
物質、セメント粉、花粉その他の粉塵が素子の感湿部に
付着すると、その性能が劣化する。特に水の付着は感湿
素子にとってきわめて有害である。
とうした付着物を除去する為の従来技術の一つとし゛て
、付着物を焼尽除去する方法がある。これは加熱クリー
ニングとも呼ばれ、加熱回路を併設することにより、周
期的に素子を加熱するものである。しかし、加熱クリー
ニング法は、加熱回路を必要とするため、コスト高とな
りまた素子を小型にできない欠点がある。更には、加熱
クリーニング中は湿度の感知が中断される。そこで、加
熱クリーニング法に代る別の水、粉塵等の除去対策が求
められている。
従来技術 そこで提唱された方法の一つはフィルターを使用するも
のである。フィルターとしては、特定の樹脂製のフィル
ター膜によって感湿素子を包み込むもの、As樹脂、A
BS樹脂粒子を筒状に焼結した焼結体で包み込むもの、
MnWOa厚膜により感湿部を覆うもの、セメント水和
硬化体を使用するもの、発泡金属体製カバーを使用する
もの等多くの提案がある。
こうしたフィルターを使用する方式において見出される
欠点の一つは、フィルターの使用により感湿素子の応答
性が悪化することである。フィルターは、水、粉塵等の
有害物が感湿部に到達するのを有効に阻止すると同時に
、湿度雰囲気を感湿部に迅やかに伝達するものでなけれ
ばならない。
この点に関して、これまで提唱されたフィルターはいま
だ満足すべきものでない。
発明の概要 本発明者は、上記要求を満すものとして、高分子系の非
常に薄い多孔膜フィルターが基本的には最適と判断し、
その材質及び孔特性について検討を重ねた。これまで、
高分子系フィルター膜としては、フッ素樹脂、ポリエチ
レン、ポリプロピレン及びシリコーン樹脂製の膜が良好
であるとして特定的に選択され、特に47ツ化エチレン
樹脂膜及びポリプロピレン樹脂膜が最適であるとされて
いた(特開昭58−86447号)。しかしながら、本
発明者の検討の結果、次の条件を満す塩素含有重合体膜
がより優れた応答性を示すことが見出された: (1)  気孔率 35〜85X (2)気孔径 Q、01〜3#m (3)   厚  さ   20〜200 μm孔は直
線状でなく屈曲した状態で形成されていることが好まし
い。
このフィルタ膜は、感湿素子を収納するケースの感湿部
に少くとも対面して形成された窓に取付ゆられる。
斯くして、本発明は、感湿素子と、該感湿素子を収納す
るケースと、該ケースにおいて該感湿素子の少くとも感
湿部に対面する部位に形成された窓に取付けられるフィ
ルター膜とを包含し、骸フィルター膜が、塩素含有重合
体製の20〜200μm厚の薄膜であり、気孔率35〜
85X及び気孔径0.01〜3μmの孔特性を有するこ
とを特徴とする湿度センサーを提供する。
発明の詳細な説明 感湿素子は、先に述べた通り作動型式に応じて様々の構
造のものが知られている。その−例として、セラミック
電気抵抗式感湿素子の形態としては、セラミック焼結体
の対向する面に一対の電極を設けたバルク形及びセラミ
ック基板に電極層を形成し、その上にセラミックをバイ
ンダーと混合した混合物を塗布し焼結することにより感
湿層を形成した薄膜形が知られている。後者の場合、電
極膜様としては、一対のくし形電極をくし歯を互い違い
に噛合せた形のものが好適である。しかしながら、本発
明は感湿素子の型式及び構造には何ら限定されるもので
ない。感湿素子の感湿部を湿度雰囲気に曝露することを
基本とする限り、すべての感湿素子に応用しうる。
第1及び2図は、本発明に従う湿度センサーの一具体例
を示す。ここでは、感湿素子としては第3図に示した薄
膜形のものを例示しである。感湿素子1は、Al2O3
、S t O2等から成るセラミック基板2と、その上
に例えばルテニウムペーストを使用して印刷される一対
のくし歯電極層3と、くし歯電極層のくし歯列上に形成
される感湿層4と、リード線5とを備える。互い違いに
噛合されたくし歯止の感湿層が感湿部6を構成する。
感湿素子を収納するケース7は、上下半部分構造から成
り、間に素子を挿み込む。ケースは、ポリプロピレン、
ABS樹脂のようなプラスチック製とされる。ケース7
には感湿部6に少くとも対面して窓8が形成され、窓8
に本発明に従うフィルター膜10が取付けられる。フィ
ルター膜10は、窓8の周縁に沿って熱融着、超音波接
着、圧着等の技術により取付けることが好ましい。番号
9は感湿素子を支持する台座であり、リード@Sが貫通
する。ケース半部分同志は接合周縁に沿って溶着される
フィルター膜10は、本発明に従えば、塩素含有重合体
、代表的には塩素化エチレン製の薄膜である。塩素含有
重合体薄膜は、塩素含有重合体を溶剤中に溶解し、生成
溶液をシート状に成膜し、溶剤を揮散せしめることによ
り製造され、必要ならオイル及び(或いは)界面活性剤
を含めることが出来る。こうした膜は市販入手可能であ
る。
膜厚は20〜200μmの薄いものとしなければならな
い。膜内部に屈曲した気孔を形成し、しかも良好な応答
性を確保する為に、20〜200μmの膜厚が適当であ
る。気孔率は55〜85Xの範囲とされる。気孔率が5
5Xより小さいと1.応答性が悪くなり、他方85%を
越えると膜強度が低下すると同時に除塵、防水の効果が
減少する。気孔径は、水蒸気の通過を許容しそしてセメ
ント粉、液状の水やスプレー液滴等のような100〜1
0μmの異物粒子の通過を許容しないよう101〜3μ
mの範囲が選定される。
塩素含有重合体の有する撥水性その他の性状と上記孔特
性とが相俟って、フィルター膜は、使用雰囲気中に含ま
れる液状の水や粉塵が感湿部に接触するのを有効に防止
し、しかも雰囲気の水蒸気は迅やかに通人せしめるので
素子の応答性を損わない。
発明の効果 t 応答性を実用上損うことなく、水及び粉塵の付着に
よる性能劣化を長期間防止し5る。
2 フィルター膜をケースに熱融着等により接着しうる
ので構造及び組立が簡単である。
五 塩素含有重合体膜は180〜190℃の限界使用温
度(孔が崩れる温度)を有するので、大手の使用環境に
おいて本湿度センサーの使用が可能である。
実施例 約14鱈長さX9m巾のアルミナ基板上にスクリーン印
刷によりルテニウムペースト<シ形電極を形成した。く
し歯間隔はα2■とし、81111の長さにわたって電
極列を印刷した。電極上に、Zr02−YOセラミック
とバインダを含む感湿ベースs トをスクリーン印刷により塗布し、乾燥後、800℃で
の焼成、KOH浸漬処理、800℃焼成及びエージング
処理を経由して感湿素子を作製した。
この感湿素子を第1及び2図に示したようなポリプロピ
レン製ケースに挿入した。ケースには感湿部に対面して
z5 ImX 7.5 ”内周寸法の窓を設け、そこに
ユミクロンメンプレンフィルターMF−250(湯洗電
池(株)製塩素化エチレン膜の商品名)を溶着した。こ
の膜は、厚さ100μ臘、気孔率60%、そして気孔径
0.1〜数μmの特性を有した。
こうして作製された湿度センサーを三週間使用後感湿部
を検査したが、付着物は実質無かった。
更に、この湿度センサの応答性を湿度を33%→55X
と変化した場合(A)及び湿度785%→−55Xに変
化した場合(B)について第4図のように測定した。フ
ィルター無しの場合(A、B)とフィルター付きの場合
(に、B′)とで大きな差がないことがわかる。これは
、フィルター膜の存在により応答性が阻害されないこと
を意味する。
比較例1 ポリプロピレン焼結体フィルター(厚さtsm。
気孔径200〜250μm、気孔率80X)を使用した
ことを除いて実施例1と同一条件で応答性を調べた。結
果を第5図に示す。フィルターの無い場合(A、B)と
有る場合(A’、B’)とでの応答曲線の差が著しいこ
とがわかる。
比較例2 市販の、特殊モノフィラメントを用いた防塵用メツシュ
フィルターを使用したが、メツシュ空隙が大きすぎ、使
いものKならなかった。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の湿度センサーの一具体例の断面図で
あり、第2図は第1図の上面図であり、第3図は第1図
に使用されうる感湿素子の一具体例を示す斜視図、第4
図は実施例における応答性を示すグラフ、そして第5図
は比較例1における応答性を示すグラフである。 1: 感湿素子 2: 基板 3:  11f極層 4: 感湿層 5:  リード線 6: 感湿部 7: ケース 8:窓 9: 台座 10: フィルター膜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  1)感湿素子と、該感湿素子を収納するケースと、該
    ケースにおいて該感湿素子の少くとも感湿部に対面する
    部位に形成された窓に取付けられるフイルター膜とを包
    含し、該フイルター膜が、塩素含有重合体製の20〜2
    00μm厚の薄膜であり、気孔率35〜85%及び気孔
    径0.01〜3μmの孔特性を有することを特徴とする
    湿度センサー。
JP4945285A 1984-07-20 1985-03-14 湿度センサ− Pending JPS61209348A (ja)

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JP4945285A JPS61209348A (ja) 1985-03-14 1985-03-14 湿度センサ−
US06/755,641 US4656455A (en) 1984-07-20 1985-07-16 Humidity-sensing element
GB08518338A GB2163970B (en) 1984-07-20 1985-07-19 Method of manufacturing a humidity-sensing element

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008026322A (ja) * 2006-07-19 2008-02-07 Sensirion Ag 窓の曇りを検出するための湿度検出器

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