JPS6128856A - 湿度センサ− - Google Patents
湿度センサ−Info
- Publication number
- JPS6128856A JPS6128856A JP59151020A JP15102084A JPS6128856A JP S6128856 A JPS6128856 A JP S6128856A JP 59151020 A JP59151020 A JP 59151020A JP 15102084 A JP15102084 A JP 15102084A JP S6128856 A JPS6128856 A JP S6128856A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion exchange
- exchange resin
- mixture
- cathode
- polytetrafluoroethylene
- 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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-
- 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
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/404—Cells with anode, cathode and cell electrolyte on the same side of a permeable membrane which separates them from the sample fluid, e.g. Clark-type oxygen sensors
- G01N27/4045—Cells with anode, cathode and cell electrolyte on the same side of a permeable membrane which separates them from the sample fluid, e.g. Clark-type oxygen sensors for gases other than oxygen
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (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】
産業上の利用分野
本発明は、湿度センサーに関するものである。
さらに詳しくは、イオン交換樹脂を固体電解質とする電
気化学レルを利用する水電解式湿度センナ−に関するも
のである。
気化学レルを利用する水電解式湿度センナ−に関するも
のである。
従来の技術
水が吸収されたとき固体高分子電解質として機能するイ
オン交換樹脂膜の両面に触媒電極を密接させたり、一体
に接合した電気化学セルに水の電解が起り得る電圧を印
加したとき、この電気化学セルに流れる電流（電流密度
〉とこの電気化学セルがおかれている雰囲気気体の湿度
との間に直線関係があることを利用する濁度センサーが
すでに提案されている。（例えば、アメリカ特許４０８
３７６５号、特開昭５３−１２１６８３号、大工試ニュ
ース第２７巻第５号（１９８３） ）。
オン交換樹脂膜の両面に触媒電極を密接させたり、一体
に接合した電気化学セルに水の電解が起り得る電圧を印
加したとき、この電気化学セルに流れる電流（電流密度
〉とこの電気化学セルがおかれている雰囲気気体の湿度
との間に直線関係があることを利用する濁度センサーが
すでに提案されている。（例えば、アメリカ特許４０８
３７６５号、特開昭５３−１２１６８３号、大工試ニュ
ース第２７巻第５号（１９８３） ）。
この湿度センサーでは、イオン交換樹脂膜に吸湿された
水が電解され、触媒電極の一方の極である陰極から水素
が発生し、触媒電極のもう一方の極である陽極から酸素
が発生する。したがって、このような湿度センサーを水
電解式湿度センサーということができる。
水が電解され、触媒電極の一方の極である陰極から水素
が発生し、触媒電極のもう一方の極である陽極から酸素
が発生する。したがって、このような湿度センサーを水
電解式湿度センサーということができる。
発明が解決しようとする問題点
イオン交換樹脂膜を用いた水電解式湿度センサーの問題
点は応答速度が遅いことである。例えば、３０℃におい
ては、９０％応答に２〜３分、１００％応答に約１０分
もかかるとされている。このように応答速度が遅いこと
が水電解式湿度センサーが、従来、実用化されていない
ひとつの理由であった。
点は応答速度が遅いことである。例えば、３０℃におい
ては、９０％応答に２〜３分、１００％応答に約１０分
もかかるとされている。このように応答速度が遅いこと
が水電解式湿度センサーが、従来、実用化されていない
ひとつの理由であった。
問題点を解決するための手段
本発明は、イオン交換樹脂粉末とフッ素樹脂との混合物
からなる多孔性膜の両面に電極を圧接もしくは圧着した
電気化学セルを湿度センサーとすることににす、上述の
応答速度の問題を解決せんとするものである。
からなる多孔性膜の両面に電極を圧接もしくは圧着した
電気化学セルを湿度センサーとすることににす、上述の
応答速度の問題を解決せんとするものである。
作用
水電解式湿度センナ−の応答速度は、雰囲気気体からの
イオン交換樹脂への水分の吸収が平衡に辻Ｊ゛る時間に
よって決まってくる。従来、水電解式湿度センサーに用
いられるイオン交換樹脂は一般に、Ｅ 、 Ｉ 、
Ｄｕ Ｐｏｎｔ Ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ＆ Ｃｏｍｐａ
ｎｙ社から製造販売されている商品名が“’ＮＡＦＩＯ
Ｎ ”というパーフルオロカーボンをベースにし、スル
フォン酸基をイオン交換基として導入したものである。
イオン交換樹脂への水分の吸収が平衡に辻Ｊ゛る時間に
よって決まってくる。従来、水電解式湿度センサーに用
いられるイオン交換樹脂は一般に、Ｅ 、 Ｉ 、
Ｄｕ Ｐｏｎｔ Ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ＆ Ｃｏｍｐａ
ｎｙ社から製造販売されている商品名が“’ＮＡＦＩＯ
Ｎ ”というパーフルオロカーボンをベースにし、スル
フォン酸基をイオン交換基として導入したものである。
この膜は非多孔性であり、厚さも５ミル（１２７ミクロ
ン）以上と厚いために、水分の吸収が平衡に達゛するの
に比較的長い時間がかかり、そのために応答速度が遅い
。
ン）以上と厚いために、水分の吸収が平衡に達゛するの
に比較的長い時間がかかり、そのために応答速度が遅い
。
これに対して、本発明のように、イオン交換樹脂膜が多
孔性の場合には、雰囲気気体中少水分が孔を通って膜の
深部にまで速かに、拡散するので、平衡に達する時間が
短く、そのために、湿度センサーの応答速度が速くなる
。
孔性の場合には、雰囲気気体中少水分が孔を通って膜の
深部にまで速かに、拡散するので、平衡に達する時間が
短く、そのために、湿度センサーの応答速度が速くなる
。
本発明の湿度センサーに用いられるイオン交換樹脂粉末
としては、パーフルオロカーボンにイオン交換基として
、スルフＡン酸基、カルボンｉｌｌあるいは両者の混合
物を導入したものを用いることが最適であるが、その他
にもスチレン−ジビニルベンゼン共重合体に上述のよう
なイオン交換基を導入したものを用いてもよい。またポ
リスチレン系樹脂を母核にしアンモニウム塩型アミンあ
るいはジエチレントリアミンのようなアミンを交換基と
した陰イオン交換樹脂を用いてもよい。
としては、パーフルオロカーボンにイオン交換基として
、スルフＡン酸基、カルボンｉｌｌあるいは両者の混合
物を導入したものを用いることが最適であるが、その他
にもスチレン−ジビニルベンゼン共重合体に上述のよう
なイオン交換基を導入したものを用いてもよい。またポ
リスチレン系樹脂を母核にしアンモニウム塩型アミンあ
るいはジエチレントリアミンのようなアミンを交換基と
した陰イオン交換樹脂を用いてもよい。
イオン交換樹脂粉末の結着剤としてのフッ素樹脂として
は、ポリ ４フツ化エチレン、４フッ化エチレン−６フ
ツ化プロピレンコポリマー、４フッ化エチレン−エチレ
ンコポリマーなどの単独もしくは混合物がよい。
は、ポリ ４フツ化エチレン、４フッ化エチレン−６フ
ツ化プロピレンコポリマー、４フッ化エチレン−エチレ
ンコポリマーなどの単独もしくは混合物がよい。
電極どしては、金属もしくはカーボンの多孔体。
網、エキスパンデッドメタル、スクリーンなどが用い゛
られる。電極は、イオン交換樹脂粉末とフッ素樹脂どの
混合物からなる多孔性シートに圧接するか、圧着するの
がよい。
られる。電極は、イオン交換樹脂粉末とフッ素樹脂どの
混合物からなる多孔性シートに圧接するか、圧着するの
がよい。
実施例
第１図は本発明の一実施例にかかる湿度センサーの断面
構造を示す。
構造を示す。
スヂレンージビニルベンゼン共重合体にスルフォン酸基
を導入した３００メツシ゛ユの粒径を有するイオン交換
樹脂粉末とポリ ４フツ化エチレンとの混合物からなる
多孔性イオン交換樹脂膜（１）の片面に白金粉末とポリ
４フツ化エチレンとの混合物からなる陰極（２）が、
他面に酸化イリジウムとポリ ４フツ化エチレンとの混
合物からなる陽極（３）が一体に接合されている。陰極
（２）およびｌｊ［（３）の背面には、それぞれエキス
パンデッドチタンからなる陰極集電体（４）および陰極
集電体（５）が圧接されている。これらの湿度センサー
構成要素は、ポリ塩化ビニール性の穿孔つき押え板（６
）および（６′）ともどもボルト（７）および（７’）
、およびナツト（８）および（８′）によってネジ締め
されている。
を導入した３００メツシ゛ユの粒径を有するイオン交換
樹脂粉末とポリ ４フツ化エチレンとの混合物からなる
多孔性イオン交換樹脂膜（１）の片面に白金粉末とポリ
４フツ化エチレンとの混合物からなる陰極（２）が、
他面に酸化イリジウムとポリ ４フツ化エチレンとの混
合物からなる陽極（３）が一体に接合されている。陰極
（２）およびｌｊ［（３）の背面には、それぞれエキス
パンデッドチタンからなる陰極集電体（４）および陰極
集電体（５）が圧接されている。これらの湿度センサー
構成要素は、ポリ塩化ビニール性の穿孔つき押え板（６
）および（６′）ともどもボルト（７）および（７’）
、およびナツト（８）および（８′）によってネジ締め
されている。
かかる湿度センサーの陰極（２）と陽極（３）との間に
５■の直流電圧を印加すると、多孔性イオン交換樹脂（
１）に吸収された水分が電解され、そのときの電流密度
は雰囲気気体の相対湿度に比例り゛る。
５■の直流電圧を印加すると、多孔性イオン交換樹脂（
１）に吸収された水分が電解され、そのときの電流密度
は雰囲気気体の相対湿度に比例り゛る。
この湿度はンサーの３０℃における９０％応答時間およ
び１００％応答時間はそれぞれ１６秒および５２秒であ
った。
び１００％応答時間はそれぞれ１６秒および５２秒であ
った。
発明の効果
上述の実施例において、多孔性イオン交換樹脂膜の代り
にパーフルオロカーボンをベースにしスルフォン酸基を
導入した厚みが１７８ミクロンの非多孔性のイオン交換
樹脂膜を用いた従来形の湿度センサーの３０℃における
９０％応答時間および１００％応答時間は、それぞれ２
分および９分であった。
にパーフルオロカーボンをベースにしスルフォン酸基を
導入した厚みが１７８ミクロンの非多孔性のイオン交換
樹脂膜を用いた従来形の湿度センサーの３０℃における
９０％応答時間および１００％応答時間は、それぞれ２
分および９分であった。
このことから、本発明のようにイオン交換樹脂を多孔性
にすることによって応答速度が大幅に速くなることがわ
かる。
にすることによって応答速度が大幅に速くなることがわ
かる。
第１図は本発明の一実施例にかかる湿度センサ−の断面
構造を示す。 １・・・多孔性イオン交換樹脂膜、２・・・陰極、３・
・・陽極 オ １ 区 ／、 −−−−−り−ｎ’ｌ主イオン文堰にポ号Ｙ６
暮（ｚ −＝”’−重黛 ３、、−−−一 譜 糧
構造を示す。 １・・・多孔性イオン交換樹脂膜、２・・・陰極、３・
・・陽極 オ １ 区 ／、 −−−−−り−ｎ’ｌ主イオン文堰にポ号Ｙ６
暮（ｚ −＝”’−重黛 ３、、−−−一 譜 糧
Claims (1)
- イオン交換樹脂粉末とフッ素樹脂との混合物からなる多
孔性イオン交換樹脂膜の両面に電極を圧接もしくは接合
せしめてなる電気化学セルからなることを特徴とする湿
度センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59151020A JPS6128856A (ja) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | 湿度センサ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59151020A JPS6128856A (ja) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | 湿度センサ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6128856A true JPS6128856A (ja) | 1986-02-08 |
| JPH0527821B2 JPH0527821B2 (ja) | 1993-04-22 |
Family
ID=15509542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59151020A Granted JPS6128856A (ja) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | 湿度センサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6128856A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006171000A (ja) * | 2004-12-14 | 2006-06-29 | Mocon Inc | 水蒸気センサー |
| JP2009544936A (ja) * | 2006-07-21 | 2009-12-17 | アナクシス テクノロジー リミテッド | ガスセンサ |
| JP2014098679A (ja) * | 2012-11-16 | 2014-05-29 | Riken Keiki Co Ltd | 定電位電解式ガスセンサ |
-
1984
- 1984-07-19 JP JP59151020A patent/JPS6128856A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006171000A (ja) * | 2004-12-14 | 2006-06-29 | Mocon Inc | 水蒸気センサー |
| JP4529140B2 (ja) * | 2004-12-14 | 2010-08-25 | モコン・インコーポレーテッド | 水蒸気センサー |
| JP2009544936A (ja) * | 2006-07-21 | 2009-12-17 | アナクシス テクノロジー リミテッド | ガスセンサ |
| JP2014098679A (ja) * | 2012-11-16 | 2014-05-29 | Riken Keiki Co Ltd | 定電位電解式ガスセンサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0527821B2 (ja) | 1993-04-22 |
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