JPS63191050A - 静電容量型湿度センサ - Google Patents
静電容量型湿度センサInfo
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- JPS63191050A JPS63191050A JP2383687A JP2383687A JPS63191050A JP S63191050 A JPS63191050 A JP S63191050A JP 2383687 A JP2383687 A JP 2383687A JP 2383687 A JP2383687 A JP 2383687A JP S63191050 A JPS63191050 A JP S63191050A
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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】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
対向電極間に流入する空気の相対湿度の変化を電極間容
ａの変化として検出する静電容量型湿度センサに関する
。
ａの変化として検出する静電容量型湿度センサに関する
。
（従来の技術）
湿度センサは、感湿部がセラミック材料からなり電気抵
抗または容量の変化によって相対湿度を検出するセラミ
ック湿度センサと、感湿部がフィルムなどの高分子から
なり８硲または電気抵抗の変化によって相対湿度を検出
する高分子タイプの湿度センサの２種に大別される。
抗または容量の変化によって相対湿度を検出するセラミ
ック湿度センサと、感湿部がフィルムなどの高分子から
なり８硲または電気抵抗の変化によって相対湿度を検出
する高分子タイプの湿度センサの２種に大別される。
しかして上記各湿度センサは、いずれも一対の電極間は
それぞれの感湿部となる感湿材料で連続的に接続された
構造となっている。
それぞれの感湿部となる感湿材料で連続的に接続された
構造となっている。
しかしながら、上記構成になる各湿度セン１１は、イオ
ン伝導性のため直流電圧を連続し−Ｃ印加することがで
きない。また湿度を検出する際の印加電圧は通常数Ｖ以
下で、これ以上ではジュール熱が発生し感湿部の温度が
上昇づ°るため湿度センサの感湿部に吸着した水分が発
散し、実際の湿度に対する抵抗よりも大きな値の抵抗値
が検出され、正確な湿度測定ができなくなる。
ン伝導性のため直流電圧を連続し−Ｃ印加することがで
きない。また湿度を検出する際の印加電圧は通常数Ｖ以
下で、これ以上ではジュール熱が発生し感湿部の温度が
上昇づ°るため湿度センサの感湿部に吸着した水分が発
散し、実際の湿度に対する抵抗よりも大きな値の抵抗値
が検出され、正確な湿度測定ができなくなる。
さらに大きな過電圧が印加されると熱破壊してしまうな
ど種々の欠点を有すると同時に、高分子タイプの２１ｕ
ｔ？ンリは、例えば浴室の換気または木材乾燥などの用
途′Ｃ高温高湿の環境に放置されると感湿部となる高分
子材石が劣化し、また例えば８５℃以上の高温に弱いた
め産業用には適していなかった。
ど種々の欠点を有すると同時に、高分子タイプの２１ｕ
ｔ？ンリは、例えば浴室の換気または木材乾燥などの用
途′Ｃ高温高湿の環境に放置されると感湿部となる高分
子材石が劣化し、また例えば８５℃以上の高温に弱いた
め産業用には適していなかった。
（発明が解決しようとする問題点）
以上のようにセラミックＭＵセンザおよび高分子タイプ
の湿度セン１すは、連続で直流電圧を印１■１すると劣
化してしまい、また印加可能電圧も数Ｖ以下であるため
使用づるにあたっては十分と１意しなければならなかっ
た。
の湿度セン１すは、連続で直流電圧を印１■１すると劣
化してしまい、また印加可能電圧も数Ｖ以下であるため
使用づるにあたっては十分と１意しなければならなかっ
た。
本発明ｆＪ、湿度センサを構成する２つの対向した電極
間に空隙があることによって該電極間に生ずる静電容量
をＣ，電極間距離をｄ、対向電極面積をＳ、空気の誘電
率をεとした場合、この間に成立つよく知られている関
係式０式％ εが大ぎくなってｄが小さくなればＣが大ぎくなる点に
着目してなされたもので、印加ｊｈ ［Ｋ囲が広く、ま
た誤って直流電圧が長時間印加されても劣化することの
ない新規な構成からなる静電容量型湿度センサを提供す
ることを目的とするものである。
間に空隙があることによって該電極間に生ずる静電容量
をＣ，電極間距離をｄ、対向電極面積をＳ、空気の誘電
率をεとした場合、この間に成立つよく知られている関
係式０式％ εが大ぎくなってｄが小さくなればＣが大ぎくなる点に
着目してなされたもので、印加ｊｈ ［Ｋ囲が広く、ま
た誤って直流電圧が長時間印加されても劣化することの
ない新規な構成からなる静電容量型湿度センサを提供す
ることを目的とするものである。
［発明の構成］
（問題点を解決するための手段〉
本発明の静電容量型湿度センサーは、多孔質ヒラミック
素体の一表面に電極を形成した根状体一対を用い、この
板状体のセラミック素体面を対面部とし対面間に空隙部
を設置）、かつ該空隙部と外気とを通気する状態で絶縁
支持体を介して前記一対の板状体を一体化したことを特
徴とするものである。
素体の一表面に電極を形成した根状体一対を用い、この
板状体のセラミック素体面を対面部とし対面間に空隙部
を設置）、かつ該空隙部と外気とを通気する状態で絶縁
支持体を介して前記一対の板状体を一体化したことを特
徴とするものである。
（作用）
以上の構成になる静電容鼾型湿度しンサによれば、一対
の板状体間に外気と通気した空隙部があり、かつ空隙部
に板状体を構成する電極を固着した多孔質セラミック索
体を配設した構造であり、湿度が高くなった場合電極間
には水分子が多く存在するようになり、電極間の静電容
量が大きくする作用をする。ずなわら、水分子のム１が
多くなれば誘電率が増加し、かつセラミック素体の電気
抵抗は小さくなるから実質的に電極間距離が小さくなっ
たと同様な作用となり、前述の関係式にＪ３ける静電容
量Ｃが大きくなる。
の板状体間に外気と通気した空隙部があり、かつ空隙部
に板状体を構成する電極を固着した多孔質セラミック索
体を配設した構造であり、湿度が高くなった場合電極間
には水分子が多く存在するようになり、電極間の静電容
量が大きくする作用をする。ずなわら、水分子のム１が
多くなれば誘電率が増加し、かつセラミック素体の電気
抵抗は小さくなるから実質的に電極間距離が小さくなっ
たと同様な作用となり、前述の関係式にＪ３ける静電容
量Ｃが大きくなる。
よって湿度変化に対して容量が大きく変化する。
また電極間が空隙部によって絶縁されているため過電圧
ならびに直流電圧の印加が可能０ある。
ならびに直流電圧の印加が可能０ある。
（実施例）
以下、本発明の詳細につき図面を参照して説明する。す
なわも第２図に示すように、例えば酸化曲鎗、酸化りＯ
ムを主成分とし添加物として炭酸リチウムまたは酸化バ
ナジウムなどを添加した金属酸化物粉体を加圧成形、ｔ
Ｋ温焼結してなる板状の多孔質セラミック素体１の一表
面に金、白金、１！、ニッケルなどの金属ベーストを印
刷−焼成し電極２を形成した板状体３を１【Ｉる。つぎ
に前記板状体３の多孔τｔｌ？ラミック索体１面、例え
ば４カ所に第３図に示すようにガラス、セラミックまた
は合成樹脂などの絶縁物からなり、表面を例えば溌水竹
のシリコーン材料でコーティングした絶縁支持体４を例
えば１水性のシリコーン接着剤を介して接看する。しか
して、第１図に示すように多孔質セラミック素体５の一
表面に電極６を形成した前記板状体３と同一構成からな
る板状体７のセラミック素体５面を前記絶縁支持体４の
他端面にのｔ！前記同様溌水性のシリコーン接着剤を介
しＣ接着一体化し、前記セラミック索体１とセラミック
索体５の対面間に空隙部８を設けた状態で、該空隙部８
が外気と通気した構成としＣなるしのである。第１図中
９は前記電極２および′上極Ｇぞれぞれに取着した電極
引出線である。
なわも第２図に示すように、例えば酸化曲鎗、酸化りＯ
ムを主成分とし添加物として炭酸リチウムまたは酸化バ
ナジウムなどを添加した金属酸化物粉体を加圧成形、ｔ
Ｋ温焼結してなる板状の多孔質セラミック素体１の一表
面に金、白金、１！、ニッケルなどの金属ベーストを印
刷−焼成し電極２を形成した板状体３を１【Ｉる。つぎ
に前記板状体３の多孔τｔｌ？ラミック索体１面、例え
ば４カ所に第３図に示すようにガラス、セラミックまた
は合成樹脂などの絶縁物からなり、表面を例えば溌水竹
のシリコーン材料でコーティングした絶縁支持体４を例
えば１水性のシリコーン接着剤を介して接看する。しか
して、第１図に示すように多孔質セラミック素体５の一
表面に電極６を形成した前記板状体３と同一構成からな
る板状体７のセラミック素体５面を前記絶縁支持体４の
他端面にのｔ！前記同様溌水性のシリコーン接着剤を介
しＣ接着一体化し、前記セラミック索体１とセラミック
索体５の対面間に空隙部８を設けた状態で、該空隙部８
が外気と通気した構成としＣなるしのである。第１図中
９は前記電極２および′上極Ｇぞれぞれに取着した電極
引出線である。
以上のように構成してなる静電容量型湿度センサーによ
れば、電極２と電極６間に外気と通気した空隙部８が存
在し、かつ前記電極２と電捗６それぞれと固着された多
孔質セラミック素体１．５が配設された構造であるため
、湿度が高くなった場合空隙部８に存在する水分子聞が
多くなり電極２と電極６間の誘電率が増加し、さらに多
孔質セラミック素体１，５に多くの水分子が吸着される
ことによって電気抵抗が小さくなる、つまり実質的に電
極２と電極６間距離（前述の関係式のｄ）が小さくなる
のと同様の作用によって電極２と電ｌ４ｉ６間の静電容
量が大きくなる。すなわち誘電率εの変化と電極間距１
１ｄの変化という両者の相乗作用によって湿度変化に対
して静電容量Ｃが大きく変化する特徴を右する。これは
湿度変化に対する容量の変化が大さいことを意味し、わ
ずかな７ｍ度変化でも容易に検出することが可能である
ということである。また板状体３と板状体７間は空隙部
８で絶縁されており、かつ板状体３と板状体７間に介在
する絶縁支持体４はシリコーンコーティングした絶縁物
からなり、接着剤もシリコーン接着剤を用いているため
水分をはじく役目となり、よって電極２と電極６間の絶
縁が十分に保たれ湿度測定精度を損ねることはなく、か
つ過電圧印加によるジュール熱の発生は無視できる程痕
の微少であって、熱破壊の危険性はない。ざらに誤って
直流電圧が長時間印加されたとしてもセラミック素体１
，５は外気と通気した空隙部８を設けた状態で配設して
いるため、前記ヒラミック素体１，５中でのイオンの移
動は従来構造のものと比較して無視してもにい稈磨であ
り劣化することはない。
れば、電極２と電極６間に外気と通気した空隙部８が存
在し、かつ前記電極２と電捗６それぞれと固着された多
孔質セラミック素体１．５が配設された構造であるため
、湿度が高くなった場合空隙部８に存在する水分子聞が
多くなり電極２と電極６間の誘電率が増加し、さらに多
孔質セラミック素体１，５に多くの水分子が吸着される
ことによって電気抵抗が小さくなる、つまり実質的に電
極２と電極６間距離（前述の関係式のｄ）が小さくなる
のと同様の作用によって電極２と電ｌ４ｉ６間の静電容
量が大きくなる。すなわち誘電率εの変化と電極間距１
１ｄの変化という両者の相乗作用によって湿度変化に対
して静電容量Ｃが大きく変化する特徴を右する。これは
湿度変化に対する容量の変化が大さいことを意味し、わ
ずかな７ｍ度変化でも容易に検出することが可能である
ということである。また板状体３と板状体７間は空隙部
８で絶縁されており、かつ板状体３と板状体７間に介在
する絶縁支持体４はシリコーンコーティングした絶縁物
からなり、接着剤もシリコーン接着剤を用いているため
水分をはじく役目となり、よって電極２と電極６間の絶
縁が十分に保たれ湿度測定精度を損ねることはなく、か
つ過電圧印加によるジュール熱の発生は無視できる程痕
の微少であって、熱破壊の危険性はない。ざらに誤って
直流電圧が長時間印加されたとしてもセラミック素体１
，５は外気と通気した空隙部８を設けた状態で配設して
いるため、前記ヒラミック素体１，５中でのイオンの移
動は従来構造のものと比較して無視してもにい稈磨であ
り劣化することはない。
つぎに本発明の実験例について述べる。Ｊなわら本発明
に係る実施例へと多孔質セラミック索体を用いず前記電
極２，６をｌｉ４成する金属と同種の金属板からなる電
極間に単に空隙部だ（）を設けた参考例Ｂとの相対湿度
−静電容ｈ１特性の関係を調べた結果第５図に示すよう
になり、参考例日と比較して実施例Δのものは同一相対
湿度に対して容量が大きく直線性良好にして大きな感度
が得られた。試料として用いた電極は実施例Ａおよび参
考例Ｂとも金からなるもので静電容ωは１Ｋ）−１２で
測定した。
に係る実施例へと多孔質セラミック索体を用いず前記電
極２，６をｌｉ４成する金属と同種の金属板からなる電
極間に単に空隙部だ（）を設けた参考例Ｂとの相対湿度
−静電容ｈ１特性の関係を調べた結果第５図に示すよう
になり、参考例日と比較して実施例Δのものは同一相対
湿度に対して容量が大きく直線性良好にして大きな感度
が得られた。試料として用いた電極は実施例Ａおよび参
考例Ｂとも金からなるもので静電容ωは１Ｋ）−１２で
測定した。
なお、上記実施例では絶縁縁支持体構成として個別に形
成した柱状のものを複数介在するものを例示して説明し
たが、第４図に示づように板状体に合致したリング状と
し周囲に複数の貫通孔１０を設けたリング状の絶縁支持
体１１を用いても貫通孔１０を介して空隙部と外気とが
通気するため同効である。さらに上記実施例では角形形
状のものを例示して説明したが、円形をはじめ俵の形状
に適用できることは言うまでもない。
成した柱状のものを複数介在するものを例示して説明し
たが、第４図に示づように板状体に合致したリング状と
し周囲に複数の貫通孔１０を設けたリング状の絶縁支持
体１１を用いても貫通孔１０を介して空隙部と外気とが
通気するため同効である。さらに上記実施例では角形形
状のものを例示して説明したが、円形をはじめ俵の形状
に適用できることは言うまでもない。
［発明の効果］
本発明によれば、相対湿度の高さに応じ電極間の誘電率
が大きくなり、また等価的に電極面積が人ぎくなり、結
果として静電容量が大きく大きな感度を有し、かつ過電
圧印加または直流電圧が印加されても劣化ならびに破壊
のない静電容量を湿度センサを得ることができる。
が大きくなり、また等価的に電極面積が人ぎくなり、結
果として静電容量が大きく大きな感度を有し、かつ過電
圧印加または直流電圧が印加されても劣化ならびに破壊
のない静電容量を湿度センサを得ることができる。
第１図〜第３図は本発明の一実施例に係り第１図は静電
容量型湿度センサ°を示す正断面図、第２図は製造途中
の斜視図、第３図は第１図および第２図を構成する絶縁
支持体を示づ拡大斜視図、第４図は本発明の他の実施例
に係る絶縁支持体を示づ゛斜視図、第５図は相対湿度−
静電客間特性曲線図である。 １、５・・・・・・多孔質ヒラミック素体２、６・・・
・・・電極 ３、７・・・・・・板状体 ４．１１・・・・・・絶縁支持体 ８・・・・・・空隙部 １０・・・・・・貫通孔 特 許 出 願 人 マルコン電子株式会社 第 ４ 図 相対湿度（％ＲＨ） Ｍ５図
容量型湿度センサ°を示す正断面図、第２図は製造途中
の斜視図、第３図は第１図および第２図を構成する絶縁
支持体を示づ拡大斜視図、第４図は本発明の他の実施例
に係る絶縁支持体を示づ゛斜視図、第５図は相対湿度−
静電客間特性曲線図である。 １、５・・・・・・多孔質ヒラミック素体２、６・・・
・・・電極 ３、７・・・・・・板状体 ４．１１・・・・・・絶縁支持体 ８・・・・・・空隙部 １０・・・・・・貫通孔 特 許 出 願 人 マルコン電子株式会社 第 ４ 図 相対湿度（％ＲＨ） Ｍ５図
Claims (3)
- （１）多孔質セラミック素体面を面対向し配設した前記
セラミック素体一表面に電極を形成した一対の板状体間
に絶縁支持体を介し、面対向間に外気と通気した空隙部
を設け、前記一対の板状体を一体化したことを特徴とす
る静電容量型湿度センサ。 - （２）絶縁支持体が柱状で、対向する一対の板状体に複
数個で構成したことを特徴とする特許請求の範囲第（１
）項記載の静電容量型湿度センサ。 - （３）絶縁支持体が周囲に貫通孔を設けたリング状の絶
縁支持体で構成したことを特徴とする特許請求の範囲第
（１）項記載の静電容量型湿度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2383687A JPS63191050A (ja) | 1987-02-03 | 1987-02-03 | 静電容量型湿度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2383687A JPS63191050A (ja) | 1987-02-03 | 1987-02-03 | 静電容量型湿度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63191050A true JPS63191050A (ja) | 1988-08-08 |
| JPH0471463B2 JPH0471463B2 (ja) | 1992-11-13 |
Family
ID=12121476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2383687A Granted JPS63191050A (ja) | 1987-02-03 | 1987-02-03 | 静電容量型湿度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63191050A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011519769A (ja) * | 2008-05-08 | 2011-07-14 | バイエリッシェ モートーレン ウエルケ アクチエンゲゼルシャフト | 湿度センサ付きフィルタエレメントを具備した車載空調装置、ならびにその運転方法 |
-
1987
- 1987-02-03 JP JP2383687A patent/JPS63191050A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011519769A (ja) * | 2008-05-08 | 2011-07-14 | バイエリッシェ モートーレン ウエルケ アクチエンゲゼルシャフト | 湿度センサ付きフィルタエレメントを具備した車載空調装置、ならびにその運転方法 |
| JP2012501263A (ja) * | 2008-05-08 | 2012-01-19 | バイエリッシェ モートーレン ウエルケ アクチエンゲゼルシャフト | 車載空調装置用のエアフィルタ、湿度センサ付きエアフィルタを具備した車載空調装置、ならびに車載空調装置の運転方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0471463B2 (ja) | 1992-11-13 |
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