JPS638546A

JPS638546A - 薄膜冷却素子の水滴検出方法

Info

Publication number: JPS638546A
Application number: JP15298686A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Nishimoto; 育夫西本
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 1986-06-30
Filing date: 1986-06-30
Publication date: 1988-01-14

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】「対象技術分野」この発明は′Ｒ膜冷却素子の水滴検出方法に関するもの
でらろ。

［従来技術Ｊ冷却面を形成し、この冷却面上に水滴が形成される温度
から湿度を求めろ方式の湿度センサ、いわゆる露点形湿
度センサにおいて、冷却面上に水滴が生成されたかどう
かの水滴検出機能が不可欠である。従来種々の方法が実
施されており、その一つとして光を用い、冷却面の反射
状態が水滴虫取により変化することを利用するものがあ
るが、冷却部表面の汚れか反射状態に影響し、また投光
および受光手段が必要で、しかもこれらの手段は冷却素
子上に集積することが不可能で、このため別に組付ける
必要があり、かつ調整も必要であるまた露点付近で抵抗
値が急激に変る材料を水滴検出用抵抗として利用するも
のがある。そもそも空気中に水分子すなわち湿度が存在
できる量は温度に大きく依存するため水分子の熱的特性
のみを利用し、感湿材料をとくに必要としない構造が可
能で、これにより湿度計測において信頼性の高い計測が
できることになる。すなわち上記水滴検出用抵抗を用い
たものは感湿材料を省略した構成であるが、抵抗体は保
護膜がないため空気に直接接触し、このためその表面が
汚れ、しかもこの汚れにより経時変化が加速される。

さらに空気と水の誘電率の差を利用し、数ミリ角のチッ
プにＩＣ技術を利用して櫛形電極を対向させて形成し、
そのＩＣチップを冷却器の冷却面に配したばあい、水滴
生成前後で数十ｐＦから数百ｐＦ程度に変化する。この
水滴検出方法は性能がきわめてよい。しかし薄膜冷却素
子においてはこの素子自体が数ミリ角であり、かつその
冷却部は素子の他部であり、このため水滴検出用櫛形電
極の大きさが制限され、水滴生成前後の容量変化の比は
大きいものの、その差は太き（な（、せ℃・ぜいピコフ
ァラッド程度の差を生じるものが限界である。数ピコフ
ァラッド程度の差は配線を数センチメートル引出すだけ
でも寄生容量として生じてくるので、この程度の容量変
化を検出するには原価的にも容易でなく、しかも長期に
わたって安定した動作を確保することは技術的にも難か
しい「目的」この発明はこのような従来の欠点にかんがみ、薄膜冷却
素子上の水滴を冷却部表面の温度挙動によって検出する
ことを目的とする。

「概要」この発明は基板上に薄膜状に形成したペルチェ冷却手段
の冷却部温度を検出し、この冷却温度の時間に対する応
動が乾燥空気におけろ応動に対して異なることを利用し
てペルチェ冷却手段の冷却部の表面に水面が生成したか
否かを判定するものである。

「実施例」以下、本発明の薄膜冷却素子？実施例と共に説明する。

なお、本発明の具体的な用途も併せて理解できるように
、以下に示す実施例は、本発明に係る薄膜冷却素子に冷
却温度検出手段および室温検出手段を付加した湿度検出
用素子（，１！点湿度計の湿度検出用素子）として説明
するものである。

まず１本実施例の湿度検出用素子を製造工程にしたがっ
て説明する。

第１図は本実施例の製造途中における斜視図である。

基板２０はステンレス鋼等の金属あるいは単結晶シリコ
ンウェファ等の材料から成る。この基板２０の上に、ま
ず絶縁層２２として耐湿性の良好な窒化シリコン（Ｓｉ
、Ｎ４）膜をプラズマＣＶＤ装置により６０００Å程度
の厚さに生成する。

次に、第１のペルチェ金属２４．第１の熱電対金属２８
．および測温抵抗体３２となる厚さ２μのＰ型のテルル
鉛（ＰｂＴｅ　）の薄膜を上記絶縁層２２の上に蒸着に
より生成する。

そして、耳側技術により、このＰｆｆｌのテルル鉛の薄
膜を第１図に示す第１のペルチェ金属２４゜第１の熱電
対金属２８？よび測温抵抗体３２のパターンとなるよう
に選択的にエツチングする。

すなわち、第１のペルチェ金属２４は絶縁層２２表面の
周辺部から中心部に延びる帯状のパターンを所定の間隔
で複数配列したものであり、また、第１の熱電対金属２
８は第１のペルチェ金属２４と同じ（周辺部から中心部
に延びる帯状のパターンである。

さらに、測温抵抗体３２は第１のペルチェ金属２４およ
び第１０熱電対金属２８を囲うように絶縁層２２表面の
周辺部にパターニングされている。なお、この測温抵抗
体３２は室温検出手段として機能するものである。

次に、上記のように第１のペルチェ金属２４等がパター
ニングされた表面上に絶縁層２２としての窒化シリコン
膜をプラズマＣＶＤ装置により３０００λ程度の厚さに
生成する。

しかる後、耳側技術によりこの窒化シリコン膜を選択的
にエツチングすることで、第１のペルチェ金属２４と後
に形成される第２のペルチェ金属２５との接合部のため
のコンタクトホール、および第１の熱電対金属２８と後
に形成される第２の熱電対金属２９との接合部のための
コンタクトホールを生成する。これらのコンタクトホー
ルは、第１のペルチェ金属２４および第１の熱電対金属
２８の端部に形成される。

ついで、第２のペルチェ金属２５および第２０熱電対金
属２９となる厚さ２μ程度のｎ型のテルル鉛の薄膜をコ
ンタクトホールを含む絶縁層２２上全面に蒸着により生
成する。

その後、耳側技術により第１図に示す第２のペルチェ金
属２５および第２０熱電対金属２９のパターンとなるよ
うに選択的にエツチングする。

すなわち、第２のペルチェ金属２５は第１のペルチェ金
属２４の中央部側端部（この上部には上記コンタクトホ
ールが形成されている）と、この第１のペルチェ金Ｍ２
４と隣接する別の第１のペルチェ金属２４の周辺部側端
部（この上部江もコンタクトホールが形成されている）
とを接続するように帯状にパターニングされる。

ただし、複数ある第２のペルチェ金属２５のうちの一つ
は、一端のみが第１のペルチェ金属２４と接合されるも
ので、その他端は後述するペルチェ冷却手段の一方の電
極部となる。また、複数ある第１のペルチェ金属２４の
うちの一つも、一端のみが第２のペルチェ金属２５と接
合されており、その他端がペルチェ冷却手段の他方の電
極部となる。

このパターニングにより、第１のペルチェ金属２４と第
２のペルチェ金属２５とが交互に連続的に接続され、電
気的に一体化されて、ペルチェ冷却手段を構成する。

すなわち、第１のペルチェ金属２４と第２のペルチェ金
属２５との接合部のうち、基板２０の中心部にあるもの
を第１の接合部群２６とし、周辺部にあるものを第２の
接合部群２７とすると、所定の方向に電流を流すことに
より第１の接合部群２６に吸熱作用が生じ、第２の接合
部群２７に発熱作用が生じる。この吸熱作用を利用して
、第１の接合部群２６が集中している素子中央部を冷却
することができるのである。

第２０熱電対金属２９はコンタクトホールが形成された
第１０熱電対金属２８の中央部側端部から第１の熱電対
金属２８と平行に周辺部まで延びろ帯状のパターンとす
る。第１の熱電対金属２８と第２の熱電対金属２９との
接合部が感温部３０となり、両金属の他端部が冷却温度
検出手段としての熱電対の電極部となる。

続いて、ペルチェ冷却手段、室温検出手段および冷却温
度検出手段を覆うように、再び絶縁層２２となる窒化シ
リコン膜をプラズマＣＶＤ装置罠より６０００　Ａ程度
の厚さに生成し、耳側技術により窒化シリコン膜を選択
的にエツチングすることで、ペルチェ冷却手段、冷却温
度検出手段および室温検出手段の各電極部にコンタクト
ホールな形成する。

その後、アルミニウム等の厚さ１μ程度の金属薄膜を、
絶縁層２２上にコンタクトホールを含む全面にわたって
蒸着により生成し、耳側技術によりこの金属の薄膜を選
択的にエツチングして第２図の斜視図に示すようなペル
チェ冷却手段のパッド３４ａ、３４ｂ、冷却温度検出手
段のパッド３５ａ、３５ｂ、室温検出手段のパッド３６
ａ　、　３６ｂおよび水滴検出手段３３をパターニング
する次に、素子の表裏両面に窒化シリコン膜をプラズマ
ＣＶＤ装置により６０００＾程度の厚さに生成する。こ
れは、窒化シリコンが極めて安定した材料であるために
保護膜として使うためである。

そして、４刻技術を使い、基板２０の裏側の中央部の窒
化シリコン膜をプラズマエツチングにより選択的に除去
して開口を形成し、さらに、この開口を通して基板２０
を絶縁層２２までエツチング除去する。第３図はこのと
ぎの状態を示す断面図であり、基板２０の裏面からのエ
ツチングにより凹部２１が基板２０の中央部に形成され
ていることが判る。

最終工程として、第４図の概略斜視図に示すように、素
子表面の窒化シリコン膜のうちの凹部２１の周辺部の一
部を４刻技術により選択的にエツチングすることで、素
子表面と凹部２１とを連通する貫通孔２３を形成すると
共に、電極３４ａ。

３４ｂ、３５ａ、３５ｂ、３６ａ、３６ｂにおける外部
回路との接続のためのポンディングパッド開口部を形成
する。なお、この貫通孔２３は、凹部２１内の空気と絶
縁層２２の上面に接する大気との圧力差を無くすために
形成されろものである。その後は基板をダイシングし、
各々のチップに切り出し、所定のパッケージを行なう。

以上の工程を経て、本実施例の湿度検出用素子が造られ
る。

なお、凹部２１を基板２０の裏面からのエツチングによ
り形成したが、第５図および第６図の斜視図に示すよう
にシリコン基板の異方性エツチングにより実現されるマ
イクロブリッヂ構造を適用することも可能である。

また、第１のペルチェ金属２４．第２のペルチェ金属２
５のパターンは、冷却部である第１の接合部群２６が所
定の場所に集中できるものであれば、実施例のパターン
に限られろものではないことは言うまでもない。

また、本実施例ではペルチェ冷却手段２は第１のペルチ
ェ金属２４と第２のペルチェ金属２５とを交互に接続し
て１組の直列回路を構成しているが、少な（とも１組の
直列回路が形成されていればよ（，２組以上の直列回路
を並列接続したものでもかまわない。

さらに、第１のペルチェ金属２４と第２のペルチェ金属
２５との接合部が、使用する金属によってはオーミック
接合とならずに半導体接合（例えばショットキ接合等）
となる場合があるが、そのような場合には、ニッケル等
第３の金属を介して電気的接合をとれば冷却部における
ジュール熱の発生を抑えろことができ、冷却能力の低下
を防止でさる。

つぎに、本実施例の湿度検出用素子を実際に露点湿度計
として用いる場合の回路構成を第７図のブロック図に基
づいて説明する。

一点鎖線で囲まれた部分が湿度検出用素子１であり、ペ
ルチェ冷却手段２．水滴検出手段３．冷却温度検出手段
４．室温検出手段５を含む。

電流発生回路６はペルチェ冷却手段２に必要な電流を供
給する回路であり、ペルチェ冷却手段２の冷却能力を決
定する回路である。

水滴検出回路７は、直接的には水滴を検出する回路であ
る。

温度差検出回路８は、冷却温度検出手段４としての熱電
対がペルチェ冷却手段２における冷却部と室温との差に
基づいて発生する起電力を検出し、この起電力から冷却
部と室温との温度差を検出する回路である。

室温検出回路９は、室温検出手段５としての測温抵抗体
３２に接続され、測温抵抗体３２の抵抗変化から室内温
度Ｔａを検出する機能を有する。

マイクロコンピュータ１０は、電流発生回路６、温度差
検出回路８．室温検出回路９とバス１２を介して接続さ
れ、電流発生回路６を制御するとともに、温度差検出回
路８によって検出される温度差ΔＴと室温検出回路９に
よって検出されろ室内温度Ｔａを使って演算により絶対
湿度と相対湿度を求める機能を有する。

インターフェース１１はマイクロコンピュータ１０に接
続され、マイクロコンピュータ１ｏからの露点温度、絶
対湿度、相対湿度等に関するｆ５報を図示しない外部機
器に送る機能を有する。

なお、第１図および第７図において、酵膜冷却素子１中
にペルチェ冷却手段２が集積されていることは必要条件
であるが、と（に冷却温度検出手段４および室温検出手
段５は集積される必要はない。また電流発生回路６は必
要条件であるが、温度差検出回路８および室温検出回路
９はハードヮエアとして冷却温度検出手段４および室温
検出手段５がなければと（に必要ない。

「原理」次に、この発明における薄膜冷却素子の水滴検出方法の
原理について説明する。

まず、水滴が薄膜冷却素子の冷却部の表面に生じないば
あい、たとえば乾燥空気中にあるばあい、ペルチェ冷却
手段２に所定の電流たとえばステップ的に電流を流すと
、第１０図のＬ　ｆＯＪで示すように、冷却部の温度は
その電流値に応じた温度ＴｃＯへ向って下ってゆ（。こ
のときの挙動は冷却部の熱抵抗および冷却部の等価熱容
量とで計算される熱時定数τをもつ一次遅れ系で近似す
る。すなわちＴ＝Ｔａ　−（Ｔａ−Ｔｃｏ　）　（１−ｅｘｐ（−−
））τ ・・・　（１）またはＴ　＝Ｔｃｏ　＋　（Ｔａ−Ｔｃｏ　）　ｅｘｐ　（−
）　・・１２）τ ここでＴ：冷却部温度Ｔｃｏ：冷却部の安定温度（電流Ｉの関数）Ｔａ：室温ｔ：時間 τ：熱時定数である。このときの温度差出力と時間との関係を第１１
図に示す。

そしてこの温度挙動がたとえば乾燥空気下におけるそれ
である。

また湿度が高（、冷却部に水滴が生じるばあい、すなわ
ち前記の動作が湿度の高い空気中で行われるばあいで、
湿度の露点ＴｄｆＪ’Ｔｄ）Ｔｃｏのときを考える。第
１０図および第１１図のＬ（１）に示すようにペルチェ
冷却手段に通電されると、冷却面の温度が室温Ｔａから
Ｔｃｏへ向けて１次遅れ系の応答で下ってゆきやがてＴ
ｄに到達する。

ここまでの温度の時間に対する挙動は乾燥空気下におけ
るそれと大差な（、熱伝導率および熱容量も同様である
。

ところがＴ　ｄ　Ｖ（達してからのちの挙動が異なる。

すなわち冷却部においてエネルギーは水滴の発生および
成長に使われるため温度はＴｄに保たれる。このように
水滴が生じるばあいはなめらかな温度変化でなく、ある
温度になると折れ線的に一定温度を保つという特性を有
する。この特性を制御手段たとえばマイクロコンピュー
タで判定することにより、水滴は冷却部の時間に関して
の温度挙動のみで検出される。すなわち専用の水滴検出
素子は必要としない。

「アルゴリズムの概要」上記原理におけろアルゴリズムの概要を示すと次のとお
りである。

まずペルチェ冷却手段に所定の値の電流たとえば一定値
の電流を流し、次に冷却部表面の室温に対する温度差を
検出し、これを第１のメモリに保存する。また第２のメ
モリに記憶されている所定の湿度状態における空気と冷
却部表面の時間的挙動差を監視する。さらに第２のメモ
リの内容に対し、第１のメモリの内容に大きな差を生じ
始めたら水滴の生成が始まったと判断する。

すなわちこのアルゴリズムはペルチェ冷却手段に通電を
開始したとき、冷却部の時間に対する温度変化値に着目
し、ｄＴ／ｄｔを求め、このｄＴ／ｄｔがあらかじめマ
イクロコンピュータ内のメモリに記憶された乾燥空気の
ばあいの値に比べ同様でなくなったら水滴生成と判゛断
するものであるが、これ以外にペルチェ冷却手段に通電
を開始し、所定時間後に冷却部の温度がマイクロコンピ
ュータ内のメモリに記憶された温度値と同様でないばあ
いに、水滴が生成されたと判断するものも考えられる。

「動作」次に、第７図に示す露点湿度計の動作について第８図に
示すマイクロコンピュータ１０が実行す。

るフローチャートにしたがって説明する。

１−ｆ−＝ｒイクロコンピュータ１０をスタートする（
ステップ５００）。

マイクロコンピュータ１０は電流発生回路６に最大電流
をペルチェ冷却手段２に流すように指示する（ステップ
５１０）。

ペルチェ冷却手段２に′電流が流れると接合部群２６．
２７に１６いてペルチェ効果が生じろ。すなわち、第１
の接合部群２６では吸熱作用、第２の接合部群２７では
発熱作用が生じる。

第１の接合部群２６は湿度検出用素子１の中央部に集中
しており、表裏両面が空気中に露出する薄膜層内に形成
されているため、熱的に絶縁された状態となっている。

したがって、第１の接合部群２６の近傍すなわち冷却部
の冷却は極めて微少の電流にて実現できることになる。

一方、第２の接合部群２７は湿度検出用素子１の周辺部
に分散しており、基板２０に密着した薄膜層内に形成さ
れているため、その発熱は直ちに基板２０内に伝達され
る。したがって、第２の接合部群２７の近傍での温度上
昇は殆どなく、第１の接合部群２６の冷却作用に対して
全くその影響を与えろことはない。

温度差ΔＴを検出し、その時間に対する変化値γを演算
する（ステップ５２０，５３０）。

乾燥空気のはおいの変化値γｄｒｙを演算する（ステッ
プ５４０）。

変化値γとγｄｒｙとを比較する（ステップ５５０　）
。

このとき乾燥空気のばあいの変化値γｄｒｙの値をマイ
クロコンピュータ１０内のメモリにテーブル化しておい
てもよ（、また式（１）および式（２）で示したような
近似式によりγｄｒｙを求めてもよく、あるいは実験式
をマイクロコンピュータへプログラムしておいてもよい
。

次に変化値γとγｄｒｙとを比較する（ステップ５５０
　）。

変化値ｒとγｄｒｙとの差が太き（なく、冷却電流を通
電してから所定時間τＴ経過していなければステップ５
２０の温度差ΔＴ検出から再度行う（ステップ５６０〜
５８０）。ここでτＴは乾燥空気において温度差ΔＴが
安定しｄΔＴｄｒｙ／ｄｔ＝０となる時間から決定され
る。また７１以上経過するとΔＴは安定値となり、これ
以上温度が下らなくなる。よってマイクロコンピュータ
１０は測定レンジ外の湿度状態という信号を出す（ステ
ップ５９０）。

そして変化値ｒとγｄｒｙとの差が犬というばあいには
ペルチェ冷却手段２の吸熱は水滴生成に使われ始めたこ
とになる（ステップ５６０）。

最後に検出したΔＴの値を使用して湿度を求めてもよい
が、冷却部に水滴が生成され始めろ温度は汚れなどで多
少影響を受けるので、水滴がある程度の量生成されたと
きの温度差ΔＴの方がより正確に湿度を求めることがで
きる。この水滴が所定の量生成されるのに必要な時間は
湿度状態に依存する。

高湿度のばあいは短い時間で所定量の水滴が冷却部に生
成される。

高湿度か低湿度かは温度差ΔＴが指標となるので、この
ΔＴから適正な水滴量生成時間τ、を求めることができ
る（ステップ６００）。

水滴量生成時間τ１の後温度差ΔＴを検出し、この値か
ら湿度を求める（ステップ６１０，６２０）。

マイクロコンピュータ１０は冷却温度検出手段４が検出
する冷却部と室温との温度差ΔＴおよび室温検出手段５
が検出する室内温度Ｔａを、それぞれ温度差検出回路８
および室温検出回路９を介して読み取る（ステップ６３
０）。

冷却温度検出手段４は前述したよ５に感温部３０を素子
１のほぼ中央に配置する熱電対２８，２９からなり、こ
の熱電対２８．２９の他端は素子１の周辺部すなわち凹
部２１でない基板２０上に配置されることから、この温
度差ΔＴは室温状態にある基板２０の温度値とペルチェ
冷却手段段の冷脚部の温度値との差分値である。

マイクロコンピュータ１０は温度差ΔＴと室内温度Ｔａ
を読み込むと、Ｔｄ＝Ｔａ−ΔＴを求める（ステップ６４０）。このＴｄがペルチェ冷却
手段２の冷却部の露点温度である。

マイクロコンピュータ１０内の図示しないＲＯＭには、
第１２図に示す公知の雰囲気温度と飽和水蒸気圧力との
関係のグラフが関数近似によりテーブル化されている。

したがって、室内温度Ｔａと露点温度Ｔｄが求まるとマ
イクロコンピュータ１０はこのテーブルを使って室内温
度Ｔａと露点温度Ｔｄにおける飽和水蒸気圧力Ｐａ、Ｐ
ｄを求めることができる。

絶対湿度はこの飽和水蒸気圧力Ｐｄで定義され、相対湿
度はＰ　ｄ　／　Ｐ　ａで定義されることから演算によ
り湿度値がすべて求まることになる（、Ｘ、テップ６５
０）。

マイクロコンピュータ１０は使用者の要求に応じ、イン
ターフェース１１を介して露点温度Ｔｄ、絶対湿度Ｐｄ
、相対湿度Ｐ　ｄ　／　Ｐ　ａを外部機器に出力する（
ステップ６６０）。

また第９図はペルチェ冷却手段２に通電してその冷却部
の温度降下値を検出し、その温度降下値の時間に対する
応動が乾燥空気におげろ応動に対して異なることを利用
して冷却部表面に水滴が生成したか否かを判定するもの
である。すなわちまずシステムを初期化する（ステップ
７００）。

次にペルチェ冷却手段２に最大冷却能力を与える電流を
流す（ステップ７１０）。

冷却部温度が安定する時間τ。経過後、その温度降下値
Δτが乾燥空気のばあいの値ΔＴ　ｄｒｙと大差なけれ
ば（ステップ７２０〜７５０）、測定レンジ外の湿度状
態である旨の信号を出力する。

また温度降下値ΔτとΔＴ　ｄｒｙとに差があるばあい
、冷却部に水滴が生成されていることになる（ステップ
７５０）。このときの生成水滴量は湿度状態により異な
るので水滴生成量を一定とするルーチン（ステップ７７
０〜８２０　）へ入る。

なお温度降下値ΔＴ′をΔＴとして採用することでプロ
グラムが単純化されるので、これが大きな意味を有する
ときなどはこのステップでもよい。

ペルチェ冷却手段２の冷却を止め、水滴が消失するまで
の時間τ１経過後（ステップ７７０）、温度降下値ΔＴ
′だけ冷却するのに必要な電流値より所定の値だけ大き
い電流を算出しくステップ７８０）、その電流において
所定量の水滴を生成するのに必要な時間を演算しくステ
ップ７９０）、上記電流値に１上記時間経過後温度差Δ
Ｔを検出する（ステップ８００〜８２０）。なおこのと
きには所定の量の水滴が生成されている。

以下のステップは第８図のステップ６３０〜６６０と同
じなのでその説明を省略する。

「効果」この発明は上述のようにペルチェ冷却手段に所定の値の
電流を流し、その冷却部表面の室温に対する温度差を検
出し、これを基準となる所定の湿度状態の冷却部表面の
時間的挙動と比較し、両者間に大ぎな差が生じ始めたら
水滴の生成が開始されたことを検出するようにしている
ので、櫛形電極を用いて水滴を検出する方法に比べ、薄
膜冷却素子が単純化され、悪い環境下においても信頼性
が高（、また薄膜冷却素子からの配線を長くすることが
でき、さらに容量変化を検出する回路も不要となる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はいずれもこの発明の薄膜冷却素子
の一実施例である湿度検出用素子の製造途中における斜
視図、第３図はこの発明の一実施例の製造途中におけろ
断面図、第４図はこの発明の一実施例を示す概略断面図
、第５図および第６図は基板の凹部の他の形成方法を示
す斜視図、第７図はこの発明の実施例における湿度検出
用素子を実際に露点湿度計として用いたばあいのブロッ
ク図、第８図および第９図はマイクロコンピュータの動
作を示すフローチャート、第１０図は湿度検出用素子の
冷却部の温度挙動を示す特性図、第１１図は湿度検出用
素子上の冷却温度検出手段の出力を示す特性図、第１２
図は公知の雰囲気温度と飽和水蒸気圧力との関係を示す
グラフである。１・・・薄膜冷却素子、２・・・ベルチェ冷却手段、４
・・・冷却温度検出手段、５・・・室温検出手段、６・
・・電流発生回路、８・・・温度差検出回路、９・・・
室温検出回路、１０・・・マイク′ロコンピュータ、１
１・・・イン。ターフエース、１２・・・バス、２０・・・Ｍ板、２１
・・・凹部、２２・・・絶縁層、２３・・・貫通孔、２
４・・・第１ノヘルチエ金属、２５・・・第２のペルチ
ェ金属、２６・・・第１の接合部群、２７・・・第２の
接合部群、２８・・・第１の熱電対金属、２９・・・第
２０熱電対金属、３０・・・感温部、３２・・・測温抵
抗体、３４・・・パッド、３５・・・パッド、３６・・
・パッド。特　許　出　願　人　　　　山武ハネウェル株式会社第
１図第２図第３図第４図第９図第１０図第１１図第１２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板上にペルチエエレメントを薄膜状に集積する
ことにより形成したペルチエ冷却手段と、このペルチエ
冷却手段の冷却温度を検出する冷却温度検出手段および
上記ペルチエ冷却手段および冷却温度検出手段を制御し
、かつそれぞれの手段の出力を演算する制御手段を備え
、上記ペルチエ冷却手段に通電してその冷却部の冷却温
度を検出し、この冷却温度の時間に対する応動が乾燥空
気における応動に対して異なることを利用して上記ペル
チエ冷却手段の冷却部の表面に水滴が生成したか否かを
判定することを特徴とする薄膜冷却素子の水滴検出方法
。
（２）基板上にペルチエエレメントを薄膜状に集積する
ことにより形成したペルチエ冷却手段と、このペルチエ
冷却手段の冷却温度を検出する冷却温度検出手段と、室
温を検出する室温検出手段、および上記ペルチエ冷却手
段、冷却温度検出手段および室温検出手段を制御し、か
つそれぞれの手段の出力を演算する制御手段を備え、上
記ペルチエ冷却手段に通電してその冷却部の冷却温度を
検出し、その冷却温度の時間に対する応動が乾燥空気に
おける応動に対して異なることを利用して上記ペルチエ
冷却手段の冷却部の表面に水滴が生成したか否かを判定
することを特徴とする薄膜冷却素子の水滴検出方法。
（３）基板上にペルチエエレメントを薄膜状に集積する
ことにより形成したペルチエ冷却手段と、このペルチエ
冷却手段の温度降下値を検出する冷却温度検出手段と、
室温を検出する室温検出手段および上記ペルチエ冷却手
段、冷却温度検出手段および室温検出手段を制御し、か
つそれぞれの手段の出力を演算する制御手段を備え、上
記ペルチエ冷却手段に通電してその冷却部の温度降下値
を検出し、その温度降下値の時間に対する応動が乾燥空
気における応動に対して異なることを利用して上記ペル
チエ冷却手段の冷却部の表面に水滴が生成したか否かを
判定することを特徴とする薄膜冷却素子の水滴検出方法
。