JPS6411898B2 - - Google Patents
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- JPS6411898B2 JPS6411898B2 JP55151414A JP15141480A JPS6411898B2 JP S6411898 B2 JPS6411898 B2 JP S6411898B2 JP 55151414 A JP55151414 A JP 55151414A JP 15141480 A JP15141480 A JP 15141480A JP S6411898 B2 JPS6411898 B2 JP S6411898B2
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Classifications
-
- 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
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating 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
- G01N27/121—Investigating 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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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は感湿素体、更に詳しくは長時間に亘る
安定使用可能な感湿素子に関する。
安定使用可能な感湿素子に関する。
大気又はガス中の水蒸気量、すなわち湿度を検
出し、これを電気信号に変換する感湿素子に関し
ては従来から種々の提案がなされている。
出し、これを電気信号に変換する感湿素子に関し
ては従来から種々の提案がなされている。
その１つとして、吸湿して導電性を高める塩化
リチウムを固体表面若しくは各種繊維体に塗布若
しくは含浸せしめ、そこに一対の電極を配設した
構造の素子が知られている。該素子は雰囲気の湿
度が上昇すると電気伝導度が増加し、しかも得ら
れる信号は再現性に富みかつ安価に製造できると
いう利点を有している。しかしながら、該素子は
水蒸気濃度が飽和点に達して結露状態になると塩
化リチウムが溶出して機能が停止する。また、結
露状態に至らない場合でも、高湿度中に長時間さ
らされると塩化リチウムが潮解して該素子の特性
が大きく損なわれるため、汎用されるに至つてい
ない。
リチウムを固体表面若しくは各種繊維体に塗布若
しくは含浸せしめ、そこに一対の電極を配設した
構造の素子が知られている。該素子は雰囲気の湿
度が上昇すると電気伝導度が増加し、しかも得ら
れる信号は再現性に富みかつ安価に製造できると
いう利点を有している。しかしながら、該素子は
水蒸気濃度が飽和点に達して結露状態になると塩
化リチウムが溶出して機能が停止する。また、結
露状態に至らない場合でも、高湿度中に長時間さ
らされると塩化リチウムが潮解して該素子の特性
が大きく損なわれるため、汎用されるに至つてい
ない。
又、他の素子としては従来から汎用されている
乾湿球型湿度計の液体温度計のかわりにサーミス
タ若しくは熱電対を用い、湿球相当部分を水を含
むガーゼ等で覆つて成る形式のものが知られてい
る。しかしながら、この形式の素子は、ガーゼの
乾燥を防止するため適宜に水を補給しなければな
らず長時間の補守なしには継続使用ができず、ま
たガーゼの汚れ、水の純度等により得られる信号
が変動するという不安定性を伴う。
乾湿球型湿度計の液体温度計のかわりにサーミス
タ若しくは熱電対を用い、湿球相当部分を水を含
むガーゼ等で覆つて成る形式のものが知られてい
る。しかしながら、この形式の素子は、ガーゼの
乾燥を防止するため適宜に水を補給しなければな
らず長時間の補守なしには継続使用ができず、ま
たガーゼの汚れ、水の純度等により得られる信号
が変動するという不安定性を伴う。
このような欠点を解消するのとして最近、主と
して酸化物焼結体が水蒸気を吸着するとその吸着
量に対応してその電気抵抗を変化する性質を利用
した感湿素子が開発されている。該素子は高湿若
しくは結露状態にあつても機能停止することな
く、また乾湿球型のような補守の必要がないとい
う点では優れているが、一方、長時間使用してい
ると該素子表面にゴミ、油等の不純物が付着し、
その結果得られる感湿特性が悪影響をこうむる。
このため、通常、該素子の表面をヒーターで約
400〜500℃の温度で短時間加熱し、表面に付着し
ているゴミ、油等を揮散若しくは焼却させて清浄
な表面に再生する方法（クリーニング）が採られ
ている。
して酸化物焼結体が水蒸気を吸着するとその吸着
量に対応してその電気抵抗を変化する性質を利用
した感湿素子が開発されている。該素子は高湿若
しくは結露状態にあつても機能停止することな
く、また乾湿球型のような補守の必要がないとい
う点では優れているが、一方、長時間使用してい
ると該素子表面にゴミ、油等の不純物が付着し、
その結果得られる感湿特性が悪影響をこうむる。
このため、通常、該素子の表面をヒーターで約
400〜500℃の温度で短時間加熱し、表面に付着し
ているゴミ、油等を揮散若しくは焼却させて清浄
な表面に再生する方法（クリーニング）が採られ
ている。
例えば、第１図、第２図にはクリーニング機能
を備えた感湿素子を示す。第１図において、１
は、例えばMgCr2O4のような酸化物焼結体から
成る板状の感湿素体で、該素体の両面には、例え
ば金焼付ペーストから成る一対の電極２，２′
（図において下面にある）が形成される。該電極
２，２′のそれぞれの端部には耐熱性、耐蝕性に
優れる例えば白金、金、イリジウムなどの金属か
ら成るリード線３，３′が、例えば金焼付ペース
トを用いて接着されている。４は、例えばニクロ
ム線から成るヒーターで感湿素子の全体を図のよ
うに包囲している。クリーニングは、該ヒーター
４に通電し、該ヒーターを抵抗発熱せしめて該素
子全体を加熱することによつて行なわれる。
を備えた感湿素子を示す。第１図において、１
は、例えばMgCr2O4のような酸化物焼結体から
成る板状の感湿素体で、該素体の両面には、例え
ば金焼付ペーストから成る一対の電極２，２′
（図において下面にある）が形成される。該電極
２，２′のそれぞれの端部には耐熱性、耐蝕性に
優れる例えば白金、金、イリジウムなどの金属か
ら成るリード線３，３′が、例えば金焼付ペース
トを用いて接着されている。４は、例えばニクロ
ム線から成るヒーターで感湿素子の全体を図のよ
うに包囲している。クリーニングは、該ヒーター
４に通電し、該ヒーターを抵抗発熱せしめて該素
子全体を加熱することによつて行なわれる。
第２図は、電極の１枚がヒーターを兼ねる形式
のものであり、図において、５は感湿素体、６，
６′（図において下面にある）は電極である。こ
の場合、電極６は厚膜金属ペーストから成り、加
熱用ヒーターの役割りも併用する。７，７′，８
はそれぞれの電極に接続するリード線で、例えば
湿度測定時には、リード線７若しくは７′とリー
ド線８とで該素体４の電気抵抗変化を測定する。
クリーニングは、リード線７及び７′に通電し電
極６（ヒーターも兼ねる）を抵抗発熱せしめて該
素子を加熱することによつて行なわれる。
のものであり、図において、５は感湿素体、６，
６′（図において下面にある）は電極である。こ
の場合、電極６は厚膜金属ペーストから成り、加
熱用ヒーターの役割りも併用する。７，７′，８
はそれぞれの電極に接続するリード線で、例えば
湿度測定時には、リード線７若しくは７′とリー
ド線８とで該素体４の電気抵抗変化を測定する。
クリーニングは、リード線７及び７′に通電し電
極６（ヒーターも兼ねる）を抵抗発熱せしめて該
素子を加熱することによつて行なわれる。
第１図、第２図に例示した感湿素子の電極とリ
ード線の接続部は、通常、白金、金、イリジウム
などの耐熱・耐蝕性に優れた金属から成るリード
線を金、白金、パラジウムなどの金属焼付ペース
トで接着することにより形成される。しかしなが
ら、この場合、これら金属は高価であること、ま
た金属焼付ペーストとの間では充分な接着強度が
得られないこと、更に接着できた場合でも該焼付
ペーストとリード線の間の熱膨脹の差に基づきク
リーニングを反復する過程で両者の剥離が起こ
り、長期の安定使用ができなくなるなどの不都合
が生ずる。
ード線の接続部は、通常、白金、金、イリジウム
などの耐熱・耐蝕性に優れた金属から成るリード
線を金、白金、パラジウムなどの金属焼付ペース
トで接着することにより形成される。しかしなが
ら、この場合、これら金属は高価であること、ま
た金属焼付ペーストとの間では充分な接着強度が
得られないこと、更に接着できた場合でも該焼付
ペーストとリード線の間の熱膨脹の差に基づきク
リーニングを反復する過程で両者の剥離が起こ
り、長期の安定使用ができなくなるなどの不都合
が生ずる。
本発明は、酸化物焼結体から成る感湿素体を基
礎とする感湿素子において、上記のようなリード
線と電極との接続部における不都合を解消し、長
期に亘る安定使用を可能とした感湿素子の提供を
目的とするものである。すなわち、本発明の感湿
素子は、酸化物焼結体から成る細長い板状の感湿
素体、該素体長手方向の一端部の両面に対向して
形成される一対の電極、該電極から該素体の他端
部にまで形成されるリード部及び該リード部の端
末に接続された金属リード線とから成る構造を有
する。
礎とする感湿素子において、上記のようなリード
線と電極との接続部における不都合を解消し、長
期に亘る安定使用を可能とした感湿素子の提供を
目的とするものである。すなわち、本発明の感湿
素子は、酸化物焼結体から成る細長い板状の感湿
素体、該素体長手方向の一端部の両面に対向して
形成される一対の電極、該電極から該素体の他端
部にまで形成されるリード部及び該リード部の端
末に接続された金属リード線とから成る構造を有
する。
本発明の感湿素子は、感湿素体の両面に対向し
て形成される一対の電極のうち１つが抵抗発熱す
るヒーターの役割りを併有しかつリード線の接続
部がクリーニング時に発熱する電極（兼ヒータ
ー）から熱影響の小さい部位に形成され、そのた
めに電極からリード線接続部まで一定の長さを有
するリード部を形成することを特徴とするもので
ある。
て形成される一対の電極のうち１つが抵抗発熱す
るヒーターの役割りを併有しかつリード線の接続
部がクリーニング時に発熱する電極（兼ヒータ
ー）から熱影響の小さい部位に形成され、そのた
めに電極からリード線接続部まで一定の長さを有
するリード部を形成することを特徴とするもので
ある。
以下に本発明の感湿素子を第３図に示した一実
施例に基づいてより詳細に説明する。第３図にお
いて９は感湿素体で、感湿特性を示す酸化物焼結
体、例えばMgCr2O4，Zn2TiO4，SnO2などのよ
うな焼結体から構成され、その形状は細長い板で
ある。該素体において、その長さは素体の比熱、
熱伝導率、及びクリーニング時の発熱部の温度、
発熱面積などを考慮して適宜に決められる。該素
体９の表面に一端部には対向して一対の電極１
０，１０′（図において下面にあり、点線で表示
してある。）が形成される。該電極１０，１０′
は、例えば白金、金のような金属焼付ペースト若
しくは酸化ルテニウムのような酸化物焼付ペース
トを所定形状に塗布したのち焼付けたり、又は
金、白金のような金属を通常の蒸着法を適用し
て、蒸着する方法などによつて容易に形成するこ
とができる。これら２つの電極のうちの１つ（例
えば10）は、抵抗発熱するヒーターとしての役割
りも併有する。電極１０からは素体９の同一表面
上を該素体９の他端部に至るまで一対のリード部
１１，１１′が、例えば金属若しくは酸化物焼付
ペースト又は金属蒸着膜として形成される。同様
に電極１０′からは図のように１本のリード部１
１″が該素体９の他端部にまで形成される（図に
おいて点線で表示）。１２，１２′，１２″はリー
ド部１１，１１′，１１″の端末にそれぞれ接続さ
れるリード線である。該リード線の接続部（リー
ド部の端末）は、クリーニング時の発熱部（一対
の電極の形成されている部位）からリード部を介
して一定の間隔をもつて位置し、かつ素体の熱伝
導性は悪いのでクリーニングの発熱部からの熱影
響が小さく、その結果、該接続部は比較的低温を
維持することが可能となる。そのため、該リード
線と該リード部端末との接続に関しては、例えば
ハンダ付け、有機バインダー金属ペースト付けの
ような常用の接続方法を適用することができるの
で、強固な接続状態を形成することができる。例
えば、リード部が金属焼付ペーストの場合はリー
ド線をハンダ付けすればよく、またリード部が蒸
着金属膜若しくは酸化物焼付ペーストの場合に
は、該端末にあらかじめ金属焼付ペースト１３，
１３′，１３″を形成したのち、ここにリード線を
ハンダ付けしてリード部とリード線の接続部を形
成することができる。まさ、リード線に関しても
従来のように白金、金、イリジウムなどの希少か
つ高価な金属を用いる必要がなくなり、例えば安
価な銅線、スズメツキ銅線、鉄線、金メツキ鉄線
なども用いることができる。
施例に基づいてより詳細に説明する。第３図にお
いて９は感湿素体で、感湿特性を示す酸化物焼結
体、例えばMgCr2O4，Zn2TiO4，SnO2などのよ
うな焼結体から構成され、その形状は細長い板で
ある。該素体において、その長さは素体の比熱、
熱伝導率、及びクリーニング時の発熱部の温度、
発熱面積などを考慮して適宜に決められる。該素
体９の表面に一端部には対向して一対の電極１
０，１０′（図において下面にあり、点線で表示
してある。）が形成される。該電極１０，１０′
は、例えば白金、金のような金属焼付ペースト若
しくは酸化ルテニウムのような酸化物焼付ペース
トを所定形状に塗布したのち焼付けたり、又は
金、白金のような金属を通常の蒸着法を適用し
て、蒸着する方法などによつて容易に形成するこ
とができる。これら２つの電極のうちの１つ（例
えば10）は、抵抗発熱するヒーターとしての役割
りも併有する。電極１０からは素体９の同一表面
上を該素体９の他端部に至るまで一対のリード部
１１，１１′が、例えば金属若しくは酸化物焼付
ペースト又は金属蒸着膜として形成される。同様
に電極１０′からは図のように１本のリード部１
１″が該素体９の他端部にまで形成される（図に
おいて点線で表示）。１２，１２′，１２″はリー
ド部１１，１１′，１１″の端末にそれぞれ接続さ
れるリード線である。該リード線の接続部（リー
ド部の端末）は、クリーニング時の発熱部（一対
の電極の形成されている部位）からリード部を介
して一定の間隔をもつて位置し、かつ素体の熱伝
導性は悪いのでクリーニングの発熱部からの熱影
響が小さく、その結果、該接続部は比較的低温を
維持することが可能となる。そのため、該リード
線と該リード部端末との接続に関しては、例えば
ハンダ付け、有機バインダー金属ペースト付けの
ような常用の接続方法を適用することができるの
で、強固な接続状態を形成することができる。例
えば、リード部が金属焼付ペーストの場合はリー
ド線をハンダ付けすればよく、またリード部が蒸
着金属膜若しくは酸化物焼付ペーストの場合に
は、該端末にあらかじめ金属焼付ペースト１３，
１３′，１３″を形成したのち、ここにリード線を
ハンダ付けしてリード部とリード線の接続部を形
成することができる。まさ、リード線に関しても
従来のように白金、金、イリジウムなどの希少か
つ高価な金属を用いる必要がなくなり、例えば安
価な銅線、スズメツキ銅線、鉄線、金メツキ鉄線
なども用いることができる。
本発明の感湿素子において、湿度測定する場合
は、リード線１２又は１２′のいずれかとリード
線１２″とを用いて素体９の電気抵抗変化を測定
し、またクリーニングはリード線１２及び１２′
に通電して電極兼ヒーター１０を抵抗発熱せしめ
ることにより行なうことができる。
は、リード線１２又は１２′のいずれかとリード
線１２″とを用いて素体９の電気抵抗変化を測定
し、またクリーニングはリード線１２及び１２′
に通電して電極兼ヒーター１０を抵抗発熱せしめ
ることにより行なうことができる。
本発明の感湿素子は、発熱部とリード線接続部
との間隔がはなれているため、クリーニング時に
該接続部の温度を充分低くすることができ、従つ
てリード部とリード線との接続は常用の接着法を
適用できるので両者の接着強度を充分に高めるこ
とが可能である。その結果、、クリーニングの反
復によつても該接続部でのリード線の剥離は防止
されて長時間に亘る安定使用が可能となる。
との間隔がはなれているため、クリーニング時に
該接続部の温度を充分低くすることができ、従つ
てリード部とリード線との接続は常用の接着法を
適用できるので両者の接着強度を充分に高めるこ
とが可能である。その結果、、クリーニングの反
復によつても該接続部でのリード線の剥離は防止
されて長時間に亘る安定使用が可能となる。
なお、本発明の感湿素子として、クリーニング
時における発熱部の熱が磁リード線の接続部にま
で伝導することを抑制するために、例えば第４
図、第５図に示すように電極、リード部を除いた
素体の部分に複数個の貫通孔１４を形成すること
もできる。このような素子においては発熱部から
の熱流を大幅に減少することができるので、素子
全体の長さを短縮することが可能となり、更には
発熱部の温度が均一化して確実なクリーニングを
可能とする効果を得られる。
時における発熱部の熱が磁リード線の接続部にま
で伝導することを抑制するために、例えば第４
図、第５図に示すように電極、リード部を除いた
素体の部分に複数個の貫通孔１４を形成すること
もできる。このような素子においては発熱部から
の熱流を大幅に減少することができるので、素子
全体の長さを短縮することが可能となり、更には
発熱部の温度が均一化して確実なクリーニングを
可能とする効果を得られる。
また、第５図のように、電極のある部分のみを
従来のコイルヒーター法で外部加熱しても本発明
で示したと同様の効果が得られることはいうまで
もない。
従来のコイルヒーター法で外部加熱しても本発明
で示したと同様の効果が得られることはいうまで
もない。
第１図、第２図は従来の感湿素子、第３図、第
４図、第５図は本発明の感湿素子である。 １，５，９……感湿素体、２，２′，６，６′，
１０，１０′……電極、３，３′，７，７′，８，
１２，１２′，１２″……リード線、１１，１１′，
１１″……リード部、１３，１３′，１３″……金
属焼付ペースト、１４……貫通孔。
４図、第５図は本発明の感湿素子である。 １，５，９……感湿素体、２，２′，６，６′，
１０，１０′……電極、３，３′，７，７′，８，
１２，１２′，１２″……リード線、１１，１１′，
１１″……リード部、１３，１３′，１３″……金
属焼付ペースト、１４……貫通孔。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 酸化物焼結体から成る細長い板状の感湿素
体、該素体長手方向の一端部の両面に対向して形
成される一対の電極、該電極から該素体の他端部
にまで形成されるリード部及び該リード部の端末
に接続された金属リード線とから成る構造の感湿
素子。 ２ 該電極及びリード部が金属焼付ペースト、酸
化物焼付ペースト若しくは金属蒸着膜である特許
請求の範囲第１項記載の感湿素子。 ３ 該素体の該電極及び該リード部を除く部分に
複数個の貫通孔を形成して成る特許請求の範囲第
１項又は第２項記載の感湿素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55151414A JPS5776447A (en) | 1980-10-30 | 1980-10-30 | Moisture sensing element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55151414A JPS5776447A (en) | 1980-10-30 | 1980-10-30 | Moisture sensing element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5776447A JPS5776447A (en) | 1982-05-13 |
| JPS6411898B2 true JPS6411898B2 (ja) | 1989-02-27 |
Family
ID=15518081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55151414A Granted JPS5776447A (en) | 1980-10-30 | 1980-10-30 | Moisture sensing element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5776447A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0115953B1 (en) * | 1983-02-03 | 1989-01-18 | New Cosmos Electric Co., Ltd. | Gas sensor |
| KR100486497B1 (ko) * | 2002-08-13 | 2005-04-29 | 엘지전자 주식회사 | 히터 내장형 감습센서 및 그 제조방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5588302A (en) * | 1978-12-26 | 1980-07-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Humidityysensitive element and humidity detector |
| JPS5638459Y2 (ja) * | 1980-03-10 | 1981-09-08 |
-
1980
- 1980-10-30 JP JP55151414A patent/JPS5776447A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5776447A (en) | 1982-05-13 |
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