JPH038506B2 - - Google Patents
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- JPH038506B2 JPH038506B2 JP56168558A JP16855881A JPH038506B2 JP H038506 B2 JPH038506 B2 JP H038506B2 JP 56168558 A JP56168558 A JP 56168558A JP 16855881 A JP16855881 A JP 16855881A JP H038506 B2 JPH038506 B2 JP H038506B2
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
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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
- G01N27/02—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】
本発明は室内などの温度や湿度を測定するため
の新規なる原理に基く温・湿度検出装置に関する
ものである。
の新規なる原理に基く温・湿度検出装置に関する
ものである。
従来、一般産業分野、民生分野における温・湿
度センサー、特に湿度センサーについては汚れに
強く、経時変化が少なく保全性の良いものはなか
つた。
度センサー、特に湿度センサーについては汚れに
強く、経時変化が少なく保全性の良いものはなか
つた。
本発明はこの点に鑑みなされたものであつて、
その目的とするところは汚れに強く経時変化が少
なく保全性が良好でしかも製作工数の低減価格の
低減が可能な温・湿度検出装置を提供することに
ある。
その目的とするところは汚れに強く経時変化が少
なく保全性が良好でしかも製作工数の低減価格の
低減が可能な温・湿度検出装置を提供することに
ある。
以下、本発明を図面を参照して説明する。図面
中５は温・湿度センサーである。この温・湿度セ
ンサー５は厚さ0.05〜0.2mm程度のポリエステル
又はポリイミド等のシート状の誘電体３を備えて
おり、この誘電体３の裏面には厚さ10〜50μm程
度の銅又はアルミニウム等の第１・第２の線状電
極群１，２がエツチング等の手段を用いて互に平
行に設けてあり、更に誘電体３の電極面側には厚
さ0.5〜３mm程度にシリコンゴム又はエポキシ樹
脂等でモールデイングした絶縁層４が設けてあ
り、電極群１，２を互に絶縁している。
中５は温・湿度センサーである。この温・湿度セ
ンサー５は厚さ0.05〜0.2mm程度のポリエステル
又はポリイミド等のシート状の誘電体３を備えて
おり、この誘電体３の裏面には厚さ10〜50μm程
度の銅又はアルミニウム等の第１・第２の線状電
極群１，２がエツチング等の手段を用いて互に平
行に設けてあり、更に誘電体３の電極面側には厚
さ0.5〜３mm程度にシリコンゴム又はエポキシ樹
脂等でモールデイングした絶縁層４が設けてあ
り、電極群１，２を互に絶縁している。
そして誘電体３には第１の線状電極群１の電極
端子１ａと第２の線状電極群２の電極端子１ｂと
が設けてある。
端子１ａと第２の線状電極群２の電極端子１ｂと
が設けてある。
第４図に示すものは温・湿度センサー５の電極
端子１ａ，２ａ間に交番電圧を印加した場合にお
ける等価回路である。
端子１ａ，２ａ間に交番電圧を印加した場合にお
ける等価回路である。
第４図中C1は隣接電極間の絶縁層、誘電層及
びその界面の合成静電容量、R1は隣接電極間の
絶縁層、誘電層及びその界面の合成電気抵抗、
C2，C3は電極上誘電層の静電容量（C2＝C3）、
R2，R3は電極上誘電層の電気抵抗（R2＝R3）、
C4は隣接電極間上空気の静電容量、R4は隣接電
極間上空気の電気抵抗、R5は隣接電極間上の誘
電層と空気との界面の電気抵抗である。
びその界面の合成静電容量、R1は隣接電極間の
絶縁層、誘電層及びその界面の合成電気抵抗、
C2，C3は電極上誘電層の静電容量（C2＝C3）、
R2，R3は電極上誘電層の電気抵抗（R2＝R3）、
C4は隣接電極間上空気の静電容量、R4は隣接電
極間上空気の電気抵抗、R5は隣接電極間上の誘
電層と空気との界面の電気抵抗である。
等価回路中温・湿度の影響を特に大きく受ける
のは静電容量C4、電気抵抗R4，R5であり、かつ
電気抵抗R1，R2，R3及びR4は著しく大であり、
静電容量C1，C4のインピーダンスも大であるた
め、これを無視すると第５図に示す等価回路とな
る。
のは静電容量C4、電気抵抗R4，R5であり、かつ
電気抵抗R1，R2，R3及びR4は著しく大であり、
静電容量C1，C4のインピーダンスも大であるた
め、これを無視すると第５図に示す等価回路とな
る。
電気抵抗R5の温・湿度特性を説明する。
誘電体３表面の測定気体との界面は空気中の水
分を吸着して界面吸着水層を形成する。
分を吸着して界面吸着水層を形成する。
この層厚は絶対湿度と顕著なる相関がある。
そして、この界面吸着水層は第６図に示す水素
イオンの手渡しによる電導原理によつて導電性を
有する。また、この界面吸着水層は低電界では電
気抵抗が比較的高いが、高電界下では界面吸着水
が電界の方向に伸長し膜状連結となるため電気抵
抗は減少する。なお、この膜状連結作用は低温域
程その作用が大である。
イオンの手渡しによる電導原理によつて導電性を
有する。また、この界面吸着水層は低電界では電
気抵抗が比較的高いが、高電界下では界面吸着水
が電界の方向に伸長し膜状連結となるため電気抵
抗は減少する。なお、この膜状連結作用は低温域
程その作用が大である。
したがつて、電気抵抗R5は絶体湿度と温度の
双方によつて変化する。
双方によつて変化する。
第１図に本発明に係る温・湿度検出装置に必要
とされる構成説明図を示す。第１図中６は電流検
出装置、７は交番電圧電源、８はサーミスター等
の温度センサー、９は演算回路、１０は増巾装
置、１１は温・湿度表示装置、１２は温・湿度調
整装置である。
とされる構成説明図を示す。第１図中６は電流検
出装置、７は交番電圧電源、８はサーミスター等
の温度センサー、９は演算回路、１０は増巾装
置、１１は温・湿度表示装置、１２は温・湿度調
整装置である。
温・湿度センサー５において、第１、第２の線
状電極群１，２の長さを、その巾をＷ、第１、
第２の線状電極群１，２の巾をａ、第１、第２線
状電極群１，２間の距離をｂとするとき、＝
300mm、Ｗ＝100mm、ａ＝0.3mm、ｂ＝２mm、誘電
体３を厚さｔ＝0.1mmのポリエステルとし、電極
端子１ａ，２ａ間にAC4KV（RMS）−50Hzを印加
した時の温・湿度センサー流入電流と絶対湿度と
温度と関係を実測した値を第７図に示す。
状電極群１，２の長さを、その巾をＷ、第１、
第２の線状電極群１，２の巾をａ、第１、第２線
状電極群１，２間の距離をｂとするとき、＝
300mm、Ｗ＝100mm、ａ＝0.3mm、ｂ＝２mm、誘電
体３を厚さｔ＝0.1mmのポリエステルとし、電極
端子１ａ，２ａ間にAC4KV（RMS）−50Hzを印加
した時の温・湿度センサー流入電流と絶対湿度と
温度と関係を実測した値を第７図に示す。
この実測した値を第１図の演算回路９に記憶さ
せ、交番電圧電源７より温・湿度センサー５に流
入する電流の量を電流検出装置６で検出し、この
検出値と温度センサー８よりの検出値とを演算回
路９に入力し、演算回路９よりの出力信号を必要
に応じて増巾した後、温・湿度表示装置１１に入
れるか、又は温・湿度調整装置１２に入力する。
せ、交番電圧電源７より温・湿度センサー５に流
入する電流の量を電流検出装置６で検出し、この
検出値と温度センサー８よりの検出値とを演算回
路９に入力し、演算回路９よりの出力信号を必要
に応じて増巾した後、温・湿度表示装置１１に入
れるか、又は温・湿度調整装置１２に入力する。
なお、寸法およびＷは流入電流を大きくとる
ために大としたが実際にセンサーとして用いる場
合には1/10以下で充分である。
ために大としたが実際にセンサーとして用いる場
合には1/10以下で充分である。
また、流入電流を増減させるためには面積（Ｗ
×）の他に誘電体３の厚さ、誘電率、印加電
圧、印加電圧周波数等があり、印加電圧との関係
は第８図に示すように低電圧（ｂ＝２mmの場合
3KV以下）では傾きが一定であり、それ以上で
は傾きが大となる。
×）の他に誘電体３の厚さ、誘電率、印加電
圧、印加電圧周波数等があり、印加電圧との関係
は第８図に示すように低電圧（ｂ＝２mmの場合
3KV以下）では傾きが一定であり、それ以上で
は傾きが大となる。
また、印加電圧の周波数については第４図に示
す通り回路の合成インピーダンスｚは ｚ＝R5＋２／jwc2 ｗ＝2πf （Ｉ＝Ｅ／ｚ） で示されるごとく周波数ｆに比例して流入電流Ｉ
は増加する（第９図参照）。
す通り回路の合成インピーダンスｚは ｚ＝R5＋２／jwc2 ｗ＝2πf （Ｉ＝Ｅ／ｚ） で示されるごとく周波数ｆに比例して流入電流Ｉ
は増加する（第９図参照）。
以上述べた温・湿度センサー５の応答速度は
1sec以下と非常に速くかつ長期間にわたつて高精
度が維持できるものである。
1sec以下と非常に速くかつ長期間にわたつて高精
度が維持できるものである。
なお、本発明に係る温・湿度検出装置の温・湿
度センサー５の電極パターンは第１０図に示すよ
うに同心円的で且つ面状でもよく、また第１１
図、第１２図に示すように柱状にしてもよいし、
また、第１３図、第１４図に示すように電線１３
を誘電体１４で被覆した電極群１，２を絶縁体１
５に巻回して構成してもよいし、更には、電極群
を２枚の誘電体層間に狭んでもよい。この場合、
各層の厚さが同じで両面共に測定気体に接触させ
た場合流入電流は２倍となる。
度センサー５の電極パターンは第１０図に示すよ
うに同心円的で且つ面状でもよく、また第１１
図、第１２図に示すように柱状にしてもよいし、
また、第１３図、第１４図に示すように電線１３
を誘電体１４で被覆した電極群１，２を絶縁体１
５に巻回して構成してもよいし、更には、電極群
を２枚の誘電体層間に狭んでもよい。この場合、
各層の厚さが同じで両面共に測定気体に接触させ
た場合流入電流は２倍となる。
本発明の温・湿度検出装置は前述のように構成
したので、次の利点を有する。
したので、次の利点を有する。
実測値に基づいて流入電流と検出温度より湿度
を演算して検出するから、湿度を精度良く検出で
きる。
を演算して検出するから、湿度を精度良く検出で
きる。
交番電圧電源７により各線状電極群１，２間に
数KV／mm以上の高電界を形成するので、誘電体
３の表面に不平等交番電界列、いわゆる電界カー
テンが形成されるために誘電体３の表面に粉塵が
付着することがなく、浮遊粉塵の多い雰囲気で使
用しても湿度を正確に検出できる。
数KV／mm以上の高電界を形成するので、誘電体
３の表面に不平等交番電界列、いわゆる電界カー
テンが形成されるために誘電体３の表面に粉塵が
付着することがなく、浮遊粉塵の多い雰囲気で使
用しても湿度を正確に検出できる。
第１図は本発明に係る温・湿度検出装置の構成
説明図、第２図は温・湿度センサーの一部省略し
た平面図、第３図は第２図−線に沿う断面
図、第４図、第５図は温・湿度センサーの等価回
路の構成説明図、第６図は界面吸着水層の電導原
理図、第７図は温・湿度センサーの実施例におけ
る絶対湿度−温度−流入電流の相関関係図、第８
図は電極印加電圧と流入電流の関係図、第９図は
印加電圧周波数と流入電流の関係図、第１０図、
第１１図はそれぞれ温・湿度センサーの他の実施
態様の構成説明図、第１２図は第１１図XII−XII線
に沿う断面図、第１３図は温・湿度センサーの他
の実施態様の構成説明図、第１４図は電極の構成
説明図である。 １，２は線状電極群、３は誘電体、５は温・湿
度センサー、６は電流検出装置、７は交番電圧電
源、８は温度センサー、１０は演算回路。
説明図、第２図は温・湿度センサーの一部省略し
た平面図、第３図は第２図−線に沿う断面
図、第４図、第５図は温・湿度センサーの等価回
路の構成説明図、第６図は界面吸着水層の電導原
理図、第７図は温・湿度センサーの実施例におけ
る絶対湿度−温度−流入電流の相関関係図、第８
図は電極印加電圧と流入電流の関係図、第９図は
印加電圧周波数と流入電流の関係図、第１０図、
第１１図はそれぞれ温・湿度センサーの他の実施
態様の構成説明図、第１２図は第１１図XII−XII線
に沿う断面図、第１３図は温・湿度センサーの他
の実施態様の構成説明図、第１４図は電極の構成
説明図である。 １，２は線状電極群、３は誘電体、５は温・湿
度センサー、６は電流検出装置、７は交番電圧電
源、８は温度センサー、１０は演算回路。
Claims (1)
- １ 誘電体３に、互に絶縁しかつ互に一定の間隔
をおいて交互に２組の線状電極群１，２を設けた
温・湿度センサー５と、該温・湿度センサー５の
各線状電極群１，２間に数KV／mm以上の高電界
を形成する交番電圧電源７と、前記温・湿度セン
サー５に流入する電流を検出する電流検出装置６
と、温・湿度センサー５の近傍に設けられた温度
センサー８と、前記各線状電極群１，２間に数
KV／mm以上の高電界を形成して実測した流入電
流と湿度と温度が記憶され、かつ測定時に電流検
出装置６からの検出電流と温度センサー８からの
検出温度とにより湿度を演算する演算回路９とを
備えたことを特徴とする温・湿度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16855881A JPS5870153A (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | 温・湿度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16855881A JPS5870153A (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | 温・湿度検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5870153A JPS5870153A (ja) | 1983-04-26 |
| JPH038506B2 true JPH038506B2 (ja) | 1991-02-06 |
Family
ID=15870248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16855881A Granted JPS5870153A (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | 温・湿度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5870153A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0679002B2 (ja) * | 1987-07-02 | 1994-10-05 | インダストリアル・テクノロジー・リサーチ・インステイテユート | ポリイミド電気容量式湿度感知素子 |
| CN105452853B (zh) | 2013-08-13 | 2018-01-30 | 株式会社村田制作所 | 温湿度传感器 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55155239A (en) * | 1979-05-22 | 1980-12-03 | Toshiba Corp | Temperature/humidity detector |
| JPS5629151A (en) * | 1979-03-29 | 1981-03-23 | Vaisala Oy | Controller for humidity pickup |
-
1981
- 1981-10-23 JP JP16855881A patent/JPS5870153A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5629151A (en) * | 1979-03-29 | 1981-03-23 | Vaisala Oy | Controller for humidity pickup |
| JPS55155239A (en) * | 1979-05-22 | 1980-12-03 | Toshiba Corp | Temperature/humidity detector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5870153A (ja) | 1983-04-26 |
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