JPS61286742A - Method for detecting water and water sensor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To make it possible to detect even a small amount of water, by providing an electrode to both surfaces of a hydrophilic porours substance. CONSTITUTION:A water sensor is constituted of electrodes 1 and a hydrophilic porous substance 2 and electrodes 1 are provided to both surfaces of the substance 2. When even a small amount of water is adhered to the electrodes 1, the adhered water is diffused throughout the pores 21 of the substance 2 through a large number of pores provided to the electrodes 1. The water directly adhered to the substance 2 is also diffused through the pores 21. Therefore, a current supply state is formed between the electrodes 1 of an applied state and, even when only a small amount of water is adhered, an ammeter 4 slightly changes and the adhesion of water is detected.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、水の検出方法および水センサに関するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a water detection method and a water sensor.

〈従来の技術〉 従来から、対向する電極間抵抗の変化を検知することで
水の存在を検出する、各種の検出技術が開発されている
。<Prior Art> Various detection technologies have been developed to detect the presence of water by detecting changes in resistance between opposing electrodes.

従来の検出技術は、次のような問題点を有している。Conventional detection techniques have the following problems.

（イ）導電性の棒状体を電極とし、二本の電極を並列に
配置し、電極間に水が付着したときの抵抗の変化から水
を検出する検出技術がある。(a) There is a detection technology that uses conductive rod-shaped bodies as electrodes, arranges two electrodes in parallel, and detects water from the change in resistance when water adheres between the electrodes.

この検出技術の場合には、少量の水を検出することが困
難であり、導電性固形物の付着による誤作動のおそれが
ある。In the case of this detection technique, it is difficult to detect small amounts of water, and there is a risk of malfunction due to adhesion of conductive solids.

（ロ）プリント基板等の絶縁基板上に電極を印刷し、水
が付着したときの抵抗の変化から水を検出する検出技術
があ企。(b) A detection technology is proposed in which electrodes are printed on an insulating substrate such as a printed circuit board and water is detected by the change in resistance when water adheres to it.

この検出技術の場合も、少量の水を検出することが困難
であり、導電性固形物の付着による誤作動のおそれがあ
る。Even with this detection technology, it is difficult to detect small amounts of water, and there is a risk of malfunction due to adhesion of conductive solids.

（ハ）親水性多孔質フィルムの両面に電極を設け、水が
付着したときの抵抗の変化を検知する検出技術は、少量
の水でも検出することができ、誤作動も少ない。(c) Detection technology in which electrodes are provided on both sides of a hydrophilic porous film to detect changes in resistance when water adheres can detect even a small amount of water and has fewer malfunctions.

しかし、親水性多孔質フィルムは水を検出すると濡れる
から、次に使用するには乾燥するまで待たなければなら
ない。However, since the hydrophilic porous film gets wet when it detects water, it must wait until it is dry before it can be used next time.

このため、自然状態では乾燥に長時間を必要とし連続的
な使用ができない。Therefore, under natural conditions, it takes a long time to dry and cannot be used continuously.

乾燥時間の短縮には、面状ヒータを使用する等の手段が
あるが、この場合さらに温度制御回路も備える必要があ
る。One way to shorten the drying time is to use a planar heater, but in this case it is also necessary to include a temperature control circuit.

よって、全体の構造が複雑になるため、経済性に欠け、
耐久性も悪化する。Therefore, the overall structure becomes complicated, and it is not economical.
Durability also deteriorates.

く本発明の目的〉 本発明は以上のような問題点を解決するためになされた
もので、従来の水の検出技術では達成することのできな
かった、少量の水でも検出できるように感度が良好で、
誤作動もなく、構造も簡単で経済性と耐久性にすぐれる
、水の検出方法および水センサを提供することを目的と
する。Purpose of the Invention The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. in good condition,
The purpose of the present invention is to provide a water detection method and a water sensor that do not malfunction, have a simple structure, are economical, and have excellent durability.

〈実施例〉（第１図） 本発明の水の検出技術には、次のような水センサを使用
する。<Example> (FIG. 1) The following water sensor is used in the water detection technology of the present invention.

（イ）水センサ 水センサは、電極１と親水性多孔質物質２とより構成し
、親水性多孔質物質２の両面に電極１を設けてなる。(a) Water sensor The water sensor is composed of an electrode 1 and a hydrophilic porous material 2, and the electrodes 1 are provided on both sides of the hydrophilic porous material 2.

（ロ）電極 電極１は多孔質で不錆性の物質を、板状に形成する。(b) Electrode The electrode 1 is made of a porous and rust-resistant material and is formed into a plate shape.

例えば、ステンレス等の不錆性金属の細線からなる金網
、その他不錆性金属の孔あき板、炭素繊維からなる紙状
物等を使用することができる。For example, a wire mesh made of thin wires of non-rust metal such as stainless steel, a perforated plate made of other non-rust metal, a paper-like material made of carbon fiber, etc. can be used.

（ハ）親水性多孔質物質 親水性多孔質物質２は多数の孔２１を有する親水性の物
質で、無機、有機を問わず、薄く形成することができ、
可撓性有し、水に対す接触角が９０度以下、望ましくは
８０度以下の物質を採用する。(c) Hydrophilic porous material The hydrophilic porous material 2 is a hydrophilic material having a large number of pores 21, and can be formed thin regardless of whether it is inorganic or organic.
A material is used that is flexible and has a contact angle with water of 90 degrees or less, preferably 80 degrees or less.

孔２１の、孔径は０．０１〜１０ｍμの範囲が望ましい
。The hole diameter of the hole 21 is preferably in the range of 0.01 to 10 mμ.

このように孔径を制限するのは、孔径が０．０１ｍμよ
り小さいと水の蒸発が遅くなり、また、１０ｍμより大
きいと導電性固形物が孔２１の間に入り誤作動を発生す
る原因になりやすいからである。The reason why the pore size is restricted in this way is that if the pore size is smaller than 0.01 mμ, water evaporation will be slow, and if it is larger than 10 mμ, conductive solids may get between the holes 21 and cause malfunction. This is because it is easy.

上記条件を満たす物質として、例えば、次のものがあげ
られる。Examples of substances that meet the above conditions include the following:

ナイロン、ビニロン等の親水性ポリマー、ポリアクリロ
ニトリル、アクリロニトリル系コポリマーのアルカリ処
理物。Alkali-treated products of hydrophilic polymers such as nylon and vinylon, polyacrylonitrile, and acrylonitrile copolymers.

アクリル酸、メタクリル酸、スチレンスルホン酸、ビニ
ルピリジン、ビニルピロリドン等の親水性モノマーを含
むコポリマー。Copolymers containing hydrophilic monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, styrene sulfonic acid, vinylpyridine, vinylpyrrolidone, etc.

他にも、シリカ等の親水性を有するセラミック、多孔質
ガラス等を使用することができる。In addition, hydrophilic ceramics such as silica, porous glass, etc. can be used.

く作用〉（第２図） 次に水の検出方法について説明する。Effect> (Figure 2) Next, a method for detecting water will be explained.

く１〉水センサのセット 両電極１間に電源３からの配線を接続し、その配線の途
上には電流計４を配備してお（。1) Setting up the water sensor Connect the wiring from the power source 3 between both electrodes 1, and place an ammeter 4 along the way.

そして、常時両電極１間に電流を印加しておく◇く２〉
乾燥時 親水性多孔質物質２が乾燥状態のときは、高い抵抗のた
め電流が流れることがない。Then, a current is constantly applied between both electrodes ◇ 2)
When the hydrophilic porous material 2 is dry, no current flows due to its high resistance.

〈３〉水の付着 少量でも水が電極１に付着すると、付着した水は電極１
に開設された多数の孔を介して親水性多孔質物質２の孔
２１内に拡散する。<3> Adhesion of water If even a small amount of water adheres to electrode 1, the attached water will be removed from electrode 1.
It diffuses into the pores 21 of the hydrophilic porous material 2 through a large number of pores opened in the pores 21 of the hydrophilic porous material 2.

もちろん、親水性多孔質物質２に直接付着した水も、孔
２１内に拡散する。Of course, water directly attached to the hydrophilic porous material 2 also diffuses into the pores 21.

その結果、印加状態の電極１間に通電状態が形成される
。As a result, an energized state is established between the electrodes 1 in the applied state.

従って、少量に水が付着しただけでも、電流計４のわず
かな変化で、水の付着を検出することができる。Therefore, even if only a small amount of water adheres, the adhesion of water can be detected by a slight change in the ammeter 4.

く３〉親水性多孔質物質の乾燥 引き続き水が供給されない場合、親水性多孔質物質２の
孔２１内に水が残存する心配がある。3> Drying of the hydrophilic porous material If water is not subsequently supplied, there is a risk that water will remain in the pores 21 of the hydrophilic porous material 2.

これに対し本発明は、通電によって発生するジュール熱
を利用することによって水を蒸発処理できる。In contrast, the present invention can evaporate water by utilizing Joule heat generated by energization.

すなわち、水センサの温度がジュール熱によって上昇す
るので、親水性多孔質物質２の孔２１内の水は蒸発し、
親水性多孔質物質２と電極１が接触している部分も、水
は電極１の孔を通って蒸発するから、水センサは乾燥す
る。That is, as the temperature of the water sensor increases due to Joule heat, the water in the pores 21 of the hydrophilic porous material 2 evaporates,
Water also evaporates through the pores of the electrode 1 in the area where the hydrophilic porous material 2 and the electrode 1 are in contact, so that the water sensor dries.

水センサが乾燥すると、親水性多孔質物質２の抵抗が高
くなり電極１間に電流が流れなくなる。When the water sensor dries, the resistance of the hydrophilic porous material 2 increases and current no longer flows between the electrodes 1.

く効果〉 本発明は以上説明したようになるから、次のような効果
が得られる。Effects> Since the present invention is as explained above, the following effects can be obtained.

（イ）親水性多孔質物質内の孔が付着水を拡散して通電
状態を形成するから、少量の水でも検出することができ
る。(a) Since the pores in the hydrophilic porous material diffuse adhering water and create an electrically conductive state, even a small amount of water can be detected.

（ロ）親水性多孔質物質の孔径を選択することで高感度
で誤作動を防止することができる。(b) By selecting the pore size of the hydrophilic porous material, it is possible to achieve high sensitivity and prevent malfunctions.

（ハ）ジュール熱による乾燥処理を行うので、乾燥のた
めに面状ヒータ等の装置を必要としない。(c) Since the drying process is performed using Joule heat, a device such as a planar heater is not required for drying.

また、乾燥すると自然に電流が流れなくなるため、特別
な温度制御回路等も不要になる。Additionally, when dry, current will no longer flow naturally, eliminating the need for a special temperature control circuit.

よって、本発明の水センサは極めて簡単な構造であるに
もかかわらず、乾燥にも十分な機能を発揮し、連続して
使用することができる。Therefore, although the water sensor of the present invention has an extremely simple structure, it exhibits a sufficient function even in drying and can be used continuously.

（ニ）本発明の水センサは構造が簡単で、経済性や耐久
性にもすぐれているから、産業上の利用分野で使用する
ことができる。(d) The water sensor of the present invention has a simple structure and is excellent in economy and durability, so it can be used in industrial fields.

例えば、降雨、配管やタンク等の漏水、結露等も簡単に
検出できる。For example, rainfall, water leakage from pipes and tanks, dew condensation, etc. can be easily detected.

よって、その利用分野は気象観測、工場や家庭の配管施
設、機械の結露や漏水警報装置、栽培植物のハウス管理
、コンピュータールーム等多方面にわたり限定されるこ
とがない。Therefore, the fields of use thereof are not limited to many fields, such as weather observation, plumbing facilities in factories and homes, condensation and water leak alarm devices for machinery, house management for cultivated plants, and computer rooms.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図二本発明の水センサの斜視図 第２図：本発明の詳細な説明図 Figure 1.2 A perspective view of the water sensor of the present invention. Figure 2: Detailed illustration of the present invention

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）親水性多孔質物質の両面に多孔質の電極を設け、 前記電極間に親水性多孔質物質の孔内の水を蒸発させる
ことのできる電流を印可し、 両電極間の電気的な抵抗の変化を検知することで水の存
在を検出する、 水の検出方法(1) Porous electrodes are provided on both sides of a hydrophilic porous material, and a current capable of evaporating water in the pores of the hydrophilic porous material is applied between the electrodes, and the electrical current between the two electrodes is Water detection method that detects the presence of water by detecting changes in resistance （２）親水性多孔性物質の両面に多孔質の電極を設け、 この電極間に親水性多孔質物質の孔内の水を蒸発させる
ことのできる電流を印加して構成した、水センサ(2) A water sensor configured by providing porous electrodes on both sides of a hydrophilic porous material and applying a current capable of evaporating water in the pores of the hydrophilic porous material between the electrodes.