JPS63144243A - 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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- JPS63144243A JPS63144243A JP29273686A JP29273686A JPS63144243A JP S63144243 A JPS63144243 A JP S63144243A JP 29273686 A JP29273686 A JP 29273686A JP 29273686 A JP29273686 A JP 29273686A JP S63144243 A JPS63144243 A JP S63144243A
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
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
重の変化として検出する静電容量型湿度センサに関する
。
重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
ック湿度センナと、感湿部がフィルムなどの高分子から
なり容は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
ック湿度センナと、感湿部がフィルムなどの高分子から
なり容は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サは、イオン
伝導性−のため直流電圧を連続して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
昇するため温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。
伝導性−のため直流電圧を連続して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
昇するため温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、高分子タイプの湿度セ
ンサは、例えば浴室の換気または木材乾燥などの用途で
高温高湿の環境に放置されると感湿部となる高分子材料
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、高分子タイプの湿度セ
ンサは、例えば浴室の換気または木材乾燥などの用途で
高温高湿の環境に放置されると感湿部となる高分子材料
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湿度センサおよび高分子タイプ
の湿度センサは、連続で直流電圧を印加すると劣化して
しまい、また印加可能電圧も数Ｖ以下であるため使用す
るにあたっては十分注意しなければならなかった。
一本発明は、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が大きくなってｄが小さくなればＣが大きくなる点に
着目してなされたもので、印加電圧範囲が広く、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。
の湿度センサは、連続で直流電圧を印加すると劣化して
しまい、また印加可能電圧も数Ｖ以下であるため使用す
るにあたっては十分注意しなければならなかった。
一本発明は、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が大きくなってｄが小さくなればＣが大きくなる点に
着目してなされたもので、印加電圧範囲が広く、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］
（Ｉ１ｍｆｆ１点を解決するための手段）本発明の静電
容量型湿度センサは、少なくとも一方の一表面に多孔質
セラミック素体を爪管し、該素体面を対面部とし対面間
に空隙部を設け、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一体化した一対の１ｆｆｌ板とで
構成したことを特、徴とするものである。
容量型湿度センサは、少なくとも一方の一表面に多孔質
セラミック素体を爪管し、該素体面を対面部とし対面間
に空隙部を設け、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一体化した一対の１ｆｆｌ板とで
構成したことを特、徴とするものである。
（作用）
以上の構成になる静電容量型湿度センサによれば、電極
間に外気と通気した空隙部があり、かつ空隙部に電極に
固着された多孔質ヒラミック素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、電極間の静電容量を大きくする作用をす
る。すなわち水分子の量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、前関
係式における静電容」Ｃが大ぎくなる。よって湿度変化
に対して容量が大ぎく変化する。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
加が可能である。
間に外気と通気した空隙部があり、かつ空隙部に電極に
固着された多孔質ヒラミック素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、電極間の静電容量を大きくする作用をす
る。すなわち水分子の量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、前関
係式における静電容」Ｃが大ぎくなる。よって湿度変化
に対して容量が大ぎく変化する。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
加が可能である。
（実施例）
以下、本発明の詳細につぎ図面を参照して説明する。す
なわち第２図に示すように好ましくは耐錆性を考慮し、
−例えば金、白金、銀、ニッケル金属板または金、白金
、銀、ニッケルなどをメッキした金属板からなる電極板
１の一表面に例えば酸化亜鉛、酸化クロムを主成分とし
添ハ゛ 加物として酸化リチウムまたは酸化Ｉナジウムなどを添
加した金ｒＦ４１１化物粉体を加圧成形、高温焼結して
得た多孔質セラック素体２を尋電性ペーストを介して付
着し焼付けによって電極板１に多孔質セラミック素体２
を固着し、つぎに該セラミツク素体２固着面となる電極
板１周囲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
撥水性のシリコーン材料でコーティングした前記セラミ
ック素体２厚さ寸法ｔ１より大きい厚さｔ２とした絶縁
支持体３を、例えば撥水性のシリコーン接着剤を介して
接着する。
なわち第２図に示すように好ましくは耐錆性を考慮し、
−例えば金、白金、銀、ニッケル金属板または金、白金
、銀、ニッケルなどをメッキした金属板からなる電極板
１の一表面に例えば酸化亜鉛、酸化クロムを主成分とし
添ハ゛ 加物として酸化リチウムまたは酸化Ｉナジウムなどを添
加した金ｒＦ４１１化物粉体を加圧成形、高温焼結して
得た多孔質セラック素体２を尋電性ペーストを介して付
着し焼付けによって電極板１に多孔質セラミック素体２
を固着し、つぎに該セラミツク素体２固着面となる電極
板１周囲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
撥水性のシリコーン材料でコーティングした前記セラミ
ック素体２厚さ寸法ｔ１より大きい厚さｔ２とした絶縁
支持体３を、例えば撥水性のシリコーン接着剤を介して
接着する。
しかして、第１図に示すように前記電極板１と同一構成
からなる電極板４を前記絶縁支持体３の他端面にのせ前
記同様撥水性のシリコーン接着剤を介して接着一体化し
、前記セラミック素体２を前記電極板１と電極板４間に
空隙部５を設けた状態で配設され、該空隙部５が外気と
通気した構成からなるものである。第１図中６は前記電
極板１ ａ３よび電極板４の外側に取着したリード端子
である。
からなる電極板４を前記絶縁支持体３の他端面にのせ前
記同様撥水性のシリコーン接着剤を介して接着一体化し
、前記セラミック素体２を前記電極板１と電極板４間に
空隙部５を設けた状態で配設され、該空隙部５が外気と
通気した構成からなるものである。第１図中６は前記電
極板１ ａ３よび電極板４の外側に取着したリード端子
である。
以上のように構成してなる静電容聞型湿度センサによれ
ば、電極板１と電極板４間に外気と通気した空隙部５が
存在し、かつ多孔質セラミック素体２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５に存在する
水分子量が多くなり、電極板１と電極板４間の誘電率が
増加し、さらに多孔質セラミック素体１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
り実質的に電極板１と電極板４間距離が小さくなるのと
同様の作用によって電極板１と電極板４間の静電容量が
大きくなる。
ば、電極板１と電極板４間に外気と通気した空隙部５が
存在し、かつ多孔質セラミック素体２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５に存在する
水分子量が多くなり、電極板１と電極板４間の誘電率が
増加し、さらに多孔質セラミック素体１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
り実質的に電極板１と電極板４間距離が小さくなるのと
同様の作用によって電極板１と電極板４間の静電容量が
大きくなる。
すなわち誘電率の変化と電極間距離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が大きく変
化する特徴を有する。これは湿度変化に対する容量の変
化が大きいことを意味しわずかな湿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。また電極板
１と電極板４問は空隙部５で絶縁されており、かつ電極
板１と電極板４間に介在する絶縁支持体３はシリコーン
コーティングした絶縁物がらなり、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
て電極板１と電極板４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度の微少であって、熱破壊の
危険性はない。さ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２は電極板１と電極板４間に
外気と通気した空隙部５を設けた状態で配設しているた
め前記セラミック素体２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よい程度であり劣化するこ
とはない。
相乗作用によって湿度変化に対して静電容量が大きく変
化する特徴を有する。これは湿度変化に対する容量の変
化が大きいことを意味しわずかな湿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。また電極板
１と電極板４問は空隙部５で絶縁されており、かつ電極
板１と電極板４間に介在する絶縁支持体３はシリコーン
コーティングした絶縁物がらなり、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
て電極板１と電極板４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度の微少であって、熱破壊の
危険性はない。さ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２は電極板１と電極板４間に
外気と通気した空隙部５を設けた状態で配設しているた
め前記セラミック素体２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よい程度であり劣化するこ
とはない。
つぎに本発明の実験例について）ホへる。すなわち本発
明に係る実施例Ａと多孔質セラミック素体を用いず電極
間に単に空隙部だ【ノを設けた参考例日との相対湿度−
静電容量の関係を調べた結果第６図に示すようになり、
参考例Ｂと比較して実施例Ａのものは同一相対湿度に対
して １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板は実施例Ａおよび参
考例Ｂとも金からなる金属板で静電容量は１Ｋｆ−１ｚ
で測定した。
明に係る実施例Ａと多孔質セラミック素体を用いず電極
間に単に空隙部だ【ノを設けた参考例日との相対湿度−
静電容量の関係を調べた結果第６図に示すようになり、
参考例Ｂと比較して実施例Ａのものは同一相対湿度に対
して １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板は実施例Ａおよび参
考例Ｂとも金からなる金属板で静電容量は１Ｋｆ−１ｚ
で測定した。
なお、上記実施例では多孔質セラミック素体１を一方の
電極板１にのみ取着したものを例示して説明したが、第
４図に示すように電極ダ１゜４の双方に多孔質セラミッ
ク素体１を取着し、該セラミック素体１間に空隙部５を
設けた構成にすれば、より感度が向上する。第４図中上
記実施例と同一部分については同一番号を付し説明を省
略した。また上記実施例では絶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５図に示すように電極板形状に合致したリ
ング状とし周囲に複数の貫通孔７を設けたリング状の絶
縁支持体８を用いても貫通孔７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、円形をはじめ他の形
状に適用できることは言うまでもない。
電極板１にのみ取着したものを例示して説明したが、第
４図に示すように電極ダ１゜４の双方に多孔質セラミッ
ク素体１を取着し、該セラミック素体１間に空隙部５を
設けた構成にすれば、より感度が向上する。第４図中上
記実施例と同一部分については同一番号を付し説明を省
略した。また上記実施例では絶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５図に示すように電極板形状に合致したリ
ング状とし周囲に複数の貫通孔７を設けたリング状の絶
縁支持体８を用いても貫通孔７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、円形をはじめ他の形
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、また等価的に電極間距離が小さくなり、
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
壊のない静電容量型湿度センサを得ることができる。
が大きくなり、また等価的に電極間距離が小さくなり、
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
壊のない静電容量型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り正断面図、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
持体を示す拡大斜視図、第４図は本発明の他の実施例に
係る静電容量型湿度センサを示す正断面図、第５図は本
発明の他の実施例に係る絶縁支持体を示す斜視図、第６
図は相対湿度−ｎ電容重特性曲線図である。 １・・・・・・電極板 ２・・・・・・多孔質セラ
ミック素体３・・・・・・絶縁支持体、４・・・・・・
電極板５・・・・・・空隙部 ７・・・・・・貫通
孔８・・・・・・絶縁支持体 特 許 出 願 人 マルコン電子株式会社 第 １ 図 第２図 第 ３ 図 相対湿度（％ＲＨ） 第６図 手 続 補 正 店 （自発）昭和６２
年２月１２日
容量型湿度センサを示り正断面図、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
持体を示す拡大斜視図、第４図は本発明の他の実施例に
係る静電容量型湿度センサを示す正断面図、第５図は本
発明の他の実施例に係る絶縁支持体を示す斜視図、第６
図は相対湿度−ｎ電容重特性曲線図である。 １・・・・・・電極板 ２・・・・・・多孔質セラ
ミック素体３・・・・・・絶縁支持体、４・・・・・・
電極板５・・・・・・空隙部 ７・・・・・・貫通
孔８・・・・・・絶縁支持体 特 許 出 願 人 マルコン電子株式会社 第 １ 図 第２図 第 ３ 図 相対湿度（％ＲＨ） 第６図 手 続 補 正 店 （自発）昭和６２
年２月１２日
Claims (3)
- （１）絶縁支持体を介し一対を面対向して一体化した電
極板と、該電極板の対向面の少なくとも一表面に取着し
た多孔質セラミツク素体と、該素体と対向面間に設けた
空隙部とからなり、該空隙部と外気とを通気してなる構
成としたことを特徴とする静電容量型湿度センサ。 - （２）電極支持体が柱状で、対向する一対の電極板間の
周囲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）電極支持体が周囲に貫通孔を設けたリング状の電
極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 |
|---|---|---|---|
| JP29273686A JPH076937B2 (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | 静電容量型湿度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29273686A JPH076937B2 (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | 静電容量型湿度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63144243A true JPS63144243A (ja) | 1988-06-16 |
| JPH076937B2 JPH076937B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=17785659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29273686A Expired - Lifetime JPH076937B2 (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | 静電容量型湿度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH076937B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017168229A (ja) * | 2016-03-14 | 2017-09-21 | シャープ株式会社 | イオン発生装置および空気調和機 |
| JP2022131000A (ja) * | 2021-02-26 | 2022-09-07 | 株式会社東芝 | センサ |
-
1986
- 1986-12-08 JP JP29273686A patent/JPH076937B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017168229A (ja) * | 2016-03-14 | 2017-09-21 | シャープ株式会社 | イオン発生装置および空気調和機 |
| JP2022131000A (ja) * | 2021-02-26 | 2022-09-07 | 株式会社東芝 | センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH076937B2 (ja) | 1995-01-30 |
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