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JPS6151735B2 - - Google Patents
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JPS6151735B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6151735B2
JPS6151735B2 JP5692778A JP5692778A JPS6151735B2 JP S6151735 B2 JPS6151735 B2 JP S6151735B2 JP 5692778 A JP5692778 A JP 5692778A JP 5692778 A JP5692778 A JP 5692778A JP S6151735 B2 JPS6151735 B2 JP S6151735B2
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JP
Japan
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oxide film
metal oxide
humidity
anodic oxide
cathode
Prior art date
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Expired
Application number
JP5692778A
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Japanese (ja)
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JPS54147887A (en
Inventor
Osakuni Ogino
Atsushi Nishino
Akihiko Yoshida
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、小型で高精度、高応答性の湿度検出
素子に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a compact, highly accurate, and highly responsive humidity sensing element.

自然界の基礎的な諸変化量、たとえば温度、気
圧、湿度などのうちで、未だ精度の高い測定が困
難なものは湿度である。最近、化学、薬品、紙パ
ルプ、繊維、木材、煙草、印刷等の諸工業関係、
温室、土壤、孵化、養鶏、養豚等の農林畜産業関
係、調理器、冷暖房器、乾燥器、野菜保存器等の
家電関係および医療関係等多くの分野で温度の正
確で容易な測定およびその調整が強く望まれてい
る。
Among the various basic variables in nature, such as temperature, atmospheric pressure, and humidity, humidity is still difficult to measure with high precision. Recently, various industries related to chemicals, medicine, pulp and paper, textiles, wood, tobacco, printing, etc.
Accurate and easy temperature measurement and adjustment in many fields, including agriculture, forestry and livestock industries such as greenhouses, pots, hatching, poultry and pig farming, home appliances such as cookers, air conditioners, dryers, vegetable preservers, and medical care. is strongly desired.

現在、電気信号として湿度を検出する方式とし
ては、塩化リチウムのような潮解性塩のイオン伝
導の変化を利用するもの、マグネタイト、シリコ
ン半導体の水分吸脱着による抵抗変化を利用した
ものが広く利用されている。
Currently, methods that use the change in ionic conduction of deliquescent salts such as lithium chloride to detect humidity as an electrical signal, and methods that use resistance changes due to moisture adsorption and desorption of magnetite and silicon semiconductors are widely used. ing.

しかしながら、これらの方式のものは、いずれ
もイオン伝導を利用したものであり、分極による
経時変化が大きく、かつ湿度以外の吸着ガスによ
つても指示値が変つてしまい、また応答性が悪
く、ヒステリシスも大きく、測定湿度範囲が非常
に限られたものであるという欠点を有している。
However, all of these methods utilize ionic conduction, and change over time due to polarization is large. In addition, the indicated value changes due to adsorbed gases other than humidity, and the response is poor. The disadvantage is that the hysteresis is large and the measurement humidity range is very limited.

また、毛髪、ナイロン、スチレンのような合成
繊維の水分吸脱着に伴なう変形を応力素子などと
組合せたものもあるが、応答速度、ヒステリシ
ス、精度に難点がある。
There are also devices that combine the deformation of synthetic fibers such as hair, nylon, and styrene as they absorb and desorb moisture with stress elements, but these have drawbacks in response speed, hysteresis, and accuracy.

カーボン、金属粉末などの導電性微粒子を含ん
だ合成樹脂の膨潤性を利用した素子もあるが、応
答速度、ヒステリシスに問題があり、湿度劣化も
大きい欠点がある。
There are devices that utilize the swelling properties of synthetic resins containing conductive fine particles such as carbon and metal powder, but these devices have problems with response speed and hysteresis, and have the disadvantage of significant humidity deterioration.

さらに、酸化アルミニウムの細孔での水分吸脱
着を容量変化として検出する方式のものもある
が、経時変化が大きい欠点がある。
Furthermore, there is a method that detects water adsorption and desorption in the pores of aluminum oxide as a change in capacitance, but this method has the drawback of large changes over time.

また、α線吸収透過を利用した湿度計は非常に
精度が高いが、装置が大がかりであり、また非常
に高価であるため一般用としては用いることがで
きないものである。
Further, a hygrometer that uses α-ray absorption and transmission has very high accuracy, but the device is large-scale and very expensive, so it cannot be used for general purpose.

このように、現在開発されあるいは市販されて
いる湿度検出素子および装置は、精度、感度、応
答性、ヒステリシス、測定湿度範囲、耐熱性、環
境ガスの影響、経時変化、取扱いの容易さ、価格
などでいずれも一長一短があり、すべての面で満
足のできるものが存在しなかつた。
As described above, currently developed or commercially available humidity detection elements and devices have various characteristics such as accuracy, sensitivity, responsiveness, hysteresis, measurement humidity range, heat resistance, influence of environmental gases, changes over time, ease of handling, price, etc. All of them have their advantages and disadvantages, and none of them were satisfactory in all aspects.

本発明は以上のような従来の欠点を除去するも
のであり、小型で取扱いが容易で特性的に安定し
た安価な湿度検出素子を提供しようとするもので
ある。
The present invention eliminates the above-mentioned conventional drawbacks, and aims to provide an inexpensive humidity sensing element that is small, easy to handle, and has stable characteristics.

以下、本発明の湿度検出素子について第1図〜
第5図を用いて説明する。
Below, the humidity detection element of the present invention will be explained in Figs.
This will be explained using FIG.

まず第1図により本発明の湿度検出素子の基本
構成について述べる。
First, the basic structure of the humidity detection element of the present invention will be described with reference to FIG.

第1図において、1はタンタル、チタニウム、
アルミニウムのような弁作用金属またはこれらの
合金若しくはシリコンまたはゲルマニウムの金属
基体であり、この金属基体1の表面には陽極酸化
等により誘電体性陽極酸化皮膜2が形成されてい
る。この誘電体性陽極酸化皮膜2の上には二酸化
マンガンのような半導体性金属酸化物膜3が形成
されている。ただし、誘電体性陽極酸化皮膜2に
は半導体性金属酸化膜3との非接触部分4と接触
部分5とがある。そしてこの半導体性金属酸化物
膜3の上には、カーボン層6および陰極集電層7
が設けられている。陰極集電層7の上には、必要
に応じて、半田などにより陰極取出部8が形成さ
れる。
In Figure 1, 1 is tantalum, titanium,
The metal base is made of a valve metal such as aluminum, an alloy thereof, silicon, or germanium, and a dielectric anodic oxide film 2 is formed on the surface of the metal base 1 by anodization or the like. A semiconductor metal oxide film 3 such as manganese dioxide is formed on the dielectric anodic oxide film 2 . However, the dielectric anodic oxide film 2 has a non-contact part 4 and a contact part 5 with the semiconductor metal oxide film 3. On this semiconductor metal oxide film 3, a carbon layer 6 and a cathode current collecting layer 7 are provided.
is provided. A cathode extraction portion 8 is formed on the cathode current collecting layer 7 by soldering or the like, if necessary.

本発明の特徴は、上記誘電体性陽極酸化皮膜2
および半導体性金属酸化物膜3に関するものであ
り、特に陰極取出部、すなわち非感湿部における
誘電体性陽極酸化皮膜2または半導体性金属酸化
物膜3を他の部位、すなわち感湿部における誘電
体性陽極酸化皮膜2または半導体性金属酸化物膜
3よりも厚くしたことを特徴とする湿度検出素子
に関するものである。
The feature of the present invention is that the dielectric anodic oxide film 2
and semiconducting metal oxide film 3, in particular the dielectric anodic oxide film 2 or semiconducting metal oxide film 3 in the cathode extraction part, that is, the non-humidity sensitive part, and the dielectric film 3 in the other part, that is, the moisture sensitive part. The present invention relates to a humidity sensing element characterized in that it is thicker than the somatic anodic oxide film 2 or the semiconducting metal oxide film 3.

以下に本発明の湿度検出素子の湿度検出機構を
述べながら、湿度検出素子としての実用性を考慮
した場合に、陰極取出部位における誘電体性陽極
酸化皮膜または半導体性金属酸化物膜を他の部位
における誘電体性陽極酸化皮膜または半導体性金
属酸化物膜よりも厚く形成することがなぜ必要で
あるかということについて詳細に説明する。
The humidity detection mechanism of the humidity detection element of the present invention will be described below, and when considering the practicality of the humidity detection element, the dielectric anodic oxide film or semiconducting metal oxide film at the cathode extraction part will be removed from other parts. The reason why it is necessary to form the film thicker than the dielectric anodic oxide film or the semiconducting metal oxide film will be explained in detail.

第2図は、第1図の誘電体性陽極酸化皮膜2と
半導体性金属酸化物膜3との接触部分を拡大した
模型図である。
FIG. 2 is an enlarged schematic diagram of the contact portion between the dielectric anodic oxide film 2 and the semiconductor metal oxide film 3 shown in FIG.

第2図に示すように、誘電体性陽極酸化皮膜2
と半導体性金属酸化物膜3は、aで示す範囲で非
接触空間部4となつており、bで示す範囲で接触
部分5となつている。
As shown in FIG. 2, dielectric anodic oxide film 2
The semiconductor metal oxide film 3 forms a non-contact space 4 in the range a, and a contact portion 5 in the range b.

いま相対湿度0%の雰囲気中に本発明の湿度検
出素子を配置した場合、半導体性金属酸化物膜3
による水分吸収が0であるため、第2図に示した
接触部分5のみの誘電体性陽極酸化皮膜2による
静電容量が検出され得る。このとき、半導体性金
属酸化物膜3は、たとえば二酸化マンガンのよう
なものであり、半導電性を有するため、容量取出
用電極としての働きをする。
If the humidity sensing element of the present invention is placed in an atmosphere with a relative humidity of 0%, the semiconductor metal oxide film 3
Since moisture absorption by the dielectric film 2 is zero, the capacitance due to the dielectric anodic oxide film 2 only at the contact portion 5 shown in FIG. 2 can be detected. At this time, the semiconductor metal oxide film 3 is made of manganese dioxide, for example, and has semiconductivity, so it functions as an electrode for taking out the capacitance.

次に本発明の湿度検出素子を湿気中に配置する
と、半導体性金属酸化物膜3が吸湿性を有するた
め、吸湿された水分が誘電体性陽極酸化皮膜2と
半導体性金属酸化物膜3との非接触空間部4の表
面にまで到る。この半導体性金属酸化物膜3の吸
湿水分量は、空気中の相対湿度に比例するので、
誘電体性陽極酸化皮膜2における水分被覆率は相
対湿度に比例することになる。
Next, when the humidity detecting element of the present invention is placed in humidity, since the semiconducting metal oxide film 3 has hygroscopic properties, the absorbed moisture is transferred to the dielectric anodic oxide film 2 and the semiconducting metal oxide film 3. It reaches the surface of the non-contact space 4. Since the amount of moisture absorbed by this semiconducting metal oxide film 3 is proportional to the relative humidity in the air,
The moisture coverage in the dielectric anodic oxide film 2 is proportional to the relative humidity.

このようにして、誘電体性陽極酸化皮膜2まで
到達した水分は、空気中の炭酸ガス、半導体性金
属酸化物膜3の中のマンガンイオン、その他のイ
オンを含んでおり、それ自体が電解質としての機
能を有している。従つて、誘電体性陽極酸化皮膜
2の接触部分5と非接触空間部4における水分に
よる被覆部分とによる合成静電容量を取出すこと
ができる。
In this way, the water that has reached the dielectric anodic oxide film 2 contains carbon dioxide gas in the air, manganese ions in the semiconductor metal oxide film 3, and other ions, and itself acts as an electrolyte. It has the following functions. Therefore, the combined capacitance of the contact portion 5 of the dielectric anodic oxide film 2 and the portion covered by moisture in the non-contact space 4 can be extracted.

このようにして本発明による湿度検出素子は、
空気中の相対湿度変化を静電容量変化に変換する
のである。
In this way, the humidity sensing element according to the present invention
It converts changes in relative humidity in the air into changes in capacitance.

ここで、本発明による湿度検出素子は第3図に
示す製造工程図によつて製造される。すなわち、
弁金属基体に誘電体性陽極酸化皮膜を形成し、半
導体性金属酸化物膜を形成し、さらにカーボン
層、および陰極集電層を順次形成し、陰極取出部
を形成し、必要に応じて、エージング処理を施
し、完成品となる。
Here, the humidity sensing element according to the present invention is manufactured according to the manufacturing process diagram shown in FIG. That is,
A dielectric anodic oxide film is formed on the valve metal base, a semiconducting metal oxide film is formed, a carbon layer and a cathode current collecting layer are sequentially formed, a cathode extraction portion is formed, and if necessary, After undergoing aging treatment, it becomes a finished product.

ところで、半導体性金属酸化物膜の形成につい
ては、種々の方法が考えられる。例えば、硝酸マ
ンガンや硝酸鉛のような金属硝酸塩を適当な温度
で熱分解により形成する方法、あるいは電気化学
的に形成する方法等が考えられる。また、陰極集
電層の形成に関しても種々の方法が考えられる。
例えば金、銀、銅、アルミニウムなどの電気良導
体を蒸着や溶射等により直接形成する方法、ある
いは、金、銀、白金、銅、アルミニウムなどの電
気良導体の微粉末を合成樹脂中に分散させた、い
わゆる導電ペーストにて形成する方法などが考え
られる。
By the way, various methods can be considered for forming a semiconductor metal oxide film. For example, a method of forming a metal nitrate such as manganese nitrate or lead nitrate by thermal decomposition at an appropriate temperature, or a method of forming it electrochemically can be considered. Furthermore, various methods can be considered for forming the cathode current collecting layer.
For example, a method in which a good electrical conductor such as gold, silver, copper, or aluminum is directly formed by vapor deposition or thermal spraying, or a method in which fine powder of a good electrical conductor such as gold, silver, platinum, copper, or aluminum is dispersed in a synthetic resin. A method of forming using a so-called conductive paste can be considered.

さらに、陰極取出部の形成に関しても、溶融半
田中に素子を浸漬する方法や、直接金属を形成す
る方法等が考えられる。
Furthermore, regarding the formation of the cathode lead-out portion, a method of immersing the element in molten solder, a method of directly forming metal, etc. can be considered.

しかしながら、一般には、特性的に安定で、取
扱い操作が簡便で、しかも安価な方法の組合せを
用いている。すなわち、半導体性金属酸化物膜の
形成は、硝酸マンガンの熱分解により、カーボン
層の形成は、コロイダルカーボン水溶液中に素子
を浸漬することにより、陰極集電層の形成は、銀
ペイントにより、陰極取出部の形成は、半田デイ
ツプにより形成する方法である。
However, in general, a combination of methods that are characteristically stable, easy to handle, and inexpensive are used. In other words, the semiconducting metal oxide film is formed by thermal decomposition of manganese nitrate, the carbon layer is formed by immersing the device in a colloidal carbon aqueous solution, and the cathode current collecting layer is formed by silver paint. The extraction portion is formed using a solder dip.

一方、本発明のような湿度変化を容量変化とし
て変換させる湿度検出素子においては、その他の
方式の湿度検出素子にも共通的に必要とされる諸
特性、例えば精度、感度、応答性、ヒステリシス
などの他に、 耐電圧が高い 短絡故障が無い ことが特に必要とされる。この2点については、
誘電体性陽極酸化皮膜の良否に帰着するものであ
る。すなわち、誘電体性陽極酸化皮膜は、極めて
薄く、機械的ストレスや電気的シヨツク(充放電
の際に流れる瞬時電流)に弱く、損傷し易いもの
である。従つて耐電圧が高く、しかも短絡故障の
無い湿度検出素子を得るためには、誘電体性陽極
酸化皮膜自身を機械的ストレスや電気的シヨツク
に対して強化するか、あるいは、誘電体性陽極酸
化皮膜の保護を強化することが必要となる。
On the other hand, the humidity sensing element of the present invention, which converts humidity changes into capacitance changes, has various characteristics that are commonly required for other types of humidity sensing elements, such as accuracy, sensitivity, responsiveness, hysteresis, etc. In addition, high withstand voltage and no short-circuit failure are particularly required. Regarding these two points,
This comes down to the quality of the dielectric anodic oxide film. That is, the dielectric anodic oxide film is extremely thin, vulnerable to mechanical stress and electrical shock (instantaneous current flowing during charging and discharging), and easily damaged. Therefore, in order to obtain a humidity sensing element that has a high withstand voltage and is free from short-circuit failures, it is necessary to strengthen the dielectric anodic oxide film itself against mechanical stress and electrical shock, or to It is necessary to strengthen the protection of the film.

誘電体性陽極酸化皮膜を機械的ストレスや電気
的シヨツクに対して強化し、耐電圧を高め、かつ
短絡故障を無くするための技術的手法としては、
種々の方法が考えられるが、誘電体性陽極酸化皮
膜を強化する方法として化成電圧を高くすること
が考えられ、また誘電体性陽極酸化皮膜を保護す
る方法として半導体性金属酸化物を多くする方法
等が考えられる。
Technical methods to strengthen the dielectric anodic oxide film against mechanical stress and electrical shock, increase withstand voltage, and eliminate short circuit failures include:
Various methods are possible, but one way to strengthen the dielectric anodic oxide film is to increase the anodizing voltage, and one way to protect the dielectric anodic oxide film is to increase the amount of semiconducting metal oxide. etc. are possible.

一般に、誘電体性陽極酸化皮膜の生成は、陽極
酸化法により行う。印加電圧と陽極酸化皮膜厚と
は比例関係にあり、高電圧化成の方が膜厚が厚く
なり、素子としての耐電圧が高くなるとともに短
絡故障が少なくなる。
Generally, a dielectric anodic oxide film is produced by an anodic oxidation method. There is a proportional relationship between the applied voltage and the thickness of the anodic oxide film, and high-voltage anodization results in a thicker film, which increases the withstand voltage of the device and reduces short-circuit failures.

しかしながら、第4図に示すように、湿度変化
に対する容量変化が、高電圧化成の方が少なくな
り、湿度検出素子としての精度が劣る。なお、第
9図の曲線9は高電圧化成を行つた場合、曲線1
0は低電圧化成を行つた場合である。
However, as shown in FIG. 4, the capacitance change due to changes in humidity is smaller in the high voltage formation, and the accuracy as a humidity detection element is inferior. Note that curve 9 in FIG. 9 becomes curve 1 when high-voltage chemical formation is performed.
0 is the case where low voltage formation is performed.

一方、半導体性金属酸化物、たとえば二酸化マ
ンガンは、一般的に硝酸マンガン水溶液濃度と二
酸化マンガン量とは比例関係にあり、高濃度硝酸
マンガン水溶液を用いれば、二酸化マンガン量が
多くなり、素子としての耐電圧が高くなるととも
に、短絡故障が少なくなる。
On the other hand, in the case of semiconducting metal oxides such as manganese dioxide, there is generally a proportional relationship between the concentration of manganese nitrate aqueous solution and the amount of manganese dioxide, and if a high concentration manganese nitrate aqueous solution is used, the amount of manganese dioxide increases, making it difficult to use as an element. As the withstand voltage increases, short circuit failures decrease.

しかしながら、二酸化マンガン量が多いと言う
ことは、誘電体性陽極酸化皮膜の全面に二酸化マ
ンガンが付着することになる。つまり、第1図に
示す接触部5が大半をしめ、非接触空間部4が無
くなり湿度検出素子としての機能を有しなくな
る。
However, if the amount of manganese dioxide is large, manganese dioxide will adhere to the entire surface of the dielectric anodic oxide film. That is, most of the contact portion 5 shown in FIG. 1 is closed, the non-contact space 4 is eliminated, and it no longer functions as a humidity detection element.

以上のことを要約すると、湿度検出素子として
の信頼性を向上させるために、高電圧化成および
二酸化マンガン量を多くすれば、湿度検出素子と
しての性能が劣化すると言う相反する性質があ
る。
To summarize the above, there is a contradictory property that if high voltage conversion and the amount of manganese dioxide are increased in order to improve reliability as a humidity detection element, the performance as a humidity detection element deteriorates.

本発明では、上記のような相反する性質にもか
かわらず、湿度検出素子としての性能を劣化させ
ることなく、耐電圧を向上させ、かつ短絡故障の
少ない素子を得るものである。
In the present invention, despite the contradictory properties described above, it is an object to obtain an element with improved withstand voltage and less short-circuit failure without deteriorating the performance as a humidity detection element.

第5図に本発明の一実施例による湿度検出素子
を示し、第6図a,bに従来の湿度検出素子と本
発明の湿度検出素子との要部を比較して示してい
る。第5図において、cの部分は湿度検知素子と
しての感湿部であり、dの部分は非感湿部分であ
る。なぜなら、dの部分は、陰極取出部8が半田
等の金属であるため、この金属層を通しての湿度
の出入は考えられないからである。つまりdの部
分は、湿度検知素子としての検知能力の無い、い
わゆるデツドスペースとなつている。
FIG. 5 shows a humidity detection element according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 6a and 6b show a comparison of essential parts of a conventional humidity detection element and the humidity detection element of the present invention. In FIG. 5, part c is a humidity sensitive part as a humidity sensing element, and part d is a non-humidity sensitive part. This is because, in the portion d, the cathode extraction portion 8 is made of metal such as solder, and therefore, it is impossible to imagine moisture entering or exiting through this metal layer. In other words, the portion d is a so-called dead space that has no detection ability as a humidity sensing element.

一方、この部分は、陰極取出等の作業において
機械的ストレスが集中し、また電流も集中する。
すなわち、この部分に機械的ストレスも電気的ス
トレスも集中し、他の部分に比べて著しく弱い箇
所である。
On the other hand, mechanical stress is concentrated in this part during operations such as taking out the cathode, and current is also concentrated in this part.
That is, mechanical stress and electrical stress are concentrated in this part, and it is extremely weak compared to other parts.

本発明では、その弱点部を強化するために、d
の非感湿部のみを高電圧化成を行うか、またはd
の非感湿部のみに二酸化マンガン等の半導体性金
属酸化物膜を厚く生成させるのである。従来品、
本発明品のdの非感湿部における二酸化マンガン
の生成状態の様子を第6図a,bに示している。
In the present invention, in order to strengthen the weak point, d
Apply high-voltage chemical conversion only to the non-moisture-sensitive parts of the
A thick semiconducting metal oxide film such as manganese dioxide is formed only in the non-moisture sensitive areas. Conventional product,
The state of formation of manganese dioxide in the non-moisture sensitive part d of the product of the present invention is shown in FIGS. 6a and 6b.

本発明のように、非感湿部のみ高電圧化成を行
つたり、または二酸化マンガン等の半導体性金属
酸化物膜を多く生成させても、感湿部が従来通り
であるため、湿度検出素子としての検出性能は同
等であり、しかも耐電圧が向上し、しかも短絡故
障の無い湿度検出素子が得られる。
As in the present invention, even if only the non-humidity-sensitive part is subjected to high-voltage chemical formation or a large amount of semiconductor metal oxide film such as manganese dioxide is formed, the humidity-sensing part remains the same as before, so the humidity detection element It is possible to obtain a humidity detection element that has the same detection performance as the above, has improved voltage resistance, and is free from short-circuit failures.

以上記載のように、本発明によつて得られる湿
度検出素子は、特に、高感度、高応答性でしか
も、耐電圧が高く、かつ短絡故障の無い長期安定
な高信頼性の湿度検出素子であり、従来の湿度検
出素子では得られなかつた優れた効果を有するも
のであり、その工業的価値は大なるものがある。
As described above, the humidity detecting element obtained by the present invention is a highly reliable humidity detecting element that is particularly sensitive, highly responsive, has a high withstand voltage, and is stable over a long period of time without short-circuit failures. It has excellent effects that cannot be obtained with conventional humidity detection elements, and has great industrial value.

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

第1図は本発明にかかわる容量変化形湿度検出
素子の原理構成を示す断面図、第2図は同素子の
動作原理を示すための要部の拡大断面図、第3図
は本発明の湿度検出素子の製造工程を示すフロー
チヤート、第4図は本発明にかかわる容量変化形
湿度検出素子の湿度変化に対する容量変化を示す
特性図、第5図は本発明の一実施例による湿度検
出素子を示す外観斜視図、第6図a,bは従来の
湿度検出素子と本発明の湿度検出素子の要部を比
較して示す拡大断面図である。 1……金属基体、2……誘電体性陽極酸化皮
膜、3……半導体性金属酸化物膜、6……カーボ
ン層、7……陰極集電層、8……陰極取出部、c
……感湿部、d……非感湿部。
Fig. 1 is a cross-sectional view showing the principle structure of a capacitive humidity sensing element according to the present invention, Fig. 2 is an enlarged cross-sectional view of main parts to show the operating principle of the element, and Fig. 3 is a humidity detecting element according to the present invention. FIG. 4 is a flowchart showing the manufacturing process of the sensing element, FIG. 4 is a characteristic diagram showing the capacitance change with respect to humidity change of the capacitive humidity sensing element according to the present invention, and FIG. 5 is a flow chart showing the humidity sensing element according to an embodiment of the present invention. The external perspective view and FIGS. 6a and 6b are enlarged cross-sectional views showing a comparison of the main parts of a conventional humidity detecting element and a humidity detecting element of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Metal base, 2... Dielectric anodic oxide film, 3... Semiconductor metal oxide film, 6... Carbon layer, 7... Cathode current collection layer, 8... Cathode extraction part, c
...Moisture sensing part, d...Moisture non-sensing part.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 タンタル、チタニウム、アルミニウム、ジル
コニウム、ハフニウムのような弁作用を有する金
属またはこれらの合金若しくはゲルマニウムの基
体を陽極酸化して得られる誘電体性陽極酸化皮膜
上に、半導体性金属酸化物膜を形成し、さらにカ
ーボン層、陰極集電層、陰極取出部を順次形成し
てなる湿度検出素子において、陰極取出部、陰極
集電層および半導体金属酸化物膜におおわれてい
る部分の誘電体性陽極酸化皮膜の厚さを陰極集電
層および半導体金属酸化物膜におおわれている誘
電体性陽極酸化皮膜の厚さよりも厚く形成したこ
とを特徴とする湿度検出素子。 2 タンタル、チタニウム、アルミニウム、ジル
コニウム、ハフニウムのような弁作用を有する金
属またはこれらの合金若しくはシリコンまたはゲ
ルマニウムの基体を陽極酸化して得られる誘電体
性陽極酸化皮膜上に半導体性金属酸化物膜を形成
し、さらにカーボン層、除極集電層、除極取出部
を順次形成してなる湿度検出素子において、陰極
取出部の下層における半導体金属酸化物膜の厚さ
を陰極集電層下層の半導体性金属酸化物膜の厚さ
より厚く形成したことを特徴とする湿度検出素
子。
[Scope of Claims] 1. A dielectric anodic oxide film obtained by anodizing a metal having a valve action such as tantalum, titanium, aluminum, zirconium, or hafnium or an alloy thereof or germanium, In a humidity detection element formed by forming a metal oxide film and then sequentially forming a carbon layer, a cathode current collecting layer, and a cathode extraction part, the portion covered by the cathode extraction part, the cathode current collection layer, and the semiconductor metal oxide film. A humidity sensing element characterized in that the dielectric anodic oxide film is thicker than the dielectric anodic oxide film covering the cathode current collecting layer and the semiconductor metal oxide film. 2. A semiconducting metal oxide film is formed on a dielectric anodic oxide film obtained by anodizing a metal having a valve action such as tantalum, titanium, aluminum, zirconium, or hafnium or an alloy thereof, or a silicon or germanium substrate. In a humidity sensing element in which a carbon layer, a depolarizing current collecting layer, and a depolarizing lead-out part are sequentially formed, the thickness of the semiconductor metal oxide film in the lower layer of the cathode lead-out part is determined by the thickness of the semiconductor metal oxide film in the lower layer of the cathode current collecting layer. 1. A humidity sensing element characterized by being formed thicker than a metal oxide film.
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