Изобретение относится к области газового анализа, в частности к детектирующим устройствам, применяемым для регистрации и измерения содержания микропримесей ацетона и других газов. Изобретение может быть использовано для решения задач экологического контроля.
Известен датчик (детектор) по теплопроводности, действие которого основано на различии между теплопроводностью паров вещества и газа-носителя (Вяхирев Д.А., Шушукова А.Ф. Руководство по газовой хроматографии. М: Высш. школа, 1987. - 287 с.[1]). Однако чувствительность такого датчика (детектора) ограничивается на вещества с теплопроводностью, близкой к теплопроводности газа-носителя. Например, при использовании этого датчика для анализа ацетона точность определения невысока.
Ближайшим техническим решением к изобретению является датчик влажности газов, состоящий из полупроводникового основания, выполненного в виде поликристаллической пленки селенида цинка, легированного арсенидом галлия, с нанесенными на ее поверхность металлическими электродами и непроводящей подложки (Патент RU №2161794. М. Кл. G01 №27/12, 25/56.2001.[2]).
Недостатком этого известного устройства является его недостаточная чувствительность при контроле микропримесей ацетона.
Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности и технологичности изготовления датчика.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном газовом датчике, содержащем полупроводниковое основание и непроводящую подложку, полупроводниковое основание выполнено в виде поликристаллической пленки иодида меди, а подложкой служит электродная площадка пьезокварцевого резонатора.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где представлены на фиг.1 - конструкция заявляемого датчика, на фиг.2 - кривая зависимости величины адсорбции ацетона от температуры, на фиг.3 - градуировочная кривая зависимости изменения электропроводности (Δσ) полупроводниковой пленки в процессе адсорбции при комнатной температуре от начального давления C3H6O . Последняя наглядно демонстрирует его чувствительность.
Датчик состоит из полупроводникового основания 1, выполненного в виде поликристаллической пленки иодида меди, нанесенной на электродную площадку 2 пьезокварцевого резонатора 3 (фиг.1).
Принцип работы такого датчика основан на адсорбционно-десорбционных процессах, протекающих на полупроводниковой пленке, нанесенной на электродную площадку пьезокварцевого резонатора, и вызывающих изменение его электропроводности.
Работа датчика осуществляется следующим образом.
Датчик помещают в находящуюся при комнатной температуре камеру (ею может быть обычная стеклянная трубка), через которую пропускают (или в которой выдерживают) анализируемый на содержание ацетона газ. При контакте пропускаемого газа с поверхностью полупроводниковой пленки CuJ происходит избирательная адсорбция молекул C3H6O и изменение электропроводности пленки. По величине изменения электропроводности с помощью градуировочных кривых можно определить содержание ацетона в исследуемой среде.
Из анализа приведенной на фиг.3 типичной градуировочной кривой, полученной с помощью заявляемого датчика и выражающей зависимость изменения электропроводности от содержания ацетона следует: заявляемый датчик при существенном упрощении технологии его изготовления (исключаются операции легирования и нанесения металлических электродов) позволяет определять содержание ацетона с чувствительностью, в несколько раз превышающую чувствительность известного датчика [2].
Малые габариты устройства (рабочий объем менее 0,2 см3) в сочетании с малой массой пленки-адсорбента позволяют снизить постоянную датчика по времени до 10-20 мс.
Конструкция заявляемого датчика позволяет также улучшить и другие его характеристики: быстродействие, регенерируемость, способность работать не только в статическом, но и динамическом режиме.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ГАЗОАНАЛИЗАТОР | 2011 |
|
RU2462704C1 |
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР | 2011 |
|
RU2469300C1 |
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ГАЗОВЫЙ ДАТЧИК МИКРОПРИМЕСЕЙ АММИАКА | 2015 |
|
RU2607733C1 |
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДАТЧИК МИКРОПРИМЕСЕЙ АММИАКА | 2016 |
|
RU2641016C2 |
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР | 2009 |
|
RU2398219C1 |
ГАЗОАНАЛИЗАТОР УГАРНОГО ГАЗА | 2009 |
|
RU2395799C1 |
ДАТЧИК ДИОКСИДА АЗОТА | 2016 |
|
RU2636411C1 |
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР | 2007 |
|
RU2350936C1 |
Датчик микропримесей аммиака | 2023 |
|
RU2797767C1 |
ДАТЧИК МИКРОПРИМЕСЕЙ АММИАКА | 2017 |
|
RU2652646C1 |
Изобретение относится к области газового анализа, в частности к детектирующим устройствам, применяемым для регистрации и измерения содержания микропримесей ацетона и других газов. Полупроводниковое основание выполнено из поликристаллической пленки иодида меди, а подложкой служит электродная площадка пьезокварцевого резонатора. Изобретение обеспечивает повышение чувствительности датчика и технологичность его изготовления. 3 ил.
Полупроводниковый газовый датчик, содержащий полупроводниковое основание и подложку, отличающийся тем, что полупроводниковое основание выполнено из поликристаллической пленки иодида меди, а подложкой служит электродная площадка пьезокварцевого резонатора.
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР | 2009 |
|
RU2398219C1 |
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР | 2007 |
|
RU2350936C1 |
JP 55050149 A, 11.04.1980 | |||
JP 57114826 A, 16.07.1982. |
Авторы
Даты
2012-12-10—Публикация
2011-06-09—Подача