ГАЗОВЫЙ ДАТЧИК Российский патент 2012 года по МПК G01N27/12 

Описание патента на изобретение RU2469301C1

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.

Похожие патенты RU2469301C1

название год авторы номер документа
ГАЗОАНАЛИЗАТОР 2011
  • Кировская Ираида Алексеевна
  • Бугерко Лидия Николаевна
RU2462704C1
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР 2011
  • Кировская Ираида Алексеевна
  • Дубина Оксана Николаевна
RU2469300C1
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ГАЗОВЫЙ ДАТЧИК МИКРОПРИМЕСЕЙ АММИАКА 2015
  • Кировская Ираида Алексеевна
  • Миронова Елена Валерьевна
RU2607733C1
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДАТЧИК МИКРОПРИМЕСЕЙ АММИАКА 2016
  • Кировская Ираида Алексеевна
  • Новгородцева Любовь Владимировна
RU2641016C2
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР 2009
  • Кировская Ираида Алексеевна
  • Шубенкова Екатерина Гаррьевна
RU2398219C1
ГАЗОАНАЛИЗАТОР УГАРНОГО ГАЗА 2009
  • Кировская Ираида Алексеевна
  • Новгородцева Любовь Владимировна
  • Васина Марина Владимировна
RU2395799C1
ДАТЧИК ДИОКСИДА АЗОТА 2016
  • Кировская Ираида Алексеевна
  • Филатова Татьяна Николаевна
  • Миронова Елена Валерьевна
RU2636411C1
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР 2007
  • Кировская Ираида Алексеевна
  • Филатова Татьяна Николаевна
RU2350936C1
Датчик микропримесей аммиака 2023
  • Нор Полина Евгеньевна
RU2797767C1
ДАТЧИК МИКРОПРИМЕСЕЙ АММИАКА 2017
  • Кировская Ираида Алексеевна
  • Нор Полина Евгеньевна
RU2652646C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 469 301 C1

Реферат патента 2012 года ГАЗОВЫЙ ДАТЧИК

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.

Формула изобретения RU 2 469 301 C1

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.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2469301C1

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР 2009
  • Кировская Ираида Алексеевна
  • Шубенкова Екатерина Гаррьевна
RU2398219C1
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР 2007
  • Кировская Ираида Алексеевна
  • Филатова Татьяна Николаевна
RU2350936C1
JP 55050149 A, 11.04.1980
JP 57114826 A, 16.07.1982.

RU 2 469 301 C1

Авторы

Кировская Ираида Алексеевна

Бугерко Лидия Николаевна

Даты

2012-12-10Публикация

2011-06-09Подача