Устройство для измерения парциального давления кислорода в вакууме Советский патент 1983 года по МПК G01L21/30 

S ч .. ч. X. ч tf, № 4 чч fZu

УСТРЮЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ КИСЛО РОЛ. В ВАКУУМЕ по авт. св. № 851143, отличающееся тем, что, с целью повьшения чувствт гельности измерения путем увеличения .адсорбции молекул кислорода на чувствительном слое, в него введены проницаемые для молекул кислорода диэлектрик и управлякщий электрод, расположенные последовательно на чувствительном слое.

J

(ptje.l Изобретение огносигся к гааоанал;1гической техники, а именно к измерителям парциального давления кислорода в вакууме, По основному авт. св. № 851143 иг весгно устройство, содержащее ко :я1ус, анод, катод, чувствительный слой из окиси циркония с добавкой редкоземельного или щелочноземельного или переходного метеиша, нагреватель и термометр сопрогивления, причем в устройстве имеется диэлектрическая подложка, а термошетр сопротивления, нагреватель и чувствитель ный слой с катодом и анодом последовательно расположены на ней в виде слоев и разделены диэлектриком ij Недостатком указанного устройства является яадение чувствительности при измерении парциального давления 1шслорода, вследствие чего ограничивается диапазон измерет1й парциального давления кислорода. При уменынении парциального давления кислорода уменьшается количества молекул кислорода, адс рбиру коцихся на поверхности чувствительного опоя, что приводит в процессе изм:ерения к уменьшению приращения сопротивления чувствительного слоя, являющегося функцией пар1даального давления кислорода, т.е. к уменьшению ч -всгвительносги. Цель нзобреге гая - повышение чувст Битеяьности измерения путем адсорбции молек Ф. гагслорода на чувствительном слое. Поставленная цель достигается тем, что в стройство введены проницаемые для молекул кислорода диэлектрик и упра гшкадий электрод, расположенные последовательно на чувствительном слое. На фиГс, 1 изображено устройство для йсмерения парциального давления кислоро да в вакууме в разрезе; на фиг, 2. 115 же, в плане; на фиг, 3 схема подкл чения элементов Зстройства. Устройство содержит корпус 1 с восемью выводами 2, к фланцу которого приварена крьш1ка 3, К корпусу 1 прикре лены тепловые изолягсры 4, на которых также с помошью клея закреплена подлож ка 5. На подложку, 5 напылены последов тельно слой термометра 6 сопротиз ления Tt его контактные площадки 7, диэлектрик .8 для электрической изоляции термометра 6 сопротивления, нагреватель 9 с контактными площадками 10, диэлектрик 1 цпя электрической изолявди нагревателя Ч всгвительный слой 12с контактными илмцадкакга 13, проницаемые для молекул Кйспорода, диэлектрик 14 и управляющий электрод 15, например, пористые или в виде решетки. Элементь устройства соединень с вьШ)лак-га 2 корпуса с пс)мошью внутренних соединительных вьтодов 16 и 17, приваренных к контактнь0.( площадкам. Контактные площадки 13 чувствительного слоя 12 соединень: с вывода анода 18 и катода 19 чувствительного слоя, управляющий электрод 15 подсоединен к выводу 20, одна из контактных площадок 7 термометра 6 сопротивления подключена к выводу 21, и одна из контактных площадок Ю нагревателя 9 - к выводу 22 (фиг. 3). Устройство для измерения парциального давления кислорода в BaKyyN-ie работает следутоцим образом, В процессе измерений между анодом 1 8 и катодом 19 на контактные площадки 13 чувствительного слоя 12 прикладьшается постоянная по величине разность потенциалов, причем минус к катоду, а плюс к аноду, как показано на фиг. 3, Наличие разности потенциалов приводит к перемещению носителей электрических зарядов через чувствительный слой между анодом и катодом. АЪлекулы кислорода в вакууме имеют тенденцию адсорбироваться на поверхности нагретого чувствительного слоя 1 2 устройства, причем количество адсорбированных молекул кислорода зависит от парциального, давления кислорода над поверхностью нагретого чувствительного слоя. При взаимодействии адсорбирующихся молекул кислорода с поверхностью нагретого до 400600®С ч тзсгвительного слоя 12 изменяется количество носителей электричесД . кик зарядов внутри чувствительного слоя что ведет к изменению величины его сопротивления. Таким офазом, величина сопротивления чувствительного слоя является функцией парциального давления кисло« рода-в вакууме, а количество адсорбировавшихся молекул кислорода определяет в конечном итоге вел-ичину приращения сопротивления чувстЕ ительного слоя. Увеличение активности процесса адсорбции при неизменном- парциальном давлении кислорода означает повышение чувствительности устройстве и, как следствие этого, возможность расшгиренгШ диапазона измерений в область низких парциальных давлений кислорода. Процесс адсорбции молекул кислорода а поверхности чувствительного слоя акивирован наложением равномерного электрического поля. Такое поле создает JTI- :

равлякяций электрод 1,5 - пористый или выполненный в виде решетки, чтобы не препятствовать адсорбции молекул кнслс рода на поверхности чувствительного слоя 12.

7 211

фиг.2

W

и

п

.f- /

Использование устройства для измерения парциального давления кислорода в вакууме позволяет повысить чувсгвительность измерения благодаря увеличению jj, адсорбции молекул кислорода.

19 12 12

15

/8

С

0 0