Устройство для измерения парциального давления кислорода Советский патент 1987 года по МПК G01L21/30 

1

13

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах измерения парциального давления кислорода в газовых смесях,

Целью изобретения является расширение диапазона измерения, поньшение селективности и быстродействия.

На фиг.1 представлена чувствител - ная часть устройства, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 принципиальная схема устройства.

Чувствительная часть устройства содержит (фиг.1) корпус 1, в котором установлена диэлектрическая подложка 2. На подложку 2 нанесены последовательно нагреватель 3 с контактными площадками 4, диэлектрик 5, термометр б сопротивления с контактными площадками 7, диэлектрик 8, пленочные сопротивления 9-11 и чувствительный элемент 12, образующие четырех- плечий мост сопротивлений с контактными площадками 13-16, поверх чувст

витального элемента 12 последователь- 25 парциального давления кислорода устно нанесены проницаемые для кислорода диэлектрик 17 и управляющий электрод 18.

С помощью внутренних соединительных проводников 19 контактные площад- ки 4 соединены с выводами 20 и 21 корпуса 1, контактные площадки 7 соединены с выводами 22 и 23., контактные, площадки 14 и 16 (или диагональ питания моста) - с выводами 24 и 25, контактные площадки 13 и 15 (или из- мерительная диагональ моста) - с выводами 26 и 27 соответственно, а управляющий электрод 18 соединен с выводом 28.

Устройство (фиг.З) состоит из чув

ствительной части 1, усилителя 29, регулятора 30 напряжения, измерительного прибора 31 и блока 32 питания. Вход усилителя 29 подключен к выводам 26 и 27 чувствительной части, выход усилителя 29 - к входу регуля- тора 30 напряжения. Выход последнего подключен к выводам 25 и 28 и измерительному прибору 31, выход блока 32 питания подключен к выводам 24.и 25.

Устройство работает следующим образом.

Устройство для измерения парциального давления кислорода, содержащее расположенные на диэлектрической подложке в виде слоев, разделенных диэлектриком, нагреватель, термометр сопротивления и чувствительный эле- мент из окисла металла, на котором последовательно расположены проницаемые для молекул кислорода диэлектрик и управляющий электрод, измерительный прибор и блок питания, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерения, повышения селективности и быстродействия, в него введены три пленочных сопротивления и последовательно сое-

Нагреватель 3 обеспечивает рабочую температуру чувствительного эле- 55 Диненные усилитель и регулятор напря- мента 12, которая контролируется тер- жения, причем пленочные сопротивле- мометром. Блок 32 питания обеспечи- ния и чувствительный элемент включе- вает питание мостовой схемы чувстви- ны в четырехплечий мост, который на-- тельной части устройства. При некото- несен на термометр сопротивления

1315842

ром значении парциального давления кислорода мост балансируется так, что на входе и выходе усилителя 29 напряжение отсутствует, при этом действует напряжение и на входе и выходе регулятора 30. При повышении парциального давления кислорода в среде, окружающей чувствительную часть устройства, растет сопротивление чувствительного элемента 12, и за дчет роста количества хемосорбированного кислорода на его поверхности баланс мостовой схемы нарушается, что приводит к появлению на выходе регулятора 30 напряжения определенного напряжения, соответствующего уровню превышения парциального давления кислорода над начальным. Это напряжение измеряется измерительным прибором 31 и служит мерой величины парциального давления кислорода, а также поступает на управляющий электрод 18, с помощью которого восстанавливается баланс мостовой схемы. При понижении

ройство работает аналогичным образом с точностью до знака напряжения на выходе регулятора 30. При этом достигается независимость поверхностного потенциала чувствительного элемента 12 от парциального давления кислорода в окружающей среде и обеспечение расширения диапазона измерения, повышения селективности и быстродействия всего устройства в целом.

Формула изобретения

30 5

40

Устройство для измерения парциального давления кислорода, содержащее расположенные на диэлектрической подложке в виде слоев, разделенных диэлектриком, нагреватель, термометр сопротивления и чувствительный эле- мент из окисла металла, на котором последовательно расположены проницаемые для молекул кислорода диэлектрик и управляющий электрод, измерительный прибор и блок питания, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерения, повышения селективности и быстродействия, в него введены три пленочных сопротивления и последовательно сое-

50

55 Диненные усилитель и регулятор напря- жения, причем пленочные сопротивле- ния и чувствительный элемент включе- ны в четырехплечий мост, который на-- несен на термометр сопротивления

через диэлектрик, усилитель подключен к измерительной диагонали моста, а выход регулятора напряжения подключен к измерительному прибору и соединен с управляющим электродом и одним из выводов диагонали питания моста.

/ /5 12 18 8,5

7/7V

/4 40 /J //V иг.1

,6,7

Тл

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - расширение диапазона измерения, по 22a-lMZ - 4- 2 iTlrii-j fo. J вьшение селективности и быстродействия. Нагреватель 3 обеспечивает рабочую температуру чувствительного элемента (ЧЭ) 12. При повышении парциального давления кислорода в среде растет сопротивление ЧЭ 12, на выходе регулятора 30 напряжения появляется напряжение, соответствующее уровню превышения парциального давления кислорода над начальным. Это напряжение измеряется прибором 31 и служит мерой величины парциального давления кислорода, а также поступает на управляющий электрод 18, восстанавливающий баланс мостовой схемы. При понижении парциального давления достигается независимость поверхностного потенциала ЧЭ 12 от парциального давления кислорода в окружакицей среде и обеспечивается достижение цели изобретения. 3 ил. (Л 00 ел (Х to

16

J

X

уу I. . . ., . . . V////////////////A//7/.

У/ f// И./. .- ;, - Jf //////////////

У . Ч кчЧ к

УТ/.

Ч; ч

х

: ||у Л. ч. vll , /

/ / Y/ // / А / / / /I

х

28

/ о/

Составитель В.Шестак Редактор О.Юрковецкая Техред А.Кравчук Корректор С.Шекмар

Заказ 2352/44 . Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

иг.2