Способ изготовления чувствительного элемента Советский патент 1990 года по МПК G01N21/76 

Изобретение относится к газоаналитическому приборостроению, конкретно к газоанализаторам парамагнитного газа, и может быть использовано при создании люминесцентных датчиков содержания кислорода, оксида углерода и других парамагнитных газов в анализируемой газовой смеси.

Целью изобретения является улучшение динамических свойств чувствительного элемента для люминесцентного анализа парамагнитного газа с неконтролируемой влажностью.

Введение в чувствительный элемент второго пористого слоя оксида металла или металлоида с развитой поверхностью позволяет повысить устойчивость к воздействию влаги благодаря компенсации ее влияния без ухудшения динамических свойств.

Отсутствие защитной пленки исключает обусловленное ею диффузионное торможение молекул парамагнитного газа, т.е. исключает механизм ухудшения динамических свойств.

Увеличение влажности обуславливает два противоположных по влиянию на квантовый выход датчика процесса: увеличение поглощения возбуждающего излучения вторым пористым слоем, на разУ1

я

N3

30

овитой поверхности которого отсутствует люминофор, и увеличение люминесцентного излучения люминофором, нанесенным на развитую поверхность основного пористого слоя. При некотором экспериментально подбираемом соотношении толщин основного и второго слоев противоположные эффекты воздействия обоих процессов на чувствитель- ность датчика компенсируют друг друга и датчик становится нечувствительным к изменению влажности анализируемого газа.

Введение в способ изготовления чувствительного элемента дополнительных операций формирования второго пористого слоя оксида металлоида и соединения обоих слоев (слоя, поверхность которого покрыта люминофором, и второго слоя), и уменьшение шлифованием толщины второго слоя до величины, при которой выходной сигнал элемента не зависит от влагосодержания анализируемого газа, обеспечивает но- вое свойство чувствительного элемента - независимость его чувствительности от влажности анализируемого газа без ухудшения динамических свойств элемента.

Соединение двух слоев выполняется, например, склеиванием прозрачным клеем. В случае выполнения пористого слоя из селикагеля в качестве прозрачного клея может использоваться силикатный клей или поливиниловый спирт.

.Чувствительный элемент работает следующим образом.

Возбуждающее излучение, частично поглащаясь в дополнительном пористом слое (коэффициент поглощения увеличивается с увеличением влажности анализируемого газа), проходит через него и через прозрачный Слой клея, возбуждает люминофор, нанесенный на развитую поверхность основного пористого слоя (квантовый выход увеличивается с увеличением влажности анализируемого газа и концентрации парамагнитного газа).

В результате люминесцентное излучение не зависит от изменения влажности анализируемого газа.

Чувствительный элемент изготавливают следующим образом.

Формируют два пористых слоя окисла металлоида с развитой поверхностью, Предварительно смешивают силикагель

г 5

0

5

0

5

0

с активированным углем, взятым в количестве 1-15 мас.% от смеси, полученную смесь с дисперсностью не болев| 50 мкм прессуют под давлением 9 15 г/см в таблетки, удаляют из них уголь окислением в атмосфере кислорода при 250-500°С. После этого на одну из таблеток наносят люминофор путем сорбции из водного раствора три- пафлавина. Оба слоя склеивают с помощью силикатного клея и укрепляют в обойме.

Чувствительный элемент помещают в газовую смесь, содержащую парама - нитный газ. Элемент облучают возбуждающим излучением и измеряют интенсивность люминесцентного излучения. Изменяют влажность газовой смеси. Если при этом изменяется интенсивность люминесцентного излучения, шлифованием уменьшают толщину второго пористого слоя (на поверхности которого отсутствует люминофор). Операции изменения влажности газовой смеси, содержащей парамагнитный газ, измерения изменения интенсивности люминесцентного излучения при изменении . вдажности газовой смеси и уменьшения шлифованием толщины пористого слоя, на поверхности которого отсутствует люминофор, повторяют до тех пор,, пока выходной сигнал чувствительного элемента (люминесцентное излучение) будет не зависеть от изменения влажности анализируемого газа.

Таким образом, способ позволяет уменьшить чувствительность элемента к изменению влажности без ухудшения его динамических свойств.

Формула изобретения

Способ изготовления чувствительного элемента, включающий формирование пористого слоя, состоящего из окисла металлоида, и введение в слой органического люминофора, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических свойств чувствительного элемента для люминесцентного анализа парамагнитного газа с неконтролируемой влажностью, наносят на основной слой дополнительный пористый слой, состоящий из окисла металла или металлоида, помещают полученную заготовку двухслойного элемента в среду парамагнитного газа с различной влажностью, регистрируют

51562800б

зависимость люминесцентного сигнала ного слоя до величины, при которой основного слоя элемента от влажности люминесцентный сигнал не зависит от газа и уменьшают толщину дополнитель- влажности.

Изобретение относится к газоаналитическому приборостроению, конкретно-к газоанализаторам парамагнитного газа, и может быть использовано при создании люминесцентных датчиков содержания кислорода, оксида углерода и других парамагнитных газов в анализируемой газовой смеси. Целью изобретения является уменьшение чувствительности к изменению влажности анализируемого газа без ухудшения динамических свойств чувствительного элемента. Способ изготовления чувствительного элемента включает формирование пористого слоя оксида металла или металлоида с развитой поверхностью и нанесение на эту поверхность люминофора. Дополнительно формируют второй пористый слой, соединяют его с основным слоем, на поверхность которого нанесен люминофор, и шлифованием уменьшают толщину второго слоя до величины, при которой выходной сигнал чувствительного элемента не зависит от влагосодержания анализируемого газа. Соединение обоих пористых слоев выполняют путем склеивания прозрачным клеем.