Способ изготовления подогревного электролитического датчика влажности Советский патент 1991 года по МПК G01N25/56 

(Л

С

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при разработке и изготовлении подогревных электролитических датчиков влажности. Цель изобретения заключается в повышении точности измерения изготавливаемых датчиков влажности. Способ изготовления датчика заключается в том, что после нанесения на диэлектрическую подложку влагочувстви- тельного элемента, т.е. электродов и влаго- чувствительного вещества, и размещения нагревательного элемента на последней подают номинальную электрическую нагрузку. При этом определяют на подложке область, имеющую одинаковую с влагочувствительным веществом температуру. В этой области размещают термочувствительный элемент. 1 ил.

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при разработке и изготовлении подогревных электролитических датчиков влажности.

Целью изобретения является повышение точности изготавливаемого подогревного электролитического датчика влажности.

Способ изготовления подогревного электролитического датчика влажности (ПЭДВ) заключается в том, что на диэлектрическую подложку наносят влагочувстви- тельный элемент с влагочувствительным веществом, в на другой стороне подложки размещают нагревательный и термочувствительный элементы. После нанесения влагочувстеительного элемента с влагочувствительным веществом и размещения нагревательного элемента на нагревательный элемент подают номинальную электрическую нагрузку. Определяют на подложке область, имеющую одинаковую с влагочувствительным веществом температуру, и в этой области размещают термочувствительный элемент.

На чертеже приведено устройство для реализации предлагаемого способа изготовления ПЭДВ.

В конкретном варианте выполнения влагочувствительное вещество 1 расположено в капиллярном зазоре между электродами 2 и 3, размещенными на одной стороне диэлектрической подложки 4. На другой стороне подложки расположены нагревательный 5 и термочувствительный б элементы. Причем термочувствительный элемент располагается в области, имеющей температуру, одинаковую с влагочувствительным веществом. В конкретном варианте вылол х ел

00 О

нения капиллярный зазор имеет кольцевую форму. Возможны другие варианты расположения элементов, например расположение влагочувствительного и термочувствительного элементов на одной стороне подложки.

Электроды, нагревательный и термочувствительный элементы нанесены методом вакуумного напыления на ситалловую подложку. 8 качестве влагочувствительного вещества используются гигроскопические солевые составы (например Lid), в качестве электродов TIN, а нагревательного элемента и термочувствительного элемента N1.

Между влагочувствительным элементом и нагревательным элементом 5 предусмотрена внешняя электронная аппаратура автоматического регулирования, состоящая из регулятора 7 и преобразователя 8 электрической проводимости. Входной величиной электронной аппаратуры является ток, регулирующий электрическую проводимость поверхностного слоя влагочувствительного вещества 1, а выход регулятора устанавливает регулирующий ток накала для нагревательного элемента 5.

К термочувствительному элементу 6 подключен измерительный преобразователь 9 сопротивления для измерения температуры датчика влажности. Следом за измерительным преобразователем 9 сопротивления подключен индикатор 10, который показывает равновесную температуру, устанавливающуюся в зависимости от точки росы.

ПЭДВ работает следующим образом.

На электроды 2 и 3 подается напряжение (во избежание поляризации электродов подается напряжение с частотой 1-10 кГц). В случае, если парциальное давление водяного пара над влагочувствительным веществом 1 Ер меньше давления водяного пара в измеряемой среде Е0, происходит поглощение водяного пара влагочувствительным веществом, что вызывает дальнейшее увеличение массы воды (толщины пленки электролита) в межэлектродном пространстве, т.е. капиллярном зазоре. Увеличение массы воды приводит к уменьшению сопротивления влагочувствительного элемента.

Если в момент включения состояние влагочувствительного элемента характеризуется малым сопротивлением, то в этом случае выделяется максимальная мощность в нагревательном элементе 5, расположенном на одной подложке с термочувствительным элементом б ПЭДВ. Нагрев влагочувствительного слоя вызывает увеличение его сопротивления и уменьшение выделяемой мощности на нагревательном элементе ПЭДВ. Таким образом, данный процесс в системе ведет к установлению

равновесия в некоторой устойчивой точке, при этом выравниваются парциальные давления Ер и Ео. Установившаяся таким образом равновесная температура характеризует

влажность среды, измеряется никелевым термочувствительным элементом и отображается на показывающем приборе 10.

Расположение термочувствительного элемента б в области, имеющей одинаковую

температуру с влагочувствительным веществом 1, позволяет измерять непосредственно равновесную температуру.

Уменьшение массы воды приводит к увеличению сопротивления влагочувствительного элемента, что вызывает уменьшение напряжения на нагревателе и понижение температуры ПЭДВ. Понижение температуры продолжается до тех пор, пока не установится равновесная температура. На этом

переходный процесс заканчивается и устанавливается равновесие между количеством влаги, испаряемым и поглощаемым влагочувствительным элементом. Установившаяся равновесная температура фиксируется никелевым термочувствительным элементом на показывающем приборе.

Для изготовления описанного ПЭДВ на одной стороне диэлектрической подложки 4 методом вакуумного напыления наносят

электроды 2 и 3. Влагочувствительное вещество размещают в сформированном капиллярном зазоре кольцевой формы-. Затем на другой стороне подложки методом вакуумного напыления размещают нагревательный

элемент 5. на который подают номинальную электрическую нагрузку. С помощью тепло- визионных методов контроля определяют на поверхности подложки область, имеющую одинаковую с влагочувствительным веществом температуру. Затем в этой области размещают методом вакуумного напыления термочувствительный элемент 6. Расположение термочувствительного элемента в области, имеющей одинаковую с влагочувствительным веществом температуру, позволяет измерять непосредственно температуру трехфазного равновесия влагочувствительного вещества (гигроскопичной соли LIC), связанную с точкой росы. Кроме того, отсутствие градиента температур между влагочувствительным веществом и термочувствительным элементом позволяет повысить быстродействие ПЭДВ, изготовленного по предлагаемому способу

Формула изобретения

Способ изготовления подогревного электролитического датчика влажности, заключающийся в том, что на диэлектрическую подложку наносят влагочувствитель- ный элемент с влагочувствительным веществом, а на другой сторохе подложки размещают нагревательный и термочувствительный элементы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения изготавливаемого датчика, после нанесения влагочувствительного элемента с

влагочувствительным веществом и размещения нагревательного элемента, на нагревательный элемент подают номинальную электрическую нагрузку, определяют на подложке область, имеющую одинаковую с влагочувствительным веществом температуру, и в этой области размещают термочувствительный элемент.

7 г

8