Способ изготовления термохимического чувствительного элемента Советский патент 1991 года по МПК G01N27/16 

Изобретение относится к газовому анализу и может быть использовано при создании термохимических газоанализаторов, служащих для определения довзрывоопасных концентраций горючих веществ в газовых средах.

Цель изобретения - снижение стоимости чувствительного элемента и повышение стабильности его характеристик при длительном времени работы в высокотемпературной области.

Способ изготовления термохимического чувствительного элемента заключается в нанесении каталитического покрытия на основе оксида алюминия на металлическую спираль.

В качестве каталитического покрытия на металлическую спираль наносят предварительно измельченные гидратированные алюминатные соединения меди и марганца при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Си(АЮ2)26,0-33,0

Мп(АЮ2}2 10,0-32,0

А 20з35,0 - 84,0

При меньшем содержании меди и марганца в составе алюминатного соединения снижается число активных центров катализатора, что приводит к уменьшению выходного сигнала чувствительного элемента При большем содержании металлов в алюминатном соединении происходит значительное изменение структуры поверхности катализатора, часть активных центров становится недоступной для молекул окисляемого компонента газовой смеси

О

ел ю

00

ю со

Нанесение каталитического покрытия при изготовлении чувствительного элемента проводят следующим образом.

Мелкодисперсный катализатор - гидра- тированное алюминатное соединение меди и марганца разбавляют раствором девяти- водного нитрата алюминия с концентрацией 10-50% в количестве, не превышающем веса сухой части. Нитрат алюминия не влияет на активность катали- затора и выполняет только роль связующего для увеличения прочности фиксации наносимого каталитического покрытия на металлическую спираль. Полученную суспензию для лучшего перемешивания и дальнейшего измельчения обрабатывают на ультразвуковом диспергаторе. Затем приготовленную нихромовую или платиновую спираль не- ск олько раз погружают в суспензию. После просушки нанесенного слоя спираль взве- шивают. Процесс найесения суспензии продолжают до достижения необходимого веса чувствительного элемента.

П р и м е р. Из нихромовой проволоки марки Х15 Н60Н диаметром 0,2 мм на спе- циальном станке изготовляют спираль из семи витков с внутренним диаметром 0,75 мм. Спираль припаивают к держателю и с целью удаления органических остатков с поверхности металла подвергают 5-ми- нутному отжигу в камере, откачиваемой до 10 мм рт.ст. 752 мг гидратированного алю- минатного соединения меди и марганца разбавляют 1-1,5 мл 50%-ного раствора нитрата алюминия и смесь с целью измель- чения и перемешивания обрабатывают на ультразвуковом диспергаторе в течение 10 с. Используют алюминатное соединение следующего состава, мас.%

Си(АЮ2)233,0

Мп(АЮ2)232,0

А 20з35,0

Нихромовую спираль два-три раза погружают в приготовленную суспензию и просуши- вают после каждого нанесения при медленном увеличении тока до 1 А. Приготовление чувствительного элемента считали завершенным, когда вес покрытия достигал 1,5-2,Омг.

Полученные чувствительные элементы испытывают на макете термомеханического газоанализатора. В качестве анализируемой используют смесь технического пропана с воздухом. Активность чувствительного элемента оценивают по величине абсолютного прироста выходного сигнала Аи, мВ в зависимости от концентрации горючего компонента в смеси. Чувствительный элемент, приготовленный поданному способу, является активным и высокостабильным в работе: при проведении длительных испытаний его характеристики практически не изменялись в течение по крайней мере 1000 ч наработки.

Формула изобретения

Способ изготовления термохимического чувствительного элемента путем нанесения каталитического покрытия на основе оксида алюминия на металлическую спираль, отличающийся тем, что, с целью снижения стоимости чувствительного элемента и повышения стабильности его характеристик при длительном времени работы в высокотемпературной области, в качестве каталитического покрытия наносят предварительно измельченное гидратиро- ванное алюминатное соединение, включающее алюминат меди, алюминат марганца и оксид алюминия при следующем их соотношении, мас.%.

Cu(AI02b6,0 - 33,0

Mn(.0-32,0

А 20з35,0 - 84,0

Изобретение относится к области газового анализа и может быть использовано при создании термохимических газоанализаторов, служащих для определения довзрывоопасных концентраций горючих веществ в газовых средах Целью изобретения является снижение стоимости чувствительного элемента, повышение стабильности его характеристик при длительном времени работы в высокотемпературной области. В качестве каталитического покрытия на металлическую спираль наносят предварительно измельченные гидрати- рованные алюминатные соединения меди и марганца. Соотношения выбирают следующие: Cu(AI02)2 - от 6,0 до 33,0; Мп(АЮ2)2 - от 10,0 до 32,0; - от 35,0 до 84,0 со с