Датчик влажности газов Советский патент 1979 года по МПК G01W1/11 

1

Изобретение относится к измерительной технике н может быть использовано для контроля и регулирования виажности газов в различных отраслях нарооного хозяйства.

Известен датчик влажности газов, содержащий кварцевую пластину, покрытую слоем сорбента, с изменением маосы пласуины которого при сорбпии изменяется частота колебаний пластшты l. Этот датчик обладает низкой точностью н стабильностью.

Ближайшим техническим решением к изобретению является датчик влажности газов, содержащий пьезоэлемент, покрытый влагочувствительным сорбентом, и электроды 2.

Однако этот датчик обладает низкой точностью и стабильностью применения и малым сроком служ&л, обусловленным тем, что электроды нанесены на кварцевую пластину, и,вследствие коррозии, йзмечяют, частоту кварцевого резонатора.

Кроме того, иногда электрод отслаивается от кварцевой пластины. Детали кристалла держателя я кварцевая пластина имеют различные коэффициенты линейного расширения, что при работе в широком интервале температур ухудшает температурную стабильность датчвка.

Цель изобретения - поыз1шение чувствительности и стабильности датчика.

Это достигается тем, что1 датчик влажности снабжен двумя дополнительными пьезокварпевыми пластинами той же кристаллогрв})ической ориевтацин что и пьезоэлемент, являющимися одновременно и крнсталлодержателем, между которыми размещен пьезоэлемент а в плоскостях дополнительных пластин, обращенных к носледнему, выполнены yrw лубления, на которые нанесены электр ды.

На- чертеже представлен обший вид предлагаемого датчика влажности газов. Датчик содержит сюновную пьезокварцевую пластину 1, покрытую влагочувствительным сорбентом 2 и две дополнительные пьезокварцевые пластины 3 и 4, ориентированные относительно кристаллографических осей одинаково с основной пьезокварцевой пластиной 1,н являющиеся одновременно кварцедержателем. Основная пьезокварцевая пластика 1 размешена между двумя дополнительными пьезокварцевыми пластинами 3 и 4. На плоскостях этих пластин 3 и 4, обращенных к основной - пьезокварце- вой пластине 1, выполнены углубле- кия 5 и 6, на которые нанесены элекч роды 7 и 8 так, что между электродами 7 и 8 и основной пьезокварцевой плас тиной 1 образованы зазоры. Работа датчика заключается в следу клцем. Основная пьезокварцевая пластина 1 возбуждается электрически-М полем на резонансной частоте в зазоре, образованном между электродами 7 и 8, расположенными в углублениях 5 и 6 плао тин 3 и 4. При сорбции влаги из газа изменяется масса пьезокварцевой плаотины 1, что приводит к изменению ее резонансной частоты. Так как электроды 7 И- 8 отделены от пьезокварцевой пластивы 1, изменение их массы, вследствие коррозии, не влияет на резонансную частоту. Электроды 7 и 8 наносятся на пластины 3 в 4 методом термического испарения металлов в вакууме. В качестве электродов могут быть нанесены этим способом любые коррозиснно-стойкне металлы. Материалы пластин 3 и 4 кварц-ПО) стабильности физических свойств и по коррозионной стойкости намного превосходят материалы, иэ которых выполнены детали извес ных датчиков. & 1шеперечисленное позво ляет значительно расширить область при менения вредлагаемого датчика. Так как се три пьезокварие зые пластины 1, 3 4 а,1полнены из одного вида материаа, при работе в широком интервале темератур не возникает напряжений, вызанных различием в коэффициентах линейного расширения. Для полного совпадения последних выбирается одинаковая с пьезокварцевой пластиной 1 кристаллографическая ориентация пластин 3 и 4, Это дает возможность использо1«ть датчик в широком интервале температур. Конструкция датчика из кварца с отделенными от основной пьезокварцевой пластины 1 электродами 7 и 8 обеспе- чивает высокую временную стабильность параметров при сохранении высокой чувствительности датчика. При этом благодаря одинаковой кристаллографической ориентааии пьезокварцевой пластины 1 и пластин 3 и 4 обеспечивается высокая температурная стабильность последнего предлагаемого датчика. Форму л а изобретения .Датчик влажности газов, содержащий пьезоэлемент, покрытый влагочувствительным сорбентом, и электроды,, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и стабильности датчика, он снабжен двумя дополнительными пьезокварцевыми пластинами той же кристаллографической ориентации, что и пьезоэлемент, последний размещен одновременно между этими пластинами и служит кристаллодержателем, а в дополнительных пластинах на их сторонах обращенных к пьезоэлементу, выполнены углубления, на которые нанесены электроды. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1,Авторское свидетельство СССР № 23О464, кл.в 01 N 27/ОО, 1966. 2.Авторское свидетельство СССР N9 296988, кл. Q 01 ,М 27/ОО, 1969.

/

7 /

Клей

Клеи

Г/