Устройство для измерения концентрации окиси углерода Советский патент 1980 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к области контроля загазованности воздуха окру жакяцей среды. Известен датчик загазованности воздуха, имеющий в качестве первично го пр)еобразователя полупроводниковый элемент til Адсорбция газа поверхностью полупроводника является чувствительным методом анализа. При сорбции газа на поверхности твердого тела возникают различные типы взаимодействий между молекулами газа и твердым телом.Алсорбция молекул на поверхности адсор бента - катализатора является первой стадией гетерогенного каталитического процесса. При катализе адсорбция протекает тем быстрее, чем выше температура. Процесс адсорбции заканчивается тогда, когда число молекул, адсорбирующихся на данной поверхност за определенный промежуток времени, становится равным числу молекул, десорбирующихся за это же время с той же поверхности. Наступает адсорбционное равновесие, характеризукнцееся определенной степенью заполнения поверхности молекулами газа. Введение примесей в адсорбент влияет на адсорбционную способность его поверхности. Из известных устройств для измерения концентрации окиси углерода наиболее близким по технической qymности является устройство, содержащее изоляционную подложку с нагревателем, нанесенный на эту подложку металоокисный слой, сопротивление которого зависит от концентрации окиси углерода, и измеритель сопротивления метгшлоокисного слоя 2j. К недостаткам этого устройства относятся: низкий температурный коэффициент сопротивления (ТКС) измерителя температуры малая площгшь адсорбирующей поверхности.(Адсорбция молекул на поверхности адсорбента катализатора происходит только по периферии слоя, основная же часть адсорбента в катализе молекул исследуемого газа не участвует. Это уменьшает чувствительность устройства); большие потери тепла, связанные с на гревом адсорбента, не участвующего в процессе катализа молекул исследуемого газа, а также нагревом измерителя теьтературы и изоляционных слоев, что приводит к большой инерционности устройства; устройство работает при высоких температурах 15О-25О®С (Это вносит трудности в создание контактного узла измерителя температуры). Целью изобретения является повыше ние надежности, экономичности, точности иУвеличение быстродействия .-устройства. Указанная цель достигается тем, что берется металлоокисный полупроводниковый слой, который содержит 711 МП05.И 29% СиО, Принцип работы предлагаемого устройства основан на каталитическом окрслении окиси углерода в двуокись с рьвделением тепла. Устройство показано на чертеже. Оно состоит из металлоокисного слОя 1, являющегося полупроводниковы измерителем температуры. Сопротивление этого слоя зависит от, концентрации окиси углерода. Слой содержит 71% MnOg и 29% СиО и нанесе на|. изоляционную подложку 2, которая снабжена нагревателем 3 (например, кремний с удельным сопротивлением 0,1-1,0 ом/см) с выводами 4. Измер тель сопротивления металлоокисного слоя содержит электроды с выводами заделанные в этот слой. При изменении содержания окиси углерода в атмосфере в которую поме цен датчик, изменяется сопротивлени слоя 1, которое измеряется и по кот рому судят о составе анализируемой атмосферы. Необходимый тепловой режим поддерживается нагревателем 3. Применение металлоокисного полупроводникового слоя с содержанием 71% 22% СиО расширяет диапазоны измеряемых концентраций (от О до 25 об.%) и устройство с этим слоем имеет хорошую воспроизводимость измерений, что позволяет создать за счет малого веса, габаритов и потребляемой мощности малогабаритные переносные приборы. Формула изобретения Устройство для измерения концентрации окиси углерода, содержащее изоляционную подложку с нагревателем, нанесенный на эту подложку металлоокисный слой, сопротивление которого зависит от концентрации окиси углерода, и измеритель сопротивления металлоокисного слоя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и увеличения быстродействия, металлоокисный слой содержит 71% МпО,, и 29% СиО. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Франции № 2098575, кл.б 01 N 27/00, опублик. 1972, 2.Патент Японии № 50-26-237, КЛ.113 j If опублик. 1975 (прототип).