Способ подготовки чувствительного элемента Советский патент 1981 года по МПК G01N27/02 

(54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА

1

Изобретение относится к газовому анализу и может быть использовано при подготовке полупроводникового чувствительного элемента для селективного детектирования восстановительных газов в среде окислительных или, наоборот, окислительных в среде восстановительных.

Известен способ подготовки чувствительного элемента, содержащего полупроводниковую пленку , электрические контакты и измерительный прибор для измерительного контроля ра,зличных газов в смеси путем помещения на полупроводниковой пленке третьего электрода, соединенного с генератором линейно изменяющегося напряжения. Избирательный контроль концентраций компонентов газовой смеси осуществляется путем измерения тока, протекающего через полупроводниковую пленку, при приложении к третьему электроду высокого, линейно изменяющегося напряжения fl.

Однако в этом способе не контактированы ни компоненты газовой смеси , ни температура полупроводниковой пленки во время анализа, ни пределы напряженности прикладываемых полей при детектировании тех или

иных компонентов смеси, в то время как химическая природа анализируемых газов и перечисленные выше параметры воздействия на полупроводниковый элемент имеют принципиальное значение при селективном детектировании компонентов смеси.

Наиболее близким по технической

10 сущности к предлагаемому является способ подготовки чувствительного элемента для газового анализа путем приложения к чувствительному элементу, изготовленному в виде тонкой полу15проводниковой пленки окисла металла, нанесенной на нейтральную огнеупорную подложку, положительного электрического поля напряженностьр и измерения его электро20проводности в атмосфере измеряемого газа. Известный способ подготовки чувствительного элемента обеспечивает увеличение изменения его электропроводности в атмосфере окисли25тельного газа (кислород. приложение электрического поля к чувствительному элементу в данном случае повышает чувствительность элемента в отношении детектирования окислительного газа . Однако известный способ не обеспечивает получение оптимальной селективности в отношении измеряемого компонента газовой смеси, поскольку при указанной подготовке чувствительного элемента невозможно определить его чувствительность в отношении неизмеряемого компонента смеси. Цель изобретения - повышение селективных детектирующих свойств чувствительного элемента в присутствии неизмеряемого компонента газовой смеси. Поставленная цель достигается те что в способе подготовки чувствител ного элемента для газового анализа путем приложения к чувствительному элементу, изготовленному в виде тонкой полупроводниковой пленки окисла металла, нанесенной на нейтральную огнеупорную подложку, элект ческого поля и измерения его электр проводности, во время подготовки чувствительного элемента повытают его температуру путем нагревания пр постоянном значении напряженности электрического поля и при этом измеряют величины его электропроводности в вакууме и в атмосфере неизмеряемого компонента, при равенстве которых повышение температуры прекращают . Пример. Подготовка чувствительного элемента, селективно детектирующего только окислительные газы в среде восстановительных. Тонкую полупроводниковую пленкуо из окиси цинка наносят на нейтральную огнеупорную подложку из кварца, которая снабжена платиновыми контак тами для измерения электропроводнос ти чувствительного элемента и платиновым электродом для приложения электрического поля, нанесенным с тыльной стороны подложки. Подготовленный таким образом чувствительный элемент помещают в вакуум, приклады вают электрическое поле и повышают его температуру путем нагревайия. Периодически повышение температуры прекращают, электрическое поле снимают, -а чувствительный элемент помещают в атмосферу неизмеряемого ко понента, регистрируя при этом его электропроводность. При равенстве значений электропроводности чувствительного элемента в вакууме и в атмосфере неизмеряемого компонента повышение температуры прекращают, электрическое поле снимают, а чувст вительный элемент охлаждают до комнатной температуры. В частности, чувствительный эле- ент из окиси цин ка, нагретый до при приложенном полохсительном электрическом поле напряженностью 1,44-10 В/см и помещенный в атмосферу восстановительного газа-водорода, не изменяет свою электропроводность. Подготовленный таким способом чувствительный элемент детектирует только окислительный газ-кислород. П р и м е р 2. Подготовка чувствительного элемента, селективно детектирующего только восстановительные газы в среде окислительных. Последовательность операций такая же, как в примере 1.При этом изменяется только знак электрического поля, прикладываемого к чувствительному элементу. В частности, чувствительный элемент из окиси цинка помещают в вакуум и нагревают до 340 С при наложенном электрическом поле отрицательной полярности напряженностью 1,44-10 В/см. Затем электрическое поле снимают, а чувствительный элемент охлаждают до 180°С и помещают в атмосферу окислительного газа-кислорода. При этом электропроводность чувствительного элемента не изменяется. Подготовленный таким образом чувствительный элемент детектирует только восстановительный газ-водород в смеси с кислородом Использование данного способа позволяет, регистрируя изменение селективности чувствительного элемента при повышении температуры, получать ее оптимальное значение в отношении измеряемого компонента, что дает возможность с лучшей точностью селективно детектировать как окислительные газы в среде восстановитель , так и восстановительные в среде окислительных. Кроме того, использование .предлагаемого способа позволяет повысить экономичность детектирование различных газов (Н2, О., СО, и др.) в газовом анализе путем применения одного и того же чувствительного элемента для селективного детектирования как окислительных, так и восстановительных газов в смеси. Формула изобретения Способ подготовки чувствительного элемента для газового анализа путем приложения к чувствительному элементу, изготовленному в виде тонкой полупроводниковой пленки окисла металла, нанесенной на нейтральную огнеупорную подложку, электрического поля и измерения его электропроводности , отличающийс я тем, что, с целью повышения селективных детектирующих свойств в присутствии неизмеряемого компонента газовой смеси, во время подготовки чувствительного элемента повышают его температуру путем нагревания при постоянном значении напряженности электрического поля и при этом измеряют величины его электропроводности в вакууме и в атмосфере неизмеряемого компонента, при равен„Текр Г - пературн Источники информации, .pe n ::je; LeSr c r, № 658458, кл. G 01 N 27/02, 1979.5 N.pKe JI r fo finS.id D v4at-r,v Р Р MIUV.,,, Sternat%«ictr ff7 ° Е ..J; . 199 (,