close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY2944

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 2944
(13)
C1
6
(51) G 01N 27/12
(12)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
(21) Номер заявки: 960040
(22) 1996.02.02
(46) 1999.09.30
ДАТЧИК ПАРОВ ЭТАНОЛА
(71) Заявитель: Белорусский государственный университет (BY)
(72) Авторы: Анищик
В.М.,
Конюшко
Л.И.,
Ярмолович В.А., Горбачевский Д.А. (BY)
(73) Патентообладатель: Белорусский государственный университет (BY)
(57)
Датчик паров этанола, включающий подложку, на которой расположен чувствительный слой из оксида
олова с измерительными электродами, отличающийся тем, что чувствительный слой получен из водного
раствора оксаоловянной кислоты и формалина состава, г/л:
оксаоловянная кислота
50-60
формалин
1,5-7,0
вода
остальное,
а электроды выполнены из индия.
Фиг. 1
BY 2944 C1
(56)
1. Заявка ЕР 0197629, МПК4 G 01N 27/00, 27/04, 1986.
2. Jap. J. Appl. Phys., 1980, v. 19, № 3. - P. 513 - 517 (прототип).
Изобретение относится к датчикам с чувствительными слоями, реагирующими на присутствие газов и
паров изменением проводимости.
Известен датчик с чувствительным слоем из металлоорганических соединений олова. При этом для повышения чувствительности к парам этанола авторами использовались добавки солей Pt и Pd в качестве катализатора. Рабочая температура такого датчика 770 °К [1].
Прототипом данного изобретения служит датчик, имеющий на подложке из кварцевого стекла или Аl2O3керамики чувствительный слой в виде пленки диоксида олова с добавлением оксидов щелочноземельных
металлов в количестве 0,5 мол. % и электроды из Pt или Аu. Хотя чувствительный слой данного датчика и не
содержат в своем составе дорогостоящих компонентов, он нестоек из-за эффекта кальцинирования на возду-
BY 2944 C1
хе за счет образования соответствующих карбонатов металлов, снижающих его каталитическую активность
и повышающих рабочую температуру датчика до 873 °К. Время отклика датчика 30 с, а пороговая чувствительность на пары этанола 10-1 ррм [2].
Задачей настоящего изобретения является разработка датчика с повышенной чувствительностью к парам
этанола при высокой быстроте отклика и пониженной рабочей температуре.
Поставленная задача достигнута тем, что в известном датчике паров этанола, включающем подложку, на
которой расположен чувствительный слой из оксида олова с измерительными электродами, чувствительный
слой получен из водного раствора оксаоловянной кислоты и формалина состава, г/л:
оксаоловянная кислота
50-60
формалин
1,5-7,0
вода
остальное,
а электроды выполнены из индия.
Чувствительный слой получают многократным нанесением раствора на подложку из кварца, ситалла,
слюды и т.д. с последующей термообработкой при 400 °С.
Использование в качестве электродного потенциала индия повышает линейность вольтамперной характеристики датчика и его чувствительность, причем оптимизация чувствительности происходит за счет контроля параметров пленки во время термообработки.
Как показали эксперименты, разработанные датчики в течение 6 месяцев не изменяли свои параметры в
интервале температур от -10 до +30 °С.
На фиг. 1 приведена конструкция датчика; на фиг. 2 приводится ВАХ газочувствительного элемента
(кривая 1 с использованием электродов из In, кривая 2 с использованием электродов из Sn); на фиг. 3 приводится зависимость относительного изменения электросопротивления слоя толщиной 1 мкм от концентрации
паров этанола при различных температурах.
Датчик паров этанола включает расположенные на подложке 1 чувствительный слой 2 и электроды 3 с
припаянными проводами 4.
Датчик изготавливают следующим образом. Оксаоловянную кислоту (H2SnO2C2O4) в количестве 6 г растворяют в 5 мл H2O2 (10 %), затем добавляют 5 мл раствора формалина (25-35 %) и доводят объем до 100 мл.
Полученный раствор многократно наносят на вращающуюся подложку из ситалла для получения слоя толщиной 1мкм и затем отжигают при 400 °С в течение 30 мин. На полученную подложку с чувствительным
слоем наносят измерительные электроды из индия, к которым припаивают провода и подсоединяют к измерительной аппаратуре.
Добавление солей In, Sb и др. в чувствительный слой не приводило к повышению чувствительности датчика к парам этанола, а уменьшение содержания формалина в растворе ниже, чем 0,1 % по отношению к весу оксаоловянной кислоты, приводило к снижению чувствительности до 50-60 %.
Это дает основание судить об оптимальности состава раствора для получения чувствительного слоя.
Таким образом, нами получен датчик с газочувствительной пленкой, имеющей мелкокристаллическую
структуру и обладающей каталитической активностью к парам этанола, что приводит к снижению рабочей
температуры датчика до 623 °К и быстроте срабатывания ~ 1с, а использование в качестве материала электродов индия приводит к улучшению линейной вольтамперной характеристики элемента, что приводит к дополнительному эффекту.
Фиг. 2
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
Фиг. 3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
120 Кб
Теги
by2944, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа