Газочувствительный элемент
ГАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ, содержащий нагреватель и измерительный электрод, помещенные в металлооксидный полупроводник дисперсной структуры из оксидов олова и алюминия , активатор в виде дисперсного слоя, нанесенного на полупроводник, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности к водороду, в качестве активатора использован оксид кадмия.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (l9) (11)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н *B TOPCNOMV СВИ ДЕТЮ ЪСТВМ
4(51) (01 И 27/02 (21). 3532636/24-25 (22) 27.12.82 (46) 23.02.85. Бюл. У 7 (72) И.И.Бакаев, А.Г.Бондаренко, Н).А.Соколов и Ж.Б.Троицкая (53) 543.274(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
Р 873092, кл. G 01 Ы 27/02, 1981., 2. Патент Франции 9 2106112, кл. G 01 Б 27/12, опублик. 1973 (прототип). (54)(57) ГАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫИ ЭЛЕМЕНТ, содержащий нагреватель и измерительньй электрод, помещенные в металлооксидный полупроводник дисперсной структуры из оксидов олова и алюминия, активатор в виде дисперсного слоя, нанесенного на полупроводник, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности к водороду, в качестве активатора использован оксид кадмия.
1141325
Изобретение относится к области анализа газов и может найти применение в анализаторах и сигналиэаторах в качестве чувствительных элементов, реагирующих на присутствие контролируемых веществ в газовой среде изменением электропроводности полупроводника.
Известен чувствительный элемент, состоящий из нагревательной спирали, измерительного электрода и металлооксидного полупроводника дисперсной структуры, в которой частицы оксида расположены в сетке оксида алюминия Г1). I5
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является газочувствительный элемент, содержащий нагреватель и измерительный электрод, помещенные в металлооксид- 20 ный полупроводник дисперсной структуры из оксидов олова и алюминия, активатор в виде дисперсного слоя, нанесенного на полупроводник (23.
Однако известные чувствительные элементы обладают низкой чувствительностью к водороду.
Целью изобретения является повышение чувствительности к водороду.
Поставленная цель достигается 30 . 1 тем,что B газочувствительном элементе, содержащем нагреватель и измерительный электрод, помЕщенные в металлооксидный полупроводник дисперсной структуры из оксидов олова и алюминия, активатор в виде дисперсно
ro слоя, нанесенного на полупроводник, в качестве активатора использу-, ется оксид кадмия.
На чертеже представлен газочув- 4О ствительный элемент, общий вид.
Газочувствительный элемент содержит нагреватель 1 и измерительный электрод 2, помещенные в металлооксидный полупроводник 3 дисперсной 45 структуры из оксидов олова и алюминия, на полупроводник нанесен активатор 4 в виде дисперсного слоя, в качестве активатора использован оксид кадмия. Нагреватель имеет выводы 5О
5иб.
Устройство работает следующим образом.
Газочувствительный элемент нагревают до рабочей температуры и поме- 55 щают в анализируемую среду. Измеряют изменение тока между электродом и нагревателем, который характеризует изменение проводимости полупроводникового материала в результате воздействия на него водорода, содержащегося в активизируемой среде.
Пример . Для измерения используют газочувствительный элемент, у которого диаметр платинового микропровода для навивки спирали нагревателя и для электрода 0,03 мм, диаметр спирали 0,62 мм, длина навивки 0,6 мм, число витков спирали 5,5.
При этом гаэочувствительный элемент имеет форму, близкую к сферической, диаметром примерно 1 мм. Масовое соотношение оксида олова и оксида алюминия в полупроводнике 1:2.
При этих параметрах пропусканием тока 0,22 А через спираль газочувствительный элемент нагревают до рабочей температуры 390 С.
Изготавливают четыре газочувствительных элемента. При этом измеряют выходные сигналы на водородовоэдушной смеси концентрации
0,01 об.7 до и после нанесения на полупроводник активатора. Результаты измерения приведены в таблице, где 30 — ток полупроводника в присут. ствии чистого воздуха, 7 — ток полупроводника в присутствии водородо-. воздушной смеси.
Активатор получался путем нанесе ния на полупроводниковый материал азотнокислого кадмия 1,6 r
Сс1(ИО ) 4Н О + 10 мл Н О.
При этом через нагреватель пропускают ток накала 0,27 А. В результате разложения азотнокислого кадмия на полупроводнике образуется дисперсный активный слой оксида кадмия. Чувствительность, определяемая как отношение тока полупроводника в присутствии водородовоздушной смеси
I к току полупроводника в присутствии чистого воздуха Х/Х, как это видно иэ таблицы, после нанесения активатора возрастает примерно в 5 раэ. Таким образом, данные таблицы свидетельсвуют, насколько предлагаемый чувствительный элемент эффективнее известного.
Благодаря достигнутому положительному эффекту газочувствительные элементы могут найти применение в различных областях техники, где существует необходимость определять микпоконцентрации водорода.
1141325
Чувстви.тельный элемент
С активатором
Без активатора
19,4
5,0
3,8 19
6,0 27
3,2 15
22,5
4,5
20,0
4,7
4,0
20,0
5,2 21
Составитель В.Екаев, Редактор А.Шишкина Техред. Т.Иаточка Корректор А.Ильин1
Заказ 488/32 Тираж 897 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Приборы с газочувствительными элементами во многих случаях могут заменить гелиевые течеискатели, например течеискатели, основанные на термокондуктометричееком измерении.
При этом положительный эффект заключается в увеличении на несколько порядков чувствительности к течам и в исключении в проверках дорогостоящего гелия. Они могут найти при- 1О менение для.контроля содержания водорода в верхних слоях атмосферы для обнаружения выхода водорода йз недр Земли через вулканы и разломы земной корм.
Другая возможная область применения — испытание и техобслуживание маслонанолненной электроаппаратуры.
Такое применение может быть основано на том явлении, что снижение сопротивления изоляции органических масел сопровождается выделением из него водорода в результате электролиза.
1,7 33
0,4 9
0,65 13
1 20
