Способ анализа кислорода

 

Изобретение относится к способу газового анализа. Анализ ведут-по . изменению электропроводности на полупроводниковом чувствительном элементе (ЧЭ). С целью расширения функциональных возможностей способа перед подачей анализируемой смеси изменяют температуру (t) ЧЭ, находят t, при которой его электропроводность в атмосфере невозбужденного кислорода равна электропроводности после действия колебательно-возбужденных моле-, кул кислорода, и при найденной t производят измерение величины сигнала релаксации электропроводности. с (О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1242796 А 1 (50 4 G Ol N 27/02

Я Pr Щрг ч с

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ВИСЛЫЕ 1 ЩА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изоБРетений и ОткРытий (21) 3849358/24-25 (22) 31 .01.85 (46) 07.07.86. Бюл. Ф 25 (72) С.А.Казаков, Э.Е.Гутман и И.А.Мясников (53) 543.274 (088.8) (56) Гутман Э.Е. Влияние адсорбции

° свободных атомов и радикалов на электрофизические свойства полупроводниковых окислов металлов. — ЖФХ, 1984, вып.4, 58, с. 801.

Иясников И.А., Иалинова Г.В. Полупроводниковые зонды, раздельно регистрирующие свободные радикалы и молекулы. — ДАН СССР, 1.964, 159, с. 894. (54) СПОСОБ АНАЛИЗА КИСЛОРОДА (57) Изобретение относится к способу газового анализа. Анализ ведут по изменению электропроводности на lIo лупроводниковом чувствительном элементе (ЧЭ). С целью расширения функциональных воэможностей способа перед подачей анализируемой смеси изменяют температуру (t) ЧЭ, находят t, при которой его электропроводность в атмосфере невозбужденного кислорода равна электропроводности после действия колебательно-возбужденных моле-, кул кислорода, и при найденной t производят измерение величины сигнала релаксации электропроводности.

1242796

Изобретение относится к газовому, анализу и может быть использовано с целью селективного детектирования атомов и колебательно-возбужденных молекул кислорода в кислородсодержащих средах, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей способа за счет селективного детектирования атомов и колебательно-возбужденных молекул кислорода.

Способ осуществляется с помощью чувствительного элемента, выполненного в виде полупроводниковой пленки окисла металла, нанесенной на огнеупорную изолирующую подложку.

При подаче на чувствительный элемент кислородсодержащей среды измеряют разность между конечным и начальным значениями электропроводности этого элемента. Раздельное детектирование атомов и колебательно-возбужденных молекул достигается за счет того, что перед подачей анализируемой смеси, содержащей атомы и колебательно-возбужденные молекулы кислорода, изменяют температуру чувствитепьного элемента цо тех пор, пока его электропроводность в атмосфере невозбужденногО кислорода не станет равной электропроводности чувствительного элемента под действием колебательновозбужденных молекул кислорода после прекращения их подачи и окончания релаксации электропроводности.

Анализ ведут следующим образом.

При найденной ранее температуре на чувствительный элемент подают анализируемую смесь. После достижения стационарного значения электропроводности подачу смеси прекращают и производят измерение величины сигнала ралаксации электропроводности, по которой судят о концентрации колебательно-возбужденных молекул кислорода, а о концентрации атомов кисло- рода судят по разности между значением электропроводности после релаксации и начальным значением электропроводности в атмосфере невозбужденного кислорода.

lI p и м е р 1. Детектирование атомов и колебательно-возбужденных молекул кислорода с помощью чувствительного элемента, приготовленного из окиси цинка.

Полупроводниковую пленку ZnO наносят на огнеупорную изолирующую подложку из кварца, снабженную платиновыми контактами для измерения электропроводности. Подготовленный таким образом чувствительный элемент помещают в вакуум, напускают кислород до давления 10-10 торр и понижают его температуру. Периодически понижение температуры прекращают, чувствительный элемент выдержи10 вают в атмосфере кислорода в течение некоторого времени, пока не устано-.. вится постоянное. значение электроправодности, затем подают в объем определенные концентрации колебательновозбужденных молекул кислорода (10 — 10 см ) и измеряют сигнал изменения электропроводности до тех пор, пока не установится постоянное значение, после этого прекращают по о дачу колебательно-возбужденных молекул кислорода и измеряют величину релаксации электропроводности чувствительного элемента. В случае релаксации электропроводности к начальному значению равному стационарному значению электропроводности окиси цинка от невозбужденных молекул кислорода, дальнейшее понижение температуры прекращают и при данной температуре на чувствительный элемент поО дают анализируемую смесь, содержащую атомы и колебательно-возбужденные молекулы кислорода. После достижения стационарного значения электропроводности прекращают подачу на

35 чувствительный элемент исходной смеси и производят измерение величины релаксации электропроводности, по которой судят о концентрации колеба4Q тельно-возбужденных молекул кисло, роца, а о концентрации атомов кислорода судят по разности между значением электропроводности после релаксации и начальным значением электро1 г..роводности чувствительного элемента в атмосфере невозбужденнаго кислорода. Далее рассчитывают концент, рации атомов и колебательно-возбужденных молекул кислорода в исход50 ной смеси по известным уравнениям.

В частности, понижая температуру

ZnO до (-20) — (-80) С, обеспечивают высокую селективность и точность в определении концентрации колебательно-возбужденных молекул кисло10 с лорода (10 — 10 см ) в исходной смеси.

1242

Составитель В.Екаев

Техред Н.Бонкало Корректор М.Шароши

Редактор Н.Рогулич

Ъ

Заказ 3695/40

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4

ll p и м е р 2. Детектирование атомов и колебательно-возбужденных молекул кислорода с помощью чувствительного элемента иэ окиси никеля.

Последовательность операций такая же, как и в примере 1, с тдй лишь разницей, что чувствительный элемент изготавливают иэ NiO и температуру чувствительного элемента не понижают,to а повышают.. В частности, повышая температуру NiO до 270 — 420 С, обеспечивают высокую селективность и точность в определении концентрации атомов кислорода (10 — 10 см )

7 10 -3 и колебательно-возбужденных молекул ки а (10 101 ) í,меси формулаизобретения

Способ анализа кислорода, заключающийся в том, что кислородсодержащую среду подают на чувствительный элемент, представляющий собой полупроводниковую пленку окисла металла, нанесенную на .огнеупорную подложку, и измеряют изменение электропроводности, равное разности между конеч796 4 ным и начальным значениями электропроводности чувствительного элемента, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей способа эа счет селективного детектирования атомов и колебательно-возбужденных молекул кислорода, перед подачей анализируе». мой смеси, изменяя температуру чувствительного элемента, находят температуру, при которой его электропроводность .в атмосфере невозбужденного кислорода равна электропроводности после действия колебательно-возбужденных молекул кислорода и окончания релаксации электропроводности, при найденной температуре по окончании подачи анализируемой смеси производят измерение .величины сигнала релаксации электропроводности, по которой судят о концентрации колебательно-возбужденных молекул кислорода, а о концентрации атомов кислорода судят по разности между значением электропроводности после релаксации и начальным значением электропроводности в атмосфере невозбужденного кислорода.