Первичный преобразователь гигрометра точки росы
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования при изготовлении первичных преобразователей гигрометров точки росы для метеорологии и ряда отраслей народного хозяйства. Цель изобретения - упрощение технологии изготовления, надежности и повышение точности преобразования влажности в температуру. Первичный преобразователь содержит две сдвинутые относительно друг друга на ширину контактных площадок диэлектрические подложки (П). П разделены межэлектродным промежутком. На внутреннюю сторону П напылены электроды, а на внешнюю - термометр сопротивления и нагревательный элемент. Между П расположена V-образная вставка, заполненная на 0,3-0,6 ее объема влагочувствительным веществом. 1 ил.
СО)ОЗ СОВЕТСКИХ.
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (И) (б() 4 0 Ol N 25/66
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4087745/31-25 (22) 10.07.86 (46) 07.0/.89. Бюл. М 25 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) .Л.П.Лубянов, А.Н.Небосенко, ю
Н.Л.Небосенко, В, С. Скрынский, И,И,Харченко и В.О.дулько (53) 543.274(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
h - 1099266, кл. G OI N 27/02, 1984.
Разработка измерительного электротеплового преобразователя влажности и температуры воздуха на основе групповои тонкопленочной технологии:
Отчет. Киевский политехнический институт. М roc.рег. 01850082646, 17.03.86, с. 187. (54) ПЕРВИЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ГИГРОNETPA ТОЧКИ РОСЫ
Изобретение относится к измерительной технике и в сочетании с вторичным преобразователем может быть использовано для измерения точки росы в метеорологии и ряде отраслей народного хозяйства, например в сельском хозяйстве и медицине.
Целью изобретения является повышение надежности и увеличение точности первичного преобразователя гигрометра точки росы.
На чертеже изображен первичный преобразователь (1Ш1 гигрометра точки росы, общий вид.
Преобразователь содержит две высокотеплопроводные диэлектрические
2 (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования при изготовлении первичных преобразователей гигрометров точки росы для метеорологии и ряда отраслей народного хозяйства. Цель изобретения — упрощение технологии изготовления, повышение надежности и точности преобразования влажности в температуру, Первичный преобразователь содержит две сдвинутые относительно одна другой на ширину контактных площадок диэлектрические подложки (П). П разделены межэлектродным промежутком, На внутреннюю сторону
П напыпены электроды, а на внешнюю— термометр сопротивления и нагревательный элемент. Между П расположена
U-образная вставка, заполненная на
0,3-0,6 ее объема влагочувствитель ным веществом. 1 ил. подложки I. На внешней стороне каждой подложки методом вакуумного напыления нанесены тонкопленочные металлические термометр 2 сопротивления с контактными площадками 3 и нагревательный элемент 4 с контактными ° площадками 5, а на другой стороне подложки I — увеличительный элемент в виде тонкопленочных коррозионно-стойких электродов 6 с контактными площадками 7. Каждая подложка с одной стороны металлизирована, и слой металлизации является электродом 6. Две идентичные подложки 1 размещены так, что электроды 6 (металлизированные поверхности подложек ) обращены друг
1492258 к другу, а подложки 1 смещены в продольном направлении относительно одна другой на ширину контактных площадок 7, Заподлицо между подложками 1 и контактными площадками 7 размещена
U-образная диэлектрическая вставка 8.
Полученная структура плотно сжата любым известным способом и герметизирована, например, нетеплопроводным и неэлектропроводным герметиком так, чтобы герметик не попал в сформированный межэлектродный промежуток 9.
В межэлектродный щелевой промежуток
9 введено влагочувствительное вещест- 15 во (ВЧВ) 10 на основе электролитической соли в количестве 0,3-0,6 его объема. Глубина межэлектродного промежутка равна 2-5 толщин диэлектрической вставки 8. 20
Пример, Первичный преобразова-.тель гигрометра точки росы выполнен в виде преобразователя, в котором высокотеплопроводные негигроскопические диэлектрические подложки, например поли- 25 хоровые, толщиной О, 5 мм подготовлены к напылению стандартным способом, используемым в микроэлектронике, и на них методом вакуумного напыления с одной стороны нанесены термометр со- 30 противления и нагревательный элемент с поверхностным сопротивлением
О,3 Ом/кВ из никеля. Размеры и конфигурация нагревательного элемента и термометра сопротивления выбраны исходя из требуемых мощности рассеяния и сопротивления соответственно. На них напылены контактные площадки толщиной 0,4-0,5 мкм из никеля. Методом фотолитографии созданы соответствую 4 щие фотошаблонам топологии сопротивления и нагревательного элемента. 3атем выполнено напыление электродом из титана в атмосфере азота на всю поверхность другой стороны подложки 45 и получено металлизированное покрытие из нитрида титана с поверхностным сопротивлением 1-2 Ом/кВ, тонкопленочные электроды иэ нитрида титана подобны электродам из металлов плати новой группы — не растворяются электролитически и значительно превосходят по стойкости серебряные электроды. На полученные электроды напылены контактные площадки толщиной 5 мкм из Cr-Cu По известной технологии
55 изготовлена диэлектрическая вставка
U-образной формы, например, из лавса— щовой пленки толщичой 20 мкм с глубиной 60 мкм. Две.идентичные подложки размещены одна относительно другой со стороны электродов, сдвинуты по длине на ширину контактных площадок, равную 1,5 мкм. Лавсановая пленка размещена между подложками и контактными площадками так, чтобы диэлектрическая вставка не выступала эа пределы размеров подложек. Полу ченная структура плотно сжата струбцинами, а затем герметизирована герметиком таким образом, чтобы герметик не попал в сформированный межэлектродный промежуток. В межэлектродный промежуток введен раствор (насыщенный) хлорида лития плотностью (1,1 — 1,2) 10 кГ/м и объемом
3 10 мм . В качестве ВЧВ выбран
3 насыщенный раствор хлорида лития, так как LiC1 исключительно стабилен и слабо подвергается действию агрессивных примесей в воздухе.
Первичный преобразователь работает следующим образом.
В основе действия гигрометра точки росы лежит принцип автоматического поиска и поддержания температуры . трехфазного равновесня.1кристаллы электролитической соли — раствор— пары воды) ВЧВ 10 на основе электрической соли, т.е. температуры, при которой давление пара над насыщенным раствором соли поднимается до значения давления пара в окружающем воздухе. Нагрев ВЧВ 10, которое введено в щелевой межэлектродный промежуток 9
Ю и находится в надежном электрическом контакте с электродами 6, подключенными к устройству, регистрирующему изменение сопротивления соли, осуществляется за счет теплопередачи от нагревательного элемента 4, После завершения переходного процесса нагрева устанавливается динамическое равновесие между количеством сорбируемой и испаряемой с поверхности ВЧВ IO влаги. Этому равновесию соответствуют определенное сопротивление соли и равновесная температура (температура точки росы), которая регистрируется с помощью термометра 2 сопротивления и преобразуется в соответствующий выходной сигнал, по которому с помощью характеристики преобразования определяют влажность окружающего воздуха.
Формула. изобретения
Первичный преобразователь гигрометра точки росы, содержащий тонкопле58
Составитель В.Екаев
Редактор О.Юрковецкая Техред М.Дидык Корректор М.Васильева
Заказ 3870/46 Тираж 789 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина,.101
5 14922 ночные металлические термометр сопротивления и нагревательный элемент, нананесенные на внешнюю поверхность высокотеплопроводной диэлектрической подложки, чувствительный элемент в
5 виде снабженных контактными площадками, тонкопленочных коррозионностойких металлических электродов, нанесенных на другую сторону подложки, щелевой межэлектродный промежуток, заполненный влагочувствительным веществом на основе электролитической соли, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и увеличения точности первичного преобразователя гигрометра точки росы, щелевой межэлектродный промежуток образован смещенными s продольном направлении относительно одна другой на ширину контактных площадок идентичными подложками, между которыми расположена U-образная диэлектрическая вставка, глубина межэлектродного промежутка равна 2-5 толщин этой вставки и он заполнен влагочувствительным веществом в количестве 0,3-0,6 его объема, каждая подложка со стороны диэлектрической вставки металлиэирована, слои металлизации являются электродами.
