Датчик влажности и способ его изготовления

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к датчикам контроля параметров окружающей среды, и может быть использовано при измерении относительной влажности газовых срел повышает бмгшг у-иг. ,л кондукгометрических датчиков влажности и упрощает технологию их изготовления Предлагаемый датчик влажности содержит резистивный слой из твердого электролита с проводимостью по ионам хлора Pbt-xZnxClz.o- , где х - 0,03 ... 0.15, нанесенный вакуумным напылением на изолирующую подложку с двумя рабочими электродами из металлического хрома. Температура напыления 700 .. 800°С, толщина резистмвного слоя 0.1 ... 2.0 мкм. При комнатной температуре датчик обеспечивает измерение относи еяьиой влажности в диапазоне от 10 до 95% с погрешностью около 3,0% и быстродемгтрием 0,5 ,. 1.5 с. Чувствительность датчика около 6,0% на 1% изменения влажности, температурный коэффициент влажности около 1.0% на . измеряемые сопротивления лежат в диапазоне 10 1 ИЛ.т 10 Ом 2 с п ф лы. cr Ё

j(ll)r„:

СОК)э СОБГ ТСКИХ

СОЦИЛЛИСТИЧЕСКИК

РЕСПУБЛИК

ГОСУДЛРСТНЕHl tbl И КОМИ1 ЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 30.06.92,Бюг1. Ч 24 (21) 4687002 /25 (22) 05.05,89 (71) Институт новых химических проблем (72) С.А.Шерстнов, Н,Н,Верцгинин, IO.M.Малов (53) 543.247 (088,8) (56) Патент Англии

N. 2022837, кл. G 01 N 2?/12, 1978.

Патент Англии

М 2064123, кл. G 01 N 27/12, 1981. (54) ДАТЧИК ВЛАЖНОСТИ И СПОСОБ ЕГО

ИЗГОТОВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к электроиэме рительной технике, в частности к датчикам контроля параметров окружающей среды, и может быть использовано при измерении относительной влажности газовых грел, Г1 r повьвпает быг р,:1,",, ...; Кондукгометрических датчиков Bflçæíîñòè и упрощает технологиго их изготовления, Предлагаемый

Изобретение о носится к злекгроизмерительной технике, в частности к датчикам контроля параметров окоужающвй среды, L1 может быть испо1ьзовано г1ри из герении относительной в»ажности газовых сред.

Целью изобретения яваиеся погплгвение быстродействия.

На чертеже показан да гчил, ого,ии вид.

Датчик содоржиг изолирующую подложку 1, на которую првдваритв»ьно напылягогся оабочие злекгроды 2 и 3, а загем— резистивный слой 4

„„ iЦ „„1 646384 A1 датчик влажности содержит реэистивный слойизтвердого электролита с проводимостью оо ионам хлора Pbi-xZAxCI2.0гхЕ2х, где х - 0,03 ... 0.15; нанесенный вакуумным напылением на иэолирующую подложку с двумя рабочими электродами иэ металлического хрома.

Температура напыления 700 ... 800ОС, толщина реэистиеного слоя 0,1 ... 2,0 мкм. При комнатной температуре датчик обеспечивает измерение относитвяьной влажности в диапазоне от 10 до 95 с погревгностью около 3,07 и быстродействием 0,5 ... 1,5 с.

Чувствительность датчика около 6,01ь на 1$ изменения влажногти, температурный коэффициент изменен лв влажности около I 3 l,0;, на 1 С. измеряемые сопргггивления лежат в диапазоне 10 ... 10 Ом. 2 с и. ф-лы.

1 ил.

Принцип работы пред»агаг мого лондук- ОО тометрического датчика состоиг в следую- . щем. Собранный датчик д»я приведения в рабочее состояние требует выдержки в атмосфере повышенной влажности (Ov0 ло 100 огн. > ;,) в течение околО 1 суг. Двllee с гомощью моста перв 1 гг ого тока измеряюг collpo1l ..»åíие мв.:ду рабочими электродами 2 и ", и пп градуирог огной кривой опрвдоая>ог ..;. оеl11l »> ilylo

В»ажНОСГЬ И" гIOÐßOÃ1O.1 Га: О»ей CÐC »,. Гп:1ДУИ(ЗОВОЧ3(а Л КРИl :ав З» И . Ое Г и го ПЕ l ll ления от влажно;.1ll сгн гг .тсв в ..:»г в .„

1646384

Составитель И. Соколов

Редактор Т. Рыбапова Техред М.МОргснтвл Корректор Л, Пилипенко

Заказ 2816 Тираж 282 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, уп.Гагарина, 101 когда датчик помещен в замкнутый обьем над водным раствором серной кислоты определенной концентрации.

Пример 1. На изолирующую подложку из стекла напыляют рабочие электроды иэ металлического хрома толщиной около 1 мкм, а затем — слой реэистивного материала, Калибровочную кривую снимают при

20 С на частоте переменного тока 2 кГц, Л ля реэистивного слоя состава

РЬ0,9тУпо,оэС11,94Fp,об толщиной 1 мкм, напыленного при 700 С, получены следующие технические характеристики: интервал относительной влажности от 10 до 95 отн. диапазон изменения сопротивления в этом диапазоне от 3 10 до 5 10 Ом, по;решб . 4 ность измерения 3;ь. Время установления сигнала (быстродействие) и время релаксации при изменении влажности от 30 дот

65 около 1 с. Температурный коэффициент изменения влажности около 1,0;4 на

10С

Пример 2, Технология изготовления датчика и измерения сопротивления аналогичны примеру 1. Для резистивного слоя состава Pbo,96Zn0,04С11.92F0,08 толщиной

0,1 мкм, напыленного при 700 С, получены следующие технические характеристики; при изменении относительной влажности от 10 до 957; изменение сопротивления составляет от 1 .. 10 до 1,5 10 Ом, погрешб 4 ность измерения i 2,5%. Время установления и спада сигнала при изменении влажности от 30 до 65; порядка 0,5 с.

fl р и м е р 3. Технология изготовления датчика и измерение сопротивления ана5 логичны примеру 1, Для резистивного слоя состава Pbo,geZno,04Оl,a4Fo,lб олщиной 0.5 мкм, напыленного при 750 С, получены следующие технические характеристики: при изменении относительной влажности от

10 10 до 95% изменение соп отивления составляет от 8 10 до 3 10 Ом, погрешность

5 измерения+ 3,0 . Время установления и спада сигнала при изменении влажности от 30 до 65 около 1 с.

15 Формула изобретения

1. Датчик влажности. содержащий влагочувствительный слой и два рабочих электрода, нанесенные на изолирующую подложку, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с

20 целью повышения быстродействия. вnагочувствительный слой изготавливают из твердого электролита, состава

Pb1 xZnxÑ!2-2xF2x. ГдЕ Х ЛЕжИт В Г1рЕдЕ. лах от 0,03 до 0,15.

25 2. Способ изготовления датчика влажности путем вакуумного напыления на изолирующую подложку рабочих электродов из инертного металла и затем реэистивного влагочувствительного слоя, о т л и ч а ю30 шийся тем, что реэистивный слой наносят при температуре 700 — 800 С из шихты состава РЬ1-xZn,Clz-2Еь, где 0,03 х 9 0,15.