Чувствительный элемент для определения содержания аэроионов в воздухе

 

Использование: аналитическое приборостроение . Сущность изобретения: чувствительней элемент выполняют в виде пьезокварцевой пластины с электродами, на которую нанесен чувствительный слой из 20-25%-ного водного раствора сахарозы, 1 ил,, 1 табл.

СОГОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 6 01 N 5/ОО

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

?1" О

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4794947/25

{22) 26.02,90 (46) 23.07.92: Бюл. М 27 (71) Украинский заочный политехнический институт им, И. 3. Соколова (72) Г.Т.Толовченко, А.Н, Кучук, Б.П. Сахаров, Ю.С, Ефимов, И.В. Цихановская и U3.Х. Бадалишев (56) Шилкин А. А. и др. Аэроионный режим в гражданских зданиях.. —. M.: Стройиздат, 1988, с. 168, Авторское свидетельство СССР

N 911290, кл. 6 01 N 27/02, 1982.

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть йспользовано при разработке и эксплуатации приборов для определения аэроионов в воздухе.

Известно определение концентрацйи аэроионов в воздухе при естественной и искусственной ионизации с помощью счетчиков аэроионов; в основу работы которых положены различные методы измерения характеристик аэроионов: масс-спектрометрический, импульсный, методы переменного тока,".аспирационный, которые используются в специальных измерениях и имеют ограниченное применение. Массспектрометрический метод и методы переменного тока применяются преимущественно в лабораторных исследованиях, а также при создании условий сильного разряжения, что вызывает смещение химических равновесий и изменение концентраций отдельных компонентов, приводя к снижению чувствительности анализа.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является чувстви„„5U 1749770 А1

2 (54) ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ АЭРОИОНОВ В ВОЗДУХЕ (57) Использование, аналитическое приборостроение, Сущность изобретения; чувствительный элемент выполняют в виде пьезокварцевой пластины с электродами, на которую нанесен чувствительный слой из

20-25 -ного водного раствора сахарозы, 1 ил„1 табл. тельный элемент, выполненный в виде пье-. эокварцевой пластины с электродами, на которую нанесен слой сорбента. способного поглощать определяемое вещество, Поглощение определяемого вещества слоем, нанесенным на резонатор, вызывает изменение частоты колебаний кварцевого резонатора, причем это иэменейие пропорционально концентрации определяемого вещества. . Недостатком известного чувствительного элемента является низкая чувствительность к аэроионам.:

Целью изобретения является повывение чувствительности.

На чертеже представлена схема чувствительного элемента.

Чувствительный элемент для определения содержания азроионов в воздухе выполняют в вйде пьезокварцевой пластины с электродами, на которую нанесен чувствительный слой из 20 — 257,-ного водного раствора сахарозы.

Высокая абсорбционная способность предлагаемого чувствительного слоя обус1749770 лаеливается окислением сахароэы. Чувствительный элемент состоит из пьезокварценой пластины . 1 с серебрянными электродами 2; к которым припаяны токоотводы 3. Иа пластину нанесен чувствитель- 5 ный слой 4, выполненный из 20-25Я-ного водного раствора сахарозы.

Чувствительный элемент работает следующим образом.

При включении элемента в схему элект- 10 ронного генератора пьезокварцевая пластина 1 с электродами 2 и чувствительным к азроионам слоем совершает электромеханические колебания с высокой частотой, оп. ределяемой толщиной пластины и массой 15 чувствительного элемента, При сорбции чувствительным слоем 4 аэроионов из воздуха изменяется масса чувствительного элемента и частота колебаний пропорционально концентрации аэроионов в воздухе, 20

Содержание аэроионов определяют по сорбционно-частотной характеристике чувствительного элемента:

Л F=f (С (азроионов), где Л F=Fz-F< — изменение частоты колеба- 25 ний чувствительного элемента, Гц;

F>, Fz — частота колебаний чувствительного элемента до и после абсорбции аэроионов чувствительным слоем„Гц;

С вЂ” концентрация аэроионов в воз хе 30 е пересчете на озон и оксиданты, мкг/м, .. Для получения характеристики создают заданную концентрацию аэроионов в воздухе, облучая герметически закрытое воздушное пространство известного объема 35 ионйзирующим устройством в течение определенного времени. Затем в это герметически закрытбе воздушное пространство со строго определенной концентрацией аэроионов вводят пьезочувствительный элемент 40, с предлагаемым чувствительн.ым слоем, включенный в схему электронного генератора, и проводят измерение частоты электромеханических колебаний. После этого строят сорбционно-частотную характери- 45 стику как зависимость изменения частоты колебаний от концентрации аэроионов, Пример. На пьезочувствительном. элементе выполняют чувствйтельйый слой массой 100 мкг, На аналитических весах 50 взвешивают 20 r сахарозы марки ХЧ, загру- жают ее в колбу емкостью 150-200 мл„куда также помещают 80 r дистиллированной воды. Полученный водный раствор сахарозы с концентрацией 20 используют для выпол- 55 нения чувствительного слоя. Затем берут кварцевый резонатор (с площадью кварцевой пластины 1,0 см и с частотой колебаний

900 кГц), на обе стороны кварцевой пластины которого наносят 20 ф,-ный водный растеор сахарозы, оставляя гурт сухим и соблюдая предосторожность с тем, чтобы обе стороны кварцевой пластины не имели электрического контакта через 20 $-ный водный раствор сахарозы. Чувствительный слой высушивают и подготовленный таким образом пьезочувствительный элемент используют в дальнейшем анализе, перед проведением которого строят его сорбционно-частотную характеристику:

Ь F-f(C (аэроионов), где Л F-F>-Fz — изменение частоты колебаний кварца, кГц;

Fy u Fg — частота колебаний кварца до и после абсорбции аэроионов, кГц;

С вЂ” концентрация аэроионов в воздухе,,/„з

Построение сорбционно-частотной характеристики проводят следующим образом.

Создают заданную концентрацию аэроионов в воздухе: 0,03; 0,06; 0,12; 0,30; 0,60, 0,90 и 1,20 мкг/м3. Для этого облучают герметизированное воздушное пространство (в частности, эксикатора объемом 6,5дмз) ионизирующим устройством (например, ионизатором воздуха "ИВА", -" РИ ГА"), в течение 0,5; 0,2; 0; 5,0; 10,0, 15,0 и 20,0 мин соответственно. С целью устранения влияния влаги на показания пьезочуествительного элемента в нижнюю часть эксикатора помещают чашку Петри с водой. Затем е эксикатор вводят пьезочувствительный элемент, включенный в схему электронного генератора, и измеряют частоту колебаний чувствительного элемента. После этого строят сорбционно-частотную характеристику пьезочувствительного элемента и проводят анализ.

8 таблице приведены данные влияния концентрзцйи водного раствора сахарозы на чувствительность анализа, Из данных приведенных в таблице„видно, что оптимальным интервалом концентрации водного раствора сахарозы является

20-25 ;

Формула изобретения

Чувствительный элемент для определения содержания аэроионое в воздухе, вы-. полненный в виде пьеэокварцевой пластины, имеющей площадь 1,0 см2 и частоту 900 кГц с электродами и нанесенным на поверхность пластины чувствительным слоем, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения чувствительности, чувствительный слой выполнен из 20-25 -ного водного раствора сахарозы.

1749770

Составитель С. Зуев

Техред М,Моргентал

Редактор И, Дербак

Корректор Л. Бескид

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 2590 Тираж . Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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