Способ изготовления влагочувствительных элементов

Изобретение относится к измерительной технике и используется в датчиках влажности атмосферного воздуха. Сущность изобретения заключается в том, что гибкую диэлектрическую пленку зачищают наждачной бумагой до получения равномерного матового состояния. Разрезают гибкую диэлектрическую пленку на отдельные элементы, фиксируют отдельный элемент гладкой поверхностью на горизонтальной поверхности термостола и при температуре термостола (65±5)°С наносят на зачищенную поверхность элемента дозатором 0,125 мл 10%-ного раствора желатина с добавлением 0,016 г/мл хлористого лития. Сушат элемент при температуре (65±5)°С с нанесенным раствором до полного высыхания раствора в течение 20-30 мин. На высохшую поверхность элемента при температуре термостола 65±5°С наносят дозатором раствор хлористого лития 40 г/л в дозе, зависящей от диапазона измеряемой влажности. Сушат элемент на поверхности горизонтального стола при температуре (65±5)°С до полного высыхания раствора в течение 20-30 мин. Наносят на высохшую поверхность элемента 0,2 мл раствора бихромата калия 1,5 г/л, сушат элемент на поверхности горизонтального стола при температуре (65±5)°С 40-50 мин. Дубят элемент путем выдерживания в емкости с силикагелем, высушенным на воздухе при температуре (120±5)°С в течение 48-72 ч при комнатной температуре. Технический результат - повышение надежности, долговечности и чувствительности влагочувствительного элемента. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Способ относится к измерительной технике и используется в датчиках влажности атмосферного воздуха.

Известен способ изготовления влагочувствительных элементов (патент US №3250114, публ. 10.05 1966 г., в котором порошкообразный слой адсорбента в виде молекулярных сит и толщиной от 0,5 до 15 мкм равномерно наносят на тепловой чувствительный элемент с помощью клея.

Недостаток аналога заключается в том, что для каждого последующего измерения влажности необходимо нагревать адсорбент.

Известен также способ изготовления влагочувствительных элементов (патент RU №2564700, МПК G01W 1/11, дата приоритета 17.07.2014 г., опубликовано 10.10.2015 г., бюл. №28.), выбранный за прототип и заключающийся в том, что том, что

- непрерывно протягивают гибкую диэлектрическую пленку с равномерно нанесенным слоем желатина со скоростью протяжки (10±0.5) мм/мин;

- погружают упомянутую пленку в пропиточный раствор с температурой (15±3)°С для пропитки слоя желатина с глубиной погружения пленки в пропиточный раствор (1.53±0.2) мм, причем пропиточный раствор представляет собой смесь раствора хлористого лития и раствора двухромовокислого калия

- сушат упомянутую пленку с пропитанным слоем желатина;

- дубят слой желатина посредством облучения упомянутой пленки источником инфракрасного и/или ультрафиолетового излучения или посредством выдержки упомянутой пленки в комнатных условиях не менее 2 сут. (темновое дубление) в биологическом эксикаторе.

- разрезают упомянутую пленку на отдельные пленочные элементы;

- температура воздуха при пропитке, дублении и резке равна (20±2)°С;

- относительная влажность воздуха при пропитке, дублении и резке составляет (60±7)%.

Недостатком прототипа является низкая надежность, малые долговечность и чувствительность влагочувствительных элементов. Недостатки обусловлены краевыми эффектами, возникающими при резке диэлектрической пленки с нанесенным влагочувствительным слоем на отдельные пленочные элементы. При резке влагочувствительный слой разрушается, и торцы пленочных элементов оказываются незащищенными от влияния вредных внешних воздействий, прежде всего, микроорганизмов, разрушающих слой желатина, прилегающий к поверхности диэлектрической пленки.

Кроме того, слой желатина протягивают через пропиточный раствор на определенной глубине с определенной скоростью. Поэтому молекулы пропиточного раствора, вместе с сорбцией в глубину желатинового слоя, приобретают составляющую движения вдоль поверхности раздела желатина и раствора. Из-за этого сильно пропитывается раствором только поверхностный слой желатина, и последующая операция - дубление получается поверхностным. Влагочувствительный слой получается тоньше, следовательно, может впитывать меньше влаги, чувствительность элемента снижается. Глубинные слои желатина, относительно слабо пропитанные, получаются плохо защищенными от микроорганизмов, и как, уже указано, разрушаются, что приводит к отслоению желатина от диэлектрической пленки.

Технический результат заявленного способа заключается в повышении надежности, долговечности и чувствительности влагочувствительных элементов.

Указанный технический результат достигается тем, что гибкую диэлектрическую пленку зачищают наждачной бумагой до получения равномерного матового состояния, разрезают гибкую диэлектрическую пленку на отдельные элементы, фиксируют отдельный элемент гладкой поверхностью на горизонтальной поверхности термостола и при температуре термостола (65±5)°С наносят на зачищенную поверхность элемента дозатором 0,125 мл 10%-го раствора желатина с добавлением 0,016 г/мл хлористого лития, сушат элемент при температуре (65±5)°С с нанесенным раствором до полного высыхания раствора в течение 20-30 минут, на высохшую поверхность элемента при температуре термостола 65±5°С наносят дозатором раствор хлористого лития 40 г/л в дозе, зависящей от диапазона измеряемой влажности, сушат элемент на поверхности горизонтального стола при температуре (65±5)°С до полного высыхания раствора в течение 20-30 минут, наносят на высохшую поверхность элемента 0,2 мл раствора бихромата калия 1,5 г/л, сушат элемент на поверхности горизонтального стола при температуре (65±5)°С 40-50 минут, дубят элемент путем выдерживания в емкости с силикагелем, высушенным на воздухе при температуре (120±5)°С, в течение 48-72 часов при комнатной температуре.

Тот же технический результат достигается тем, сопло дозатора перемещают по поверхности предыдущего слоя под прямым углом к указанной поверхности в толще вытекающего раствора.

Тот же технический результат достигается тем, что для диапазона измеряемой влажности 20-80% наносят 0,12 мл раствора хлористого лития 40 г/л, а для диапазона измеряемой влажности 40-90% наносят 0,07 мл раствора хлористого лития 40 г/л.

По сравнению с прототипом изобретение имеет новую совокупность существенных признаков, то есть отвечает критерию новизны.

Сущность изобретения заключается в том, что влагочувствительный элемент формируют послойно, нанося растворы на уже высушенную, предыдущую основу. Растворы наносят дозатором в определенной дозе, перемещая сопло дозатора по всему предыдущему слою под прямым углом к поверхности нанесения слоя. Раствор, под действием сил поверхностного натяжения и силы тяжести, при заданной температуре равномерно растекается по горизонтальной поверхности предыдущего слоя, образуя замкнутую поверхность, ограниченную дозой раствора. Края слоев не разрушаются при разрезании ленты на элементы, как в прототипе, поскольку разрезка происходит до нанесения чувствительного слоя. Тем самым повышается надежность и долговечность чувствительного элемента.

Кроме того, зачистка гибкой диэлектрической пленки до матовой поверхности повышает сцепление молекул раствора желатина с основой, что повышает долговечность слоя. Добавка в раствор желатина 0,016 г/мл хлористого лития защищает желатиновый слой от действия микроорганизмов.

Сорбция растворов хлористого лития 40 г/л и бихромата калия 1,5 г/л в предыдущие подслои происходит при неподвижном положении подслоев в горизонтальной плоскости, поэтому молекулы растворов имеют возможность глубже проникнуть в подслой, дубление получается объемное, вследствие чего повышается чувствительность элемента.

Основа влагочувствительного элемента вырезается на лазерном разделочном координатном станке из гибкой диэлектрической пленки, например, пленки полиэтилентерфталатной ПЭТ-Э, 125X1 ГОСТ24234-80. Пластина нарезается размером 7×68 мм с отверстиями, расположенными по центру по ширине с отступом от края 2,5 мм. Зачистка одной стороны до равномерного матового состояния производится наждачной бумагой Р400 ISO 6344.

Для приготовления 10%-го раствора желатина с добавлением 0,016 г/мл хлористого лития используют желатин пищевой ГОСТ 11293-89, воду дистиллированную ГОСТ 6709-72, литий хлористый 40 г/л. Для приготовления раствора дубления используют калия бихромат технический ГОСТ 2652-78 и воду дистиллированную ГОСТ 6709-72. Растворы наносят на элемент, размещенный на нержавеющем термостоле с цифровым регулятором температуры Магистр Ц20-Т лабораторным дозатором 20-200 мкл.

Материалом для токосъемников является никелевый прокат НП2. Токосъемники вырезаются из ленты ДПРКТ 0,10×60 НА НП2 ГОСТ 2170-73 и монтируются в отверстия на элементе путем обжатия с одновременным плавлением чувствительного слоя при температуре (160-180)°С.

Для проверки характеристик влагочувствительных пленок, разработанных в ООО «Квант», были проведены испытания. Влагочувствительные пленки (диапазон преобразования от 20 до 80%), разработанные в ООО «Квант», устанавливались в преобразователь влажности первичный ДВ2-11 с элементом преобразовательным Б-13.661.84. Преобразователь влажности первичный ДВ2-11 размещался в климатической камере СМ-30/100-120 ТВХ. Одновременно, для сравнения, в климатической камере СМ-30/100-120 ТВХ размещался преобразователь влажности первичный ДВ2-11 с элементом преобразовательным Б-13.661.84 (диапазон преобразования от 20 до 80%), содержащим влагочувствительные пленки из комплекта поставки. Также, в климатическую камеру СМ-30/100-120 ТВХ для точного контроля влажности и температуры устанавливался гигрометр Rotronic НР22-А.

В климатической камере СМ-30/100-120 ТВХ создавалась влажность от 30 до 75%. Поочередно преобразователи влажности подключались к мосту уравновешенному переменного тока показывающему КМ140-501-ОМ4. Испытания проводились при температуре в климатической камере СМ-30/100-120 ТВХ +20°С.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Указанные особенности способа позволяют изготовить чувствительные элементы, надежно работающие во влажной атмосфере в двух диапазона измерения относительной влажности 20-80% и 40-90%.

1. Способ изготовления влагочувствительных элементов, заключающийся в том, что гибкую диэлектрическую пленку зачищают наждачной бумагой до получения равномерного матового состояния, разрезают гибкую диэлектрическую пленку на отдельные элементы, фиксируют отдельный элемент гладкой поверхностью на горизонтальной поверхности термостола и при температуре термостола (65±5)°С наносят на зачищенную поверхность элемента дозатором 0,125 мл 10%-ного раствора желатина с добавлением 0,016 г/мл хлористого лития, сушат элемент при температуре (65±5)°С с нанесенным раствором до полного высыхания раствора в течение 20-30 минут, на высохшую поверхность элемента при температуре термостола 65±5°С наносят дозатором раствор хлористого лития 40 г/л в дозе, зависящей от диапазона измеряемой влажности, сушат элемент на поверхности горизонтального стола при температуре (65±5)°С до полного высыхания раствора в течение 20-30 минут, наносят на высохшую поверхность элемента 0,2 мл раствора бихромата калия 1,5 г/л, сушат элемент на поверхности горизонтального стола при температуре (65±5)°С 40-50 минут, дубят элемент путем выдерживания в емкости с силикагелем, высушенным на воздухе при температуре (120±5)°С в течение 48-72 часов при комнатной температуре.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сопло дозатора перемещают по поверхности предыдущего слоя под прямым углом к указанной поверхности в толще вытекающего раствора.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что для диапазона измеряемой влажности 20-80% наносят 0,12 мл раствора хлористого лития 40 г/л, а для диапазона измеряемой влажности 40-90% наносят 0,07 мл раствора хлористого лития 40 г/л.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для определения зон возможного обледенения воздушных судов в режиме реального времени. Для этого в заданном районе наблюдения вначале регистрируют несколько фактических значений общего влагосодержания, затем регистрируют фактическое значение вертикального профиля температуры наземным метеорологическим температурным профилемером.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано во всех отраслях промышленности для поверки, градуировки гигрометров, а также для измерения температуры точки росы (ТТР) природного газа (воздуха) при рабочих давлениях в лабораторных условиях.

Изобретение относится к нефтегазовому испытательному оборудованию и может быть использовано для проведения калибровки и поверки поточных влагомеров нефти и нефтепродуктов в автоматизированном режиме.

Настоящее изобретение относится к области измерительной техники, а именно к устройству и способу изготовления влагочувствительных элементов и датчику влажности, содержащему такие влагочувствительные элементы.

Изобретение относится к устройствам для имитации потока сырой нефти или другой жидкой смеси с заданным соотношением компонент. .

Гигрометр // 2334255
Изобретение относится к технике измерения влажности газов. .

Изобретение относится к технике измерения влажности газов. .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к газоаналитическим измерениям, и может быть использовано во всех отраслях промышленности для градуировки и поверки газоанализаторов.

Изобретение относится к измерительной технике. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при мониторинге влажности окружающей среды в метеорологии, климатологии и экологии. .

Изобретение относится к установкам для определения зависимости физических свойств горных пород от форм и видов связи насыщающей их воды и может быть использовано в нефтяной геологии.

Изобретение относится к оценке состояния наружных стен зданий и сооружений с учетом степени их непрерывного с течением времени увлажнения, которая изменяется в процессе их эксплуатации.

Группа изобретений относится к измерительной технике, в частности к устройствам и способам для измерения относительной влажности, более конкретно к датчику относительной влажности, способу измерения относительной влажности и системе измерения относительной влажности.

Изобретение относится к области нефтяной промышленности и является петрофизической основой для подсчета запасов углеводородов. Оно может быть использовано как в отношении нефтяных, так и газовых сланцев, плотных карбонатных и других пород, имеющих низкие значения пористости и проницаемости, а также многокомпонентный состав насыщающих поровое пространство флюидов (нетрадиционные коллекторы).

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в составе системы контроля состояния почвы на агрономическом объекте. Устройство для дистанционного контроля влажности и температуры почвы включает блок питания, блок обработки данных и подключенные к нему датчики параметров окружающей среды и передающий блок.

Изобретение относится к геологии и к горным наукам, а именно к геокриологии, и позволяет определять содержание незамерзшей воды в различных минеральных и органогенных мерзлых грунтах, а также в мерзлых загрязненных породах, содержащих органические (нефть, нефтепродукты и др.) и солевые компоненты.

Устройство относится к измерительной технике, в частности к техническим средствам измерения влажности зерна во время сушки и хранения. Заявленное устройство измерения влажности сыпучих материалов содержит источник опорного напряжения, генератор контрольной частоты, ключи первый и второй, суммирующий счетчик, образцовый конденсатор, инвертор, трехвходовой элемент И, отличающееся тем, что введены датчик влажности в виде конденсатора с потерями, генератор тактовых импульсов, таймер, RS триггеры первый и второй, реверсивный счетчик, регистр памяти, элементы И первый, второй, третий, четвертый - двухвходовые, при этом выход источника опорного напряжения соединен с входами таймера и первого ключа, управляющий вход которого соединен с выходом первого элемента И, а выход - с информационным входом таймера, входом второго ключа и через датчик с общей шиной, которая через образцовый конденсатор соединена с выходом второго ключа, управляющий вход которого соединен с выходом второго триггера и третьим входом пятого элемента И; выход таймера соединен с информационным входом суммирующего счетчика, первыми входами первого, второго, третьего элементов И и через инвертор с вторым входом пятого элемента И; первые входы четвертого и пятого элементов И соединены с выходом генератора контрольной частоты, а выходы - соответственно с вычитающим и суммирующим входами реверсивного счетчика, выход которого соединен с информационным входом регистра памяти, выход которого является выходом устройства; вторые входы третьего и четвертого элементов И соединены с вторым выходом суммирующего счетчика, первый выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с входом сброса второго триггера; выход тактового генератора соединен с входами сброса реверсивного счетчика, регистра памяти, с входом S второго триггера и первого триггера, вход сброса которого соединен с входом сброса суммирующего счетчика, выходом третьего элемента И и входом синхронизации регистра памяти, а выход - с вторым входом первого элемента И, при этом таймер содержит цепочку последовательно соединенных одинаковых по номиналу резисторов R1, R2, R3, компараторы верхнего и нижнего порогов, триггер, прямой выход которого является выходом таймера, соединенные между собой прямой вход компаратора верхнего порога и инверсный вход компаратора нижнего порога образуют информационный вход таймера, который является входом резистора R1, выход которого соединен с инверсным входом компаратора верхнего порога и входом резистора R2, выход которого соединен с прямым входом компаратора нижнего порога и входом резистора R3, выход которого соединен с общей шиной; вход R триггера соединен с выходом компаратора верхнего порога, а вход S - с выходом компаратора нижнего порога.

Устройство относится к измерительной технике, в частности к техническим средствам измерения влажности зерна во время сушки и хранения. Сущность заявленного устройства заключается в том, что многоканальное устройство измерения влажности сыпучих материалов содержит источник питания, компаратор, RS триггер, ключ, датчики, конденсатор образцовый, тактовый генератор, мультиплексор, счетчик номеров каналов, индикатор номера канала, генератор контрольной частоты, элементы «И» первый и второй, счетчик влажности, калибратор, индикатор влажности, при этом от источника питания опорное напряжение поступает на прямой вход компаратора, а рабочее напряжение поступает на вход ключа, управляющий вход которого соединен с инверсным выходом RS триггера и вторым входом второго элемента «И», а выход через образцовый конденсатор с общей шиной; входы датчиков соединены с инверсным входом компаратора и выходом ключа, а выходы через мультиплексор с общей шиной; вход R триггера соединен с выходом компаратора, а вход S - с выходом тактового генератора, вторым входом счетчика влажности и входом счетчика номеров каналов, выход которого соединен с управляющим входом мультиплексора и входом индикатора номера канала; прямой выход триггера соединен с вторым входом первого элемента «И», первый вход которого соединен с выходом генератора контрольной частоты, а выход с первым входом счетчика влажности, выход которого соединен с первым входом второго элемента «И», выход которого через калибратор соединен с входом индикатора влажности.

Гигрометр // 2652656
Изобретение относится к области аналитического приборостроения и может быть использовано в кулонометрических гигрометрах. Заявленный гигрометр, состоящий из кулонометрической ячейки, выполненной секционно, из двух частей - рабочей и контрольной, расположенных во внутреннем канале корпуса ячейки последовательно одна за другой, стабилизатора расхода газа, микроамперметра, кнопки «Контроль», источника постоянного тока.
Изобретение относится к способам определения содержания (концентрации) воды в нефтесодержащих эмульсиях и отложениях, в отработанных нефтепродуктах и других нефтесодержащих отходах (нефтешламах), а также в почвах и грунтах с мест розлива нефтепродуктов или территорий с высоким уровнем загрязнения углеводородами по другой причине.

Изобретение относится к измерительной технике и используется в датчиках влажности атмосферного воздуха. Сущность изобретения заключается в том, что гибкую диэлектрическую пленку зачищают наждачной бумагой до получения равномерного матового состояния. Разрезают гибкую диэлектрическую пленку на отдельные элементы, фиксируют отдельный элемент гладкой поверхностью на горизонтальной поверхности термостола и при температуре термостола °С наносят на зачищенную поверхность элемента дозатором 0,125 мл 10-ного раствора желатина с добавлением 0,016 гмл хлористого лития. Сушат элемент при температуре °С с нанесенным раствором до полного высыхания раствора в течение 20-30 мин. На высохшую поверхность элемента при температуре термостола 65±5°С наносят дозатором раствор хлористого лития 40 гл в дозе, зависящей от диапазона измеряемой влажности. Сушат элемент на поверхности горизонтального стола при температуре °С до полного высыхания раствора в течение 20-30 мин. Наносят на высохшую поверхность элемента 0,2 мл раствора бихромата калия 1,5 гл, сушат элемент на поверхности горизонтального стола при температуре °С 40-50 мин. Дубят элемент путем выдерживания в емкости с силикагелем, высушенным на воздухе при температуре °С в течение 48-72 ч при комнатной температуре. Технический результат - повышение надежности, долговечности и чувствительности влагочувствительного элемента. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Наверх