Способ изготовления влагочувствительного элемента для гигрометрических датчиков влажности

 

«»535488

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.02.75 (21) 2108473/26-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15,11.76. Бюллетень № 42 (45) Дата опубликования описания 23.11.76 (51) М.Кл 2 G 01 N 19/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретении н открытий (53) УД К 551.508.71 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Г. Мельниченко и А. И. Мельниченко (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ВЛАГОЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА

ДЛЯ ГИГРОМЕТРИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ ВЛАЖНОСТИ

Изобретение относится к области влагометрии, в частности к гигрометрии.

Известен спосо б изготовления влагочувствительных элементов с чувствительным слоем из титаната церия (1).

Однако из-за большо,о электрического .со. противления керамики и большой толщины влагочувствительного слоя полученные по этому способу чувствительные элементы, имеют высокое полное электрическое сопротивление, которое приводит к необходимости обязательной установки в измерительной схеме усилителя в непосредственной близости от датчика.

Другим недостатком способа является необходимость использования для изготовления чувствительных элементов дорогостоящих соединений редкоземельного элемента церия и сложного формовочно-обжигового технологического оборудования.

Ближайшим техническим решением к предлагаемому изобретению является способ изготовления датчиков с iBë,àão÷óâñòâèòåëüным слоем из окиси титана, пропитанной гидрофильным полимером (2).

Этот способ заключается в формовке влагочувствительной пленки из частиц окиси титана на изоляционном основании с предварительно нанесенными золотыми электродами. после формовки пленку IIlpoIIHTbIBBIoT раствором гидрофильного полимера в смешиваемом с водой летучим растворителе та к, чтобы гидрофильный полимер заполнил зазоры между частицами на .всю глубину влагочувствительного слоя и создают условия для испарения этого растворителя. Рекомендуют многократную (3 раза) пропитку раствором гидрофильного поли мера, .которую можно проводить его распылением или окунанием чувствительного элемента в раствор. Длительность испарения

10 из готового влагочувствительного слоя растворителя по этому способу составляет три недели.

Недостатками способа являются сложность технологии изготовления, необходимость применения пожароопасных органических растворителей и большая длительность технологического цикла.

Цель изобретения — упрощение технологии изготовления чувствительного элемента и обеспечение воз можности его работы в агрессивных середах.

Это достигается тем, что по,п|редлагаемому способу образование влагочувствительного слоя осуществляют путем окисления основания из сплава титана, служащего одним из электродов, например анодированием в смеси серной и соляной кислот до толщины окисного слоя, равной 20 — 40 мкм с последующим нанесением на влагочувствительный,слой второго электрода, химическим восстановлением

535488

Формула изобретения

P d C l2 0,5 — 0,55

МаиР От 0,11 — 0,12

NaHgPOg 0,05

NH4F 0,3 — 0,4

NH4OH (25%-ный раствор) 8

40

Составитель А. Платова

Техред Е. Подурушина

Редактор И. Шубина

Корректор И. Симкина

Заказ 1018/1569 Изд. № 1783 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

".îëåé палладия до металлического палладия тол,щиной 0,1 — 1 лкм.

Получение. влагочувствительного слоя путем окисления титанового электрода позволяет обесчечить повышенную адгезию влагочувствительного слоя к основанию, так как согласноо су ществующим представлениям окисные слои, образующиеся на металлах, имеют тонкии внутренний сплошной слой, являющийся как бы,кристаллографическим продолжением решетки металла.

Нанесение внешнего электрода в,виде пористого металлического слоя, скрепляющего влагочувствительный слой из окиси титана, обеспечивает сохранение адгезии между частицами окиси титана в агрессивных условиях в течение длительного времени.

Анодирование основания и химическое восстановление:палладия может быть осуществлено известными в прикладной электрохимии и технологически отработанными способами.

На пример для анодирования .пригоден раствор состава (г/и): Н2SO4 — 350 — 400 и НС1—

60 — 65.

:В этом ipaicтворе при температуре электролита 40 — 45 С и плотности тоха 2 — 4 Л/дм"акисная пленка требуемой толщины 20—

40 мкм образуется за время 45 60 мин.

Восстановление палладия может быть осу- 30 ществлено из раствора следующего сплава, моль/л: при рН 9 — 10 и температуре 45 — 50 С.

В ухазанно м электролите слои палладия требуемой толщины образуются в течение 1—

2 мин.

Указанные особенности способа позволя1от изготовить чувствительный элемент, .надежно работающий во влажной атмосфере при относительной влажности от 10% до 98% с возможностью конденсации влаги на его поверхности, доьпускающий многократную очистку его от случайных загрязнений в процессе эксплуатации.

Способ изготовления влагочувствительного

:элемента для гигрометрических датчиков влажности, захлючающийся в образовании на основании чувствительного элемента влагочувствительного слоя, содержащего окись титана, и соединении его с электродами из,коррозионностойких металлов, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления чувствительного элемента и ооеспечения возможности его работы в агрессивных средах, влагочувствительный слой образуют:путем окисления основания из сплава титана, служащего одним из элехпродов, анодированием в смеси серной и соляной кислот до толщины окисного слоя 20 — 40 мкм, а затем наносят второй электрод химическим вос, становлением на окисном слое солей палладия до металлического палладия толщиной

0,1 — 1 мкм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. «Влажность», Гидрометеоиздат, 1967 г., том 1, стр. 283 — 287.

2. Патент США № 3671913 кл. 338-35, 1972 г. (прототип).