Датчик влажности газов

 

О П И С А Н И Е (ii) 54И37

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сове Саветскик социалистических

Республики (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.01.75 (21) 2099548/25 (51) М. К,. С 0М1(11 с присоединением заявки №

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.12.76. Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 04.01.77 (53) УДК 551.508.7 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

А. К. Терещенко, В. П. Холод, E. С. Опанасенко и В. Л. Татиевский

Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения (54) ДАТЧ И К ВЛА)К НОСТИ ГАЗО В

Изобретение относится к области гигрометрии, а именно к адсорбционным электрическим датчикам, служащим для измерения влажности различных газов.

Известны адсорбционные датчики влажности газа, состоящие из стеклянной или кварцевой подложки, на которую нанесена влагочувствительная тонкая полупроводниковая пленка из сульфида серебра. Принцип работы датчиков основан на изменении проводимости пленки при адсорбции паров воды.

Однако, известные датчики недостаточно стабильны. Несовершенство кристаллической структуры и низкая подвижность носителей тока в сульфиде серебра, а также наличие микропор и микротрещин в пленке приводят к тому, что влагочувствительный слой из сульфида серебра обладает высоким электросопротивлением. В результате создаются условия для проявления ионной проводимости адсорбированной воды.

Ближайшим техническим решением к изобретению является адсорбционный датчик влажности, состоящий из непроводящей подложки с нанесенными на ней влагочувствительным покрытием и металлическими токопроводящими контактами.

Основным недостатком известного устройства является изменение электрофизических характеристик во времени («старение»). Одна из причин «старения» — наличие в общей проводимо сти датчика большой составляющей проводимости по адсорбированному слою воды. Эта составляющая проводимости имеет ионный характер, вследствие чего она чувствительна ко всякого рода загрязнениям и сопровождается явлением электролиза. Это в большой степени и обусловливает нестабильность параметров датчика в процессе хранения и эксплуатации.

Целью настоящего изобретения является повышение стабильности электрофизических параметров датчика влажности газов.

Указанная цель достигается тем, что влагочувствительное покрытие датчика влажности выполнено из монокристаллического эпитаксиального арсенида галия.

Преимущество пленки арсенида галия состоит, во-первых, в том, что она монокристаллическая и не содержит пор и микротрещин.

Во-вторых, сравнительно небольшое сопротивление пленки арсенида галлия (вследствие высокой подвижности носителей тока) практически полностью устраняет влияние проводимости по слою адсорбированной воды. Указанные особенности пленки арсенида галлия и обусловливают высокую стабильность ее параметров во времени.

На чертеже изображен общий вид датчика.

На непроводящей подложке 1, изготовлен30 ной из полуизолирующего арсенида галлия, методом газотранспортной реакции выращи541137

Формула изобретения

Составитель А. Платова

Техред А. Камышникова

Редактор Н. Коляда

Корректор Л. Орлова

Заказ 134/17 Изд. № 1901 Тираж 690 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и oTKpbITHH

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

Типография, пр. Сапунова, 2 вается монокристаллическая проводящая пленка 2 арсенида галлия толщиной 1 — 2 мк, При концентрации носителей тока в объеме пленки 10" см — з и их подвижности, равной

5000 смв/В сек, сопротивление пленки с размерами 5Х10 мм составляет примерно 10—

20 кОм. Токосъемные электроды припаиваются к невыпрямляющим контактам 3, изготовленным на пленке арсенида галлия путем вакуумного вплавления индия.

Использование монокристаллической пленки арсенида галлия в качестве датчика влажности газов улучшает метрологические параметры электрических гигрометров, так как существенно уменьшается неста6ильность их влажностных характеристик.

Датчик влажности газов, содержащий не-проводящую подложку с нанесенными на ней влагочувствительным покрытием и металлическими токопроводящими контактами, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения стабильности электрофизических параметров датчика, влагочувствительное покрытие выполнено из монокристаллического эпитаксиального арсенида галлия.