Способ изготовления датчиков влажности

 

Союз Советскик

Социавистичесник

Респубпик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{В1) Дополнительное к авт. саид-ву

{22)Заявлено 29.12.79(2! ) 2862286/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 07 ° 06 ° 82. Бюллетень ¹ 21

Дата опубликования описания 07.06.82 (5I )Nl. Кл.

6 01 и 25/56

Ркяйрстанюй каявтвт

CCCP вв лавам взавретавкй и открытий (53) >ДК 533.275 (q88. 8) (72) Авторы изобретения

Г.Л.Фролов, Л.Л. Еженкова, Т. Н. Гаврикова, Н.И.Тяжпо, P Ý.Сухотин, п.Э.Розенберг и В.И.ОсТревская (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДАТЧИКОВ ВЛАЖНОСТИ

Изобретение относится к влагометрии и предназначено для использова- . ния в приборостроении при создании средств контроля, измерения и регулирования относительной влажности газообразных сред.

Известен способ изготовления датчика влажности воздуха, по которому рабочий элемент датчика изготовляют путем образования на нитевидной подто ложке из полимерного материала гигроскопической поверхности, причем, с целью получения устойчивой к воздействию конденсата гигроскопической поверхности, нить покрывают смесью

15 анионообменного и катионообменного полимера, свежесформированную нить насыщают гигроскопической солью и промывают в воде для удаления соли, свободной от ионных -связей «1).

Такой способ не обеспечивает стабильности градуировочных характеристик датчиков, потому что образованный таким образом влагочувствительный

2 слой (нить) подвержен эффекту старения. Кроме того, датчики, изготовленные из влагочувствительных нитей, имеют большую инерционность и высокое электрическое сопротивление, особенно при низких значениях относительной влажности, измерение которого осложнено техническими трудностями.

Из известных способов наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления датчиков влажности, заключающийся в нанесении на поверхность подложки иэ твердого диэлектрика гигроскопического слоя электролита, состоящего из раствора электролитической соли, например хлористого лития, и связующего пленкообраэующего вещества в виде сополимера винилового спирта с винилацетатом, и последующей подсушке слоя (21.

Известный способ изготовления дат" чика влажности не обеспечивает долговременной стабильности градуировочной характеристики датчика, а также

3 9343 способности датчика сохранять работоспособность при температуре окружающей воздушной среды выше 50 С .и при влажности, близкой к насыщению водяным паром. S

Цель изобретения - повышение стабильности градуировочной характеристики, термостойкости и влагостойкости датчика влажности воздушной (газовой) среды.

1О

Поста вленная цель дости гает ся тем, что в способе изготовления датчиков влажности, заключающемся в нанесении на поверхность подложки из твердого диэлектрика гигроскопичес- 15 кого слоя электролита, состоящего из раствора электролитической соли, например хлористого лития, и связующего пленкообразующего вещества в виде сополимера винилового спирта 2в с винилацетатом,и последующей подсушке слоя, датчик подвергают термическому воздействию при температуре ниже температуры разложения пленкообразователя до создания устойчивой р структуры гигроскопического слоя, при этом в качества сополимера винилового спирта с винилацетатом используют экстрагированный сополимер винилового спирта с винилацетатом, полу- щ ченный на основе поливинилацФтата, заполимеризованного до неполной степени конверсии.

Пример. На подложку из ситалла с золотыми тонкопленочными элект35 родами гребенкообразной формы, нанесенными на ее рабочую поверхность методом вжигания, наносят гигроскопическийий (вла гочу вст вит ельный) слой, например, методом окунания подложки в поливочный раствор.

38 4 постоянной времени 10-20 с используют 4> - ный рас т вор .

В приготовленный таким образом раствор сополимера вводят хлористый литий. Концентрацию хлористого лития

Ъ регулируют в зависимости or требуемой градуировочной характеристики дат чика.

Нанесение гигроскопического слоя окунанием производят в рабочем объеме климатической камеры с регулируемым температурно-влажностным режимом в оздушной с р еды. Подложку погружают в поливочный раствор, а в камере устанавливают температуру воздушной среды 20-25 С и относительную влажность 40-503. При установившейся температуре раствора подложку извлекают из раствора со скоростью

0,4 мм/с. Скорость извлечения регулируют в зависимости от требований характеристики датчика (инерционность, электрическое сопротивление), Извлеченный из раствора датчик подсушивают в той же воздушной среде камеры в течение 20-30 мин и градуи= руют. Подсушенный датчик подвергают термическому воздействию. Для этого датчик помещают в воздушную среду термокамеры (сушильный шкаф) и повышают температуру до 120-130 С . При установившейся температуре датчик выдерживают в течение 1,5-2 ч и после произвольного остывания проверяют градуировочную характеристику, Результаты пятилетнего испытания партии датчиков, изготовленных предлагаемым способом, показывают, что датчик обладает долговременной стабильностью градуировочных характеристик (за время испытаний характеристика не изменилась), высокой термостойкостью (датчик работоспособен при температурах, включая 120 С), повышенной влагостойкостью, малой инерционностью (постоянная времени датчика 3-5 с) . Гигроскопический слой датЧика обладает повышенной механической прочностью и хорошей адгезией к подложке.

В качестве пленкообразующего вещества в поливочном растворе для образования гигроскопического слоя

45 испол ьзуют сополимер винилового с пирта с винилацетатом с содержанием звеньев винилацетата 3-20 мас. Й, золы не более 0,3 мас.3, конверс исходного поливинилацетата не более 701. Сополимер винилового спирта растворяют в смеси воды с этиловым спиртом (1: 10 — 5: 10) при кипячении с обратным холодильником в течение 4-х часов. Количество сополи мера в водно-спиртовом растворе регулируют е зависимости от требуемых, характеристик датчика, например, для обеспечения инерционности датчика с

На базе серийного сигнализатора влажности изготовлены три экспериментальных образца сигнализаторов (регуляторов) влажности, в которых применены экспериментальные образцы датчиков, изготовленных предлагаемым способом. В результате лабораторных испытаний этих сигнализаторов установ934338

Формула изобретения

Составитель В.Екаев

ТехредТ. Иаточка Корректор Н.Стец

Редактор А. Фролова

Заказ 3925/38 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 лено, что они отличаются более высокой надежностью, долговременной устойчивостью (стабильностью) градуировки, высокой термостойкостью и быстродействием, а также повышенной влаroстойкостью датчиков.

<о

Способ изготовления датчиков влажности, заключающийся в нанесении на поверхность подложки из твердого диэлектрика гигроскопического слоя электролита, состоящего из раствора 15 электролитической соли, например хлористого лития, и связующего пленкообразующего вещества в виде сополимера винилового спирта с винилацетатом, и последующей подсушке слоя, 20 отличающийся тем,что, с целью повышения стабильности градуировочной характеристики, термостойкости и влагостойкости его, после подсушивания датчик подвергают термическому воздействию при температуре ниже температуры разложения пленкообразователя до создания устойчивой микроструктуры гигроскопического слоя, при этом в качестве сополиме" ра винилового спирта с винилацетатом используют экстрагированный сополимер винилового спирта с винилацетатом, йолученный на основе поливинилацетата, запалимеризованного до неполной степени конверсии.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 316055, кл. G 01,N 25/56, 1971. 2. Берлинер N.A. Измерение влажности. И., "Энергия", 1973, с,262267 (прототип).