CN86203453U - 常温一氧化碳气敏元件 - Google Patents

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张维新
徐步华
侯曾一
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Tianjin University
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Abstract

本实用新型常温CO气敏元件是Pt—Sb—SnO2系半导体厚膜型CO气敏元件。在常温下对CO具有较高的灵敏度，1000ppm时，R0/RCO＝34，而对NH2、CH4C2H6、C3H8等气体灵敏度很低，1000ppm时，RCO/RH2＝0.17，RCO/RCH4＝0.03，对CO有很好的选择性，对气体的响应时间短(＜50秒)。敏感膜寿命长，稳定性和重复性好，有利于定量测量。在常温下工作，安全可靠，适用于工厂和矿井对CO气体的检测和报警。

Description

本实用新型属于敏感元件领域
在工矿生产和人民生活中迫切需要对可燃、易爆和有毒等气体的快速检测、监控和报警。为此，国内外对气敏元件的研制迅速发展起来，但从目前情况看，为了获得较高的灵敏度和较短的响应时间，通常都需要在灵敏度峰值的温度下工作。如采用SnO2、ZnO和Fe2O3等半导体材料制作的气敏元件，需要在200－400℃之间工作。
气敏元件在高温条件下工作，不仅要消耗额外的加热功率，而且会增加引起火灾的不安全因素。
本实用新型的目的是克服上述气敏元件的缺点和不足研制出常温CO气敏元件。
本实用新型的要点是气敏元件是由绝缘基片、敏感膜和活化加热膜构成的在常温下工作的CO气敏元件。
附图1是本实用新型常温CO气敏元件的接触式电极结构剖面示意图。
附图2是本实用新型常温CO气敏元件联结式电极结构剖面示意图。
附表1是本实用新型常温CO气敏元件的灵敏度和选择性。
本实用新型常温CO气敏元件的技术方案是在绝缘片（微晶光敏玻璃、石英玻璃或氧化铝陶瓷等材料）一侧高温烧结Pt－Sb－SnO2系的敏感膜，在绝缘片上的另一侧高温化学气相淀积Sb－SnO2系的活化加热膜。或在硅片一侧作绝缘层，再在绝缘层上高温烧结Pt－Sb－SnO2系的敏感膜，硅片本身作为活化加热体。分别作敏感膜和活化加热膜的电极和引线并封装为一体。
本实用新型常温CO气敏元件的电极引出方式有接触式的电极和联结式电极两种方式。
附图1中绝缘基片1可以用微晶光敏玻璃片、石英玻璃片或氧化铝陶瓷片。在绝缘基片1的上侧高温烧结Pt－Sb－SnO2系敏感厚膜2，在绝缘基片1的下侧高温化学气相淀积Sb－SnO2系的活化加热薄膜3，在电极绝缘片（微晶光敏玻璃、石英玻璃或氧化铝陶瓷）8和9的一侧适当位置分别烧结银丝作为敏感膜2的接触电极引线4、5和活化加热膜3的接触电极引线6、7。用高温无机胶10将电极片8和9与基片1封结在一起，使电极引线4、5和6、7分别与敏感膜2和活化加热膜3紧密接触。电极片8中央开有确定面积的气孔11。
附图2中绝缘基片1的上侧两边选择镀金作为敏感膜2的电极12、13，绝缘基片1的下侧高温化学气相淀积Sb－SnO2系的活化加热膜3，在电极12、13和活化加热膜3的适当位置烧结银丝引线4、5和6、7。在绝缘基片1的上侧高温烧结Pt－Sb－SnO2系的敏感厚膜2并与电极12、13搭接。
本实用新型常温CO气敏元件的优点：
（1）常温条件下对CO气体的灵敏度高，而对H2、CH4、C2H6等气体灵敏度低。具有很好的选择性。
（2）常温条件下对CO气体的响应时间短（＜50秒）。
（3）活化加热温度低（＜150C），活化加热时间短（＜2分钟），敏感膜寿命长、稳定性和重复性好。对定量测量极为有利。在常温下测量，安全可靠，适用于工厂和矿井对CO气体的检测和报警。
Figure 86203453_IMG2
R0－在纯净空气中的电阻值。
RCO－在被测气体CO中的电阻值。
Rg－在被测气体CO、H2和CH4中的电阻值。

Claims (6)

1、一种由基片、敏感膜和加热膜组成的常温CO气敏元件，其特征是在绝缘基片的一侧制作敏感膜，在另一侧制作活化加热膜，或在硅片的一侧作绝缘层，再在绝缘层上作敏感膜，硅片本身作为活化加热体、分别作敏感膜和活化加热膜的金属电极，烧结金属引线封装为一体。
2、按照权利要求1所述的常温CO气敏元件，其特征是绝缘基片可以是微晶光敏玻璃片（锂玻璃）、石英玻璃片或氧化铝陶瓷片。硅片是低电阻率的单晶材料。
3、按照权利要求1所述的常温CO气敏元件，其特征是敏感膜是Pt－Sb－SnO2系的高温烧结厚膜。
4、按照权利要求1所述的常温CO气敏元件，其特征是活化加热膜是高温化学气相淀积的Sb－SnO2系的薄膜。
5、按照权利要求1所述的常温CO气敏元件，其特征是硅片上侧的绝缘层是二氧化硅和氮化硅的复合层。
6、按照权利要求1所述的常温CO气敏元件，其特征是敏感膜的电极和活化加热膜的电极有接触式和联结式两种方式：
（a）接触式电极是在绝缘电极片的一侧局部被银，同时烧结银丝作为外引线。敏感膜电极绝缘片的中央开有确定面积的通气孔，将敏感膜电极片和活化加热膜电极片与基片合在一起，使电极与膜紧密接触，用高温无机胶封装固定。绝缘电极片可以用微晶光敏玻璃片，石英玻璃片或氧化铝陶瓷片。
（b）联结式电极是在绝缘基片上侧局部电镀金与敏感膜搭接作为敏感膜的电极，在金电极和活化加热膜上烧结银丝作为电极引出线。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105651844A (zh) * 2014-11-12 2016-06-08 长沙理工大学 一种Bi2S3基氨气传感器及其制备方法
CN105929003B (zh) * 2016-04-12 2018-06-26 吉林大学 一种提高气敏元件选择性的催化滤膜的制备方法
CN110687104A (zh) * 2019-11-12 2020-01-14 北京联合大学 一种一氧化碳和三甲胺的交叉敏感材料

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