CS196880B1 - Method of making the electric hygrometric sensor - Google Patents
Method of making the electric hygrometric sensor Download PDFInfo
- Publication number
- CS196880B1 CS196880B1 CS854277A CS854277A CS196880B1 CS 196880 B1 CS196880 B1 CS 196880B1 CS 854277 A CS854277 A CS 854277A CS 854277 A CS854277 A CS 854277A CS 196880 B1 CS196880 B1 CS 196880B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- sensor
- alumina
- electric
- making
- sensors
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000010907 stover Substances 0.000 description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910001593 boehmite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M hydroxidooxidoaluminium Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu výroby elektrického vlhkoměrného čidla.The present invention relates to a method of manufacturing an electric hygrometer sensor.
Jednou z možností při měření vlhkosti prostředí je použití čidel, pomocí nichž se vlhkost převádí na elektrický signál. V současné době se zejména vyrábějí čidla s chloridem litným LiCl, naneseným s vhodným pojivém na podložku, čidla s práškovým uhlíkem naneseným s vhodným pojivém na podložku a nebo čidla vyrobená na bázi kysličníku hlinitého A12O3.One possibility for measuring the humidity of the environment is to use sensors to convert the humidity into an electrical signal. At present, in particular, LiCl-based sensors coated with a suitable binder on a substrate, powdered carbon sensors coated with a suitable binder on a substrate, or sensors based on Al 2 O 3 alumina are produced.
Čidla s chloridem litným LiCl a s práškovým uhlíkem jsou vlivem objemových změn ve vrstvách citlivá na vlhkost. Jejich nevýhodou jsou však dlouhé doby odezvy n'a změnu vlhkosti, nestabilita jejich kalibrační křivky a její silná závislost na teplotě čidla.LiCl and powdered carbon sensors are moisture sensitive due to volume changes in the layers. However, their disadvantages are long response times to moisture change, instability of their calibration curve and its strong dependence on sensor temperature.
Výhodnější vlastnosti má čidlo vyrobené na bázi porézního kysličníku hlinitého A12O3, u něhož dochází k adsorbci vody na povrchu pórů a tím ke změnám elektrických parametrů. V tomto případě se však jedná o povrchové a ne objemové procesy, a proto je doba odezvy těchto čidel mnohem kratší. Dosažitelná dlouhodobá kalibrační stálost i měrný odpor těchto čidel jsou závislé na technologii přípravy porézní vrstvy kysličníku hlinitého A12O3 a jejich umělého stárnutí. V současně době se dosahuje nejlepších výsledků s čidly vyrobe2 nými podle Stoverova postupu, kdy se vrstva kysličníku hlinitého A12O3 vyrábí na čistém vyleštěném hliníku anodickou oxidací střídavým proudem o hustotě přibližně 13 mA/cm2 v elektrolytu 50 % kyseliny sírové (H2SO4 (p. a.J při teplotě 33 °C po dobu 25 minut. Takto vzniklá vrstva se po omytí destilovanou vodou vystaví ihned umělému stárnutí, tzv. pečetění, které probíhá ve vroucí redestilované vodě po dobu asi 30 minut a na její povrch se vhodným způsobem například vakuovým napařováním vytvoří polopropustná vrchní elektroda. Nevýhodou takto vyrobeného čidla je, že během činnosti dochází k působení adsorbované vody na kysličník hlinitý A12O3 a k jeho postupné hydrataci, při níž vzniká v pórech α-monohydrát kysličníku hlinitého, tzv. bóhmit, což vede k nevratným změnám ve struktuře čidla a jeho vlastností.More advantageous properties have a sensor made on the basis of porous alumina Al 2 O 3 , in which the adsorption of water on the surface of the pores and thus changes in electrical parameters. However, this is a surface process rather than a volumetric process and therefore the response time of these sensors is much shorter. The achievable long-term calibration stability and resistivity of these sensors depend on the technology of preparation of the porous A1 2 O 3 alumina layer and their artificial aging. At present, best results are achieved with sensors manufactured according to the Stover process, where an aluminum oxide layer of Al 2 O 3 is produced on pure polished aluminum by anodic alternating current of approximately 13 mA / cm 2 in 50% sulfuric acid (H 2) SO 4 (paJ at 33 ° C for 25 minutes. After washing with distilled water, the resulting layer is immediately exposed to artificial aging, the so-called sealing, which takes place in boiling redistilled water for about 30 minutes and is suitably The disadvantage of this sensor is that during operation the adsorbed water affects Al 2 O 3 alumina and its gradual hydration, resulting in the formation of α-monohydrate of alumina in the pores, so called boehmite, resulting in irreversible changes in the sensor structure and its properties.
Uvedené nedostatky odstraňuje způsob výroby elektrického vlhkoměrného čidla na bázi kysličníku hlinitého A12O3, vyrobeného podle Stoverova postupu, které se vystaví umělému stárnutí, tzv. pečetění a po něm následuje pasivace podle vynálezu. Její podstata spočívá v tom, že se povrch pórovité vrstvy kysličníku hlinitého A12O3 pasivuje smáčením ve vodném roztoku 0,01 až 2 mol kyseliny křemičité H2SiO3 za teploty v rozsahu 35 až 100 °C a po dobu 10 až 60 minut.These drawbacks are overcome by a method of producing an Al 2 O 3 -aluminium oxide electric moisture sensor, manufactured according to the Stover process, which is subjected to artificial aging, known as sealing, followed by passivation according to the invention. It is based on the fact that the surface of the porous Al 2 O 3 layer is passivated by wetting in an aqueous solution of 0.01 to 2 moles of H 2 SiO 3 at a temperature in the range of 35 to 100 ° C and for 10 to 60 minutes .
Výhoda uvedeného způsobu výroby čidla podle vynálezu spočívá v tom, že takto vyrobené čidlo má podstatné lepší dlouhodoDOU SfflflSt a Mls IllŠ«čitlivóĚt v ob: lsetl nWoti lonnýeli horlil vIMísíIí.An advantage of said process for the production of the sensor according to the invention is that the sensor thus produced has a significantly better long-term stability and sensitivity in the field.
Uvedené účinky a výhody vynálezu vyplývají ze skutečnosti, že pasivací povrchu kysličníku hlinitého A12O3 se podstatně zmenší rychlost jeho reakce s adsorbovanou vodou, čímž se potlačí hlavní činitel, způsobující změny struktury čidla a jeho vlastností.Said effects and advantages of the invention result from the fact that the passivation of the surface of the Al 2 O 3 alumina significantly reduces the rate of its reaction with the adsorbed water, thereby suppressing the main factor causing changes in the sensor structure and its properties.
Způsob podle vynálezu je blíže objasněn na příkladu provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje kalibrační stálost čidla bez pasivace povrchu kysličníku hlinitého A12O3, obr. 2 znázorňuje kalibrační stálost čidla podle vynálezu a obr. 3 znázorňuje řez strukturou čidla. Kalibrační křivka 6.9. podle obr. 1 znázorňuje průběh velikosti signálu čidla v závislosti na rosném bodě vlhkosti čidla vyrobeného podle Stoverova postupu bez pasivace povrchu pórovitého kysličníku hlinitého A12O3.The method according to the invention is explained in more detail by way of example with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows the calibration stability of the sensor without passivation of the Al 2 O 3 alumina surface, Fig. 2 shows the calibration stability of the sensor according to the invention. Calibration curve 6.9. according to FIG. 1 shows the waveform of the sensor signal as a function of the dew point of the humidity sensor produced according to the Stover process without passivating the surface of the porous Al 2 O 3 alumina.
Kalibrační křivka 2.12. na obr. 1 znázorňuje tutéž závislost téhož čidla změřenou s odstupem tří měsíců.Calibration curve 2.12. FIG. 1 shows the same dependence of the same sensor measured at three months.
Kalibrační křivka 6.9. podle obr. 2 znázorňuje průběh velikosti signálu čidla v závislosti na rosném bodě vlhkosti elektrického vlhkoměrného čidla vyrobeného způsobem podle vynálezu. Kalibrační křivka 2.12. podle obr. 2 znázorňuje tutéž závislost tůhos oidla smfiíonou 8 edstupiw tří bUsúfl.Calibration curve 6.9. Fig. 2 shows the waveform of the sensor signal as a function of the dew point of the moisture meter of the electrical moisture meter produced by the method of the invention. Calibration curve 2.12. according to FIG. 2, the same dependence of this agent along line 8 of the three stages is shown.
Teplota čidel pří měření všech závislostí byla 20 °C.The temperature of the sensors when measuring all dependencies was 20 ° C.
Elektrické vlhkoměrné čidlo podle obr. 3 sestává z podkladového hliriíkového plechu 1, který zároveň tvoří jednu elektrodu čidla, ze základní vrstvy 2 porézního kysličníku hlinitého A12O3 a z izolační lakové vrstvy 3, která zesiluje izolaci v místě připojení přívodu ke druhé elektrodě, tvořené polopropustnou kovovou vrstvou 4.The electrical hygrometer sensor according to FIG. 3 consists of a base aluminum sheet 1, which also forms one sensor electrode, a base layer 2 of porous alumina A1 2 O 3 and an insulating lacquer layer 3 which reinforces the insulation at the connection point of the lead to the second electrode. semipermeable metal layer 4.
PříkladExample
Elektrické vlhkoměrné čidlo vyrobené podle Stoverova postupu sa pasivuje smáčením ve vodném roztoku 0,1 mol kyseliny křemičité H2SiO3 o teplotě 90 °C po dobu 10 minut.An electrical hygrometer sensor manufactured according to the Stover process is passivated by wetting in an aqueous solution of 0.1 mol of silica H 2 SiO 3 at a temperature of 90 ° C for 10 minutes.
Vzhledem k dobré dlouhodobé stálosti čidla vyrobeného způsobem podle vyriálezu jej lze využít pro sledování časových změn vlhkosti například staveb, skladovaného zboží a podobně. Díky rychle odezvě na změnu vlhkosti (τ<1 sek.) lze toto čidlo využít i pro sledování rychlých procesů například v průběžných sušárnách v potravinářském průmyslu.Due to the good long-term stability of the sensor produced by the method according to the invention, it can be used for monitoring the time changes of humidity, for example, buildings, stored goods and the like. Thanks to the rapid response to moisture change (τ <1 sec), this sensor can also be used to monitor fast processes, for example in continuous dryers in the food industry.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS854277A CS196880B1 (en) | 1977-12-19 | 1977-12-19 | Method of making the electric hygrometric sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS854277A CS196880B1 (en) | 1977-12-19 | 1977-12-19 | Method of making the electric hygrometric sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS196880B1 true CS196880B1 (en) | 1980-04-30 |
Family
ID=5436082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS854277A CS196880B1 (en) | 1977-12-19 | 1977-12-19 | Method of making the electric hygrometric sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS196880B1 (en) |
-
1977
- 1977-12-19 CS CS854277A patent/CS196880B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CS210174B1 (en) | Method of making the electric hygrometric sensor | |
| US3905889A (en) | Miniature multifunctional electrochemical sensor for simultaneous carbon dioxide-pH measurements | |
| FI94556C (en) | Hygrometer | |
| US5001453A (en) | Humidity sensor | |
| US4723439A (en) | Humidity detector | |
| US5608374A (en) | Humidity sensor and a method of producing the humidity sensor | |
| US4954238A (en) | Moisture-sensing hygrometer element | |
| JPS59202052A (en) | Humidity sensitive element | |
| JP2005031090A (en) | Humidity sensor and method of manufacturing the same | |
| US4481813A (en) | Dew sensor | |
| CN211697635U (en) | Oxygen sensor of washing and drying integrated machine | |
| CS196880B1 (en) | Method of making the electric hygrometric sensor | |
| CS197742B1 (en) | Method of making the electric moisture-measuring sensor | |
| US3703697A (en) | Relative humidity sensor | |
| US4484172A (en) | Humidity sensor, comprised of compound metal oxides with perovskite structure | |
| US3895271A (en) | Moisture sensors | |
| GB1577724A (en) | Humidity sensors | |
| JPH06118045A (en) | Humidity sensor | |
| CN116429847A (en) | Self-driven humidity sensor based on photovoltaic effect and preparation method thereof | |
| JPH0611474A (en) | Humidity sensor | |
| JPH0147740B2 (en) | ||
| JPS60211346A (en) | Dew condensation sensor | |
| JPH0745002Y2 (en) | Solute concentration measurement sensor in aqueous solution | |
| JP2011145144A (en) | Electrode for measuring oxidation-reduction potential | |
| JPS6322441B2 (en) |