CS197742B1 - Method of making the electric moisture-measuring sensor - Google Patents
Method of making the electric moisture-measuring sensor Download PDFInfo
- Publication number
- CS197742B1 CS197742B1 CS854377A CS854377A CS197742B1 CS 197742 B1 CS197742 B1 CS 197742B1 CS 854377 A CS854377 A CS 854377A CS 854377 A CS854377 A CS 854377A CS 197742 B1 CS197742 B1 CS 197742B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- sensor
- making
- measuring sensor
- moisture
- alumina
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 5
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 claims description 3
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 229910018404 Al2 O3 Inorganic materials 0.000 claims 1
- 235000019799 monosodium phosphate Nutrition 0.000 claims 1
- AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M sodium dihydrogen phosphate Chemical compound [Na+].OP(O)([O-])=O AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 235000011008 sodium phosphates Nutrition 0.000 claims 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 5
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 5
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 4
- 239000010907 stover Substances 0.000 description 4
- 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
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 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
- 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
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 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
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 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 AI2O3.One possibility for measuring the humidity of the environment is to use sensors to convert the humidity into an electrical signal. 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 based alumina are currently 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 na změnu vlhkosti, nestabilita jejích 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 its calibration curve and strong dependence on sensor temperature.
Výhodnější vlastnosti má čidlo vyrobené na bázi porézního kysličníku hlinitého AI2O3, 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 měřený odpor těchto čidel jsou závislé na technologii přípravy porézní vrstvy kysličníku hlinitého AI2O3 a jejich umělého stárnutí. V současné době se dosahuje nejlepších výsledků s čidly vyrobenými podle Stoverova postupu, kdy se vrstva kysličníku hlinitého AI2O3 vyrábí na čistém vyleštěnémMore advantageous properties have a sensor made on the basis of porous alumina Al2O3, in which the adsorption of water on the surface of the pores and thus changes the 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 the measured resistance of these sensors depend on the technology of preparation of the porous layer of aluminum oxide Al2O3 and their artificial aging. At present, best results are achieved with sensors manufactured according to the Stover process, where the Al2O3 aluminum oxide layer is produced on clean polished
9 7 7 4 2 hliníku anodickou oxidací střídavým proudem o hustotě přibližně 12 mA/cm3 elektrolytu 50% kyseliny sírové H2SO4 (p. a.) 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 naparováním 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. bohmit, což vede k nevratným změnám ve struktuře čidla i jeho vlastností.9 7 7 4 2 of aluminum by anodic oxidation with an alternating current of approximately 12 mA / cm 3 electrolyte of 50% sulfuric acid H 2 SO 4 (pa) 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 a semipermeable top electrode is formed in a suitable manner by vacuum evaporation, for example. The disadvantage of the sensor produced in this way is that during operation, the adsorbed water affects the Al 2 O 3 alumina and its gradual hydration, resulting in the formation of α-alumina monohydrate in the pores, the so-called bohmite, which leads to irreversible structural changes sensor 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 A12C>3 pasivuje smáčením ve vodném roztoku 0,01 až 2 mol fosforečnanu sodného např. NaH2PO4. H2O za teploty v rozsahu 35 až 100 °C a po dobu 10 až 60 minut.These drawbacks are overcome by a method of manufacturing an Al 2 O 3 -aluminium oxide electric moisture sensor made 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 CO 3 layer is passivated by wetting in an aqueous solution of 0.01 to 2 moles of sodium phosphate, for example NaH 2 PO 4. H 2 O at temperatures ranging from 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 podstatně lepší dlouhodobou stálost a čidlo má větší citlivost v oblasti nízkých rosných bodů vlhkosti.An advantage (of the method of manufacturing the sensor according to the invention) is that the sensor thus produced has a significantly better long-term stability and the sensor has a greater sensitivity in the area of low moisture dew points.
Uvedené účinky a výhody vynálezu vyplývají ze skutečnosti, že pasivací povrchu kysličníku hlinitého AI2O3 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 Al 2 O 3 alumina significantly reduces the rate of its reaction with the adsorbed water, thereby suppressing the major 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 AI2O3, obr. 2 znázorňuje kalibrační stálost čidla podle vynálezu a obr. 3 znázorňuje řez strukturou čidla,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 Al2O3 alumina surface; Fig. 2 shows the calibration stability of the sensor according to the invention;
Kalibrační křivka 6.9. podle obr. 1 znázorňuje průběh velikosti signálu čidla v závislosti na rosném bodu vlhkosti čidla vyrobeného podle Stoverova postupu bez pasivace povrchu kysličníku hlinitého AI2O3.Calibration curve 6.9. 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 the passivation of the Al 2 O 3 alumina surface.
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 téhož čidla změřenou s odstupem tří měsíců.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. Fig. 2 shows the same dependence of the same sensor measured at three months.
Teplota čidel při měření všech závislostí bvla20°C.Temperature of the sensors when measuring all dependencies at 20 ° C.
Elektrické vlhkoměrné čidlo podle obr. 3 sestává z podkladového hliníkového plechu 1, který zároveň tvoří' jednu elektrodu čidla, ze základní vrstvy 2 porézního kysličníku hlinitého AI2O3 a z izolační lakové vrstvy 3, která zesiluje izolaci, v místě připojení přívodu ke druhé elektrodě, tvořené polopropustnou kovovou vrstvoú 4.The electrical hygrometer sensor of FIG. 3 consists of an aluminum backing sheet 1 which also forms one sensor electrode, a base layer 2 of porous Al2O3, and an insulating varnish layer 3 which reinforces the insulation at the connection point of the lead to the second electrode formed by a semipermeable metal layer 4.
PříkladExample
Elektrické vlhkoměrné čidlo vyrobené podle Stoverova postupu se pasivuje smáčením ve vodném roztoku 0,1 mol fosforečnanu sodného NaH^POí. H2O o teplotě 90 qC po dobu 10 minut.An electrical hygrometer sensor made according to the Stover process is passivated by wetting in an aqueous solution of 0.1 mol of sodium phosphate NaH 2 PO 3. H 2 O at 90 Q C for 10 minutes.
Vzhledem k dobré stálosti čidla vyrobeného podle vynálezu jej lze využít pro sledování časových změn vlhkosti například staveb, skladovaného zboží a podobně. Díky rychlé 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 stability of the sensor made according to the invention, it can be used to monitor the time changes in humidity of, 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 |
|---|---|---|---|
| CS854377A CS197742B1 (en) | 1977-12-19 | 1977-12-19 | Method of making the electric moisture-measuring sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS854377A CS197742B1 (en) | 1977-12-19 | 1977-12-19 | Method of making the electric moisture-measuring sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS197742B1 true CS197742B1 (en) | 1980-05-30 |
Family
ID=5436099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS854377A CS197742B1 (en) | 1977-12-19 | 1977-12-19 | Method of making the electric moisture-measuring sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS197742B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3713505A1 (en) * | 1985-08-13 | 1988-11-10 | Mat Fyzikalni Fakulta Universi | METHOD FOR PRODUCING AN ELECTRIC HUMIDITY SENSOR |
-
1977
- 1977-12-19 CS CS854377A patent/CS197742B1/en unknown
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3713505A1 (en) * | 1985-08-13 | 1988-11-10 | Mat Fyzikalni Fakulta Universi | METHOD FOR PRODUCING AN ELECTRIC HUMIDITY SENSOR |
| GB2204597A (en) * | 1985-08-13 | 1988-11-16 | Mat Fyzikalni Fakulta Universi | Method of manufacture of an electric moisture-content sensor |
| GB2204597B (en) * | 1985-08-13 | 1991-11-20 | Mat Fyzikalni Fakulta Universi | Method and manufacture of an electric moisture-contact sensor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3523244A (en) | Device for measurement of absolute humidity | |
| Chen et al. | Humidity sensors: a review of materials and mechanisms | |
| US4276128A (en) | Humidity sensing element of electric capacitance change type and method of producing same | |
| US4723439A (en) | Humidity detector | |
| US4954238A (en) | Moisture-sensing hygrometer element | |
| US3075385A (en) | Hygrometer | |
| JP2005031090A (en) | Humidity sensor and method of manufacturing the same | |
| CS197742B1 (en) | Method of making the electric moisture-measuring sensor | |
| JPH09229888A (en) | Method for forming pyrrhite type tungsten oxide layer on substrate and humidity sensor element containing pyrrhite type tungsten oxide layer | |
| CN111060579A (en) | Oxygen sensor for washing and drying machine | |
| CN211697635U (en) | Oxygen sensor of washing and drying integrated machine | |
| CS196880B1 (en) | Method of making the electric hygrometric sensor | |
| JPH0131586B2 (en) | ||
| RU2096777C1 (en) | Humidity transducer | |
| CN106770527B (en) | It is a kind of for monitoring the sensor and preparation method thereof of sulfate ion concentration in concrete | |
| JPH0745002Y2 (en) | Solute concentration measurement sensor in aqueous solution | |
| JP3463069B2 (en) | Disposable pH sensor | |
| JP2677991B2 (en) | Moisture sensitive element | |
| JPH0147740B2 (en) | ||
| CN116429847A (en) | Self-driven humidity sensor based on photovoltaic effect and preparation method thereof | |
| JPS60211346A (en) | Dew condensation sensor | |
| JPH04289448A (en) | Temperature and humidity sensor and method for measuring temperature and humidity by using temperature and humidity sensor | |
| JPH0210147A (en) | Humidity sensor | |
| JPH0611474A (en) | Humidity sensor | |
| JPS6133372B2 (en) |