DE2325168A1 - Verfahren und vorrichtung zur messung von partialdruecken - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur messung von partialdruecken

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DE2325168A1
DE2325168A1 DE19732325168 DE2325168A DE2325168A1 DE 2325168 A1 DE2325168 A1 DE 2325168A1 DE 19732325168 DE19732325168 DE 19732325168 DE 2325168 A DE2325168 A DE 2325168A DE 2325168 A1 DE2325168 A1 DE 2325168A1
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DE
Germany
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organic
gas
partial pressure
solid
conductivity
Prior art date
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Pending
Application number
DE19732325168
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English (en)
Inventor
Gertraude Dipl Phys Boettcher
Ludwig Dr Brehmer
Horst Prof Dr Haensel
Wolfgang Dipl Chem Dr Schwenke
Wolfgang Dr Ing Telle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hochvakuum Dresden VEB
Original Assignee
Hochvakuum Dresden VEB
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Publication date
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Publication of DE2325168A1 publication Critical patent/DE2325168A1/de
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
    • G01N27/125—Composition of the body, e.g. the composition of its sensitive layer
    • G01N27/126—Composition of the body, e.g. the composition of its sensitive layer comprising organic polymers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0001—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
    • G01L9/0002—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using variations in ohmic resistance

Description

.YEB Hochvakuum- Dresden ' Dresden, am. 25■■- co« 1972.
23251B8
Verfahren und Vörriclitunj^ zur ϋΤα.σάαηβ von Parti al drücken
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung ,zur Messung von PartialdrUcken oVganißcher und anorganischer Gase, insbesondere* unter Vakuumbedingungen.
Alle bekannten Partialoruckvakuummeter beruhen auf der Wechselwirkung geladener Teilchen mit elektrischen und/ oder magnetischen Feldern und gestatten Partlaldruckmessungen nur bei Totaldrücken kleiner lo""·^ Torr·
Diese bekannten Partialdruckvakuummet'er- benötigen einen hohen elektronischen Aufwand· Der Aufbau der Meßzelle ist kompliziert. In vielen Fällen werden die vakuumphyßikalischen Verhältnisse im Rezipienten durch die Vakuummeßzelle mit ihrer großen räumlichen Ausdehnung, den großen Oberflächen und heißen Elektroden beträchtlich gestört. Außerdem läßt sich ihre Anwendung ohne zusätzliche Ein- ' richtung prinzipiell nicht auf das Grobvakuum ausdehnen.
Der Zweck der Erfindung besteht in einer vereinfachten und erweiterten Partialdruckmessung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde» ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu entwickeln, die die physikalischen Verhältnisse im Prüfraum nicht nennenswert be-
-2-
309883/0921
BAOORKSfNAL
elnflussen, keine heilen, Elektroden verwenden vxnä eine
atisix im C-robvakiiumbereich erlauben.
cmäS. wird die Aufgabe dadurch, gelöst» da3 die Abhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit- einer organischen Fe stkörperniolelculver bindung vo-a Partialdruck eines mit dem festkörper in Wechselwirkung tretenden Gases1 zur Pcrtialdruclr-ijssung ausgenutzt wird» Die elek—
trischö Leitfähigkeit dient als Meßgröße. Dar Wechselwirkung sv/i sehen Gas und Festkörper liegt ein Chemosorptionsprozeß zugrunde. Dabei können die zu bestimmenden-Gase in Bezug zum Festkörper sowohl Elektronen-Akzeptoren als auch -Donatoren sein«, Solche Gase sind insbesondere Sauerstoff, Wasserst of fr Kohlenmonoxid^ Kohlendioxid . sowie andere gasförmige Kohlenet ©ffVerbindungen» Als Festkörpersubstanzen werden organische Materialien eingesetzt» insbesondere-, linear konjugierte Systeme, wie Polyterpene und Aronate des zweiten oder eines höheren Kondensationsgrades« Da der Chemosorptionsprozeß primär die elektrischen Oberflächeneigenschaften und damit die Oberflächenleitfähigkeit· verändertj, genügt es, dünne Pestkörperechicbten oder —filner zu verwenden. Ss können aber auch Preßlings oder Einkristalle ale Festkörper-Druckindikatoren eingesetzt werden« Die Vorrichtung für die ^Rartialdruckmessung besteht aus dem Festkörper in der entsprechenden geometrischen Fona, am geeignetsten in Gestalt einer, dünnen Schicht als Druckindikator, einem thermostatierbaren Träger für den Sruckindikator und zwei Kontakt elektroden »die die Stromzu- ' fuhr zum Druckindikator übernehmen» Die'-.übrige elektrische Meßeinrichtung wird In an sich bekannter Art ausgeführt»
303883/.Ö921 BAD ORJGiNAt/ ^" "
Die Therisostatieruag dos Druekindikators ist -erforder»= li©h„ weil die " TempereturMndoriuiGcn die Meßgenauigkeit etark beeinflussen«, Die optimale Temperatur des'Druck»" Indikators für .die1 Partialdruekmessung ist abhängig iron des Weehselwirkungspartnern Festkörper-und. Gas und liegt Se Be füs? oll-tyans-ß-Carotia / Sauesst off'bei 45 '0C0--Si© Kisäata3s.tiesuBg des D^tiekiadikat®^®' ®^£©lgt aaeh
mit bekannten
Älumis&um ©ά®2 ".©©wohl
bzw ο
7δ
5i@ Erfindung soll.nachstehend an eineis· Jlusführuncabeiipiel nahes? erläutert v/erden„ In der gugohörigen Zeichnung
1s ©in Diagramm der Leitwertsänderung ·
2g ' eine DünnßchiiCht-»Llo5gelle 3g ©ins Preßling- bawo Sinkristall
4« '©inea Meßkopf"
fig β 1 Ist -is. ©in@m Biagream als Beispiel die Leit-
in Abhängigkeit -ü@ä Partißlä^uckes von Saueread 6,(B^ S@mparatu2? auissEgswels© äarg^stellto" iß Figo 2 ta>gegt@llt@ 2X!naschioht«Me0zelle besteht eines QuasBßUbstraf1, das als Träger und zm? Iso-
Metallelektrode» 2„ im Beispiel
vmrden0 und de® Dünnschicht-"bestehend 4ae all~teans~ß-Carötine Ssi all-trsne-ß-earotin'wns'de in bekanntgs- Weis© in Form. von Fast© auf da© Quarssubstrat aufgebracht o Die Metall-2 sind alt d@n I3.ektr©d©asufUhrungen 4 und
in Figo 3 dargestellt® P?@ßling-iSeßzelle hat ebenfalle ©ia Qu&rssubstrat■ 1 al© Träger-= und Isolierschicht,, iuaf dor @ia Pr@31iag~Draekis.&ikat©2? 6 aufgeklebt wurde e D®s> Prsßling besteht ebenfalls) aus all~trail3*=ßCarotin«. Si© Metallelektrode» 2 wurden, direkt auf den Preßling-»
6 auf gedampft g eie stehen mit derA Elek-
4 und 5 in leitender Verbindung β
Figo 4 iat ©in Meßkopf dargestellt.'Als Meßzelle 7 ist ©las BUnnschicht-Meßz.elle nach PIg^ 2 ein^esetst» Sie
. 5 309 8.8 3/0921
SAO ÄS
ist an einen elektrisch, und thermisch." hochisolier enden PTFS-Rins 8 befestigt ρ in dessen Mitte ein thermoctatier barer !.letallblock 13 eircslaasen iat9 der durch thermischen Kontakt die Meßsalle" 7 temperiert» Die .Thermostatierung erfolgt über die Zuleitung 9 und die Rückleitung 1©o Der PTPS=RIn^ Ist mittels Haltostreben 11 gehalter*,, die auf einota Plansch 12 befestigt sind»1DIe EXektrodenzuleitunsen für die Heßselle 7 sind mit 4 und § b@ss'i)£ehnetp. wobei die Slektrodenstilelttang 4 elektrisch heehisollert ausgeführt Isto Alle Durchführungen sind
Sm 3?lanseh 12 hoehvakuumdlcht ausgeführte In I£go 5 ist das 'Blockschaltbild ©Iner kosiplgttea Meß-=
iE2i©rän«ng da^g©stellte 14 eatsprieht dem iileflk©pfD wi© * eg> la Pig„ 4'dargestellt wurd®» Er ist alt dem Plansch 1E aa den Hszipient@a 1f ang@flanseht"0 des dusch das. üiaggregat 1β ©Takuies't i^irdo D®^1 Meßkopf 14 ist die Blekts'edensuleitmagea 4 &md 5 alt d©r ©lek« Meßeim?iehttms verbimaea^ wobei 17 ein© Gleich·= quell© darstellt ΰ 18 ©iatn' Maßirerstarkes1
M©tallr®sipient©a k@is licht auf di smd 19 da© JUagfglgegaBat ο Die Sharmostatie^uag Mgßkopf 14 ©athaltengn Heßzelle erfolgt übts? die 2 9 und Hücklsitung 1© v®a des1 Thermostati
2© "ausο De? durch doa h©eh©hmißQE fließenden Strom v/ird im ilcßverstärker 18 verstärkt und am Ingeig©gerät 19 angezeigte
Hfe die Im Beispiel verwendete. DUnnschicht-lTeßzelle 3 aus all~trans-=ß-=Garotin snr Messung des Partlaldruckeg von Sauerstoff wird die Temperatur durch die Thermostat tiereinrichtuAg 2© auf 45 °G gehalten0 da bei dieser Temperatur die optimalem Meßbedingungen vorliegeno De^ ve® Partialdruck unabhängige Anteil des Stromes kann ©lektr.©ais&h kompensiert oder reehnerisch subtrahiert

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    Verfahren zur Messung von Partialdrttcken organischer und anorganischer Gases dadurch gekennzeichnete daß die elektrische Leitfähigkeit einer organischen Fost körpermolekülvorbindung in Abhängigkeit vom Partial™ druck ohenos-orptionsfähiger Gas© gemessen wirdo
    2·> Ferfahren nach Anspruch 1 ΰ dadurch gekennzeichnet „ daß als organische Pestkörpermolekülverbindung Poly-» terpene ©der Aroraat® des zweiten- oder eines höheren Kondensationsgrades. verwendet
    3® Verfahren nach Anspruch 1D dadurch gekennzeichnet0 daß die elektrische Pot©- ünd/oder Dunke!leitfähigkeit der Festkörpermolekülverbindung geraessen wir d
    Forrichtung gas1 üeseung von Partialdrücken. nischer und anorganischer Gas© für daa Yerfahren nach Anspruch 1s dadurch, gekennzeichnetD daß eine organische PestkorpcrmolekUlverbinduag ia geeigneter Weise auf einem'Substrat gehaltert und isoliert wird8 mittels .Elektroden kontaktiert ist und ineinen eloktriochen Strommeßkrcia geschaltet y/ird»
    Vorrichtung nach Anspruch, 4P dadurch gekennzeichnetß daß die organische Festkörpermolekülverbindung als Schicht j, als Pxeßliog ©der als Einkristall ausgebildet ist.
    309883/0921 BAD ORIGINAL
    Verxdehtung nach Ansprueh 4
    4ο
DE19732325168 1972-06-09 1973-05-18 Verfahren und vorrichtung zur messung von partialdruecken Pending DE2325168A1 (de)

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LU76937A1 (de) * 1977-03-11 1978-10-18
EP0332935A1 (de) * 1988-03-14 1989-09-20 Siemens Aktiengesellschaft Sensomaterial zur Messung des Partialdruckes von Gasen oder Dämpfen und Gassensor
JP3530471B2 (ja) * 2000-09-01 2004-05-24 独立行政法人 科学技術振興機構 光電流増幅現象等を利用したガス検知方法及びガスセンサー
US7081368B2 (en) 2000-09-01 2006-07-25 Japan Science And Technology Corporation Method for detecting gas with the use of photocurrent amplification and the like and gas sensor

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FR2188160A1 (de) 1974-01-18
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FR2188160B3 (de) 1976-05-28
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CH589283A5 (de) 1977-06-30
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