DE4019707A1 - Controlling gas transport to gas sensors - using liq. film over gas inlet orifice - Google Patents
Controlling gas transport to gas sensors - using liq. film over gas inlet orificeInfo
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Abstract
Description
Gassensoren aller Art (Halbleiter-Oxid-Sensoren, Pellistoren, MOSFET-Gassensoren, elektrochemische Sensoren usw.) haben die Aufgabe Gaskonzentrationen in der Umgebung zu messen. Werden die Sensoren den vorhandenen Gasen in der atmosphärischen Umgebung direkt ausgesetzt, wird das Signal meistens sehr stark von der Reaktionsgeschwindigkeit der Sensoroberfläche (meistens von deren katalytische Aktivität) abhängen.Gas sensors of all kinds (semiconductor oxide sensors, pellistors, MOSFET gas sensors, electrochemical sensors, etc.) have them Task to measure gas concentrations in the area. Will the Sensors the gases present in the atmospheric environment directly exposed, the signal is mostly very strongly from the Response speed of the sensor surface (mostly from its catalytic activity).
Diese Reaktionsfähigkeit (katalytische Aktivität) wird mit der Zeit abgebaut. Dies hat zur Folge, daß die Empfindlichkeit (Sensorsignal), welche anfangs sehr groß ist, mit der Zeit nachläßt.This reactivity (catalytic activity) is with the Time reduced. As a result, the sensitivity (Sensor signal), which is initially very large over time subsides.
Unser Lösungsweg schlägt vor, daß vor dem Sensor eine Gasbarriere eingebaut wird. Durch diese Gasbarriere kann das zu messende Gas durch einen physikalischen Prozeß zu dem eigentlichen Sensorelement gelangen. Als physikalischer Prozeß eignet sich die Auflösung und/oder Diffusion durch einen Flüssigkeitsfilm am besten. Wenn als Gasbarriere eine stabile Flüssigkeit gewählt wird, wie Wasser, Silikonöl, Säuren usw., die in der normalen Atmosphäre eine lange Beständigkeit haben, wird die Gasauflösung und der Diffusionsprozeß durch diese Barriere immer nur von physikalischen Parametern, wie Temperatur, Druck usw. abhängen. Diese Parameter sind aber konstant zu halten, meßbar und sind keinem Alterungsprozeß unterworfen.Our solution suggests that a gas barrier in front of the sensor is installed. The gas to be measured can pass through this gas barrier through a physical process to the actual Arrive sensor element. Suitable as a physical process the dissolution and / or diffusion through a liquid film on best. If a stable liquid is chosen as the gas barrier will, like water, silicone oil, acids, etc., which in the normal Atmosphere will have a long life Gas dissolution and the diffusion process through this barrier always only physical parameters such as temperature, pressure, etc. depend. However, these parameters must be kept constant and measurable and are not subject to any aging process.
Die technische Schwierigkeit ist dabei, daß die Schichtdicke des Flüssigkeitsfilmes absolut konstant bleiben muß. Dies kann dadurch geschehen, daß dieser Flüssigkeitsfilm auf einen Träger aufgebracht wird. Hier eignen sich verschiedene poröse Träger, wie poröse Folien aus hydrophilen und hydrophoben Kunststoffen, Glaswolle, Glaspapier, Glasfritten und Filtermaterial.The technical difficulty is that the layer thickness of the Liquid film must remain absolutely constant. This can happen that this liquid film on a support is applied. Various porous supports are suitable here, like porous foils made of hydrophilic and hydrophobic plastics, Glass wool, glass paper, glass frits and filter material.
Insbesondere sind solche Gasbarrieren für elektrochemische Zellen interessant, die in einem Gasdiffusionsbegrenzungsmodus arbeiten sollen.Such gas barriers are in particular for electrochemical cells interesting that work in a gas diffusion limitation mode should.
Ein elektrochemischer Sensor zum Nachweis von Kohlenmonoxid, bestehend aus drei Platin-Katalysatorschichten, aufgebracht auf hydrophober Teflonfolie, wobei die Arbeitselektrode von außen mit einer porösen hydrophilen sehr dünnen Schicht beschichtet wird. Diese Beschichtung kann z. B. durch Vakuum-Aufdampf-Verfahren, Ionen-Beschuß oder die Aufbringung einer nicht löslichen Metallschicht erfolgen. Die elektrochemische Zelle enthält einen Elektrolyt aus Schwefelsäure, wobei der Elektrolytkanal so ausgefüllt wird, daß er an der äußeren Fläche der Arbeitselektrode durch einen elektrolytleitenden Kanal mit dem Elektrolyt in Kontakt kommen kann. Über dieser Arbeitselektrode ist jetzt noch eine weitere poröse Teflonfolie auszuspannen, damit die Elektrolytschicht, die an der äußeren Oberfläche der Arbeitselektrode gleichmäßig verteilt ist, nicht direkt mit der Außenwelt in Berührung kommt. Durch diesen einige µm dünnen Elektrolytfilm kann das Gas nicht ungehindert auf die Arbeitselektrode gelangen, sondern muß sich zuerst in der Flüssigkeit auflösen, um dann in die Poren der Elektrode einzudringen. Durch diese Auflösung und dem Austritt aus dem Elektrolyt wird die Konzentration drastisch reduziert und die Gaszufuhr durch diesen Transporteffekt bestimmt. An electrochemical sensor for the detection of carbon monoxide, consisting of three platinum catalyst layers applied to hydrophobic Teflon film, with the working electrode from the outside a porous hydrophilic very thin layer is coated. This coating can e.g. B. by vacuum evaporation method, Ion bombardment or the application of a non-soluble Metal layer done. The electrochemical cell contains one Electrolyte from sulfuric acid, the electrolyte channel so is filled in that it is on the outer surface of the Working electrode through an electrolyte-conducting channel with the Electrolyte can come into contact. About this Working electrode is now another porous Teflon film unclamp so the electrolyte layer attached to the outer Surface of the working electrode is evenly distributed, not comes into direct contact with the outside world. Through this some µm thin electrolyte film, the gas can not freely on the Working electrode, but must first in the Dissolve liquid, then into the pores of the electrode to penetrate. Through this dissolution and exit from the The concentration is drastically reduced and the electrolyte Gas supply determined by this transport effect.
Eine Anordnung zur Begrenzung des Gaseintritts bei Gassensoren aller Art (wie elektrochemische Gassensoren, Pellistoren, Halbleiter, Halbleiter-Oxid-Gassensoren und optische Gassensoren) dadurch gekennzeichnet, daß das Gas das in den Sensor eintritt oder einströmt vorher mit einer Gasbarriere aus flüssigem Material aller Art (wie fließende Flüssigkeit, Lösungen, Mischungen, gelartige Flüssigkeiten, erstarrte Flüssigkeiten, gummiartige-, Silicone-, polymere Flüssigkeiten) in Kontakt tritt.An arrangement for limiting gas entry in gas sensors of all kinds (such as electrochemical gas sensors, pellistors, Semiconductors, semiconductor oxide gas sensors and optical gas sensors) characterized in that the gas entering the sensor or flows in beforehand with a gas barrier made of liquid All kinds of material (such as flowing liquid, solutions, Mixtures, gel-like liquids, solidified liquids, rubber-like, silicone, polymeric liquids) in contact occurs.
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904019707 DE4019707A1 (en) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | Controlling gas transport to gas sensors - using liq. film over gas inlet orifice |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19904019707 DE4019707A1 (en) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | Controlling gas transport to gas sensors - using liq. film over gas inlet orifice |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4019707A1 true DE4019707A1 (en) | 1992-01-02 |
Family
ID=6408751
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904019707 Withdrawn DE4019707A1 (en) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | Controlling gas transport to gas sensors - using liq. film over gas inlet orifice |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4019707A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995028658A1 (en) * | 1994-04-15 | 1995-10-26 | W.L. Gore & Associates, Inc. | An underground monitoring system |
-
1990
- 1990-06-21 DE DE19904019707 patent/DE4019707A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995028658A1 (en) * | 1994-04-15 | 1995-10-26 | W.L. Gore & Associates, Inc. | An underground monitoring system |
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