RU106955U1 - Газовый датчик - Google Patents
Газовый датчик Download PDFInfo
- Publication number
- RU106955U1 RU106955U1 RU2011106427/28U RU2011106427U RU106955U1 RU 106955 U1 RU106955 U1 RU 106955U1 RU 2011106427/28 U RU2011106427/28 U RU 2011106427/28U RU 2011106427 U RU2011106427 U RU 2011106427U RU 106955 U1 RU106955 U1 RU 106955U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- film
- sensitive layer
- metal oxide
- oxide semiconductor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
1. Газовый датчик, содержащий электроизолирующую подложку из кремния, покрытую слоем диоксида кремния, с размещенными на ней выполненными в виде резисторов типа "меандр" микронагревателем и термодатчиком, электродами встречно-штыревой конструкции для газочувствительного слоя и газочувствительным слоем, отличающийся тем, что основным элементом датчика является пленочная двухсторонняя трубчатая структура, каркас которой выполнен из встречно-штыревых электродов, свернутых в полую трубку О- или С-образного сечения; а газочувствительный слой из металлооксидного полупроводника SnO2 нанесен на каркас из электродов встречно-штыревой конструкции с двух сторон; причем первый газочувствительный слой в виде пленки из металлооксидного полупроводника SnO2 расположен на внутренней поверхности пленочной двухсторонней трубчатой структуры, а второй газочувствительный слой в виде пленки из металлооксидного полупроводника SnO2 расположен на внешней поверхности пленочной двухсторонней трубчатой структуры. ! 2. Газовый датчик по п.1, отличающийся тем, что микронагреватель и встречно-штыревые электроды выполнены из платины или никеля. ! 3. Газовый датчик по п.1, отличающийся тем, что термодатчик выполнен из платины.
Description
Полезная модель относится к области газового анализа, в частности к полупроводниковым газовым датчикам для контроля токсичных газов в горнодобывающей, нефтеперерабатывающей, химической отраслях промышленности, экологии и др.
Распространенная конструкция полупроводникового датчика газа представляет собой электроизолирующую подложку, на которой размещены металлический нагревательный элемент с изолирующим покрытием или без него, термочувствительный элемент для детектирования температуры чувствительного слоя и газочувствительный слой с электродами для генерирования выходного сигнала в ответ на газ, влажность и другие внешние воздействия. Вышеописанные элементы могут быть расположены как на одной стороне подложки, так и с противоположных сторон (1; 2). Так же из уровня техники известны твердотельные металлооксидные датчики (3, 4).
Наиболее близким, принятым за прототип, является полупроводниковый датчик газа по патенту РФ №2114422 (публ.27.06.98), представляющий собой помещенную в металлокерамический корпус электроизолирующую подложку из кремния, покрытую слоем диоксида кремния, с размещенными на ней нагревателем и термодатчиком, выполненными из платины с подслоем титана в виде резисторов типа "меандр", электродами встречно-штыревой конструкции для газочувствительного слоя, который нанесен на электроды в виде однослойной пленки из металлооксидного полупроводника.
Общим недостатком вышеуказанных аналогов и прототипа является недостаточная чувствительность из-за малой рабочей поверхности пленки газочувствительного слоя, выполненного в виде однослойной структуры.
Задача создания полезной модели направлена на повышение чувствительности газового датчика.
Технический результат - повышение рабочей поверхности площади пленки газочувствительного слоя из металлооксидного полупроводника при сохранении габаритов газового датчика, либо миниатюризация самого газового датчика с сохранением его чувствительности. Площадь пленки газочувствительного слоя из металлооксидного полупроводника является определяющим фактором, поскольку изменение удельной электропроводности пленки из металлооксидного полупроводника в газовой среде является основным измеряемым параметром.
Задача решается за счет того, что в известное устройство, содержащее помещенную в металлокерамический корпус электроизолирующую подложку из кремния, покрытую слоем диоксида кремния, с размещенными на ней нагревателем и термодатчиком, выполненными в виде резисторов типа "меандр", встречно-штыревыми электродами на которые нанесен газочувствительный слой в виде пленки из металлооксидного полупроводника, внесены следующие новые признаки:
- основным элементом датчика является пленочная двухсторонняя трубчатая структура;
- каркасом пленочной двухсторонней трубчатой структуры являются встречно-штыревые электроды, выполненные из платины или никеля и свернутые в полую трубку «O»-образного или «С»-образного сечения;
- газочувствительный слой из металлооксидного полупроводника на каркас из электродов встречно-штыревой конструкции, свернутый в полую трубку, нанесен с двух сторон;
- первый газочувствительный слой в виде пленки из металлооксидного полупроводника SnO2 расположен на внутренней поверхности пленочной двухсторонней трубчатой структуры;
- второй газочувствительный слой в виде пленки из металлооксидного полупроводника SnO2 расположен на внешней поверхности пленочной двухсторонней трубчатой структуры.
Сущность полезной модели представлена на фигурах:
Фиг.1 - Внешний вид газового датчика.
Фиг.2 - Изображение каркаса пленочной двухсторонней трубчатой структуры «С»-образного сечения.
Предлагаемый газовый датчик содержит подложку 1 из кремния; покрытую изолирующим слоем 2 диоксида кремния; платиновый термодатчик 3, выполненный из платины или никеля микронагреватель 4, первый газочувствительный слой 5 тонкой пленки из металлооксидного полупроводника SnO2, нанесенный на внутреннюю поверхность каркаса из встречно-штыревых электродов 6; второй газочувствительный слой 7 тонкой пленки из металлооксидного полупроводника SnO2, нанесенный на внешнюю поверхность каркаса из встречно-штыревых электродов 6.
Микронагреватель 4 и термодатчик 3 имеют одинаковую топологию резистора типа "меандр". Такая конструкция нагревателя имеет стандартное напряжение питания (3, 6, 12 В) и малую потребляемую мощность (менее 1 Вт). Основным элементом датчика является пленочная двухсторонняя трубчатая структура, каркасом которой являются встречно-штыревые электроды 6, свернутые в полую трубку «С»- или «О»-образного сечения (фиг.2). Пленка из металлооксидного полупроводника SnO2 на каркас из электродов 6 встречно-штырьковой конструкции нанесена с двух сторон. При этом первый газочувствительный слой 5, в виде пленки из металлооксидного полупроводника SnO2, расположен на внутренней поверхности, а второй газочувствительный слой 7, в виде пленки из металлооксидного полупроводника SnO2, расположен на внешней поверхности каркаса из встречно-штыревых электродов 6 пленочной двухсторонней трубчатой структуры. Из фигуры 2 понятно, что технический результат - повышение площади пленки газочувствительного слоя из металлооксидного полупроводника - будет достигнут, как в случае выполнения каркаса из встречно-штыревых электродов «С»-образного сечения, так и «О»-образного сечения.
Высокая чувствительность датчика обусловлена невысоким номинальным сопротивлением встречно-штыревых электродов 6, а основное изменение удельного сопротивления происходит за счет сопротивления чувствительного слоя SnO2, поэтому увеличение в два раза площади поверхности газочувствительной пленки из металлооксидного полупроводника SnO2 позволяет повысить чувствительность газового датчика без изменения его размеров. Либо миниатюризировать датчик с сохранением его чувствительности.
Предлагаемый газовый датчик может быть помещен в стандартный металлокерамический корпус, легко встраиваемый в газовые системы.
Работа устройства, созданного на основе предлагаемой полезной модели, осуществляется следующим образом. Перед началом работы газовый датчик с пленочной двухсторонней трубчатой структурой нагревают до рабочей температуры, соответствующей максимальной адсорбции выбранного газа. Нагрев осуществляют путем подачи разности потенциала заданной величины (3-12 В) на контакты нагревателя 4. Производится регистрация исходного сопротивления газочувствительных слоев 5 и 7, при этом термодатчиком 3 одновременно контролируется рабочая температура. Затем датчик помещают в анализируемую газовую смесь. Адсорбция газа приводит к изменению сопротивления пленки газочувствительных слоев 5 и 7. Результат изменения сравнивается с табличными значениями, полученными с привлечением других методик. Что позволяет судить о концентрации исследуемого газа в многокомпонентной смеси.
Предлагаемый датчик может быть использован для обнаружения и определения концентраций горючих и токсичных газов, таких как Н2, С2Н5OН, СО, NO2, О3.
Литература:
1. Патент Япония N 57-42045, G01N 27/12, 1982.
2. Патент ЕПВ N 0265834, G01N 27/12, 1988.
3. Патент Япония N 1-196556, G01N 27/12, Б(А1-122(1590) 1989
4. Патент RU 2114422 C1, G01N 27/12
Claims (3)
1. Газовый датчик, содержащий электроизолирующую подложку из кремния, покрытую слоем диоксида кремния, с размещенными на ней выполненными в виде резисторов типа "меандр" микронагревателем и термодатчиком, электродами встречно-штыревой конструкции для газочувствительного слоя и газочувствительным слоем, отличающийся тем, что основным элементом датчика является пленочная двухсторонняя трубчатая структура, каркас которой выполнен из встречно-штыревых электродов, свернутых в полую трубку О- или С-образного сечения; а газочувствительный слой из металлооксидного полупроводника SnO2 нанесен на каркас из электродов встречно-штыревой конструкции с двух сторон; причем первый газочувствительный слой в виде пленки из металлооксидного полупроводника SnO2 расположен на внутренней поверхности пленочной двухсторонней трубчатой структуры, а второй газочувствительный слой в виде пленки из металлооксидного полупроводника SnO2 расположен на внешней поверхности пленочной двухсторонней трубчатой структуры.
2. Газовый датчик по п.1, отличающийся тем, что микронагреватель и встречно-штыревые электроды выполнены из платины или никеля.
3. Газовый датчик по п.1, отличающийся тем, что термодатчик выполнен из платины.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011106427/28U RU106955U1 (ru) | 2011-02-21 | 2011-02-21 | Газовый датчик |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011106427/28U RU106955U1 (ru) | 2011-02-21 | 2011-02-21 | Газовый датчик |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU106955U1 true RU106955U1 (ru) | 2011-07-27 |
Family
ID=44753875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011106427/28U RU106955U1 (ru) | 2011-02-21 | 2011-02-21 | Газовый датчик |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU106955U1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114324494A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-04-12 | 中国科学院物理研究所 | 一种半导体薄膜气体传感器 |
| CN115287589A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-11-04 | 青岛大学 | 一种基于卷曲硅纳米膜的气体传感器制备方法及应用 |
-
2011
- 2011-02-21 RU RU2011106427/28U patent/RU106955U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114324494A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-04-12 | 中国科学院物理研究所 | 一种半导体薄膜气体传感器 |
| CN114324494B (zh) * | 2021-12-07 | 2024-04-09 | 中国科学院物理研究所 | 一种半导体薄膜气体传感器 |
| CN115287589A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-11-04 | 青岛大学 | 一种基于卷曲硅纳米膜的气体传感器制备方法及应用 |
| CN115287589B (zh) * | 2022-01-12 | 2024-01-30 | 青岛大学 | 一种基于卷曲硅纳米膜的气体传感器制备方法及应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101931044B1 (ko) | 통합 온도 제어 및 온도 센서를 가지는 복합형 전위차 가스 센서 어레이 | |
| Sekhar et al. | Development and testing of an electrochemical methane sensor | |
| US20120161790A1 (en) | NOx SENSING MATERIALS AND SENSORS INCORPORATING SAID MATERIALS | |
| JPH10506186A (ja) | 化学的検出器 | |
| US20120161796A1 (en) | Co2 sensing materials and sensors incorporating said materials | |
| RU106955U1 (ru) | Газовый датчик | |
| Zosel et al. | Mixed potential gas sensor with short response time | |
| EP3529601B1 (en) | Gas sensing element | |
| Xu et al. | Novel carbon dioxide microsensor based on tin oxide nanomaterial doped with copper oxide | |
| US9304101B1 (en) | Method of sensor conditioning for improving signal output stability for mixed gas measurements | |
| JPH06242060A (ja) | 炭化水素センサ | |
| RU2808441C1 (ru) | Сенсор для анализа высокотемпературных отходящих газов тепловых агрегатов | |
| JP2002156355A (ja) | ガスセンサ素子及びこれを備えるガス濃度測定装置 | |
| JP3546919B2 (ja) | 窒素酸化物及び酸素検出センサ | |
| RU2740737C1 (ru) | Каскадный полупроводниковый детектор для газовой хроматографии | |
| US20180188202A1 (en) | NOx SENSOR WITH CATALYTIC FILTER AND POLARISATION | |
| JP3387611B2 (ja) | Ｃｏガスセンサーおよびｃｏガス検出方法 | |
| RU2755639C1 (ru) | Амперометрический способ измерения содержания монооксида углерода в инертных газах | |
| RU2767005C1 (ru) | Высокотемпературная электрохимическая ячейка | |
| RU114370U1 (ru) | Чувствительный элемент газового сенсора | |
| Bertocci et al. | Stability evaluation of YCoO3 basedperovskites used for NO2 detection | |
| RU2522815C1 (ru) | Чувствительный элемент электрохимического датчика монооксида углерода в газовых смесях | |
| JP2023157201A (ja) | ガスセンサ | |
| Wiegärtner et al. | Development and application of a fast solid-state potentiometric CO2-Sensor in thick-film technology | |
| JP5339754B2 (ja) | 酸素ガス濃度測定方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD1K | Correction of name of utility model owner | ||
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20140222 |