RU1772708C - Способ изготовлени сорбционного электрического датчика влажности газов - Google Patents

Abstract

Использование: приборостроение, технологи  изготовлени  сорбционных электрических датчиков влажности газов. Сущность изобретени : между диэлектрической подложкой и влагочувствительным полимерным веществом нанос т слой из реагентов с эпоксидными группами дл  улучшени  адгезионных свойств влагочувствительного вещества, а электроды устанавливают поверх влагочув ствительного вещества. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к влагометрии газов, и может быть применено в различных отрасл х промышленности и научных исследовани х , в том числе вметеорологии, медицине, горной теплофизике, в сельском хоз йстве и т.п.

Известен датчик сорбционного типа, основанный на применении гигроскопического тела, свойства которого измен ютс  в функции количества поглощенной влаги. Способ изготовлени  такого датчика состоит в том, что на подложку с электродами нанос т раствор органического влагочувствительного вещества с последующей сушкой.

Способу изготовлени  таких датчиков присуща недостаточно высока  стабильность и повтор емость характеристик датчика , измен ющихс  при эксплуатации и хранении. При этом погрешность измерений может составить до 25% в год. Так как формирование гигроскопичной пленки происходит при вращении подложки, т.е. в силовом поле, направленном по касательной

к ее поверхности, то при этом ухудшаетс  адгезионное сцепление пленки влагочувствительного вещества с поверхностью подложки и электродов, что отрицательно сказываетс  на механических и, как следствие этого, электрических свойствах датчиков . Таким образом, использование данного способа не позвол ет добитьс  высокого качества его изготовлени .

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  способ изготовлени  сорбционного электрического датчика влажности газов, заключающийс  в нанесении на подложку раствора органического влагочувствительного вещества диспергированием его в поле коренного разр да, нахождении после сушки зависимости межэлектродного сопротивлени  от влажности и в случае отклонени  крутизны полученной характеристики от заданной.до- ведении ее до необходимого значени  путем изменени  напр жени  коронного разр да и (или) в зкости диспергируемого раствора.

(Л

С

ю XI о

00

Недостаточна  надежность известного способа изготовлени  сорбционного электрического датчика заключаетс  в том, что адгезионное сцепление влагочувствитель- ной пленки с поверхностью подложки и электродов будет недостаточно механически прочным и стабильным в течение времени эксплуатации датчика.

Это обусловлено тем, что в процессе изготовлени  датчика температура его подложки , электродов, раствора влагочувстои- тельного вещества и окружающего воздуха (с непосто нным значением относительной влажности) будут отличатьс  друг от друга, что в совокупности с различием теплопроводности электродов и подложки в процессе эксплуатации приводит к отслаиванию пленки в местах перехода электроды-под- ложка.

Целью изобретени   вл етс  повышение стабильности и повтор емости характеристик изготавливаемых датчиков за счет улучшени  адгезионных свойств пленки с подложкой и электрического контакта пленки с электродами.

Сущность изобретени  заключаетс  в том, что перед формированием влагочувстви- тельного вещества из органических растворов диспергированием в поле коронного разр да, на диэлектрическую подложку из полиамидной пленки нанос т слой из реагента с эпоксидными смолами дл  улучшени  адгезионных свойств влагочувствительного вещества к подложке, а металлические электроды устанавливают поверх сформированного сло  из влагочувствительного вещества.

На чертеже представлено схематическое изображение конструкции сорбционного электрического датчика влажности газов, изготовленного по предлагаемому способу. Датчик состоит из диэлектрической подложки 1 из- полиамидной пленки, нанесенного сло  2 из реагента с эпоксидными группами с устройством углублени  под электроды, сформированного в поле коренного разр да сло  3 из влагочувствительного вещества: металлических проволочных электродов 4, установленных в углублении.

Способ изготовлени  сорбционного электрического датчика влажности газов реализуетс  следующим образом. На поверхность пластины (на фигуре не показана) толщиной 1,2 мкм, с помощью прижимных скоб закрепл ют подложку из полиамидной пленки толщиной 80 мкм. На поверхность полиамидной пленки нанос т слой реагента с эпоксидными группами, водопоглощение которого в течение длительного времени остаетс  меньше 0,05%. Толщина сло  составл ет 80-100 мкм. Поверхность кле щего подсло  после сушки скрайбируют на половину его толщины специальными резцами с трапецеидальной головкой. После проведени  этих операций на поверхность кле щего подсло , наход щегос  при температуре 80-100°С, нанос т влагочувствительное вещество в поле коронного разр да с последу- ющим охлаждением структуры до

температуры 5-15°С. Поверх образовавшейс  пленки из влагочувствительного вещества устанавливают электроды из палладиево-серебр ного сплава, диаметр электродов 100 мкм, зазор между электродами - 600 мкм. Затем осуществл ют тарировку датчика и определ ют характеристики его сопротивлени  R от относительной влажности воздуха, т.е. R %) t при фиксированных температурах. Описанные операции повтор ютс  до тех пор, пока не получают требуемые параметры характеристики R %)lt и физико-механические свойства , определ ющие стабильность электрофизических параметров изготавливаемого датчика и его метрологию.

При использовании предлагаемого способа изготовлени  сорбционных датчиков влажности по сравнению с известным повышаетс  стабильность характеристик датчиков за счет улучшени  адгезионных свойств пленки В В с подложкой и электрического контакта пленки с электродами, что позвол ет уменьшить погрешность измерени  влажности в 2-3 раза.

Кроме того, в парти х из 30 штук датчиков , изготовленных согласно предлагаемому способу, зона разброса выходного информативного параметра соответствует не более 2% относительной влажности, а у

датчиков, изготовленных по известному способу - зона разброса 7-8%. Датчики, изготовленные по предлагаемому способу, в течение б мес цев их эксплуатации при разных температурно-влажностных услови х сохран ли стабильность характеристики R f(p).

Предлагаемое изобретение позвол ет улучшить характеристики датчиков. Такие датчики найдут широкое применение в технологических процессах и научных исследовани х благодар  тому, что обеспечивают измерение влажности в широком диапазоне , имеют малую себестоимость и просты в эксплуатации.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ изготовлени  сорбционного электрического датчика влажности газов, заключающийс  в последовательном нанесении на диэлектрическую подложку электродов и сло  из раствора органического влагочувствительного вещества путем диспергировани  его в поле коренного разр да между высоковольтным и заземленным электродами с последующей его сушкой, отличающийс  тем, что, с целью повышени  стабильности и повтор емости характеристик изготавливаемых

   датчиков за счет адгезионных свойств полимерного сло  с подложкой, перед коронным разр дом на поверхность подложки нанос т слой из реагента с эпоксидными группами, а электроды устанавливают поверх сформированного сло  из влагочувствительного вещества.