RU1786413C - Устройство дл определени концентрации газов - Google Patents

Abstract

Использование: микроэлектроника, устройства дл  исследовани  и измерени  параметров газов и их составл ющих. Сущность изобретени : устройство включает диэлектрическую подложку, на одной стороне которой на подслое из кварца имеютс  сенсоры одинаковых размеров, выполненные на газочувствительиых параллельных поло- сковых элементах, разделенных электродами , а также два датчика температуры, на другой стороне подложки расположен нагреватель . Дл  исключени  вли ни  газов, т.е. дл  повышени  точности измерений, на датчики температуры и часть сенсоров нанесен герметизирующий диэлектрический слой. 2 ил.

Description

00

С

Изобретение относитс  к измерительным устройствам в области микроэлектроники , преимущественно к устройствам дл  определени  составл ющих компонентов смешанного газа и его параметров.

Известно устройство дл  определени  кислорода в составе газа, его концентрации, т.е. отношени  воздух - кислород. Оно содержит газочувствительный элемент на одной стороне подложки и теплонагреватель с другой стороны, пористый катализатор, средство дл  измерени  выходного напр жени . Датчик резистивно-измен ющегос  типа имеет нагреватель в виде меандра. Пористый катализатор способствует изменению кислородного частичного давлени  внутри датчика. Однако точность измерени  таким датчиком невысока, так как при улучшении характеристики реакции датчика повышаетс  вли ние сигнала, внос щего ошибку, тем самым ухудшаетс  стабильность и воспроизводимость измерений.

Известно устройство обнаружени  газа (прототип), содержащее изол ционную подложку , несколько газовых датчиков, расположенных в матричной форме, нагреватель дл  нагрева датчиков до рабочей температуры , который расположен на противоположной от датчиков стороне подложки, причем выходные клеммы газовых датчиков расположены так, что одна из них каждого датчика подсоедин етс  к общему электроду, а друга  разомкнута и развернута так, что обеспечивает индивидуальный выход. Это недорогосто щее устройство, имеющее шесть датчиков, изготовленных из различных газочувствительных материалов по толстопленочной технологии, может выдавать информацию о смешан ном газе, включа  ти2

О

jjb

СО

пы газовых компонентов и их концентрацию ,

Однако при высоких температурах нарушение стабильности нагревател , котора  зависит от его материала и ведет к изменению температуры газочувствительного датчика, а также отсутствие датчика температуры, который контролирует оптимальную рабочую температуру, резко снижают точность контрол  концентрации газовой среды.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  концентрации газов, позвол ющей осуществл ть достоверный контроль и управление соста- вом и концентрацией газовой среды.

Цель достигаетс  тем, что устройство содержит изол ционную подложку с сенсорами на одной стороне и пленочным нагревателем на другой, причем подложка выполнена из поликристаллического оксида алюмини  с нанесенным на нее подслоем из диоксида кремни , на нем размещены сенсоры , выполненные в виде параллельных пр моугольных полос из газочувствитель- ного материала, поверх которого нанесены электроды на равном рассто нии друг от друга, образу  измерительные и эталонные сенсоры, последние покрыты диэлектрическим защитным слоем, устройство снабже- но также датчиками температуры, размещенными между полосами газочувствительного материала, и диэлектрическим защитным слоем, а нагреватель расположен так, что перекрывает по площади сенсоры и датчики температуры.

На фиг.1 представлено устройство дл  определени  концентрации газов, его верхн   сторона; на фиг.2 - нижн   (противоположна ) сторона устройства.

Устройство дл  определени  концентрации газов содержит диэлектрическую двустороннюю подложку 1 из поликристаллического оксида алюмини  (поликора), на одну из сторон которой нанесен подслой 2 из диоксида (кварца). На подслое 2 размещены параллельные полосковые линии 3 из газочувствительного материала (например, из окиси цинка), которые пересекаютс  электродами 4, образу  газочувствительные

элементы - сенсоры 5. На этой же стороне диэлектрической подложки 1 на подслое 2 из кварца расположены два датчика 6 температуры . Оба датчика 6 и произвольно выбранные сенсоры 5 в качестве эталонных (это зависит от количества компонентов газов и от подключени  в электрическую схему) покрыты герметизирующим диэлектрическим слоем 7. На противоположной стороне подложки 1 расположен нагреватель 8 с электродами 9, которые предназначены дл  электрического соединени  нагревател  8 с внешней электрической цепью. Нагреватель 8 занимает на подложке 1 такую площадь, котора  больше площади сенсоров 5 и датчиков 6 температуры, т.е. последние элементы расположены как бы внутри проекции нагревател  8 на верхнюю сторону подложки 1.

Измерени  осуществл ютс  при требуемом тепловом режиме, поддерживаемом нагревателем 8, корректируемом датчиками 6 температуры, использу  компенсационную схему включени  измерительных и эталонных сенсоров 5.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  определени  концентрации газов, содержащее изол ционную подложку с сенсорами на одной стороне и пленочным нагревателем на другой, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  концентрации газов, изол ционна  подложка выполнена из поликристаллического оксида алюмини  с нанесенным на нее подслоем из диоксида кремни , на котором размещены сенсоры, выполненные в виде параллельных пр моугольных полос из газочувствительного материала, поверх которого нанесены электроды на равном рассто нии друг от друга, образу  измерительные и эталонные сенсоры , причем эталонные сенсоры герметизированы диэлектрическим защитным слоем, устройство снабжено датчиками температуры , размещенными между полосами газочувствительного материала и герметизированными диэлектрическим защитным слоем, а нагреватель расположен таким образом, что перекрывает по площади сенсоры и датчики температуры.

   i

   ..i,

   JIM ;;|

   Qij |ij

   -JUJ:

   fc-Ц-

   Ј&d ET E. b S-33

   Фиг. J

   s.

   33

   if: л

   .,лГ