RU1820938C - Газочувствительный элемент - Google Patents

Abstract

Использование: в газоаналитическом приборостроении дл  обнаружени  водорода , гели . Сущность изобретени : в качестве активного элемента используетс  керамический оксидный высокотемпературный сверхпровод щий материал, синтезированный из системы BbSr-Ca-Cu-О при определенном весовом соотношении компонентов . 2 з.п.ф-лы, 1 табл.. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к газоаналитическому , приборостроению: получению новых газочувствительных элементов, использующих изменение электрического сопротивлени  некоторых оксидных материалов , возникающее вследствие абсорбции газа.

Целью изобретени   вл етс  обнаружение инертных газов и удешевление датчика.

На фиг. 1 представлена конструкци  газочувствительного элемента. На циталовую подложку 1 после обезжиривани  при вакууме мм рт.ст. на установке УВН - 2 напыл етс  металл ванади  2 толщиной 0,1 мкм при температуре подложки 200°С. Затем на эту поверхность напыл етс  металл никел  толщиной 08-0.9 мкм. После этого

наноситс  фоторезист. По шаблону производитс  травление металла и фоторезиста. Затем промываетс , сушитс  и производитс  скраибирование пластин (размером 4x4 мм). Последующий этап заключаетс  в пайке выводов 3 и нанесении газочувствительного элемента 4.

На электроды подаетс  напр жение U 5-10 В. Любые изменени  сопротивлени , обусловленные присутствием газа, детектируетс  по изменени м силы тока. Состав сверхпровод щих элементов приведен ниже:

I - Bl2Sr2.67Cao.33Cu20e: В (263 44.91 мас.%;

ЗгСОз 37,98 мас.%: СаО 1,78 мас.%; СиО 15,33 мас.%;

00

го о ю со

00

со

II - В145г2Са2СизОп: В 2Оз59,06мас.%; SrCOs 18,71 мас.%; СаО 7.11 мас.%; СиО 15,12 мас.%.

В присутствии детектируемого газа (водород или гелий) возникает ЭДС, величина которой зависит от его концентрации.

На фиг. 2 представлена зависимость изменений силы тока от концентрации водорода в воздухе дл  обоих предлагаемых сверхпровод щих элементов при двух толщинах 0,1 и 0,2 мкм. При толщине адсорбционного сло  0,1 мкм оптимальна  чувствительность дл  водорода получаетс  при концентрации 35 х 10 %, а изменение силы тока .составл ет 19.5 х 10 А на сверх- провод щем элементе .бтСао.ззСиаОв. а дл  ВЦ5г2Са2СизОп при тех же услови х изменение силы тока составл ет 39 х 10 А. Из фиг.2 следует, что крива  индуцированного тока имеет нарастающий ход, который затем замедл етс .

На фиг. 3 представлены данные по длительности срабатывани  датчиков, наход щихс  в секундном диапазоне..

Из таблицы следует, что сверхпровод - щий элемент BlaSrz.evCao.asCiwOe  вл етс  рптимально-газочувствительным к гелию, а

0

5

0

5

ВЦ5г2Са2Сиз011 - к На при концентрации их в воздухе 45 х 10 %, врем  срабатывани  составл ет 2 с.

Таким образом, чувствительность срабатывани  предлагаемых газочувствительных высокотемпературных сверхпровод щих элементов не превышает 0,1%, а это обеспечивает надежное обнаружение малой концентрации газов (например, 5 х 10 %),

Claims (3)

1. Газочувствительный элемент, содержащий электроды, расположенные на керамической подложке и покрытые тонким газочувствительным слоем, отличающийс  тем, что, с целью повышени  чувствительности обнаружени  водорода и осуществлени  возможности обнаружени  гели , электроды выполнены из ванади  и никел , а газочувствительный слой - из высокотемпературной сверхпровод щей керамики состава Bi-Sr-Ca-Cu-0.

2. Элемент по п.1,отличающийс  тем, что дл  обнаружени  водорода использована керамика состава ЕИАЗггСэаСизОп.

3. Элемент по п.1,отличающийс  тем, что дл  обнаружени  гели  использована керамика состава В125г2,б7Сао.ззСи20в.

Врем  срабатывани  газового датчика на основе сверхпроврд щего

элемента BI-Sr-Ca-Cu-0.

«КГ8; 2

20j

х

K

a

0 10 Я) ж /ю 150

.КОНЦЕНТРАЦИЯ Hj В ВОЗДУХЕ, КГ4 %

Фиг./

Ј

о о и sw: :« /ю ВРЕМЯ, с