RU2235315C2 - Газовый датчик - Google Patents
Газовый датчик Download PDFInfo
- Publication number
- RU2235315C2 RU2235315C2 RU2002130152/28A RU2002130152A RU2235315C2 RU 2235315 C2 RU2235315 C2 RU 2235315C2 RU 2002130152/28 A RU2002130152/28 A RU 2002130152/28A RU 2002130152 A RU2002130152 A RU 2002130152A RU 2235315 C2 RU2235315 C2 RU 2235315C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensor
- oxygen
- gas sensor
- sensitivity
- gas
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
Использование: изобретение относится к области газового анализа, в частности к детектирующим устройствам, применяемым для регистрации и измерения содержания кислорода. Сущность изобретения состоит в том, что в заявляемом газовом датчике, содержащем полупроводниковое основание с нанесенными на его поверхность металлическими электродами, основание выполнено из монокристаллической пластины арсенида галлия. Заявляемый датчик при существенном упрощении конструкции позволяет определять содержание кислорода с чувствительностью, на порядок превышающей чувствительность известного датчика кислорода. Технический результат изобретения заключается в повышении чувствительности и технологичности изготовления датчика, расширении его функциональных возможностей. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области газового анализа, в частности к детектирующим устройствам, применяемым для регистрации и измерения содержания микропримесей кислорода и других газов.
Известен датчик (детектор) по теплопроводности, действие которого основано на различии между теплопроводностью паров вещества и газа-носителя [1]. Однако чувствительность такого датчика (детектора) ограничивается на вещества с теплопроводностью, близкой к теплопроводности газа-носителя. Например, при использовании этого датчика для анализа кислорода точность определения невысока.
Известен также датчик [2], позволяющий определять содержание кислорода с большей чувствительностью, однако он сложен по конструкции: включает селективную мембрану с необходимым для прохождения кислорода размером пор, полость с иммобилизованным флуоренцирующим красителем и устройство для фиксирования степени гашения красителя, которая пропорциональна парциальному давлению кислорода.
Ближайшим техническим решением к изобретению является датчик влажности газов, состоящий из поликристаллической пленки селенида цинка, легированного арсенидом галлия, с нанесенным на ее поверхность металлическими электродами [3].
Недостатком известного устройства является его недостаточная чувствительность и при этом трудоемкость изготовления, предусматривающего легирование селенида цинка.
Задачей изобретения является повышение чувствительности и технологичности изготовления датчика, расширение его функциональных возможностей, в частности обеспечение возможности его применения для анализа кислорода.
Поставленная задача решена за счет того, что в известном газовом датчике, содержащем полупроводниковое основание с нанесенными на его поверхность металлическими электродами, основание выполнено из монокристаллической пластины арсенида галлия.
Повышение чувствительности заявляемого датчика, по сравнению с известным датчиком [3], принцип его работы и аналитические возможности демонстрируется чертежами, где представлены на фиг.1 - конструкция заявляемого датчика; на фиг.2 - график изменения контактной разности потенциалов (КПР), т.е. изменение поверхностного изгиба зон в процессе адсорбции кислорода при комнатной температуре (1 - вакуум, 2 - Ро=0,93 Па) и на фиг.3 - градуировочная кривая - изменение вольт-амперной характеристики (ВАХ) прибора при увеличении доли кислорода в общем объеме водорода. Последняя наглядно иллюстрирует его чувствительность.
Датчик состоит из полупроводникового основания, выполненного в виде монокристаллической пластины арсенида галлия 1 с нанесенными на его поверхность металлическими электродами 2.
Принцип работы заявляемого датчика основан на связи поверхностного изгиба зон, о чем судят по изменению электрофизических характеристик (ВАХ и КРП, преимущественно ВАХ), и избирательности адсорбции на полупроводниковой пластине при наличии двух и более компонентов.
Работа датчика осуществляется следующим образом.
Датчик помещают в исследуемую среду. При адсорбции кислорода, сопровождающейся образованием ионов и ионо-радикалов (О , О- и др.), происходит заряжение поверхности полупроводниковой пластины, соответственно изгиб энергетических зон и, как следствие, изменение концентрации свободных носителей зарядов и электрофизических характеристик (ВАХ, КРП). По величине их изменения с помощью градуировочных кривых можно определить содержание кислорода.
Из анализа приведенной на фиг.3 типичной градуировочной кривой, полученной с помощью заявляемого датчика и выражающей зависимость ВАХ (силы тока I) от содержания кислорода (Рo2), в частности в водородной среде, следует: заявляемый датчик при существенном упрощении конструкции позволяет определять содержание кислорода с чувствительностью, на порядок превышающую чувствительность известного датчика кислорода другого устройства [2].
К достоинствам заявляемого прибора следует также отнести его очень малые размеры (не более 3 мм3) и невысокую стоимость.
Источники информации
1. Вяхирев Д.А., Шушукова А.Ф. Руководство по газовой хроматографии. - М.: Высш.школа, 1987.
2. Будников Г.К. Что такое химические сенсоры // Соросовский образовательный журнал. 1998, №3. С.72-76.
3. Патент №2161794, М.Кл. G 01 N 27/12, 25/56.
Claims (1)
- Газовый датчик, содержащий полупроводниковое основание с нанесенными на его поверхность металлическими электродами, отличающийся тем, что основание выполнено из монокристаллической пластины арсенида галлия.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002130152/28A RU2235315C2 (ru) | 2002-11-11 | 2002-11-11 | Газовый датчик |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002130152/28A RU2235315C2 (ru) | 2002-11-11 | 2002-11-11 | Газовый датчик |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002130152A RU2002130152A (ru) | 2004-05-10 |
RU2235315C2 true RU2235315C2 (ru) | 2004-08-27 |
Family
ID=33413229
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002130152/28A RU2235315C2 (ru) | 2002-11-11 | 2002-11-11 | Газовый датчик |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2235315C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2538415C1 (ru) * | 2013-07-17 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ВГУ") | Способ прецизионного легирования тонких пленок на поверхности арсенида галлия |
-
2002
- 2002-11-11 RU RU2002130152/28A patent/RU2235315C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2538415C1 (ru) * | 2013-07-17 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ВГУ") | Способ прецизионного легирования тонких пленок на поверхности арсенида галлия |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7833801B2 (en) | Free-standing nanowire method for detecting an analyte in a fluid | |
RU2398219C1 (ru) | Полупроводниковый газоанализатор | |
US4444892A (en) | Analytical device having semiconductive organic polymeric element associated with analyte-binding substance | |
US3831432A (en) | Environment monitoring device and system | |
Barillaro et al. | APSFET: A new, porous silicon-based gas sensing device | |
Poghossian et al. | Detecting both physical and (bio‐) chemical parameters by means of ISFET devices | |
RU2281485C1 (ru) | Полупроводниковый газовый датчик | |
RU2350936C1 (ru) | Полупроводниковый газоанализатор | |
Maclay et al. | Microfabricated amperometric gas sensors | |
RU2530455C1 (ru) | Нанополупроводниковый газовый датчик | |
US10739305B1 (en) | Biosensing systems and methods using a FET | |
RU2423688C1 (ru) | Нанополупроводниковый газоанализатор | |
RU2469300C1 (ru) | Полупроводниковый газоанализатор | |
RU2235315C2 (ru) | Газовый датчик | |
RU2652646C1 (ru) | Датчик микропримесей аммиака | |
RU2235316C1 (ru) | Полупроводниковый газовый датчик | |
US11761957B2 (en) | Bio-electrode, chronoamperometry device, immunoassay device and method using the same | |
RU2241982C2 (ru) | Полупроводниковый газовый датчик | |
RU2613482C1 (ru) | Полупроводниковый датчик аммиака | |
RU2464553C1 (ru) | Полупроводниковый газоанализатор | |
RU2797767C1 (ru) | Датчик микропримесей аммиака | |
WO2016036334A1 (en) | Voltametric methods to determine alpha-amanitin and phalloidin | |
RU2772443C1 (ru) | Датчик микропримесей аммиака | |
Göpel et al. | Specific molecular interactions and detection principles | |
RU2526226C1 (ru) | Полупроводниковый газоанализатор |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061112 |