RU2649654C2 - Датчик угарного газа - Google Patents
Датчик угарного газа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2649654C2 RU2649654C2 RU2015148896A RU2015148896A RU2649654C2 RU 2649654 C2 RU2649654 C2 RU 2649654C2 RU 2015148896 A RU2015148896 A RU 2015148896A RU 2015148896 A RU2015148896 A RU 2015148896A RU 2649654 C2 RU2649654 C2 RU 2649654C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensor
- semiconductor base
- sensitivity
- substrate
- carbon monoxide
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
Abstract
Изобретение относится к области газового анализа и может быть использовано для экологического мониторинга. Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности и технологичности изготовления датчика. Датчик содержит полупроводниковое основание и подложку. Полупроводниковое основание выполнено из поликристаллической пленки твердого раствора состава (CdTe)0,77(CdS)0,23, нанесенной на непроводящую подложку. Заявляемый датчик при существенном упрощении технологии его изготовления позволяет определять содержание монооксида углерода с чувствительностью, в несколько раз превышающей чувствительность известных датчиков. Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности и технологичности изготовления датчика. Датчик содержит полупроводниковое основание и подложку. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области газового анализа, в частности к детектирующим устройствам, применяемым для регистрации и измерения содержания микропримесей монооксида углерода. Изобретение может быть использовано в экологии.
Известен датчик (детектор) по теплопроводности, действие которого основано на различии теплопроводности паров вещества и газа-носителя (Вяхирев Д.А., Шушукова А.Ф. Руководство по газовой хроматографии. М.: Высш. школа, 1987. - 287 с.) Однако такой датчик (детектор) чувствителен только к веществам с теплопроводностью, близкой к теплопроводности газа-носителя.
Известен также полупроводниковый газовый датчик на основе оксида индия (In2О3), легированного оксидами щелочных металлов (amaura Hiroyuki, Tamaki Jun, Moriya Koji, Miura Norio, Yamazoe Noboru // J. Electrochem. Soc. - 1996. - V. 43. N 2. P. 36-37). Он позволяет детектировать 6,7-0,05 Па СО во влажном воздухе при 300°С. Недостатком данного устройства является недостаточная чувствительность для контроля содержания оксида углерода, высокая рабочая температура 300°С и трудоемкость изготовления.
Ближайшим техническим решением к изобретению является газовый датчик влажности газов, состоящий из поликристаллической пленки антимонида индия, легированного селенидом цинка, с нанесенными на ее поверхность металлическими электродами, и непроводящей подложки (патент РФ №2206083, МПК G01N 27/12, опубл. 10.01.2007 г.).
Недостатком известного устройства является его недостаточная чувствительность при контроле микропримесей оксида углерода. Кроме того, конструкция датчика предполагает при его изготовлении операции напыления металлических электродов и прямых адсорбционных измерений.
Техническим результатом изобретения является создание датчика, позволяющего, при повышенной чувствительности и технологичности его изготовления, определять содержание микропримесей оксида углерода в газовых смесях при комнатной температуре.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном газовом датчике, содержащем полупроводниковое основание с нанесенными на его поверхность металлическими электродами и непроводящую подложку, согласно изобретению полупроводниковое основание выполнено в виде поликристаллической пленки твердого раствора на основе теллурида и сульфида кадмия состава (CdTe)0,77(CdS)0,23, нанесенной на непроводящую подложку. При этом исключаются операции нанесения на полупроводниковое основание металлических электродов и трудоемких прямых адсорбционных измерений.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена конструкция заявляемого датчика; на фиг. 2 - кривые зависимости величины рН изоэлектрического состояния поверхности (рНизо) полупроводников системы СdТе-СdS, экспонированных в инертном газе (а) и в атмосфере оксида углерода (б), от состава; на фиг. 3 - градуировочная кривая зависимости изменения рН изоэлектрического состояния поверхности (ΔрНизо) полупроводникового основания в процессе адсорбции при комнатной температуре от начального давления СО (РСО). Последняя наглядно демонстрирует его чувствительность.
Датчик состоит из полупроводникового основания 1, выполненного в виде поликристаллической пленки твердого раствора на основе теллурида и сульфида кадмия состава (CdTe)0,77(CdS)0,23, и непроводящей подложки 2 (фиг. 1).
Принцип работы такого датчика основан на адсорбционно-десорбционных процессах, протекающих на полупроводниковой пленке, нанесенной на непроводящую подложку, и вызывающих изменение рН изоэлектрического состояния, а соответственно, изменения силы активных центров ее поверхности.
Работа датчика осуществляется следующим образом.
Датчик помещают в находящуюся при комнатной температуре камеру (ей может быть обычная стеклянная трубка), через которую пропускают (или в которой выдерживают) анализируемый на содержание оксида углерода газ. При контакте пропускаемого газа с поверхностью полупроводниковой пленки (СdТе)0,77(Сс18)0,23 происходит избирательная адсорбция молекул СО и изменение рН изоэлектрического состояния поверхности пленки (ΔрНизо). По величине изменения рН изоэлектрического состояния поверхности с помощью градуировочных кривых можно определить содержание оксида углерода в исследуемой среде.
Из анализа приведенной на фиг. 3 типичной градуировочной кривой, полученной с помощью заявляемого датчика и выражающей зависимость ΔрНизо от содержания оксида углерода (РCO), следует: заявляемый датчик при существенном упрощении технологии его изготовления позволяет определять содержание оксида углерода с чувствительностью, в несколько раз превышающей чувствительность известных датчиков. Существенное упрощение технологии изготовления датчика обусловлено исключением операций нанесения на полупроводниковое основание металлических электродов и трудоемких измерений адсорбции.
Малые габариты устройства (рабочий объем менее 0,2 см3) в сочетании с малой массой пленки – адсорбента - позволяют снизить постоянную датчика по времени до 10-20 мс.
Конструкция заявляемого датчика позволяет также улучшить и другие его характеристики: быстродействие, регенерируемость, способность работать не только в статическом, но и динамическом режиме.
Claims (1)
- Датчик угарного газа, содержащий полупроводниковое основание и подложку, отличающийся тем, что полупроводниковое основание выполнено из поликристаллической пленки твердого раствора теллурида и сульфида кадмия состава (CdTe)0,77(CdS)0,23, нанесенной на непроводящую подложку.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015148896A RU2649654C2 (ru) | 2015-11-13 | 2015-11-13 | Датчик угарного газа |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015148896A RU2649654C2 (ru) | 2015-11-13 | 2015-11-13 | Датчик угарного газа |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015148896A RU2015148896A (ru) | 2017-05-17 |
RU2649654C2 true RU2649654C2 (ru) | 2018-04-04 |
Family
ID=58715549
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015148896A RU2649654C2 (ru) | 2015-11-13 | 2015-11-13 | Датчик угарного газа |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2649654C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2666575C1 (ru) * | 2017-05-10 | 2018-09-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Полупроводниковый газовый датчик |
RU2760311C1 (ru) * | 2021-05-19 | 2021-11-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"(ОмГТУ) | Датчик угарного газа |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2234074A (en) * | 1989-07-22 | 1991-01-23 | Atomic Energy Authority Uk | Gas sensor |
JP2002328109A (ja) * | 2001-05-02 | 2002-11-15 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 水素ガス検出素子及びその製造方法 |
RU2281485C1 (ru) * | 2005-02-28 | 2006-08-10 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" | Полупроводниковый газовый датчик |
JP2007187476A (ja) * | 2006-01-11 | 2007-07-26 | Sony Corp | ガスセンサ及びその製造方法 |
RU2398219C1 (ru) * | 2009-06-01 | 2010-08-27 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" | Полупроводниковый газоанализатор |
RU2469300C1 (ru) * | 2011-05-20 | 2012-12-10 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" | Полупроводниковый газоанализатор |
RU2526225C1 (ru) * | 2013-02-07 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Газовый датчик |
-
2015
- 2015-11-13 RU RU2015148896A patent/RU2649654C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2234074A (en) * | 1989-07-22 | 1991-01-23 | Atomic Energy Authority Uk | Gas sensor |
JP2002328109A (ja) * | 2001-05-02 | 2002-11-15 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 水素ガス検出素子及びその製造方法 |
RU2281485C1 (ru) * | 2005-02-28 | 2006-08-10 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" | Полупроводниковый газовый датчик |
JP2007187476A (ja) * | 2006-01-11 | 2007-07-26 | Sony Corp | ガスセンサ及びその製造方法 |
RU2398219C1 (ru) * | 2009-06-01 | 2010-08-27 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" | Полупроводниковый газоанализатор |
RU2469300C1 (ru) * | 2011-05-20 | 2012-12-10 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" | Полупроводниковый газоанализатор |
RU2526225C1 (ru) * | 2013-02-07 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Газовый датчик |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2666575C1 (ru) * | 2017-05-10 | 2018-09-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Полупроводниковый газовый датчик |
RU2760311C1 (ru) * | 2021-05-19 | 2021-11-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"(ОмГТУ) | Датчик угарного газа |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015148896A (ru) | 2017-05-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2398219C1 (ru) | Полупроводниковый газоанализатор | |
RU2526225C1 (ru) | Газовый датчик | |
RU2565361C1 (ru) | Полупроводниковый газоанализатор угарного газа | |
RU2530455C1 (ru) | Нанополупроводниковый газовый датчик | |
RU2548049C1 (ru) | Полупроводниковый газоанализатор угарного газа | |
RU2350936C1 (ru) | Полупроводниковый газоанализатор | |
RU2281485C1 (ru) | Полупроводниковый газовый датчик | |
RU2395799C1 (ru) | Газоанализатор угарного газа | |
RU2469300C1 (ru) | Полупроводниковый газоанализатор | |
RU2649654C2 (ru) | Датчик угарного газа | |
RU2423688C1 (ru) | Нанополупроводниковый газоанализатор | |
RU2400737C2 (ru) | Датчик микропримесей аммиака | |
RU2561019C1 (ru) | Полупроводниковый анализатор диоксида азота | |
RU2422811C1 (ru) | Нанополупроводниковый газовый датчик | |
RU2326371C1 (ru) | Датчик угарного газа | |
RU2666189C1 (ru) | Датчик угарного газа | |
RU2700036C1 (ru) | Газоанализатор угарного газа | |
RU2652646C1 (ru) | Датчик микропримесей аммиака | |
RU2613482C1 (ru) | Полупроводниковый датчик аммиака | |
RU2610349C1 (ru) | Полупроводниковый газовый датчик микропримесей кислорода | |
RU2666575C1 (ru) | Полупроводниковый газовый датчик | |
RU2603337C1 (ru) | Полупроводниковый газовый датчик микропримесей кислорода | |
RU2631010C2 (ru) | Полупроводниковый анализатор оксида углерода | |
RU2760311C1 (ru) | Датчик угарного газа | |
RU2458338C2 (ru) | Нанополупроводниковый газовый датчик |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201114 |