RU48639U1 - Термокаталитический сенсор - Google Patents
Термокаталитический сенсор Download PDFInfo
- Publication number
- RU48639U1 RU48639U1 RU2005110397/22U RU2005110397U RU48639U1 RU 48639 U1 RU48639 U1 RU 48639U1 RU 2005110397/22 U RU2005110397/22 U RU 2005110397/22U RU 2005110397 U RU2005110397 U RU 2005110397U RU 48639 U1 RU48639 U1 RU 48639U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- measuring
- reaction chamber
- thermocatalytic
- sensitive elements
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 15
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002360 explosive Substances 0.000 abstract description 4
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 abstract description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000007888 film coating Substances 0.000 description 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к аналитическому приборостроению, а именно к конструкциям малогабаритных термокаталитических сенсоров, используемых в анализаторах взрыво-пожароопасных газов и газовых смесей. Сущность предлагаемой полезной модели заключается в следующем. Термокаталитический сенсор содержит помещенные в реакционную камеру измерительный и компенсационный чувствительные элементы, выполненные в виде цилиндрических спиралей из платиновой проволоки, на которые нанесено покрытие из гамма-оксида алюминия. Поверхность покрытия измерительного чувствительного элемента активирована катализатором. В качестве катализатора измерительного чувствительного элемента использован родиевый катализатор, реакционная камера выполнена из фторопласта, а поверхность покрытий чувствительных элементов имеет эллипсовидную или шарообразную форму.
Description
Полезная модель относится к аналитическому приборостроению, а именно к конструкциям малогабаритных термокаталитических сенсоров, используемых в анализаторах взрыво-пожароопасных газов и газовых смесей.
Известны термокаталитические газоанализаторы, содержащие два чувствительных элемента - измерительный и компенсационный, включенные в мостовую схему и выполненные в виде платиновых спиралей, покрытых пористым материалом, при этом измерительный элемент содержит катализатор, нанесенный на пористый материал, а компенсационный элемент не содержит катализатор (Каталог. ВНИИ информации и экономики Минприбора СССР. Приборы и средства автоматизации. Часть 1.3. Приборы для определения состава и свойств газов, жидкостей, твердых и сыпучих веществ. М. 1987 г., стр.9-10; авторское свидетельство СССР №1767405, МПК G 01 N 27/16, публикация 1992 г.).
Известен термокаталитический датчик, содержащий помещенные в реакционную камеру измерительный и компенсационный чувствительные элементы, включенные в мостовую измерительную схему, причем терморезисторы чувствительных элементов представляют собой цилиндрические спирали из платиновой проволоки, на которые нанесено пленочное покрытие из гамма-оксида алюминия с разветвленной пористой структурой, выполняющее роль носителя, при этом поверхность носителя измерительного элемент активирована платино-палладиевым катализатором с массовым соотношением платины к палладию, равным от 1:5 до 1:6 (авторское свидетельство СССР №1543328, МПК G 01 N 27/16, публикация 1990 г.).
Известный датчик имеет низкую чувствительность, так как разветвленная структура пор покрытия приводит к спеканию катализатора в мелких порах, перегреву и потере чувствительности. Кроме того, приготовление платино-палладиевого катализатора является трудоемкой операцией, что снижает технологичность изготовления датчика.
Задачей настоящей полезной модели является расширение арсенала технических средств, используемых в анализаторах взрыво-пожароопасных газов и газовых смесей, а также создание конструкции термокаталитического сенсора, обладающего повышенной чувствительностью и стабильностью в процессе эксплуатации.
Еще одной задачей создания предлагаемой полезной модели является повышение технологичности изготовления термокаталитического сенсора.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в следующем.
Термокаталитический сенсор содержит помещенные в реакционную камеру измерительный и компенсационный чувствительные элементы, выполненные в виде цилиндрических спиралей из платиновой проволоки, на которые нанесено покрытие из гамма-оксида алюминия. Поверхность покрытия измерительного чувствительного элемента активирована катализатором. В качестве катализатора измерительного чувствительного элемента использован родиевый катализатор, реакционная камера выполнена из фторопласта, а поверхность покрытий чувствительных элементов имеет эллипсовидную или шарообразную форму.
Покрытие из гамма-оксида алюминия нанесено на спираль капельным методом.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен термокаталитический сенсор, на фиг.2 - вид А на фиг.1, на фиг.3 - термоэлемент сенсора.
Термокаталитический сенсор содержит реакционную камеру 1, выполненную из фторопласта и имеющую металлокерамический газопроницаемый элемент в виде пластины-диска 2. В реакционную камеру 1 помещены измерительный 3 и компенсационный 4 чувствительные элементы, включенные в мостовую измерительную схему. Чувствительные элементы 3 и 4 представляют собой цилиндрические проволочные спирали 5 из платиновой проволоки, на которые капельным методом нанесено покрытие 6 из гамма-оксида алюминия (Аl2О3) с упорядоченной пористой структурой.
Поверхность покрытия 6 чувствительных элементов имеет эллипсовидную или шарообразную форму.
Поверхность покрытия 6 измерительного чувствительного элемента служит носителем нанесенного на него родиевого катализатора.
Компенсационный чувствительный элемент не содержит катализатора.
Геометрические параметры спирали чувствительных элементов, обеспечивающие оптимальную тепловую нагрузку на катализатор, имеют следующие величины. Длина цилиндрической спирали составляет 0,34 мм, наружный диаметр спирали равен 0,28 мм, а диаметр проволоки, из которой выполнена спираль, равен 0,02 мм. Количество витков спиралей чувствительных элементов равно 7.
Термокаталитический сенсор работает следующим образом.
При наличии в анализируемой среде метана и/или водорода происходит каталитическое окисление этих газов на поверхности измерительного чувствительного элемента, что приводит к повышению его температуры и появлению электрического сигнала на выходе измерительного моста.
Известно, что родий (Rh) окисляется при более высокой температуре, чем платина (Pt) и палладий (Pd). Кроме того, химическая
стойкость родия по отношению к каталитическим ядам (H2S, SO2, HCL и др.) выше чем у платины и палладия. Поэтому применение родиевого катализатора (вместо платино-палладиевого) обеспечивает увеличение активности катализатора и повышение срока службы. Родиевый катализатор обладает также более высокой (по сравнению с Pt и Pd) механической прочностью. При этом образующиеся кристаллиты родиевого катализатора обладают меньшими размерами, что приводит к увеличению площади поверхности катализатора, увеличению числа активных центров, и тем самым обуславливает более высокую активность катализатора.
При заданных геометрических параметрах спиралей чувствительных элементов обеспечивается оптимальная тепловая нагрузка на катализатор, особенно в глубине кристалла носителя (Аl2О3), увеличивается масса термоэлемента, а, следовательно, число активных центров катализа (без увеличения энергопотребления).
Эллипсовидная или шарообразная форма поверхности покрытий чувствительных элементов обеспечивает более равномерное поле температур по объему измерительного и компенсационного элементов.
Нанесение покрытия на спираль капельным методом посредством одноразовых дозаторов позволяет избежать загрязнения покрытия различными примесями, что обеспечивает возможность более качественного подбора пар элементов по динамическим температурным характеристикам.
Предлагаемая конструкция термокаталитического сенсора обладает высокой технологичностью при изготовлении и сборке, обеспечивает более высокую чувствительность и стабильность показаний при контроле взрыво-пожароопасных газов и газовых смесей.
Claims (2)
1. Термокаталитический сенсор, содержащий помещенные в реакционную камеру измерительный и компенсационный чувствительные элементы, выполненные в виде цилиндрических спиралей из платиновой проволоки, на которые нанесено покрытие из гамма-оксида алюминия, при этом поверхность покрытия измерительного чувствительного элемента активирована катализатором, отличающийся тем, что в качестве катализатора измерительного чувствительного элемента использован родиевый катализатор, при этом реакционная камера выполнена из фторопласта, а поверхность покрытий чувствительных элементов имеет эллипсовидную или шарообразную форму.
2. Сенсор по п.1, отличающийся тем, что покрытие из гамма-оксида алюминия нанесено на спираль капельным методом.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005110397/22U RU48639U1 (ru) | 2005-04-12 | 2005-04-12 | Термокаталитический сенсор |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005110397/22U RU48639U1 (ru) | 2005-04-12 | 2005-04-12 | Термокаталитический сенсор |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU48639U1 true RU48639U1 (ru) | 2005-10-27 |
Family
ID=35864656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005110397/22U RU48639U1 (ru) | 2005-04-12 | 2005-04-12 | Термокаталитический сенсор |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU48639U1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2593527C1 (ru) * | 2015-04-29 | 2016-08-10 | Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" | Планарный термокаталитический сенсор горючих газов и паров |
| RU167397U1 (ru) * | 2016-08-04 | 2017-01-10 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт точной механики" | Термокаталитический сенсорный модуль |
| RU173647U1 (ru) * | 2017-03-16 | 2017-09-04 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт точной механики" | Полупроводниковый сенсорный модуль с легированным газочувствительным слоем |
| RU196424U1 (ru) * | 2019-08-23 | 2020-02-28 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт точной механики" | Термокаталитический газовый сенсор для селективного обнаружения водорода |
| RU201867U1 (ru) * | 2020-08-14 | 2021-01-18 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭРИС" | Термокаталитический сенсор для обнаружения углеводородов |
-
2005
- 2005-04-12 RU RU2005110397/22U patent/RU48639U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2593527C1 (ru) * | 2015-04-29 | 2016-08-10 | Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" | Планарный термокаталитический сенсор горючих газов и паров |
| WO2016175681A1 (ru) * | 2015-04-29 | 2016-11-03 | Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" | Планарный термокаталитический сенсор горючих газов и паров |
| CN107533023A (zh) * | 2015-04-29 | 2018-01-02 | 俄罗斯石油公司 | 可燃气体和蒸汽的平面热催化传感器 |
| US10761040B2 (en) | 2015-04-29 | 2020-09-01 | Rosneft Oil Company | Planar thermocatalytic sensor of combustable gases and vapours |
| RU167397U1 (ru) * | 2016-08-04 | 2017-01-10 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт точной механики" | Термокаталитический сенсорный модуль |
| RU173647U1 (ru) * | 2017-03-16 | 2017-09-04 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт точной механики" | Полупроводниковый сенсорный модуль с легированным газочувствительным слоем |
| RU196424U1 (ru) * | 2019-08-23 | 2020-02-28 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт точной механики" | Термокаталитический газовый сенсор для селективного обнаружения водорода |
| RU201867U1 (ru) * | 2020-08-14 | 2021-01-18 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭРИС" | Термокаталитический сенсор для обнаружения углеводородов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114245872B (zh) | 具有单独污染物检测元件的气体传感器 | |
| US5338515A (en) | SO2 sensor | |
| AU2018269398B2 (en) | Comparative diagnostics for combustible gas sensors including catalytic structures | |
| CN110268255B (zh) | 用于催化结构和包括催化结构的可燃气体传感器的动态比较诊断 | |
| JP7088764B2 (ja) | ガス検出装置 | |
| US11035700B2 (en) | Gas sensor, measuring element for a gas sensor and method for preparing a measuring element | |
| US20190178827A1 (en) | Heat tone sensor as well as measuring element for a heat tone sensor | |
| RU48639U1 (ru) | Термокаталитический сенсор | |
| RU2593527C1 (ru) | Планарный термокаталитический сенсор горючих газов и паров | |
| Hao et al. | A novel catalytic-type gas sensor based on alumina ceramic substrates loaded with catalysts and printed electrodes | |
| Samotaev et al. | Al2O3 nanostructured gas sensitive material for silicon based low power thermocatalytic sensor | |
| EP0236441A1 (en) | In-stream gas sensor | |
| Reiß et al. | Electrical in situ characterization of three-way catalyst coatings | |
| AU2020293078B2 (en) | Sensor for compositions which deposit upon a surface from a gaseous matrix | |
| JP7092588B2 (ja) | ガス検出方法およびガス検出装置 | |
| RU201867U1 (ru) | Термокаталитический сенсор для обнаружения углеводородов | |
| Yasuda et al. | Molecular sieve catalysts on microcalorimeter chips for selective chemical sensing | |
| JP5959101B2 (ja) | 水素選択性ガスセンサ | |
| Barsony et al. | Thermometric gas sensing | |
| JPH1114579A (ja) | 接触燃焼式一酸化炭素センサ | |
| Cavicchi | Calorimetric sensors | |
| RU205698U1 (ru) | Термокаталитический сенсор для определения углеводородов и водородов | |
| JP2009002888A (ja) | 接触燃焼式ガスセンサ | |
| RU40483U1 (ru) | Чувствительный элемент газоанализатора | |
| Korotcenkov | Catalysts used in calorimetric (Combustion-Type) gas sensors |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20090413 |