Датчик для определения концентрации газов
Иллюстрации
Реферат
СОЮЗ СОВЕТСКИХ И Л
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:Ул т7 у с
° .- f
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАM ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 2537785/18-25 (22) 01.11.97 (46) 07.11 ° 83. Бюл. Р 41 (72} В.Б. Кейзман (71) Воронежский политехнический институт (53) 543.272(088.8) (56) 1. Патент ФРГ Р 2016388, кл. 42 Е 4/16, опублик. 1972.
2. Патент Японии 9 50-22435, кл. 113 3 1, опублик, 1975 (прототип).
„,Я0„„2 А
С, 01 М 27/04 // С, 01 N 31/06 (54 ) (57 I ДАТЧИК ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
КОНЦЕНТРАДИИ ГАЗОВ,,содержащий полупроводниковую окисную пленку, о т л и ч а ю tq и и с я тем, что, с целью увеличения его чувствитель:ности при комнатных температурах, он снабжен электрическим конденсатором, обкладки которого размещены с зазором с каждой стороны полупроводниковой окисной пленки. 1052972
Изобретение относится к технике измерения концентраций веществ, а точнее к датчикам, служащим для измерения концентрации газов, и может быть использовано, например, в химической промышленности.
Известны полупроводниковые датчики для определения концентрации газов, представляющие собой,.слои полупроводниковых окислов с припаяными к ним омическими контактами (1 .10
Наиболее близким по технической сущности.к предлагаемому является датчик, представляющий собой полупроводниковую окисную пленку с припаяными к ней омическими контактами, 15 расположенную на подложкр. Омические контакты подключены .к источнику постоянного напряжения и через полупроводниковую пленку течет ток. При внесении датчика н газовую среду на 20 поверхности пленки адсорбируются молекулы газа, что приводит к изменению поверхностного потенциала пленки и изменению тока., протекающего через нее. По изменениям тока определяют концентрацию газа P2 ).
Однако в области малых концентраций измеряемого газа поверхность пленки обладает малой адсорбционной способностью. Это приводит к тому, что этот датчик, как и все остальные, не может быть использован для определения малых концентраций газов вследствие низкой чувствительности.
Для повышения чувствительности используют подогрев датчика до нескольких сот градусов, что исключает его применение но многих средах, в частности во взрывоопасных.
Цель изобретения — увеличение 40 чувствительности датчика при комнат-! ных температурах.
Поставленная цель достигается тем, что датчик снабжен электрическим конденсатором, обкладки которого 45 размещены с зазором с каждой стороны полупроводниковой окисной пленки.
На фиг. 1 изображен предлагаемый датчик, вид спереди; на фиг. 2 вид А на фиг. 1, ; на фиг. 3 схема вхлючения.
Между обкладками 1 электрического конденсатора на подложке 2, выполненной из диэлектрического материала, размещен датчик 3, выполненный в виде полупроводниковой окисной пленки с припаянными к ней омическими контактами 4. К обкладкам конденсатора припаяны электроды 5 для подключения его к источнику постоянного напряжения. Подложка 2 выполнена таким образом, чтобы между обкладкой конденсатора и датчиком имелся воздушный зазор для доступа к датчику измеряемого газа..
Конденсатор подключен к источнику б постоянного напряжения, через ключ 7 датчик через нагрузочное сопротивление 8,и источник 9 питания подключен к измерительному прибору 10.
Устройство работает следующим образом.
При помещении датчика н газовую среду с низкой концентрацией измеряемого газа молекулы газа адсорбируются поверхностью полупронодниконой пленки, однако их концентрация на поверхности недостаточна для точного определения концентрации газа. При включении конденсатора 1 происходит смещение уровня Ферми полупроводниковой пленки и увеличивается ее адсорбционная способность. Это приводит к тому, что поверхность пленки адсорбирует больше молекул измеряемого газа, что вызынает большие изменения тока, текущего через пленку, и позволяет точно определять концентрацию измеряемого газа.
Испытания показывают, что предлагаемый датчик может быть использован для определения различных, н том числе и очень малых, концентраций газон в различных средах.
1052972
8860/40 Тираж 873 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113635, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ
Филиал IIIIII "Патент", r Ужгород, ул, Проектная, 4
Составитель Л. Дикая
Редактор В. Петрам Техред Ж. Кастелевич Корректор A. 8имокосоз