Газочувствительный элемент

Газочувствительный элемент

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ГЛЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ,, содержащий расположенный на изолирующей трубке нагреватель, армирующие выводы которого помещены с зазором в изолирующую трубку, и чувствительный слой с выводами, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы газочувствительного элемента, выводы газочувствительного слоя выполнены в виде помещенных в этот слой витков спирали, причем один из выводов чувствительного слоя расположен в месте нахождения зазора между армирующими выводами, который смещен к одному из концов газочувствительного элемента. со да

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Ы51) С 01 Й 27 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMV CBMPETEllbCTBV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (212 3377605/18-25 (22) 05.01.82 (46) 15.02.84. Бил. 9 6 (72) В.A.Ëÿøåíêî и В.Н.Маркова (71) Киевское научно-производствен ное объединение "Аналитприбор" (531 543.272 (088.8) (56) 1.Заявка Японии М 48-21318, кл. 6 01 М 27/00, опублик.27.06.73.

2.Заявка Японии 9 51-24278, кл. 6 01 Й 27/02, опублик.22.07.76 (прототип). (54)(57) ГЛЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕН1, содержащий расположенный на изолиру„,SU„„1073670 А ющей трубке нагреватель, армирующие выводы которого помещены с зазором в изолирующую трубку, и чувствительный слой с выводами, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения срока службы газочувствительного элемента, выводы газочувствительного слоя выполнены в виде помещенных в этот слой витков спирали, причем один из выводов чувствительного слоя расголожен в месте нахождения зазора между армирующими выводами, который смещен к одному из концов газочувствительного элемента.

1073670

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, а именно к устройствам для анализа газообразных веществ и паров, и может быть использовано при изготовлении газочувствительных элементов для 5 анализа газов в окружающей среде и в выдыхаемом воздухе, которые найдут применение в различных отраслях промышленности, медицине, сельском хозяйстве, биологии. IO

Известно устройство, содержащее элемент, состоящий из спирали нагревателя, изготовленного из трудноокисляемого при высоких температурах металла, снаружи покрытой неоргани- 15 ческим окислом. Параллельно этому эл ементу расположены проволочные измерительные электроды иэ трудноокисляемого при высоких температурах металла. Вся конструкция покрыта 20 полупронодниковым окислом таким образом, что выводы нагревательного и измерительных электродов закреплены непосредственно в полупроводнике (13

Недостатки известного устройства

I заключаются в том, что выводы электродов закреплены непосредственно в газо-чувствительном окисле. в процессе эксплуатации, в результате механических нагрузок (ударов, вибраций, термоударов1 на выводы электродов, газочунствительный слой, прилегающий к поверхности выводов, постепенно разрушается, что ведет к снижению ресурса газочунстнительного элемента и точности анализа (происходит увеличение начального сопротивления чувствительного слон,,а следовательно, и аддитивная составляющая прогрессирующей погрешности), выводы электродов, изготовленные из драгметаллов, невыгодны в экономическом отношении, а выводы, например, иэ никеля окисляются в процессе эксплуатации, так как конструкция устройсI.B не препятствует/ оксилению электродов через поры газочувствительного окисла и участков электродов, находящихся вне окисла, ресурс нагревателя при этом мал, а его сопротивление постоянно растет в процессе эксплуатации,что ухудшает точностные характеристики газочувствительногo элемента, кото- 55 алые в значительной степени зависят от стабильности температуры газочувтнителъного слоя (температура нагревателя зависит от его сопротивления), толщина чувствительного слоя не 60 может быть менее диаметра спирали нагревателя, что приводит к значительной инерционности нагрева толстого чувствительного слон и снижает КПД. 65

Наиболее близким к изобретению является газочунствительный элемент, содержащий расположенный на изолирующей трубке нагреватель, армирующие выводы которого помещены с зазором в изолирующую трубку, и чувствительный сл ой с выводами (2 „

Недостатками конструкции являются использование нагревателя из драгметаллов и недопустимость применения нагревателя из окисляемого металла (в негерметичном корпусе будет происходить окисление —.акого! нагревателя и, соответственно, уменьшение ресурса и ухудшение точностных характеристик газ очувствительного элемента). Кроме тогc наличие воздушного зазора между трубкой и нагревателем увеличивает инерционность нагрева и снижает КПД, а жесткая посадка выводов ограничивает выбор материала чувствительного слоя по механической прочности, так как хрупкий пористый газочувстнительный слой будет разрушаться при посадке держателей электродов (при этом зна=чительно снижается ресурс газочувствительного элемента) .

Цель изобретения — увеличение срока службы газочунствительного элемента.

Поставленная цель достигаетсч тем, что в гаэочунствительном элементе, содержащем расположенный на изолирующей трубке нагреватель, армирующие выводы которого помешаны зазором н изолирующую трубку, и чувствительный слой с вывода;.1И,. выВОЦЫ

На чертеже изображен газо-=увствительный элемент.

Гаэочувствительный элемент содер-. жит расположенный на изолирующей (герметизирующей) трубке 1 нагреватель 2, армирующие выводы (электроды) 3 которого помещены с зазором 4 в трубку 1, на которой нанесен чувствительныйй (газ очу вст ни т ель ныМ слой 5 с измерительными электрода ми б, которые являются измерительными армирующими выводами„ и ныполнены в виде помещенных в сло:=: 5

ВиткОВ спирали причем Оди н из элек тродов 6 расположен,н месте нахождения зазора 4 между армирующими выводами 3. Зазор 4 смещен к одному из концов газочунствительного элемента и находится в стороне от рабочего участка 7 газочувстнительного слоя.

Выводы 3 выполнены из трудноокисляе10736 70

Составитель В. Ек аев

Редактор Л. Алексеенко Техред Ж. Кастелевич Корректор И. Эрдейи

Тираж 823 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета-СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 321/43

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная,4 мого при высоких температурах метал— ла и могут предварительно закрепляться в трубке из неорганического окисла.

Устройство работает следующим образом.

Газочувствительный элемент включаетсяя в газ оа нализ ат ор, задающий на нем режим эксплуатации, путем подачи напряжения на выводы 3 нагревателя и измерительные электроды 6.

Газ очу вст вит ел ь ный слой, нагретый до той или иной температуры, адсорбирует газ, изменяя при этом свои электрофизические свойства в зависимости от концентрации адсорбируе- 15 мого газа. Изменение электрофизических свойств элемента преобразуется в газоанализаторе в изменение выходного сигнала, измеряемого показывающим прибором. 20

Газ очувствительный элемент может быть изготовлен следующим образом.

В трубку 8 из неорганического окисла с двух концов вводят выводы

3 из малоокисляемого металла (с зазором между ними), сплавляют трубку, присоединяют выводы к металлическому нагревателю, который с присоединенными участками армирующих выводов помещают в трубку 1 из неорганического окисла, герметизируют, сплавляя трубку перемещением зонного нагревателя вдоль трубки, к концу трубки, с которого вакуумируют ее полость, навивают на трубку два измерительных электрода 6, между которыми наносят газочувствительный слой.

Армирующие выводы 3 нагревателя не соприкасаются с газочувствитель- 40 м слоем, что исключает его разрушеие при механических и тепловых нагрузках на выводы нагревателя. Ресурс газ очувствительного элемента при этом повышается, а точностные характеристики улучшаются. Рабочий уч аст ок 7 газ.очу вст вит ель ного слоя находи тся между витками из мерит ельннх электродов б и достаточно удален îr места выхода электродов б и э сл оя 5, чтобы не раз рушат ься при нагрузках на них в процессе эксплуатации. Это повышает ресурс и улучшает точностные характеристики газочувствительного элемента. Данная конструкция позволяет использовать нагреватель из окисляемого материи ал а., так как он за гермети зирован. Это повышает ресурс и улучшает точностные характеристики. Предлагаемая конструкция устройства позволяет наносить очень тонкий газочуВствительный слой, что уменьшает инерционность нагрева и повышает КПД.

Это преимущество позволяет использовать эти элементы при создании портативных экспресс-анализаторов.

Примером конкретного применения данного устройства являются адсорб ционные чувствительные элементы (АЧЭ), изготовленные в двух вариантах и прошедшие испытания в макетах газо-, анализаторов с положительным эффектом. Первый вариант АЧЭ был изготовлен с армирующими выводами 3 иэ платиноиридиевой проволоки (@=0,15 мм) на трубках из стекла С-48 с платиновыми измерительными электродами 6 (ф =0,06 мм) и платиновым нагревателем ф=0,02 мм ) . Другой вариант АЧЭ изготоавливался с армирующими выводами из платиноиридиевой проволоки (ф=0,15 мм) на трубках из стекла

С- 39 с платиновыми измерительными электродами (ф=0,1 мм) и никелевым нагревателем(4=0, 05 мм