Детектор атомарного водорода
Патент 868520
Авторы
Классы МПК
Детектор атомарного водорода
Иллюстрации
Реферат
(ii) 868520
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советски к
Социалистически к
Республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 29.01.80 (21) 2876838/18-25 (51)М. Кл.
g 01H 27/04 с присоединением заявки М
3Ъеударстееиный квинтет
СССР
an делам изобретений и открытий (23)ПриоритетОпубликовано 30.09.81. Бюллетень М 36
Дата опубликования описания 03 10 81 (ЬЗ) УДК 543. .257 (088.8) (72) Авторы. изобретения
М. N. Михайлов и Л. Е. Рябч4кова
1
1
Научно-исследовательский институт ядерной физики
1 1 при Томском политехническом инстигуте
{71) Заявитель (54) ДЕТЕКТОР АТОМАРНОГО ВОДОРОДА
Изобретение относится к технике ис следования физических и химических свойств веществ и может найти применение в криогенной технике для измерения парциального давления водорода при низких давлениях и в реакторах, в которых производится облучение органических веществ с выделением большого количества водорода. Кроме того, изобретение может найти широкое применение в качестве датчика срыва работы магнитораэрядных нато сосоа.
Известно устройство для интегрального измерения потока нейтронов при помощи полупроводникового детекторного элемен15 та, содержащего вещество, в котором под действием нейтронного излучения происходит преобразование ядра, приводящее к изменению концентрации дырочных носителей заряда в полупроводниковом материале детекторного элемента, а следовательно, к изменению его электрического сопротивления. В качество детекторного элемента в данном устройстве применяется окись
%0, в которую введена легирующая добавка — вещество, реагирующее на нейтрон 713 °
Известно также устройство для обнаружения окиси углерода, содержащее элемент, состоящий в основном из двуокиси олова 8п01, в которой для увеличения чувствительности по отношению к окиси . углерода добавлен катализатор. В качестве катализатора используют платину. В устройстве регистрируется изменение сопротивления чувствительного элемента в зависимости от температуры, которое происходит по определенному закону. При появлении в воздухе окиси углерода наблюдается качественный скачок этой зависимости (23.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для детектирования атомарного водорода, состоящее иэ окионой пленки 2ттО, которая помещена в ис следуемое газовое пространство и подключена к измерителю проводимости, Под действием атомарного водорода электропроводность окисной пленки возрастаеКЗ), Недостатком известного устройства является то, чар на окисную пленку могут действовать и другие газы, в частности киспород, действие которого носит обратный характер, т.е. уменьшает проводиMocvb ZeO. Поэтому нельзя точно по изменению проводимости 2н0 определить концентрацию водорода, так как неизвестно, какую долю в это изменение вносят другие газы, сорбируясь на поверхности окисной пленки.
Бель изобретения — повышение точности измерения.
Указанная цель достигается тем, что в детекторе атомарного водорода, содержащем чувствительный элемент, выполненный в виде полупроводниковой окисной пленки, и измеритель проводимости, подключенный к чувствительному элементу, чувствительный элемент помещен в герметичную откачную камеру с окном, перекрытым фильтром, который выполнен из материала, обладающего избирательной проНицаемостью по отношению к водороду.
Фильтр выполнен из палладиевой пластины, подключенной к источнику тока.
На чертеже изображено предлагаемое устройство.
В герметичную камеру 1, откачаннук до давления р =4 10 мм рт.ст., поме—
-9, щена полупроводниковая пленкаЕ О 2, которая соединена с измерителем 3 проводимости. Фильтр 4 из палладиевой пластины, закрывающий окно камеры 1, соединен с источником 5 тока.
Устройство работает следующим обра зом.
Камера 1 помещена в исследуемый газовый объем. Вначале измеряется исходная проводимость окисной пленки 2.
° Палладиевый:фильтр 4 разогревается до
400 - 830 К пропусканием электрическоо го тока через него. При этом он становится проницаемым лишь для водорода. При появлении в газовом объеме водорода проводимость окисной пленки 2 возрастает, причем увеличение проводимости проис8520
4 ходит прямо пропорционально концентрации водорода. Это следует из выражения где и - подвижность электронов;
q, — заряд электрона;
n — - концентрация электронов.
Следовательно, 6.G + 6 и, а дн дЦ, где N- концентрация атомов водорода.
10 В камеру 1, кроме атомарного, может проникать и молекулярный водород. Однако экспериментально установлено, что молекулярный водород не изменяет проводимости окисной пленки 2, 15 Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет однозначно говорить о наличии в исследуемом газовом .объеме водорода, Кроме того, точность измерения концентрации щ водорода возрастает и определяется точностью измерения проводимости.
Формула изобретения
1. Детектор атомарного водорода, со25 держащий чувствительный элемент, выполненный в виде полупроводниковой окисной пленки, и измеритель проводимости, подключенный к чувствительному элементу, о т л и ч h ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности измерений, чувствительный элемент помещен в герметичную откачную камеру с окном, перекрытым фильтром, который выполнен из материала, обладающего избирательной проницаемостью
+o oTHo e к водороду
2.Детекторпоп. 1, отличаю— ш и и с я тем, что фильтр выполнен из палладиевой пластины, подключенной к источнику тока.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. Патент ФРГ ¹ 1289585, кл. Q 01 27/04, 1969.
2. Патент ФРГ № 2428488, 4 KJI Cq 01827/04 1974
3. Куприянов П. Ю., Бивенко B. И., Мясников И. А. Детектирование атомного водорода в фотохимических исследованиях.—
"Журнал физической химии, 1979, т.53, 50 вып. 4, с. 1028 (прототип).
868520
Заказ 8310/59 Тираж 910
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подлисное
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Составитель Э. Скорняков
Редактор Т. Мермелштайн Техред Ж.Кастелевич Корректор С. Шекмар.