Детектор газа

 

ДЕТЕКТОР ГАЗА, содержащий тонкоппеночное: проводящее покри нё, ;ра сш шоокенйое на диэлектрической подпожке, о т я R ч ai ib щ и и с я тем, 4to, с целью пов(§вения точности обнаружения хлора в газовых средах , тонкопленочное проводящее прк лтие выполнено нэ металла, а диэлектрическая подложка - из галогёнида другого металла, причем металлы пЪкрытия и подложки выбираются нэ группы металлов, удов лет воряк цик следопбОЕему условию: ,„ +тМ;в Г - тМоС1„ + , Q, cj$e Не - металл тонкопленочного проводящего покрытия; Не2 - металл, входящий в состав галогена, отлич.йый от Ме, Г - галоген; m,n - стехирметркческие коэффициенты; в - освобожденная в результате реакции энергия. СО со СП

3ЦР G 01 И 27,/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТЭЕННЬЙ КОМИТЕТ ССОР д ООРМ ь II к автобусному Саидатвъству (21) 3257155/18-25 (22) 27..02.81 (4S) 15 05 ° 83. Бал. 1 18 (72) А. А. Симановский, С. В. Столя- . рова и Г. П. Упит (71) Институт физики AH Латвийской

ССУ (53) 543.25(088.8) (56) 1 ° Гаэоаиализатор "Атмосфера-.2" .

Техническое описание и инатрукция по эксплуатации, ИЖ-2-840, 010.-01, 70ЛУ 1977 °

2. Патент Великобритании.

В 2002907 кл ° G 0I н 27/12, опуб- мнкв 1973 "(прототип) ° (54)(57) ДВйВййОР ГАЗА, содержащий тонкопленочное.ироводящее покрытие, :расаовожениое на диэлектрической подложка, о.т а и ч а в шийся тем, что, с Qehbo пов фйеиия точности..обнаружения хлора в газовых среSu.„1017995 А дах, тонкопленочное проводящее покрытие выполнено из металла, а диэлектрическая подложка - из галогенида другого металла, причем металлы покрытия и пофаожки выбираются из группы металлов, удовлетворяющих. следующему условию: н На. С)з +и1 ВФ2Гп- тдИ2С 1 +

+. c и 1F. ф + Q к гдде Нз. - металл тонкопленочного проводящего покрытия; йе2 - металл, входящий в сос ав галогена, отличный от Ме„, Г - галоген;

m,n - стехиометрические коэффициенты;

9 - освобожденная в результа:те реакции энергия.

° .В

Ъ В.

° I

1017995

Изобретение относится к охране окружающей среды и технике безопасности, в частности к устройствам . определения примесей хлора в газовой среде, например атмосфере, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в частности в химическом H текстйльном производстве и лабораториях, где возможно выделение хлора в атмосФеру, а также в отраслях промышленности, где присутствие хлора недопустимо по техническим условиям.

Известен электрохимический -детектор хлора, основанный на растворении хлора в электролите, содержащем ионы Вг, его окислении во взаимодействии с бромом, в результате чего между злектродамк появляется электрический ток, который измеряется б1 1.

Недостатком этого детектора является использование жидких электролитов, которые периодически надо заменять, что делает этот детектор неудобным в эксплуатацин.

Наиболее близким к изобретению является детектор газа,. содержащий тонкоиленочное проводящее покрытие, расположенное на диэлектрической подложке б2 g.

Однако с помощью этого детектор невозможно точно определить содержание хлора в газовых средах.

Целью изобретения является повы шение точности обнаружения хлора в газовых средах.

Поставленная цель достигается тем, что в детекторе газа, содержа щем тонкопленочное проводящее покр тие, расположенное на диэлектрической подложке, тонкопленочное проводящее покрытие выполнено из металл а диэлектрическая подложка - из галогенида другого металла, причем металлы покрытия и подложки выбираю ся из группы металлов, удовлетворяющих следующему условйю:. и И е „, С 1„, + m И е 21 mMe С1„+ п Ие„Г„+а где Ие - металл тонкопленочного

1 проводящего покрытия;

Ие - металл, входящий s состав галогена, отличный от Ие

à — галоген, е и п — стехиометрические коэффициенты; освобожденная .в результате реакции энергия.

На чертеже показана принципиаль« ная схема детектора газа.

Детектор газа содержит тонкопленочиое проводящее покрытие 1, выполненное из металла и расположенное на диэлектрической подложке 2. Диэлектрическая подложка выполнена из галогеиида металла. Подложки с покрытием расположены в корпусе 3.

5 . тонкопленочное проводящее покрытие имеет выводы 4.

Работа детектора поясняется вариантом его исполнения.

Примером детектора может служить система конденсат серебра на кристалле CsBr. При выдержкЕ Системы в атмосфере, содержащей примеси хлора, последний адсорбируется поверхностью конденсата, и: имеет место химические реакций

Cl . + 2А9- 2Д9С1 + о, и

AgCl + CsBr — AgBr + CsCI +

Так как,обе реакции идут с выделением энергии, тр они стимулируют диффузию компонентов кристалла в конденсат н конденсата серебра в кристалл, Эти процессы приводят к значительному возрастанию электри:ческого сопротивления конденсата серебра..

Для обоснования выбора металла конденсата и галогенида нв.условия (I) взят ряд систем металлический конденсат - галогенид Ag/ÑsBr Ag/

2О

ЗО

Ag/T1.1, Ag/T1С 1-T 1 Bi, Cu/CsJ, Ag/T 1C1, Ag/NaF, Au/áiF,.

In/T13. Все исследуемые сйстемы выдерживают в одинаковых .условиях при

З5 парцнальном давлении хлора . 10 2 Па.

В процессе выдержки измеряют электри-. ческое сопротивление конденсатов металлов; Результаты показали, .что только и системах Ag/CsBr, Ag/ÒIÂãT 11, Ag/Ò l J Ag/Т I С I - T1В r Cu/C s J у которых металл конденсата и галогенущ удовлетворяют условию их выбора, наблюдается увеличение электросопротивления конденсата металла.

В системах Ag/Т1С I,Ад/NaF;Cu/Nar, 45 Au/I.IF, I n/T l J,ó которых металл конденсата и галогенйд не удовлетворяют предложенному уравнению,.увеличение. электрического сопротивления не наблюдается.

50 Для и.зготовления детектора газа из всех металлов и всех галогенидов вь|бирается Ограниченное множество пар металл конденсата/галогенид. Это множество определяется уравнением

55, (I ) реакции.

Были произвольно взяты из Периодической системы 20 пар — комбинаций. различных металлов и галогенидов:

Pd/K3,РЬ/Сs J,Cu/С5В г, С J/КJ Сu/I, Сu/Na В i

Щ Cu/й М.; Ag/KSr, Ag/KJ, Г1/КВ», BI/К1 B i/CsJ, ln/KJ, In/CsBr, Al/"" в Al/ÑsÂã, Al/KBr, Mn/KJ

Mn/K8rP Ag/Ll F. Для всех этих металлов условие (I) - реакция металла

65 конденсата с хлором - возможно. Пу- 1017995 тем расчета изменения иэобарно-иэотермических потенциалов dG,для каждой пары металлический конденсаж/галогенид было определено, удовлетворяет ли она поставленному условию.

Т.е; отрицательное значение dG,оэнаЮ

РЬ/KJ

Да

-1,8

- 4, 3

-12

- 27

-10 —.19, 4

-3,3

Ag/KSr

-9,б

Ag/K J

- 6, 4

-28

- 21, 1

Т 1:/KBr

8 i/.ÊJ

81/Cs J

Нет

10/KJ

i Il/C sBr

A1/KJ

+1б и

+22

+1.3,5

+2;9

+29,8

Из таблицы вйдно, что условию иэ формулы (!) удовлетворяют системы: .РЬ/К1, РЬ/CsJ, Cu/CsBr, Gu/KJ, CuiLiJ, Cu/йа6г, Cu/NaJ, Ag/ÊÂг!

Rg/KJ, Т1/KSi, 81/KJ, 81/СsJ..Для остальных приведенных пар предлагаемое условие не может иметь место, так как значение hG, для них положительно.

Изобретение позволяет с по кищ ю простого в эксплуатации малогабаритВНИИПИ Заказ 3528/41

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул.Проектная,4

РЬ/CsJ

Cu/ С вВ r

Cu/KJ

Си/1.iJ . Cu/NaBr

Cu/НаJ

А1/СsJ .

А1/KB r

Mn/K JMr:/КВ r

Ag!L P . чает, что возможно опреды!ение хлора, а положительное значение дС,свидетельствует о невозможности его определения.

Результаты расчета приведены в таблице. ного устройства оперативно следить за состоянием окружающей среды на

55 -рабочих местах, в Мхах, на открытом воздухе.

Предлагаемый детектор паза удобен в эксплуатации, так -как не содержит жидких элементов, имеет небольшие габариты, работает в широ-. ком диапазоне давлений окружающей газовой среды.

Тирая 873 Подписное