Датчик влажности и способ его изготовления

 

Изобретение относится к метрологии и может быть использовано при измерении влажности в диапазоне 20-100%. Цель изобретения - Повышение чувствительности датчика. Датчик состоит из керамической подложки, нанесенных на нее двух противолежащих электродов и влагочувствительного слоя из тригидрата хлоридооксолата Празеодима. Способ изготовления предлагаемого датчика заключается ВТОМ, что наносят два противолежащих электрода в виде проводящей серебряной пасты ПП-1 с последующим отжигом при 7QO°C в течение 1 ч, а затем на подложку и электроды наносят смесь влагочувствительного слоя тригидрата хлоридооксолата празеодима и поливинилового спирта в соотношении 1:1, толщиной 450-550 мкм и отжигают при 200°С в течение 1 ч. 2,с. п. ф-лы, 1 ил.слсИзобретение относите;» к метрологии и может быть использовано при измерении влажности в диапазоне 20-100%.Известен датчик влажности, состоящий из нечувствительной к влаге основы (стекло, керамика) и нанесенного на основу чувствительного к влаге слоя из окиси тантала и 2 электродов, нанесенных на подложке.Известен также датчик влажности/ представляющий собой слой синтетического соединения, нанесенный на керамическую подложку с двумя токопроводящимидорожками. Синтетическое соединение состоит из 1-бО частей катионсодержащего мономера, 40-100 частей винилмономера, 1-2 частей катализатора и 50 частей спирта. Влажность определяется по изменению сопротивления. При изменении влажности от 20 до 100% сопротивление датчика меняется от 10^ до Ю'^ Ом.Недостатком указанного датчика является низкая чувствительность.Известен способ изготовления датчика, представляющий собой следующее: на под-го00слсо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s 6 01 N 27/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (21) 4688745/25 (22) 11.05.89 (46) 15,02.92. Бюл. М 6 (71) Центральное проектно-конструкторское и технологическое бюро научного приборостроения АН УЗССР (72) А. Я. Яфасов, П. П. Байбородов, И. И.

Чугунова, В. А. Григорьева, М. P. Кижло, Л.

H. Комиссарова, Г. Я. Пушкина и Ф. M. Спиридонов (53) 543,247(088.8) (56) з. ЕПВ Епбгеэа Наиэег СеаЬ. H. Со, hb

3 0043001, 09.06.81, кл. G 01 N 27/12, ПР

27.06.80, Е Й 3024297, 06.01.81.

8.32.1066 П. Датчик влажности. Такаока

Одзи, Маэбаси Ясухира, Кабалси Сусуму, Банто Кацумаса; Кемисака К. К, (Патент Rnoнии М 58-16467, кл. 6 01 и 27/12, Н 01 С

7/00, 19&3), Архангельский Н, В., Кижло М. Р., Комиссарова Л. H. Кинетические характеристики процесса термического разложения гидратов хлоридооксалатов тяжелых Р33.

Журнал неорганической химии, 1985, т. 30, вып. 10.

Изобретение относится к метрологии и может бьаь использовано при измерении влажности s диапазоне. 20-100 )

Известен датчик влажности, состоящий иэ нечувствительной к влаге основы (стекло, керамика) и нанесенного на основу чувствительного к влаге слоя из окиси тантала и 2 электродов, нанесенных на подложке.

Известен также датчик влажности, представляющий собой слой синтетического соединения, нанесенный на керамическую подложку с двумя токопроводящими (54) ДАТЧИК ВЛАЖНОСТИ И СПОСОБ ЕГО

ИЗГОТОВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к метрологии и может быть использовано при измерении влажности в диапазоне 20-100 . Цель изобретения — повышение чувствительности датчика. Датчик состоит из керамической подложки, нанесенных на нее двух противолежащих электродов.и влагочувствительного слоя из тригидрата хлоридооксолата празеодима. Способ изготовления предлагаемого датчика заключается в том, что наносят два противолежащих электрода в виде проводящей серебряной пасты ПП-1 с последующим отжигом при 700 С в течение

1 ч, а затем на подложку.и электроды найосят смесь влагочувствительного слоя тригидрата хлоридооксолата празеодима и поливинилового спирта в соотношении 1:1, толщиной 450 550 мкм и отжигают при

200 С в течение 1 ч. 2,с. и. ф-лы, 1-ил. дорожками. Синтетическое соединение состоит из 1-60 частей катионсодержащего мономера, 40-100 частей винилмономера, 1-2 частей катализатора и 50 частей спирта.

Влажность определяется по изменению со-, противления. При изменеНии влажности от

20 до 100 сопротивление датчика меняетcQ Qот 103 до 107 OMM

Недостатком указанного датчика является низкая чувствительность.

Известен способ изготовления датчика, представляющий собой следующее: на под1712853 ложку из керамики с двумя токопроводящими дорожками наносят синтетическое соединение, состоящее из 1-60 частей катионсодержащего мономера, 40-100 частей винилмономера, 1-2 частей катализато- 5 ра и 59 частей спирта. Токопроводящие дорожки наносят методом фотолитографии.

Цель изобретения — повышение. чувствительности датчика.

Сущность изобретения заключается в 10 том, что датчик влажйости состои из гидрофобной подложки (керамика), нанесенных на нве двух противолежащих электродов и рлагочувстаительного слоя иэ тригидрата хлоридоксалата празеодима. 15

Способ изготовления заключается в том, что на гидрофобную подложку наносят

2 электрода, лежащих друг против друга, и влагочуветвительнцй слой, причем в качестве электрбдоц нанося серебряную пасту 20

AA-1 с последу1ощим отжигом при 700 С в течение 1 ч, затем на подложку наносят влагочувствительный слой, состоящий из три.гидрата хлоридооксалата празеодима и поливинилавого спирта в соотношении 1:1. 25 толщиной 450-550 мкм и от>кигают при

29) С в течение 1 ч.

Соотношение 1:1 является оптлмаль- . ным, так как в противном случае получается лиМ непрочная структура влагочувстви- 30 тельного слоя, либо очень плотная. Выбор температуры 200 ОС обусловлен температурой испарения поливинилового спирта и тем, что s этом случае пленки отличаются наибольшей чувствительностью, а также 35 тем, что при температуре больше 200 С происходит разложение тригидрата хлоридооксалата празеодима. При толщине слоя больше 559 мкм активность слоя снижается, - так как при этом будет работать только по- 40 верхностная часть слоя.

На чертеже схематически предс гавлен датчик.

Датчик состоит из гидрофобной подложки 1 (кераМика), расположенных w ней 45 друг промв друга электродов 2. Поверх электродов нанесен слабочуаствительный слой 3.

Датчик работает следующим образом, При подаче на электроды напряжения 50

1-12 8 сопротивление да чика меняется от

10 Омдо t0 Ом при изменении влажности от. 20 до 100ф и регистрируется измери тельным. прибором (не показан).

Способ реализуется следующим обра- 55 зом.

На керамическую подложку наносят два противолежащих электрода в виде серебряной пасты ПП-1 и затем отжигают при 700 .С в течение 1 ч, далее на подложку и электроды наносят влагочувствительный слой тригидрата хлоридооксалата празеодима и поливинилового спирта в соотношении 1:1, толщиной 450-550 мкм и опять отжигают при 200 С в течение 1 ч.

Датчик .изготовляют следующим образом.

На подложку из керамики (5хЮх0,7)ммз наносят серебряную пасту ПП-1 в виде полосок размером 2х5 мм, расположенных друг против друга на расстоянии 6 мм, и отжигают при 700 С в печи СНОЛ-3,5х3,5$, .

3,5/3M в течение 1 ч.

Поверх электродов на подложку нано- . сят влагочувствитвльный слой площадью

5х8 мм и толщиной 500 мкм, состоящий из смеси тригидрата хлоридаоксвлатв првзеодима и поливинилового спирта в соотношении 1:1.

Затвм влагояувствитеаьный слой отжигают при Т=20ООС в течение 1 ч. йоливини- .. ловый спирт цсп. создавая пористую структуру слоя.

Датчик обладает высокой чувствительностью к snare, так как в диапазоне измене-: ния влажности m 20 до 1007 происхорит рерое изменение сопротивления от 10 до

19 Ом;

Формула изобретения

1; Датчик влажности, состоящий из ке- . рамической подложки с двумя противолежащими электродами и влагочувствительного слоя, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности. влагочувствительный слой выполнен иэ тригидрата хлоридооксалатэ празеодима. имеющего толщину 450 559 мкм.

2. Способ изготовления датчика влажности, заключающийся в том, что на подложку из керамики с двумя противолЕжащими электродами наносят влагочувствительныйслой, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности датчика, электроды изготавливают путем нанесения проводящей серебряной пасты ПП-1 с последующим отжигом при 700ОС в течвwe 1 ч, затем наносят влагочувствителъный олой из тригидрата хлоридооксалатв празеодима и поливинилового спирта в соотношении 1:1 и отжигают при 200 С в течение

1 ч.

1712&53

Составитель ЙЧугунова

: Техред М;Моргейтав ., Корректор:: Н Ревская

Редактор И;Кзсарда йроиэводственно-издательский комбинат "Пэтент", г, Ужгород. уа.Гагарина, 101 /

Заказ 632: Тираж .. .:, . Подувшее

8НИИПИ Госудератвейного комитета 50 изобретениям и открытиям ври ГКНТ СССР

113635, ЬЬсква, Ж-35, Рву макая наб., 4lб