Датчик для определения арсина
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения мышьяковистого водорода . Для этого на полупроводниковый слой нанесен слой полиметилсилоксана. 1 ил., 1 табл.
,5U 1756810 A l
COIO3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛ И СТИЧ ЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51) s G 01 N 27!12
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ т . Г
ПРИ ГКНТ СССР .. . е l .p gjjq
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ I ::- .".=,-.;;;;-,"., :,- I
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ - . *
2 (54) ДАТЧИК ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АРСИНА (57) Изобретение относится к измерйтельной технике и может быть использовано для определения мышьяковистого водорода. Для этого на полупроводниковый слой нанесен слой полйметилсилоксана. 1 ил., 1 табл.
1 (21) 4787925/25 (22) 31.01.90 (46) 23,08.92. Бюл. М 3.1 (71) Научно-исследовательский институт. при Нижегородском государственном униерситете им. Н.M.Ëîáa÷åâñêîão (72) М.10.Аношкин, Л;Г.Пахомов, Я.А.Фель, Е.И.Даценко и О,А.Ванцев (56) An arsine monitoring device uslngan ЗйО»
thin film. Mokwa, Kohl О., leitand G„
"Transducers 85; lnt. Conf. Solid State Sens,.
and Actluat, 1985, Dig, Techn. Рар.", 1985, 389-392.
Авторское свидетельство СССР
М 1249425, кл. G 01 N 27/12, 1986.
Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано при созданий приборов-сигнализаторов оповещения опасной концентрации арсина в промзоне, местах его использования и утилизации (дожига).
Известен высокочувствтительный датчик для определения следов арсина в воздухе, представляющий собой пластинку из сплавленного кварца (12х12х1мм),. покрытую тонкой пленкой SnOz и снабженную электрическим нагревателем.
Однако этот датчик имеет узкий интервал измеряемых концентраций 0,6-8 ррм
АзНз, высокую рабочую температуру 400430 С. Другой недостаток — использование драгметаллов.
Наиболее близким.к изобретению по существенным признакам и достигаемому эф. фекту является датчик для определения арсина, содержащий подложку с полупроводниковым слоем и электроды (из никеля или хрома), причем полупроводниковый
° ей слой выполнен из хлорированйого фталоцианина меди толщиной 1 мкм.
Недостатками этого датчика являются (Л небольшое изменение тока в прйсутствии О малых количеств арсийа и, следовательно. QQ большой порог обнаружения и значительное время (10-15 мин) измерения. ()
Целью изобретения является повышение чувствительности датчика.
Постееленнея цель достигается тем, что чувствительный элемент датчика арсина состоит из подложкй" с"электродами, на которую нанесен полупроводниковый слой из хлорированного фталоцианина меди. Полупроводниковый слой, в свою очередь, покрыт слоем диэлектрика из полиметилсилоксана.
На чертеже представлен датчик для определения арсина.
175 G810
Арсин
Аммиак
Сернис" тый анПримесь в воздухе
«« гидрид
Концентра" ция примеси, ppm 0
Ток датчика при U-- 10В,А 5 10
Время 90-95ь изменения
I тока, с
КРатность изменения тока
332 21 0 71210 Ууб.i 0
30"35 30-40 30-40 60-80 00"100 10а-120 120-180 l52 1620 6000 5,6
6,5 14,3
° ««» « ° 4i «
Датчик содержит электроды 1 растрового типа (М, Сг). Электроды 1 размещены на диэлектрической подложке 2 (поликор), на которую нанесен тонкий слой 3 (400 Л) хлорированного фталоцианина меди и тонкая пленка 4 полиметилсилоксана.
Датчик работает следующим образом.
В отсутствии определяемого газа (эрсин) датчик, как резистор, имеет стандартное значение сопротивления и при напряжении 10 В в измерительной цепи устанавливается постоянный ток 5.10 А че- о рез 3-5 мин после включения (время выхода в рабочее состояние). При содержании арсина в воздухе 0,5 ррм (порог обнару>кения) сопротивление датчика уменьшается, ток достигает значения 3,2 10 9А. Повышенная температура датчика позволит нейрерывна следить за изменением концентрации арсина в воздухе, исключая стадию регенерации.
В таблице представлены результаты испытаний.
Как видно иэ таблицы при 1350 ррт арсина, что соответствует приблизительно 1 мм рт.ст., ток вырастает до 2 10 А при 10 В, -л у известного датчика при этой >ке концентрации аосина ток вырастает с 1,33.10 " А до
4,6 10 А при 1 В.
Время обнаружения 0,5-2 мин в зависимости от концентрации арсина (время для известного датчика 10-15 мин).
Изменение номинальных значений тока для предлагаемого датчика эа 120 ч рабо-. ты с общим количеством напусков (100) смесей арсина с концентрацией 10-400 ррм
5 не превышает 10%. При работе предлагаемого датчика практически исключаются стадия регенерации. так как он реагирует только на фронт концентрации. соответст- . вующий составу приготовленной смеси.
10 Снижения этого фронта (так же. как и нарастание сигнала при введении арсин-воздушной смеси) осуществляется за время
30-100 с до 90-95% своего номинального значения. Повышение температуры работы, 15 датчика повышает и его избирательность, Так он практически не чувствителен к НгО, .
ЫНз, парам углеводородов, ацетону в кон-: центрациях, на 10 превышающих концент-, рацию арсина в диапазоне 1-100 ррм.
Формула изобретения
Датчик для определения арсина, содержащий подложку с полупроводниковым сло25 ем, выполненным из хлорированного фталоцианана меди, и электроды, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности, снижения порога обнаружения, сокращения времени определения, 30. полупроводниковый слой снабжен дополнительным слоем полиметилсилоксана, (!
100 4О0 1000: 1 000 ! ., I
8,1 10 310;2,8 10 3 ° 10
«в««а ««««««««««««««««\ « ° 1756810
Продолжение таблицы
Гепт ан
Ге ксан
Декан
Вода
Примесь в воздухе
Двуокись азота
° ееюеее«ееее» ее е»
° Ьюеюе ююеЬ Ю wее
Концентрация примеси, Рр!
1000
2,2.1 О
1 00-120
2,3
w wow еееМеююю е ее»«
Редактор Н. Рогулич
Заказ 3085 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва; Ж-35, Раущскэя наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Ток датчика при U= 10В,A
Время 90-95ь изменения . тока, с
Кратность изменения тока
1 0000 10000 1 0000 1 0000, 1 0000 ., 1 0600 1 0000 ! ! . I I !
5 510 5 5 10:5 5 10 4,5 >О 5 75 l0:),210 6,8-10 !
I .I
300-360 300 -360 300е360 300-360!300-360 180-20 300-360 !
1 1 1 1 !1,1 1 10. !1,16 1 6 . 1,3 ! !
Составитель Б, Андреев
Техред М.Моргентал Корректор H. Слободяник
