Способ изготовления сорбционного электрического датчика влажности газов

 

Использование: приборостроение, технология изготовления сорбционных электрических датчиков влажности газов. Сущность изобретения: между диэлектрической подложкой и влагочувствительным полимерным веществом наносят слой из реагентов с эпоксидными группами для улучшения адгезионных свойств влагочувствительного вещества, а электроды устанавливают поверх влагочув ствительного вещества. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 27/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4716298/25 (22) 27.04,89 (46) 30.10.92, Бюл. N 40 (71) Институт технической теплофизики АН

УССР (72) В;Н,Коваленко и Н.И.Бондаренко (56) Батурлин А,И., Крутоверцев С.А., Чистяков Ю.Д.. Микроэлектронные датчики влажности.-Зарубежная электронная техника, 1984, N. 9, с. 20.

Авторское свидетельство СССР

N 1126857, кл. 6 01 и 27/02, 1984.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к влагометрии газов, и может быть применено в различных отраслях промышленности и научных исследованиях, в том числе в метеорологии, медицине, горной теплофизике, в сельском хозяйстве и т.п.

Известен датчик сорбционного типа, основанный на применении гигроскопического тела, свойства которого изменяются в функции количества поглощенной влаги. Способ изготовления такого датчика состоит в том, что на подложку с электродами наносят раствор органического влагочувствительного вещества с последующей сушкой.

Способу изготовления таких датчиков присуща недостаточно высокая стабильность и повторяемость характеристик датчика, изменяющихся при эксплуатации и хранении. - При этом погрешность измерений может составить до 257, в год. Так как формирование гигроскопичной пленки происходит при вращении подложки, т,е, в силовом поле, направленном по касательной Ж, 1772708 А1 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОРБЦИОННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ДАТЧИКА

ВЛАЖНОСТИ ГАЗОВ (57) Использование: приборостроение, техноnorw изготовления сорбционных электрических датчиков влажности газов. Сущность изобретения: между диэлектрической подложкой. и влагочувствительным полимерным веществом наносят слой из реагентов с эпоксидными группами для улучшения адгезионных свойств влагочувствительного вещества, а электроды устанавливают поверх влагочувствительного вещества. 1 ил. к ее поверхности, то при этом ухудшается адгезионное сцепление пленки влагочувствительного вещества с поверхностью подложки и электродов, что отрицательно сказывается на механических и, как следствие этого, электрических свойствах датчиков. Таким образом, использование данного способа не позволяет добиться высокого качества его изготовления.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ изготовления сорбционного электрического датчика влажности газов, заключающийся в нанесении на подложку раствора органического влагочувствительного вещества диспергированием его в поле коренного разряда, нахождении после сушки зависимости межэлектродного сопротивления от влажности и в случае отклонения крутизны полученной характеристики от заданной.доведении ее до необходимого значения путем изменения напряжения коронного разряда и (или) вязкости диспергируемого раствора.

1772708

Недостаточная надежность известного способа изготовления сорбцианнаго электрического датчика заключается в том, что адгезианнае сцепление влагочувствительной пленки с поверхностью подложки и электродов будет недостаточно механически прочным и стабильным в течение времени эксплуатации датчика.

3то обусловлено тем, чта в процессе изготовления датчика температура его подложки, электродов, раствора влагочувствительного вещества и окружающего воздуха (с непостоянным значением относительной влажности) будут отличаться друг от друга, что в совокупности с различием теплоправодности электродов и подложки в процессе эксплуатации приводит к отслаиванию пленки в местах перехода электроды-подложка, Целью изобретения является повышение стабильности и повторяемости характеристик изготавливаемых датчиков за счет улучшения адгезианных свойств пленки с подложкой и электрического контакта пленки с электродами.

Сущность изобретения заключается в там, чта перед формированием влагочувствительного вещества из органических растворов диспергираванием в поле коронного разряда, на диэлектрическую подложку из палиамидной пленки наносят слой из реагента с зпоксидными смолами для улучшения адгезионных свойств влагочувствительнаго вещества к подложке, а металлические электроды устанавливают поверх сформированного слоя из влагочувствительного вещества.

На чертеже представлено схематическое изображение конструкции сарбцианного электрического датчика, влажности газов, изготовленного по предлагаемому способу. Датчик состоит из диэлектрической подложки 1 иэ полиамиднай пленки, нанесенного слоя 2 из реагента с эпаксидными группами с устройством углубления пад электроды, сформированного в пале коренного разряда слоя 3 из влагочувствительного вещества: металлических проволочных электродов 4, установленных в углублении.

Способ изготовления сарбцианного электрического датчика влажности газов реализуется следующим образом. На поверхность пластины (на фигуре не показана) толщиной 1,2 мкм, с помощью прижимных скоб закрепляют подложку из полиамидной пленки толщиной 80 мкм. На поверхность палиамидной пленки наносят слой реагента с эпоксидными группами, вадопаглощение которого s течение длительного времени остается меньше 0,05%, Толщина слоя состав35

Кроме того, в партиях из 30 штук датчиков, изготовленных согласно предлагаемому способу, зона разброса выходного информативного параметра соответствует не более 2 /, относительной влажности, а у датчиков, изготовленных по известному способу — зона разброса 7-8 . Датчики, изготовленные по предлагаемому способу, в течение б месяцев их эксплуатации при разных температурно-влажностных условиях сохраняли стабильность характеристики

R = f(p).

Предлагаемое изобретение позволяет улучшить характеристики. датчиков. Такие датчики найдут широкое применение в техналогических процессах и научных исследованиях благодаря тому, что обеспечивают измерение влажности в широком диапазоне, имеют малую себестоимость и просты в эксплуатации

Формула изобретения

Способ изготовления сарбционного электрическаго датчика влажности газов. заключающийся в последовательном нанесении на диэлектрическую подложку электляет 80 — 100 мкм. Поверхность клеящего подслоя после сушки скрайбируют на половину его толщины специальными резцами с трапецеидальной головкой. После проведе5 ния этих операций на поверхность клеящего подслоя, находящегося при температуре

80-100 С, наносят влагочувствительное вещество в поле коронного разряда с последующим охлаждением структуры до

10 температуры 5-15 Ñ. Поверх образовавшейся пленки из влагочувствительного вещества устанавливают электроды из палладиево-серебряного сплава, диаметр электродов. 100 мкм, зазор между электро15 дами - 600 мкм. Затем осуществляют тарировку датчика и определяют характеристики его сопротивления R от относительной влажности воздуха, т,е. R = f(rp)l < при фиксированных температурах. Описанные опера20 ции повторяются до тех пар, пока не получают требуемые параметры характеристики и = f(p)h и физико-механические свойства, определяющие стабильность электрафизических параметров изготавли25 ваемаго датчика и его метрологию.

При использовании предлагаемого способа изготовления сорбционных датчиков влажности па.сравнению с известным повышается стабильность характеристик датчи30 кав за счет улучшения адгезионных свойств пленки ВВ с подложкой и электрического контакта пленки с электродами, что позволяет уменьшить погрешность измерения влаж.ности в 2-3 раза, 1772708

Составитель Ю.Клевков

Техред М.Моргентал Корректор T.nàëèé

Редактор

Заказ 3842 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Произвбдственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 родов и слоя из раствора органического влагочувствительного вещества путем диспергирования его в поле коренного разряда между высоковольтным и заземленным электродами с последующей его сушкой, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности и повторяемости характеристик изготавливаемых датчиков за счет адгеэионных свойств полимерного слоя с подложкой. перед коронHblM разрядом на поверхность подложки наносят слой из реагента с эпоксидными

5 группами, а электроды устанавливают поверх сформированного слоя иэ влагочувствительного вещества.