Способ изготовления влагочувствитель-ного элемента гигроскопического дат-чика влажности

 

(1)840708

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соеэ Советскик

Социалистических

Республик

* г" ° (6l ) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 12. 11, 79 (21) 2837720/18-25 с присоединением заявки Ле (23) Приоритет (5! )М. Кл .

6 01 М 19/10

Гоеударотвенный комитет

СССР дв делам изобретений и открытий

ОпУбликовано23,06.81. Бюллетень Р6 23

Дата опубликования описания 23,ù 81 (53) УДК 551,508, . 7 (088. 8) (72) A втор .. изобретения

Г. Э. Фолманис

7:

/ (Институт металлургии им. А. А. Байкова .АН СССР (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЛАГОЧУВСТВИТЕЛЬНОГО

ЭЛЕИЕНТА ГИГРОСКОПИЧЕСКОГО ДАТЧИКА

ВЛАЖНОСТИ, Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в приборостроении, в том числе в метрологическом приборостроении, Известны способы изготовления влагочувствительных элементов гигроско-.

5 пических датчиков влажности, содержащих окись церия, двуокись титана нли окись алюминия 111.

Однако влагочувствительные элемен10 ты,содержащие тот или иной окисел,изготавливают анодным окислением металлического основания, служащего одновременно электродом, в соответствующем растворе. Такой способ изготовления влагочувствительного слоя, содержащего окисел, не позволяет получить тонкие слои без сквозных пор, .так как слой окисла образуется при непрерывном прохождении формирующего тока. Дпя избежания короткого замыкания электродов приходится изготавливать достаточно толстый слой порядка 20-40 мкм. Но наличие толстого влагочувствительно го слоя затрудняет измерение относительной влажности в пределах от 0 до 20Х.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления влагочувствительного элемента для гигроскопических датчиков влажности, заключающийся в создании на металлическом основании, служащим электродом, влагочувствительного слоя, содержащего окись титана, и нанесении второго электрода 21.

Недостатком известного способа является образование сквозных пор во влагочувствительном слое при толщинах 3-20 мкм, что значительно осложняет или даже не позволяет измерять относительную влажность в пределах от 0 до 20Х. Наличие сквозных пор в слое, содержащем двуокись титана, снижает выход годных приборов. слои.

10

1.5

3 84

Цель изобретения — упрощение технологии изготовления чувствительного элемента и увеличение точности измерения влажности.

Цель достигается нанесением влагочувствительного слоя толщиной

3-20 мкм в вакууме в присутствии электрического разряда в инертной газовой среде при подаче на металлическое основание, служащее одновременно электродом, отрицательного напряжения 100-500 В и резистивным вакуумным нанесением второго электрода.

Предложенный способ отличается от известного тем, что, влагочувствительный слой, содержащий окисел,изготавливают не в растворе при прохождении формирующего электрического тока во время анодирования, а в вакууме при постоянной бомбардировке наносимого слоя положительными ионами из области газового разряда,обусловленной наличием отрицательного потенциала на основании. Второй электрод наносят не восстановлением соли металла в растворе, а резистивным вакуумным напылением.

0708 4 ляет изготовлять гигроскопические

Второй электрод изготавливают резистивным испарением в вакууме преимущественно из алюминия, потому что алюминий единственный из металлов обладает электропроводимостью в крайнег тонких слоях (около 200 А), а это важно для обеспечения проникновения влаги через электрод.

Пример . Основание из титанового сплава толщиною 0,08 мм помещают в вакуумную установку и откачивают до вакуума 10 Па, напускают в вакуумную камеру аргон до давления

50 Па, подают на основание отрицательный потенциал величиной 200 В и в присутствии электрического разряда в аргоне наносят влагочувствительный слой, содержащий преимущественно двуокись титана, толщиною 10 мкм.

Далее наносят на влагочувствительный слой резистивным испарением в вакууме слой алюминия толщиной 0,10 мкм. Полученный датчик градуируется эмпирически.

40

На чертеже показана скорость роста влагочувствительного слоя в присутствии электрического разряда от потенциала электрода — основания.

Определяют знак потенциала электрода-основания и пределы изменения этого потенциала, Подача положительного потенциала на основание не влияет на скорость роста влагочувствительного слоя,В этом случае бомбардировка слоя электронами из газоразрядного объема не приводит также к образованию достаточно гигроскопического слоя,В то же время подача отрицательного потенциала на основание, приводящая к бомбардировке изготавливаемого слоя ионами из газоразрядного объема благодаря значительной массе положительных ионов позволяет изготовлять гигроскопические слои. В этом случае бомбардировка слоя электронами из газоразрядного объема не приводит также к образованию достаточно гигроскопического слоя. В то же время подача отрицательного потенциала на основание, приводящая к бомбардировке изготавливаемого слоя ионами из газорязрядного объема благодаря значительной массе положительных ионов позвоПредлагаемый способ позволяет изготавливать влагочувствительные элементы гигроскопических датчиков влажности с воспроизводимыми характеристиками меньшего объема с более чувстви:ельными характеристиками, Формула изобретения

Способ изготовления влагочув ствительного элемента гигроскопического датчика влажности, заключающийся в создании на металлическом основании, служащим электродом, влагочувствительного слоя, содержащего окись титана, и нанесении второго электрода, отличающийся тем,что с целью упрощения технологии изготовления и повышения точности измерения влажности, влагочувствительный слой толщиной 3-20 мкм наносят в вакууме в присутствии электрического разряда в инертной среде при подаче на металлическое основание отрицательного напряжения 100-500 В, а затем вакуумным резистивным испарением — второй электрод.

Составитель А. Платова

Редактор М. Ликович Техред М.Голинка Корректор H. Бабинец

Заказ 4751/63 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г.,ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Берлинер М. А.. Электрические измерения, автоматический контроль

840708 6 н регулирование влажности. М,-Л, "Энергия", 1965, с. 336-343.

2. Авторское свидетельство СССР

М 535488, кл, С 01 и 19/10, 1974 (прототип).