Способ подготовки чувствительного элемента
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
<щ 894523
4i
Ъ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 160580 (21) 2925892/18-25 с присоединением заявки Но (23) Приоритет
Опубликовано 301281. Бюллетень 11о. 48
Дата опубликования описания 3012.81 (51) М..Кл з
G N 27/02
Государственный комитет
СССР по хеяам изобретений и открытий (53) УДК 543. 274 (088. 8) ? (72) Авторы изобретения
Н.В.Рыльцев, Э.E.Ãóòìàí и И.А.Мясников (71 ) За яв итель (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО
ЭЛЕМЕНТА
Изобретение относится к газовому анализу и может быть использовано при подготовке полупроводникового чувствительного элемента для селектинного детектирования восстановительных газов в среде окислительных или, наоборот, окислительных в среде восстановительных.
Известен способ подготовки чувствительного элемента, содержащего полупроводниковую пленку, электрические контакты и измерительный при6ор .для измерительного контроля различных газон в смеси путем помещения на полупроводниковой пленке .15 третьего электрода, соединенного с генератором линейно изменяющегося напряжения. Избирательный контроль концентраций компонентов газовой смеси осуществляется путем измерения 20 тока., протекающего через полупроводниковую пленку, при приложении к третьему электроду высокого, линей. но изменяющегося напряжения (1 ).
Однако в этом способе не контактированы ни компоненты газовой смеси, ни температура полупроводниковой пленки во время анализа, ни пределы напряженности прикладываемых полей при детектировании тех или ЗО иных компонентов смеси, в то время как химическая природа анализируемых газов и перечисленные выше параметры воздействия на полупроводниковый элемент имеют принципиальное значение при селективном детектировании компонентов смеси.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ подготовки чувствительного элемента для газового анализа путем приложения к чувствительному элементу,изготовленному в виде тонкой полупроводниковой пленки окисла металла, нанесенной на нейтральную огнеупорную подложку, положительного электрического поля напряженность>
3.10" В/см и измерения его электропроводности в атмосфере измеряемого газа. Известный способ подготовки чувствительного элемента обеспечивает увеличение изменения его злектропроводности в атмосФере oKHc>Ih тельного газа (кислород). приложение электрического поля к чувствительному элементу в данном случае повышает чувствительность элемента в отношении детектирования окисли— тельного газа 12 ).
894523
Однако известный способ не обеспечивает получение оптимальной селективности в отношении измеряемого компонента газовой смеси, поскольку при указанной подготовке чувствительного элемента невозможно определить его чувствительность в отношении неизмеряемого компонента смеси.
Цель изобретения — повышение селективных детектирующих свойств чувствительного элемента в присутствии неизмеряемого компонента газовой смеси.
Поставленная цель достигается тем, что в способе подготовки чувствительного элемента для газового анализа путем приложения к чувствительному элементу, изготовленному в виде тонкой полупроводниковой пленки окисла металла, нанесенной на нейтральную огнеупорную подложку, электри ческого поля и измерения его электропроводности, во время подготовки чувствительного элемента повышают
его температуру путем нагревания при постоянном значении напряженности электрического поля и при этом измеряют величины его электропроводности в вакууме и в атмосфере неизмеряемого компонента, при равенстве которых повышение температуры прекращают.
Пример 1. Подготовка чувствительного элемента, селективно детектирующего только окислительные газы в среде восстановительных.
Тонкую полупроводниковую пленку. из окиси цинка наносят на нейтральную огнеупорную подложку из кварца, которая снабжена платиновыми контактами для измерения электропроводности чувствительного элемента и платиновым электродом для приложения электрического поля, нанесенным с тыльной стороны подложки. Подготовленный таким образом чувствительный элемент помещают в вакуум, прикладывают электрическое поле и повышают
его температуру путем нагревайия. периодически повышение температуры прекращают, электрическое поле снимают, а чувствительный элемент помещают в атмосферу неизмеряемого компонента, регистрируя при этом его электропроводность. При равенстве значений электропроводности чувствительного элемента в вакууме и в атмосфере неизмеряемого компонента повышение температуры прекращают, электрическое поле снимают, а чувствительный элемент охлаждают до комнатной температуры. В частности, чувствительный элемент из окиси цинка, нагретый до 180 С при приложенном положительном электрическом поле напряженностью 1,44 ° 10в В/см и помещеннь1й в атмосферу восстановительного газа-водорода, не изменяет
Способ подготовки чувствительного элемента для газового анализа путем приложения к чувствительному элементу, изготовленному в виде тонкой полупроводниковой пленки окисла металла, нанесенной на нейтральную огнеупорную подложку, электрического поля и измерения его электропроводности, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения селективных детектирующих свойств в присутствии неизмеряемого компонента газовой смеси, во время подго овки чувствительного элемента повышают его температуру путем нагревания при постоянном значении напряженности электрического поля и при этОм измеряют величины его электропроводности в вакууме и в атмосфере свою электропроводность. Чодготовленный таким способом чувствительный элемент детектирует только окислительный газ-кислород.
Пример 2. Подготовка чувствительного элемента, селектчвно детектирующего только восстановительные газы в среде окислительных.
Последовательность операций такая же, как в примере 1. При этом изменяется только знак электрического поля, прикладываемого к чувствительному элементу. В частности, чувствительный элемент из окиси цинка ггпмешают в вакуум и нагревают до 340 C при наложенном электрическом поле отрицательной полярнос-..и напряженностью 1,44-10 B/ñì. ":àòåì электрическое поле снимают, а чувствительный элемент охлаждают до 180 С и помещают в атмосферу окислительного
20 газа-кислорода. При этом электропроводность чувствительного элемента не изменяется. подготовленный таким образом чувствительный элемент детектирует только восстановительный газ-водород в смеси с кислородом
Использование данного способа позволяет, регистрируя изменение селективности чувствительного элемента при повышении температуры, получать ее оптимальное значение в отношении измеряемого компонента, что дает возможность с лучшей точностью селективно детектировать как окислительные газы в среде восстановительных, так и восстановительные в среде окислительных. Кроме того, использование предлагаемого способа позволяет повысить экономичность детектировани различных газов (, О:>, CO, C H4 и др.) в
40 газовом анализе путем применения одного и того же чувствительного элемента для селективного детектирования как окислительных, так и восстановительных газов в смеси.
Формула изобретения
894523
Составитель Л.Дикая редактор Н.Гришанова Техред T. Маточка . Корректор В.Бутяга
Закаэ 11473/69 Тираж 910 Подписное
ВНИИПИ ГосударственНого комитета СССР по делам иэобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д 4/5
Филиал ППП "Патент"., г. ужгород, ул. Проектная, 4 неизмеряемого компонента, при равенстве которых повышение температуры прекращают.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Р 658458, кл. С 01 N 27/02, 1979.
2. Dev)atov, Е.P.Nikheeva, N.R.Keivi, Reaction Kinetics and
Са1а1 ysis f etters.— Эпй1иепв of
External electric Е1еб и on oxggen
and carbon monoxide adsorption ".
1978, 9 2, V 9, р 199 (npozо- тип) .
