Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДАТЧИКА ПАРЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ NO2 В ГАЗОВЫХ СМЕСЯХ
ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДАТЧИКА ПАРЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ NO2 В ГАЗОВЫХ СМЕСЯХ

ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДАТЧИКА ПАРЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ NO2 В ГАЗОВЫХ СМЕСЯХ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в аналитической измерительной технике, в частности в устройствах для измерения парционального давления газов. Сущность изобретения: чувствительный элемент датчика парционального давления двуокиси азота в газовых смесях содержит твердый электролит из смеси нитрита цезия, нитрата рубидия в соотношении: (30 90) (5 50) и оксида алюминия остальное с нанесенными на него двумя электродами. Один электрод выполнен из серебра, другой из смеси хрома или кобальта, или никеля, или платины с оксидом цинка. Между электролитом и серебряным электродом расположен промежуточный слой из смеси серебра, иодида серебра и оксида алюминия. 2 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2049993
Класс(ы) патента: G01N27/407
Номер заявки: 92003596/25
Дата подачи заявки: 02.11.1992
Дата публикации: 10.12.1995
Заявитель(и): Акционерное общество "Асен"; Институт химии твердого тела и переработки минерального сырья СО РАН
Автор(ы): Хайретдинов Э.Ф.; Уваров Н.Ф.; Пономарева В.Г.
Патентообладатель(и): Акционерное общество "Асен"; Институт химии твердого тела и переработки минерального сырья СО РАН
Описание изобретения: Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности, а также в службе техники безопасности, например, для мониторинга окружающей среды.
Известен чувствительный элемент для пьезоакустического датчика окислов азота в газовых смесях, в котором используют тонкие пленки фталоцианида свинца (PbPc), нанесенные на монокристаллическую поверхность пьезокварца, обладающий высокой чувствительностью к примесям NO2 [1] Недостатком чувствительного элемента является: необходимость использования дорогой монокристаллической подложки, сложность получения качественных тонких (порядка 100 нм) слоев PbPc, недостаточно хорошая химическая стойкость PbPc в атмосфере NO2, низкая селективность, длительное время срабатывания ≈10 мин.
Наиболее близким к предлагаемому является чувствительный элемент датчика парциального давления NO2, содержащий композиционный твердый электролит CsNO2 Al2O3 с нанесенными на него двумя электродами, изготовленными из платины. Данный элемент позволяет измерять давление NO2 при температурах элемента 250-400оС в диапазонах 3˙10-3-3,1˙10-2 торр и 3˙10-3 0,96 торр при 250 и 400оС соответственно. Cрок безотказной работы зависит от рабочей температуры элемента: ≈50 ч при 350о и ≈250 ч при 250оС [2]
Недостатки:
длительное время предварительной поляризации элемента (до 20 ч), необходимое для подготовки его к измерениям:
нестабильность характеристик при длительной (более 10-250 ч) работе, связанная с разрушением электродов;
высокие рабочие температуры элемента (выше 250оС);
конструкционная сложность;
использование дорогих платиновых электродов.
Чувствительный элемент датчика парциального давления NO2 в газовых смесях содержит твердый электролит на основе CsNO2 и Al2O3 с металлическим электродом сравнения и металлсодержащим электродом, чувствительным к NO2. При этом элемент дополнительно содержит промежуточный слой между серебряным электродом сравнения и твердым электролитом из смеси Ag, AgI и Al2O3, взятых в соотношении, вес. Ag 50-90 AgI 5-30 Al2O3 Остальное
Твердый электролит дополнительно содержит нитрат рубидия при соотношении компонентов, вес. CsNO2 30-90 PbNO3 5-50 Al2O3 Остальное
В качестве электрода, чувствительного к NO2, используют смесь хрома или кобальта, или никеля, или платины с оксидом цинка при содержании оксида цинка от 10 до 50 вес.
Техническим результатом изобретения является расширение рабочего диапазона температур. Одновременно увеличивается продолжительность стабильной работы и уменьшается время, необходимое для подготовки элемента к работе.
Способ изготовления и рабочие характеристики чувствительного элемента продемонстрированы на следующем примере. Берут смесь нитрита цезия, нитрата рубидия и оксида алюминия в соотношении, вес. 90:5:5, прессуют таблетку, на одну торцевую поверхность напрессовывают тонкий слой из смеси Ag, AgI и Al2O3 в соотношении, вес. 50:30:20, на который наносят электрод из серебряной пасты, а на другую электрод из тщательно перемешанной смеси порошка хрома с оксидом цинка в соотношении 90:10 вес.
Приготовленный таким образом чувствительный элемент помещают в термостатируемый объем, через который пропускают поток газа с заданной концентрацией NO2.
В таблице даны результаты измерений ЭДС.
Сравнительный анализ нового чувствительного элемента и наиболее близкого аналога позволяет сделать следующий вывод:
новый чувствительный элемент может работать в области температур 200-400оС. При температурах 250-350оС от может измерять более высокие значения PNO2 ≈ 1 тоpp;
значительно, более чем в 100 раз, сократилось время выхода элемента на рабочий режим;
увеличилась продолжительность стабильной работы до 72 при 350оС и до 300 ч при 250оС;
вместо платиновых электродов используют электроды, изготовленные из более дешевых материалов.
Значение ЭДС чувствительного элемента (в мВ) с твердым электролитом CsNO2-PbNO3-Al2O3(90: 5: 5), с промежуточным слоем Ag-AgI-Al2O3 (50:30:20), вес. представлен в табл. 1; состав электрода, чувствительного к NO2 в табл. 2.
Формула изобретения: ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДАТЧИКА ПАРЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ NO2 В ГАЗОВЫХ СМЕСЯХ, включающий твердый электролит на основе CsNO2 и Al2O3 с металлическим электродом сравнения и металлсодержащим электродом, чувствительным к NO2, отличающийся тем, что элемент дополнительно содержит промежуточный слой между серебряным электродом сравнения и твердым электролитом из смеси Ag, AgJ и Al2O3, взятых в соотношении, мас.
Ag 50 90
AgJ 5 30
Al2O3 Остальное
твердый электролит дополнительно содержит нитрат рубидия Rb NO3 при соотношении компонентов, мас.
CsNO2 30 90
RbNO3 5 50
Al2O3 Остальное
а в качестве электрода, чувствительного к NO2, используют смесь хрома, или кобальта, или никеля, или платины с оксидом цинка при содержании оксида цинка 10 50 мас.