Датчик паров этанола

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(71) Заявитель Белорусский государственный университет(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет(57) Датчик паров этанола, включающий подложку, на которой расположен чувствительный слой из оксида олова с измерительными электродами, отличающийся тем, что чувствительный слой получен из водного раствора оксаоловянной кислоты и формалина состава, г/л оксаоловянная кислота 50-60 формалин 1,5-7,0 вода остальное,а электроды выполнены из индия. Изобретение относится к датчикам с чувствительными слоями, реагирующими на присутствие газов и паров изменением проводимости. Известен датчик с чувствительным слоем из металлоорганических соединений олова. При этом для повышения чувствительности к парам этанола авторами использовались добавки солейив качестве катализатора. Рабочая температура такого датчика 770 К 1. Прототипом данного изобретения служит датчик, имеющий на подложке из кварцевого стекла или А 23 керамики чувствительный слой в виде пленки диоксида олова с добавлением оксидов щелочноземельных металлов в количестве 0,5 мол.и электроды изили А. Хотя чувствительный слой данного датчика и не содержат в своем составе дорогостоящих компонентов, он нестоек из-за эффекта кальцинирования на возду 2944 1 хе за счет образования соответствующих карбонатов металлов, снижающих его каталитическую активность и повышающих рабочую температуру датчика до 873 К. Время отклика датчика 30 с, а пороговая чувствительность на пары этанола 10-1 ррм 2. Задачей настоящего изобретения является разработка датчика с повышенной чувствительностью к парам этанола при высокой быстроте отклика и пониженной рабочей температуре. Поставленная задача достигнута тем, что в известном датчике паров этанола, включающем подложку, на которой расположен чувствительный слой из оксида олова с измерительными электродами, чувствительный слой получен из водного раствора оксаоловянной кислоты и формалина состава, г/л оксаоловянная кислота 50-60 формалин 1,5-7,0 вода остальное,а электроды выполнены из индия. Чувствительный слой получают многократным нанесением раствора на подложку из кварца, ситалла,слюды и т.д. с последующей термообработкой при 400 С. Использование в качестве электродного потенциала индия повышает линейность вольтамперной характеристики датчика и его чувствительность, причем оптимизация чувствительности происходит за счет контроля параметров пленки во время термообработки. Как показали эксперименты, разработанные датчики в течение 6 месяцев не изменяли свои параметры в интервале температур от -10 до 30 С. На фиг. 1 приведена конструкция датчика на фиг. 2 приводится ВАХ газочувствительного элемента(кривая 1 с использованием электродов из , кривая 2 с использованием электродов из ) на фиг. 3 приводится зависимость относительного изменения электросопротивления слоя толщиной 1 мкм от концентрации паров этанола при различных температурах. Датчик паров этанола включает расположенные на подложке 1 чувствительный слой 2 и электроды 3 с припаянными проводами 4. Датчик изготавливают следующим образом. Оксаоловянную кислоту (2224) в количестве 6 г растворяют в 5 мл 22 (10 ), затем добавляют 5 мл раствора формалина (25-35 ) и доводят объем до 100 мл. Полученный раствор многократно наносят на вращающуюся подложку из ситалла для получения слоя толщиной 1 мкм и затем отжигают при 400 С в течение 30 мин. На полученную подложку с чувствительным слоем наносят измерительные электроды из индия, к которым припаивают провода и подсоединяют к измерительной аппаратуре. Добавление солей ,и др. в чувствительный слой не приводило к повышению чувствительности датчика к парам этанола, а уменьшение содержания формалина в растворе ниже, чем 0,1 по отношению к весу оксаоловянной кислоты, приводило к снижению чувствительности до 50-60 . Это дает основание судить об оптимальности состава раствора для получения чувствительного слоя. Таким образом, нами получен датчик с газочувствительной пленкой, имеющей мелкокристаллическую структуру и обладающей каталитической активностью к парам этанола, что приводит к снижению рабочей температуры датчика до 623 К и быстроте срабатывания 1 с, а использование в качестве материала электродов индия приводит к улучшению линейной вольтамперной характеристики элемента, что приводит к дополнительному эффекту. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.