Чувствительный элемент для термокаталитического датчика

(51)01 25/22 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ТЕРМОКАТАЛИТИЧЕСКОГО ДАТЧИКА(71) Заявитель Научно-исследовательское республиканское унитарное предприятие Минский НИИ радиоматериалов(72) Авторы Таратын Игорь Александрович Сергеев Евгений Александрович Баран Сергей Владимирович(73) Патентообладатель Научно-исследовательское республиканское унитарное предприятие Минский НИИ радиоматериалов(57) Чувствительный элемент термокаталитического датчика, содержащий нагревательный элемент в виде проволочной спирали и сформированный на нем каталитический слой из окиси алюминия, платины и палладия, отличающийся тем, что нагревательный элемент выполнен из кремния. 9116 1 2007.04.30 Изобретение относится к аналитическому приборостроению, а точнее к термокаталитическим датчикам, и может быть использовано для контроля взрывоопасности смесей предельных углеводородов, составляющих нефтегазовую среду с воздухом. Известен чувствительный элемент для термокаталитического (термохимического) датчика, выполненный в виде полого цилиндра из -окиси алюминия, на поверхность которого нанесена смесь платины и палладия и уложена платиновая нагревательная спираль,причем отношение длины элемента к его наружному диаметру равно 1,67-2,5, длина участка элемента, покрытого нагревательной спиралью, составляет 0,31-0,33 от его общей длины, а внутренний диаметр равен 0,36-0,4 внешнего 1. Этот чувствительный элемент обладает недостатком, заключающимся в том, что при длительной одноразовой эксплуатации взаимодействие поверхности термокаталитического датчика с газом приводит к возрастанию температуры датчика, что отрицательно сказывается на стабильности работы. Известен чувствительный элемент для термокаталитических (термохимических) датчиков газов, описанный в изобретении Способ изготовления термохимических чувствительных элементов датчиков горючих газов, включающий полый миниатюрный цилиндр,на который наматывают спираль из платиновой проволоки. На спирали расположен носитель, который формируют путем нанесения на спираль суспензии ферромагнитного продукта термического разложения на воздухе никелевой соли монокарбоксицеллюлозы 2. Этот чувствительный элемент также имеет недостатки, заключающиеся в том, что при длительной одноразовой эксплуатации взаимодействие поверхности термокаталитического датчика с газом приводит к возрастанию температуры датчика, вследствие этого наблюдается изменение фазового состояния и структуры газочувствительного слоя, что отрицательно сказывается на стабильности. Известен чувствительный элемент для датчиков термохимических (термокаталитических) газоанализаторов, описанный в способе изготовления чувствительных элементов для термокаталитических датчиков, представляющий собой сочетание платиновой спирали с каталитически активной массой. На спираль наносится каталитически активная масса и, сцементировавшись с витками спирали, образует единую конструкцию в виде тонкой пленки на спирали, бусинки (шарика) или иной другой формы с размещенной внутри спиралью 3. Этот чувствительный элемент обладает недостатком, заключающимся в том, что при высоких концентрациях определяемого газа термокаталитические датчики вообще и в частности описываемый датчик не могут быть использованы, т.к. процесс измерения при высоких концентрациях газа приводит к выделению большого количества тепла и повышению температуры, что в свою очередь приводит к разрушению датчика. Задачей настоящего изобретения является увеличение диапазона концентрации измеряемого газа и повышение стабильности работы чувствительного элемента термокаталитического датчика. Поставленная задача достигается тем, что в чувствительном элементе термокаталитического датчика, содержащем нагревательный элемент в виде проволочной спирали и сформированный на нем каталитический слой из -окиси алюминия, платины и палладия, нагревательный элемент выполнен из кремния. На фигуре изображен чувствительный элемент, состоящий из платиновых микропроводов 1, присоединенных к нагревательному элементу 2, выполненному из кремния в виде проволочной спирали и сформированный на нем каталитический слой 3, состоящий из окиси алюминия, платины и палладия. Противоположные концы платиновых микропроводов 1 присоединены к стойкам 4 корпуса 5. 2 9116 1 2007.04.30 Чувствительный элемент работает следующим образом. При подаче определенной величины тока (50-70 А) на стойки 4 происходит нагревание чувствительного элемента до температуры 450-550 С и взаимодействие каталитического слоя 3 с горючими газами, находящимися в атмосфере. При этом происходит возрастание температуры чувствительного элемента, вследствие чего происходит снижение сопротивления нагревательного элемента 2, выполненного из кремния, тем самым уменьшение напряжения на чувствительном элементе, за счет отрицательного температурного коэффициента кремния, что обеспечивает более широкий диапазон измерения концентрации горючих газов и стабильность работы чувствительного элемента термокаталитического датчика. Источники информации 1. А.с. 787973 . МПК 301 27/16. - Опубл. 15.12.80 // Бюл.46. 2. А.с. 1376028 . МПК 401 27/16. - Опубл. 23.02.88 // Бюл.7. 3. А.с. 293499 . МПК 201 25/22. - Опубл. 26.10.73 // Бюл.43 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3