МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ДЕТЕКТОР

Предполагаемая полезная модель относится к области измерительной техники и может найти широкое применение в различных областях для измерения параметров окружающей среды, например, в больницах, в детских учреждениях, в музеях, в теплицах и т.д.
Известно устройство для регистрации степени увлажнения по патенту РФ №2006843, МПК G 01 N 25/66, заявл. 06.06.91 г., опубл. 30.01.94 г., содержащее блоки измерения температуры поверхности и параметров воздуха. Последний содержит датчик температуры точки росы.
К недостаткам известного устройства можно отнести его ограниченные возможности (измерение одного из возможных параметров).
Известен также «Детектор влажности и температуры» по заявке Японии №61-33375, МПК G 01 N 27/12, опубл. 01.08.86 г. Заявитель: К.К.Тосиба.
С помощью данного детектора можно измерять два параметра: температуру и влажность. Он является наиболее близким к заявляемому и может служить в качестве прототипа.
Детектор содержит несколько электродов и чувствительный слой, которые установлены на общей подложке в элементе, чувствительном к температуре и влажности.
Недостатком данной конструкции является то, что с его помощью можно определить только два параметра окружающей среды.
Задачей, которую поставили перед собой авторы данного технического решения, является расширение функциональных возможностей датчика за счет измерения еще одного параметра, освещенности.
Поставленная задача достигается тем, что детектор, содержащий две пары электродов и чувствительный слой, расположенные на общей подложке, снабжен дополнительной парой электродов для создания датчика, чувствительного к освещенности, размещенных на той же подложке,
причем, электроды датчиков температуры и освещенности расположены по обе стороны от датчика влажности, а электроды датчика влажности нанесены на одну поверхность чувствительного слоя и выполнены в виде гребенок, имеющих встречно-штыревую структуру.
При этом, чувствительный слой всех датчиков выполнен из халькогенидного стеклообразного полупроводника.
Сущность полезной модели поясняется рисунком, где на фиг.1 схематично изображен предлагаемый детектор. Буквой «а» обозначен датчик, чувствительный к освещенности, буквой «б» - датчик, чувствительный к влажности, буквой «в» - датчик, чувствительный к температуре. Детектор также содержит: диэлектрическую подложку 1, электроды 2, выполненные из двуокиси олова, слой ХСП 3, алюминиевые электроды 4. Для уменьшения электрического сопротивления датчика влажности «б» и увеличения его чувствительности алюминиевые электроды 4 выполнены в виде гребенок, то есть имеют встречно - штыревую структуру. При этом, электроды 4 нанесены на внешнюю поверхность чувствительного слоя. Это обстоятельство позволяет использовать зависимость поверхностной проводимости пленки от влажности.
Датчик освещенности «а» содержит электроды 2 из двуокиси олова и алюминия, а также чувствительный слой 3, размещенный между ними. Датчик температуры «в» состоит из алюминиевых электродов 4 и слоя ХСП 3, помещенного между ними.
Работа датчика влажности «б» основана на зависимости поверхностной проводимости пленки ХСП от влажности. Датчик освещенности «а» работает следующим образом:
На границе раздела «двуокись олова - пленка ХСП» образуется гетеропереход. Через прозрачную подложку 1 и слой двуокиси олова свет попадает в пленку ХСП, и поглощается, генерируя электронно-дырочные пары. Разделение фотогенерированных носителей происходит на гетеропереходе.
Работа датчика температуры «в» основана на использовании явления возрастания концентрации носителей зарядов в полупроводнике с повышением температуры. В этом случае увеличивается проводимость пленки ХСП и возрастает сигнал датчика.
Чувствительный слой всех датчиков выполнен из одного материала - халькогенидного стеклообразного полупроводника, так как свойства этого материала зависят от влажности, температуры и освещенности.