СЕНСОРНЫЙ ДАТЧИК НА АММИАК

Полезная модель относится к области потенциометрических методов контроля и управления технологическими процессами, предназначена для определения концентрации аммиака в воздухе и парогазовых средах и может быть использована в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.
Известен Способ и устройство для эксплуатации металлооксидного газового датчика (RU 2008150779, A), в котором металлооксидный датчик нагревают посредством источника электрического тока и анализируют электрический выходной параметр датчика.
Известно устройство для измерения (RU 9712003, A), включающее полупроводниковый источник электродвижущей силы с нагревателем, операционный усилитель с индикатором на выходе, замкнутой системой регулирования температуры, выполненной в виде датчика температуры, блока сравнения, усилителя, нагревателя, где в качестве газочувствительного слоя используется пленка фталоцианина меди, а в качестве индикатора - цифровой жидкокристаллический индикатор.
Все перечисленные устройства сложны конструктивно и не могут быть использованы для определения аммиака смеси с другими газами.
Известен датчик концентрации аммиака (RU №2308713 C2), выбранный за прототип. Данное устройство состоит из диэлектрической подложки, на поверхности которой расположены гребенкообразные электроды, поверх которых нанесен слой сорбента на основе полифталацианина марганца.
Недостатком этого устройства является высокое внутреннее электросопротивление сенсора, которое требует для проведения измерений специального устройства с повышенным входным сопротивлением. Высокое внутреннее электросопротивление прототипа снижает надежность измерений за счет пониженной помехоустойчивости. Датчики быстро выходят из строя.
Задачей данного технического решения является увеличение срока эксплуатации сенсора за счет увеличения адгезии чувствительного слоя к подложке, уменьшение внутреннего электросопротивления при сохранении чувствительности и селлективности.
Поставленная задача решается за счет того, что заявленный сенсорный датчик на аммиак включает керамическую подложку с нанесенной на нее «гребенкой» палладиевых электродов, нагревательный элемент с клеммами для подключения к источнику питания, а в качестве чувствительного слоя используется пленка на основе поли-N-фенилглицина.
Техническим результатом полученной полезной модели является существенное увеличение времени эксплуатации сенсора при сохранении чувствительности и селективности. Поли-N-фенилглицин, как соединение имеет высокую адгезию к керамической и металлической подложкам за счет дополнительной карбоксильной группы. Одновременно в химической структуре этой молекулы остаются неизменными центры, отвечающие за чувствительность к аммиаку, что позволяет использовать его в качестве чувствительного элемента, не уступающего по сенсорным свойствам полианилину, имеющего электросопротивление порядка нескольких сотен ом, но превосходящего его по адгезии.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:
На Фиг. 1. Сенсорный датчик на аммиак;
На Фиг. 2. Калибровочный график.
Сенсорный датчик на аммиак включает клеммы для подключения измерительной цепи (1), керамическую подложку (2), с нанесенной на нее пленкой поли-N-фенилглицина (3), внутри которой находится «гребенка» палладиевых электродов (4), нагревательный элемент (5) с клеммами для подключения к источнику питания (6).
Возможность осуществления заявляемого изобретения показана следующими примерами. Газовый сенсор, включающий клеммы для подключения измерительной цепи (1), керамическую подложку (2), с нанесенной на нее пленкой поли-N-фенилглицина (3), внутри которой находится «гребенка» палладиевых электродов (4), нагревательный элемент (5) с клеммами для подключения к источнику питания (6), помещают в установку с известным содержанием аммиака и определяют электросопротивление. Полученные данные зафиксированы на графике фиг. 2. Воздух, содержащий неизвестную концентрацию аммиака, может быть проанализирован с использованием газового сенсора на аммиак по методу калибровочного графика.
Эффективность предложенного сенсора заключается в существенном увеличении срока эксплуатации.