ДАТЧИК КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ОКСИДА УГЛЕРОДА В ГАЗОВЫХ СМЕСЯХ

Датчик контроля концентрации оксида углерода в газовых смесях.
Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована при и. готовлении датчиков с электрической регистрацией сигнала для измерения и контороля концентрации оксида углерода (СО) в газовых смесях.
Известен датчик газов (Япония,МКИ G 01 27/12,заявка f6I-5I262),B котором на поверхности изолирующей подложки со сформированными электродами нанесена тонкая гаяоч§ вствительная пленка из двуокиси олова с добавками ниобия и/или сурьмы,поверх которой нанесен катализатор,состоящий из тонкой пленки оксида алюминия и более толстой каталитической пленки из платины,родия и/или палладия. Недостатки описанного датчика заключаются в том,что использование катализаторов усложняет конструкцию прибора,а дорогостоящие и редкие металлы повышают его цену.
Наиболее близким техническим решением является газочувствительный датчик (Япония, G ,заявка JY6I-5I26I), представляющий собой изолирующую плоскую подложку на обеих сторонах которой печатным способом друг против друга сформированы газочувствительный и нагревательный элементы с контактными площадками. Под ложка с элементами имеет трехсторонние изолирующие вырезы.
Недостатками такой конструкции являются:
I.невысокие чувствительность,точность измерения и быстродействие, обусловленные изготовлением прибора печатньм способной; 2.повышенное энергопотребление,т.к. вырезы с трех сторон не обес- 2 -
печивают полной теплоизоляции и с четвертой стороны происходит теплоотвод.
Заявляемая полезная модель направлена на решение следующищ задач
,1. уменьшение размеров датчика за счет оптимизации топологии его элементов и выбора материалов для их формирования; 2.повышение чувствительности датчика и его селективности путем подбора материала для детектируемого газа,температурного режима работы нагревательного элемента.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том,что газочувствительный датчик с газочувствительным и нагревательньм элементами,снабженными контактными площадками выполнен на одной стороне диэлектрической подложки. При этом нагревательный элемент расположен на поверхности подложки под газочувствительньм элементом и отделен от него слоем изолирующего материала, Зс газочувствительньш элемент представляет собой пленку толщиной 0,1-1 мкМ из смеси окислов индия и олова в соотношении 88 9hO и .
Н а фиг.1 представлена конструкция предлагаемого датчика контроля концентрации СО.Датчик содержит изолирующую подложку I, нагревательный элемент 2,изолирующий слой 3,газочувствительный элемент 4 с контактными площадками 5 и контактные площадки б нагревательного элемента.
Прибор предлагаемой конструкции изготавливался следующим образом (пример) .BepgtT ситалловую подложку, обработанную с одной стороны до 14 класса чистоы и проводят химобработку ее поверхности. Проводят вакуумное напыление через  нагревательного элемента из резистивного сплава PC 5406 толщиной I мкм и сопротивлением 35 Ом.Затем проводят напыление изолирующего слоя SLO толщиной 0,5 мкм.Методом фотолитографии проводят вскрытие окон в изолирующем слое для контактных площадок нагревательного элемента. Наиз о лирующее покрытие методом вакуумного напыления через
-  маску наносят слей смеси окислов индия и олова в соотношении 12% ХпуО и 88 1г/0з толщиной 0,5 мкм.Затем методом вакуумного напыления через маску напыляют поверхностный слойГл1(.или SnO толщиной 0,1 мкм для повьиения селективности датчика и его чувствительности по отношению к СО.После чего проводят формирование контактных площадок нагревательного и газоч гвствительного элементов.Материал контактных площадок-А1 толщиной 2 мкм.З результате получают датчик контроля, позволяющий контролировать содеркание СО в газовых смесях с высокой точностью (до 10 % об.).
3 основе работы датчика лежит зависимость электрофизических характеристик газочувствительного элемента от состава окружающей среды.На контактные площадки .нагревательного элемента 2 подается напряжение, приводящее к его нагреву.Тепло передается к газочувстви«1 тельному элементу 4 и разогревает его до заданной оптимальной температуры, при которой датчик обладает наибольшей чувствительностью, селективностью и быстродействием.Происходит максимальное изменение сигнала,снимаемого с контактных площадок 5.Величина изменения сигнала пропорциональна изменению концентрации СО.Изолирующий слой 3 служит для предотвращения замыкания между нагревательньм и газо-чувствительным элементами.Топология элементов и самой подложки выбрана с расчетом минимального теплоотвода и максимально полезному использованию энергии нагревателя.Нагревательный элемент позволяет также производить очистку (обезгаживание) газочувствительного элемента от адсорбированных молекул СО.
Датчик предлагаемой конструкции имеет по сравнению с прототипом меньшие размеры и обладает большей чувствительностью и селективностью за счет подбора материалов,их толщин и температурного режима работы нагревательного элемента.