Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
Посмотреть оригинал

Электрохимические газовые датчики

В основе работы этой группы датчиков лежат закономерности протекания электрического тока через электрическую цепь, основными элементами которой являются [23]:

Датчик СО

Рис.43. Датчик СО: 1 — Si жесткая опора; 2 — пиролитический Si02; 3— пленки Аи/Мо; 4 — изолирующий слой; 5 — плёнка Sn02

Структура резистивного каталитического датчика водорода

Рис.44. Структура резистивного каталитического датчика водорода: 1 — мезаструктура (биполярный транзистор); 2 — пиролитический Si02; 3 - алюминиевые контакты; 4 — металлическая маска (Au/Cr); 5 — А1203; 6 - катализатор

Структура каталитического датчика окиси углерода

Рис.45. Структура каталитического датчика окиси углерода: 1 — слой Si02; 2 — поликремний; 3 — пиролитический Si02; 4 — слой ZnO; 5 — катализатор; 6-алюминиевые контакты

  • 1) металлические или полупроводниковые наноселективные электроды;
  • 2) проводники второго рода (растворы электролитов, их расплавы или твёрдые электролиты);
  • 3) границы раздела фаз между металлами (полупроводниками) и электролитами, двумя различными проводниками первого рода, двумя различными электролитами.

Разновидностью электрохимической цепи является цепь, в которой два проводника второго рода разделены мембраной.

Датчики с ферментными электродами. Их работа основана на ферментативных реакциях, происходящих в слое фермента, отделяющего исследуемую среду от наносслективного электрода, с помощью которого регистрируются продукты ферментативной реакции.

Датчики с амперометрическими электродами. Величина тока электрохимической цепи такого датчика зависит от концентрации газа в исследуемой среде, проникающего через мембрану.

Амперометрический метод лежит в основе работы газовых датчиков на твёрдых электролитах, которые применяются для определения содержания кислорода и окислов серы. Электролитом служит двуокись циркония с добавками.

На рис.46 представлена типичная структура такого датчика, выполненного по совмещённой технологии. Подложкой служит пластина из сапфира с высоким сопротивлением (порядка 10s Ом-см). Электрод сравнения, который обеспечивает постоянное значение активности кислорода, изготовлен из смеси Ni/NiO или Pd/PdO и покрыт сверху защитным слоем, предотвращающим проникновение к нему исследуемой газовой смеси. Контакт последней с рабочими электродами из пористой толстой плёнки платины осуществляется через специальное отверстие в защитном покрытии. Поступающий газ диффундирует через пористый рабочий электрод к границе раздела рабочий электрод - твёрдый электролит, где происходит реакция диссоциации кислорода. Твёрдый электролит представляет собой стабилизированный иттрием или кальцием тонкий слой Zn02. Рабочий электрод, изготовленный из керме- та на основе платины (Pt/АЬОз, Pt/MgAbCb и г.п.), имеет высокую стабильность и воспроизводимость характеристик. На обратной стороне сапфировой подложки формируют резистивный нагреватель из топкой платиновой плёнки. На одной сапфировой пластине размером 76x76 мм может быть получено одновременно до 300 датчиков.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы