Датчик загазованности воздуха галогенами

(9 6 01 К 27/12 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТОТКРЫТИЯМ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,МЗ Г Удо вицкий и Н др. Новые вредных га - Сб. Науч труда ВЦ С Н.Колос приборы ов и паые рабо- С. 1977. К, и ния реде аны нных га аси Датчик галоии 1 ч. 59-19309,К, Б, Синтез макр(54) ДАТЧИК ЗА ГАЛО ГЕ НАМ И ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Прохорова Еконтроля содержров в воздушнойты институтов охг, 104 (4), с. 62-67Такахаси Такзов, Патент ЯпонЯцимирскийских соединений1987, 280 с. Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании прибооов для газового анализа, в частности - датчиков, определяющих сепень загазованности воздуха галогенами (С 12, Вг, 12). Такие приборы должны обладать высокой чувствительностью и обеспечивать определение измеряемого компонента при малых его концентрациях в воздухе - на уровне ПДК и ниже.Известен течеискатель "Кеер" для обнаружения в воздухе галогенов, Датчик прибора содержит электроды из чистого золота или платины (не менее 99.999%), Между электродами расположена ткань, пропитанная специальным реакционным раствором. Соприкосновение обнаруживаемого газа с реакционным раствором сопровождается химической реакцией, изменяющейся электропроводность системы, которая эквивалентна концентрации газа. Достоинство прибора состоит в том что(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании приборов газового анализа, в частности приборов, определяющих:тепень загазованности воздуха галогензми. Полупроводника зый слой выполнен из 14- членного тетраазамакроциклического соединения общей формулы 1. где Я 1= йз = = В 4 = Й 5 = Йб= Й 7= Н: В 2 = Н. СНЗ, С 2 Н 5, СбН 5 СОСНз, М - ЗН, 11, Мц. Яе. Т 1, Ч, С, Мп, Р 2, Со, М 1. Сц, Лп, Яг, Мо, Тс, Во Й 6, Рс, За счет этого снижается стоимость датчик и упрощается технология его изготовления. что позволяет испольэовать при его изготовлении современ ные высокопроизводительные групповые технологии производства полупроводниковых приборов, 2 ил. он позволяет непрерывно и с высокои специфичностью определять галогены в воздухе. Недостаок прибора - высокая стоимость датчика, требующего использования электродов из высокочист,х драгоценных металлов (Рт или Ао), а также чизкая чувствительность, что не позволяет использовать датчик для обнаружения в воздухе микроконцентраций галогенов,Наиболее близким к предлагаемому является датчик галогенных газов. представляющий собой диэлектрическую подложку в виде керамического цилиндра с закрепленными на нем дву,". металлическими электродами в виде проволочных спиралей, покрытых сверху пастой. состоящепо мс левому содержанию из 99.9-40% Лг О и 0,1 - 60% АОХз. где К - О, Вг. 1. Паста приготавливается на водном растворе поливинилового спирта и после нанесения на диэлектрическую подложку с элен 1 родами подвергается отжигу при 500-900 ОС, Недо 1770877статок датчика - высокая стоимость из-за необходимости применения Ац, а также низкая чувствительность, что не позволяет использовать его для обнаружения микро- концентраций галогенов в воздухе на уровне их ПДК рабочей зоны (порог чувствительности датчика по хлору, например, составляет - 3 мг/м, а ПДК хлора в воздухез рабочей зоны - 1 мг/м ).эЦель изобретения; повышение чуствительности датчика к,галогенам в области их микроконцентраций, равных ПДК рабочей зоны, а также снижение стоимости датчика,Указанная цель достигается тем, что в известном датчике, содержащем диэлектрическую подложку, на которой расположены подключенные к источнику измерительного напряжения и измерителю тока металлические электроды и нанесенный на эти электроды полупроводниковый слой, последний выполнен из 6,7,13,14-дибензо,5,8,12-тетрааза,8-диН-ан нуле на и его комплексов с двухвалентными металлами общей формулы . где Й 1 = Вз = В 4 = = В 5= Йб = В 7 = Н; В 2 = Н, С 2 Н 5, СбН 5; М -2 Н, Сц, Со, й.Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод о том. что заявляемый датчик отличается тем, что полупроводниковый слой в нем выполнен из 6,7,13,14-дибензо,5,8,12-тетрааза,8- диН-аннулена и его комплексов с двухвалентными металлами общей формулы , где В 1 = Вэ = В 4 =- Й 5 = Вб = Й 7 = Н; Й 2 = Н, С 2 Н 5, СбН 5; М = 2 Н, Сц, Со, М. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна". Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемом датчике загазованности воздуха галогенами, и признать заявляемое решение соответствующим критерию "существенные отличия",.Сущность предлагаемого технического решения, таким тбразом, состоит в выборе в качестве чувствительного полупроводникового слоя тетраазамакроциклического соединения общей формулы"г ЙЙ, М"6 ч 1 ч б7н На чертеже показана конструкция датчика, включенного в измерительную цепь.5 10 Пример конкретного выполнениядатчика. Диэлектрическая подложка 1выполнена из ситалла марки СТ. Металлические электроды 2 выполнены из серебра методом вакуумного напыления с последующей фотолитографией. В качестве источника измерительного напряжения 3 используется стабилизатор напряжения постоянного тока типа П 4105, а в качестве измерителя тока - вольтметр универсальный В 7 - 21 А, Тетраазамакроцикпическое соединение общей формулысинтезировали по известным методикам и наносили методом вакуумного напыления в виде тонкого15 слоя толщиной 1 10 м.Датчик работает следующим образом.Включается источник питания 3 и измерителем 4 измеряется величина тока черезобразец. При помещении датчика в среду,20 загазованную галогенами, его электрическое сопротивление падает (ток в цепи растет), При практической апробации датчика сиспользованием различных вариантов тетрааэамакроциклического соединения об 25 щей формулыполучены следующиерезультаты.1, Чувствительный к галогенам с.лой выполнен из соединенияпри В 1 = Я 2 = Йэ == В 4 = В 5 = Йб = Й 7 = Н: М = Сц, При величине30 измерительного напряжения Оиам. =1 В токв цепи датчика в ч истом воздухе чист == 3-5 10 А, В среде с хлором С = 1 мг/м )ток в цепи датчика с,= 5-7 10 А. Коэффициент. характеризующий чувствительность35 датчика к галогену. Кчувств = с,/чист -15.ВРЕМЯ СРабатЫВаНИЯ ДатЧИКа Тсраб 3 МИН,время восстановления датчика в чистом воздухе Твосст -8-10 мин,2, Чувствительный слой выполнен из со 40 единенияпри: В 1 = В 2 = Йз = В 4 = В 5 = Вб == Й 7 = Н; М = 2 Н, Кчувств 12, Тсраб "ф 3 мин,Твосст 13-15 мин,3, Чувствительный слой выполнен из соединенияПри Й 1 = Йв = Й 4 = Й 5 = Яб = Й 7 =45 = Н; Й 2 = С 2 Н 5: М = 2 Н. Кчувс 1 в 10,Тсраб "4 мин, 1 восст "13-15 мин,4, Чувствительный слой выполнен из соединенияпри В 1 = ВЗ = В 4 -= Йб = Йб = В 7 =- Н: В 2 = С 2 Н 5, М = Сц, Кчув тв "14,50 Тсрэб 3 мин, Твосс 10-12 мин,5. Чувствительный слой выполнен из соединенияпри: В 1 = Й 2 = Вз = В 4 = Я 5 = Вб == В 7 = Н; М = йКчувств 9 Тсраб 4 мин,Гвосст -13-15 мин,55 6, Чувствительный слой выполнен из соединенияпри: В 1 = Вэ = В 4 =- В 5 = Вб = В 7 =- Н; Й 2 = СбН 5 М = 2 Н Кчувс в ф 10,Тсраб "4 мин, Твосст "12-14 мин.7. Чувствительный слой выполнен из соединенияпри: Й 1В = В 4 = В 5 = Йб = В 7 =1770877 20 Составитель А.СеменовТехред М.Моргентал Корректор Н.Бучок Редактор Т,Иванова Заказ 3739 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Н; В 2 = СбН 5; М = СО. Кцувств 14, Тсраб 4 мин, Т;осст фф 12-14 мин.8, Чувствительный слой выполнен из соединенияпри, В 1= В 2= Вз= В 4= В 5= Вб= = В 7 = Н; М = Со, Кцувств "12, Тсраб "4 мин, Твосст ф" 11-13 мин.Технико-экономические преимущества предлагаемого изобретения в сравнении с прототипом состоят в повышении его чувствительности к галогенам в области микро- концентраций, равных ПДК рабочей зоны, Порог чувствительности к галогенам для датчика по прототипу составляет 3 мг/м, датчик по данному изобретению позволяет уверенно обнаруживать галогены в воздухе на уровне 1 мг/м и ниже. Датчик по даннозму изобретению обладает также меньшей стоимостью, т.к, позволяет отказаться от использования золотосодержащей пасты,Использование изобретения для контроля воздуха на предприятиях, где возможно появление в воздухе галогенов, позволяет улучшить технику безопасности работающего персонала и охрану окружающей среды. Формула изобретенияДатчик загазованности воздуха гало- генами. содержащий диэлектрическую подложку, на которой расположены под ключенные к источнику измерительного напряжения и измерителю тока металлические электроды и нанесенный на эти электроды полупроводниковый слой. о т л и ч а ющ и й с я тем, что. с целью повышения 10 чувствительности датчика к галогенам в области их микроконцентраций, равных ПДК рабочей зоны, полупроводниковый слой выполненн из 6,7,13,14-дибензо,5,8,12-тетрааза,8-ди Н-аннулена и его комплексов 15 с двухвалентными металлами общей формулы В 2 В ВЪ Вт,В,й В, йтй, Я 11 где В 1 - Вз = В 4 = В 5 = Вб = В 7 = Н;В 2 - Н, С 2 Н 5, СбН 5; 25 М - 2 Н. Сц, Со. М,