Датчик для контроля примесей в газах

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРеспуБлик 01 й 27/1 ПАТЕНТНО РЕ НИЯ ИДЕТЕЛЬСТВУ й инсти( А им-Заде газов и т, 1983,овые де- -химичеоюзного делеева,с х 1 ЕСЕЙ одн ин из входо ым сопротивл Насколько патентной и н ции, подобноедв ко вх 1) 4901804/252) 05,11.906) 30.08,93. Бюп, М 321). Воронежский политехническит2) В,Б.Кейзман6) Фарзане И.Г., Илясов Л,ВАЮ. Автоматические детекторыидкостей, М.; Энергоатомизда1 - 48.Мясников И.А, Полупроводниккторы активных частиц в физикоих исследованиях. - Журнал Всесмического общества им. Д.И.Мен75, т ХХ М 1, с, 19 - 32.) ДАТЧИК ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРГАЗАХ Изобретение относится к аналитичес й технике и может быть использовано д я контроля содержания различных примес в газовых средах.Целью изобретения является увеличен е селективной чувствительности.Поставленная цель достигается тем, что чу ствительный элемент выполнен в виде дв х, соединенных последовательно резист вных полупроводниковых датчиков с и тивоположными типами проводимости, ре истрирующее устройство дополнительно снабжено компаратором сигналов, эпектроным ключом и измерительным сопротивлением, причем полупроводниковые да чики по мостовой схеме подключены к м входам компаратора сигналов, а выход паратора подключен к, правляющему ду электронного ключа, соединяющего(57) Назначение: устройство позволяет определять содержание различных примесей в газах, Сущность изобретения: чувствительный элемент устройства выполнен в виде двух, соединенных последовательно резистивных датчиков с противоположными типами проводимости, регистрирующее устройство дополнительно снабжено компаратором сигналов, электронным ключом и измерительным сопротивлением, причем полупроводниковые датчики по мостовой схеме подключены к двум входам компаратора сигналов, а выход компаратора подключен к управля ющему входу электронного ключа, соединяющего один из входов компаратора с измерительным сопротивлением, 1 ил,компаратора с измерительнием.звестно автору по анализуучно-технической информаехническое решение отсутствует.Конструкция предлагаемого устройства приведена на чертеже,На подложке 1 из инертного материала (например, кварцевого стекла, ситалла) выполнены реэистивные попуп роводниковые датчики 2 с п-типом проводимости и 3 с Р-типом проводимости, имеющие омические контакты 4, Через подстроечное сопротивление 8, (й 1 п) датчик 2 подключен к первому(а) входу компаратора 5, через подстроечное сопротивление 9 (й 2 п) датчик 3 подключен ко второму (в) входу компаратора 5, выход (с) компаратора 5 подключен куправляющему входу электронного ключа б, который замыкает цепь датчик 2 - измерительное сопротивление 7 (Вяза), С измерительного сопротивления сигнал поступает на регистрирующий прибор. В качестве компаратора могут использоваться, например, серийно выпускаемые микросхемы К 521 СА 1 или К 554 СА 2, в качестве аналогового ключа - микросхема КР 590 КН 8 А,Б. Подстроечные сопротивления Й 1 п и В 2 п служат для подстройки уровней сигналов датчиков при калибровке, Как следует иэ описания устройства и прилагаемой схемы, датчики вкльочены по мостовой схеме, что обеспечивает высокую чувствительность усгройства,Устройство работает следующим образом, Перед началом эксплуатации датчики калибруются в эталонной атмосфере таким образом, чтобы установить при определенных концентрациях примесей выходные сигналы с датчиков, равные по величине, но противоположные по знаку (мост сбалансирован), Это означает, что при концентрации примеси А:п 1 д выходной сигнал датчика 2 будет 021 д, а датчика 3 - -031 д, причем 021 д=-Оз 1 д; при концентрации п 2 д, соответственно 022 д =- -Оз 2 д, и так далее, Аналогично, для примеси В: 021 в = -031 в; 0228. - 032 В и так далее, Калибровка необходима для правильной работы компаратора 5, При внесении датчика в анализируемую газовуьо среду включают питание компаратора 5 при этом на.его входы ьа) и (в) поступаьот сигнал ы с датчиков 2 и 3, равные по модулю и противоположные по знаку, Происходит разбалансировка моста, в результате на выходе (с) компаратора 5 появляется сигнал, коммутирующий электронный ключ, и через датчик 2 и измерительное сопротивление 7 (Яи,м) начинает протекать ток, величина которого Определяется видом и концентрацией примеси в газе, По величине тока и калибровочным зависимостям судят о характере примеси и ее концентрации, Сьем сигнала можно осуществлять с любого датчика,Благодаря тому, что используются два дагчика с противоположным типом прово 5 10 15 20 25 30 35 40 45 димости существенно возрастает селективная чувствительность устройства, т.к, теперь контроль ведется не только по изменению того или иного сигнала, но и по условию их совпадения. Если сигналы не совпадают ьзто свидетельсгвует о том, что концентрации примеси находятся вне рабочего диапазона), то компаратор не срабатывает, на его выходе отсутствует сигнал и устройство не производит измерений, Точность регистоации при работе устройства оказывается весьма высокой, При наличии калибровочных зависимостей удается идентифицировать большое количество различных примесей и их концентраций, 8 качестве материалов ьувствигельььых элементов датчиков моьут исгьольз:ваться различные полупроводниковые .,ксидьь и диоксиды (ЕгьО, Яг 102, П 02 и другие) либо легированны 8 примесями, создающими проводимости и- или р-типа, либо изначально имеющие различные 1 ипы проводимости,Технико-экоььомичесьме преимущестг 1 а предлагаемого устройства, помимо отме- ценных вььше, связаны со значительно меньшими затратами на его производство,Формула изобрет 8 ния ДатЧИК ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРИьявсей В ГаэаХ, содержащее резистивный ыа 5 ьуг 1 роводниковый чувствительный элемент и регьлстрирующее устройство. О т л и ч а ю щ 8 8 с я тем, что, с целью повь:шсния селекгивной чувствительности, чувствительнь,й элемент выполнен в виде двух соединенных последовательно резистивных полупроводниковых датчиков с противоположными типами проводимости, регистрирующее устройство дополнительно снабжено компаратором сигналов, электронным ключом и измерительным сопротивлением, причем полупроводниковые датчики по мостовой схеме подключены к двум входам компаратора сигналов, а вьход компарагора подкльочен к управляьощему входу электронного ключа, соединяьощего один из входов компаратора с лзмерительным сопротивлением,1837219 Составитель В,КейзманТехред М.Моргентал Редакт ректор Н.Ревская ак оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 2862 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открцтиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5