ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
108
В этой конструкции активная поверхность прибора защищена от паров
воды, и водяной конденсат не оказывает паразитного влияния на элементы
конструкции и электронной схемы обработки сигнала.
Керамические датчики
. К этой группе относятся датчики, в которых
влагочувствительным веществом является пористая керамика, состоящая из
одного окисла или смеси нескольких окислов. Характеристика датчика чаще
всего определяется зависимостью его сопротивления от влажности, несколь-
ко реже используется емкостной тип датчиков.
По виду проводимости керамические датчики влажности делятся на два
типа: с ионной проводимостью и электронной проводимостью. В датчиках
ионного типа уменьшение полного сопротивления сенсорного элемента при
увеличении относительной влажности обусловлено физической адсорбцией
на поверхности и конденсацией в микрокапиллярах молекул воды. В датчи-
ках с электронной проводимостью адсорбированные молекулы воды дейст-
вуют
как донорные центры, отдающие керамике электроны.
Все датчики такого типа относятся к толстоплёночным (толщина сорб-
ционного покрытия обычно более 10 мкм). В качестве влагочувствительного
вещества применяется керамика из окиси кобальта СоО, получаемая при
взаимодействии порошков металлического кобальта и четырёхокиси кобаль-
та Со
3
О
4
при температуре ~1173 К . Порошок окиси кобальта смешивают с
органическим связующим, затем наносят на подложку и подвергают термо-
обработке при 1623
– 1823К. Сопротивление датчика изменяется на шесть
порядков (от 10
10
Ом до 10
4
Ом) при изменении относительной влажности от
30 до 100%. Основным недостатком такого датчика является очень высокое
собственное сопротивление окиси кобальта, превышающее 10
6
÷10
8
Ом, при
относительной влажности 30-40%, что предопределяет значительные разме-
ры датчика.
Аналогичные результаты получаются при использовании в качестве
влагочувствительного вещества керамики из Fe
2
O
3
.
Для устранения указанного недостатка датчик обрабатывается раство-
ром хлорного железа (FeCl
3
). Технология изготовления такого датчика вклю-
чает осаждение на диэлектрическую термостойкую подложку (например, из
кварца) размерами 11.25x5.0x0.75 мм двух металлических (золото, платина,
палладий) электродов. После этого на сформированную структуру методом
центрифугирирования или пульверизации наносят водную суспензию, со-
держащую 2-5 вес.% металла и 0.01-0.05 вес.% связующего вещества
(поливинилового спирта). После этого структуру подвергают
термообработке при
873-1073К в течение 1-2 ч. При этом происходит
спекание отдельных частиц окисла и удаление из плёнки связующего
вещества, что обеспечивает максимальную пористость покрытия и его
активизацию. Толщина сорбционного покрытия составляет 50 мкм.
Образованную таким образом плёнку обрабатывают раствором
гигроскопической хлорсодержащей соли (5% p-p FeCl
3
) c последующей
термообработкой при 473
– 573К в течение 0.5
÷
1.0 ч. В результате ионы
хлора прочно удерживаются на поверхности пор сорбента за счёт
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 104
- 105
- 106
- 107
- 108
- …
- следующая ›
- последняя »
