ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
113
Датчик состоит из алюминиевой подложки, на которой методом элек-
трохимического окисления сформирован анодный окисел. Вторым электро-
дом служит тонкий влагопроницаемый слой металла (чаще всего золота, ре-
же алюминия, серебра, палладия или платины). Первоначально в качестве
подложки использовали алюминиевые стержни или пластины, затем - алю-
миниевую фольгу, сейчас применяют тонкие (~ 1мкм) слои напыленного
алюминия.
Характеристики алюминиево-оксидных датчиков в основном опреде-
ляются свойствами анодных плёнок окиси алюминия, которые, в свою оче-
редь, сильно зависят от состава электролита и режимов анодирования.
Упрощённая модель строения анодного окисла алюминия предполагает,
что он состоит из совокупности плотно упакованных элементарных ячеек
мицел, каждая из которых обладает адсорбционной активностью
за счёт на-
личия гидроксильных групп на её поверхности (рис.67.).
Толщина плёнки окиси алюминия влияет на чувствительность датчика и
определяет его динамические характеристики. Датчики с толщиной окисной
плёнки ~ 1.5-2.5 мкм позволяют измерять влажность в пределах от 20 до
100%. В датчиках влажности фирмы Shaw пористую плёнку Al
2
O
3
перед на-
несением верхнего электрода пропитывают насыщенными растворами солей
(например, LiCl, CaCl). Недостатком датчиков такого типа является высокая
чувствительность к перегрузкам по влажности. В датчиках фирмы
Panametrics (США) уменьшили толщину слоя Al
2
O
3
до 0.2 мкм и менее, что
позволило значительно увеличить быстродействие датчика, чувствитель-
ность в области низких концентраций влаги (<1%) и уменьшить размеры.
Дальнейший шаг в этом направлении — полный переход на групповую
технологию микроэлектроники. При этом датчик (рис.68) формируется на
термически окисленной Si подложке, после напыления Al электрохимиче-
ским окислением получают плёнку пористого Al
2
O
3
толщиной менее 0.25
мкм. Затем наносят верхний влагопроницаемый золотой электрод толщиной
10-50 нм и дополнительный слой золота на поверхность контактной площад-
ки для обеспечения более надёжного контакта.
Датчики такого типа под названием Aqumax серийно выпускаются фир-
мой Panametrics. На их базе реализованы приборы для измерения влажности
газов и органических жидкостей. Одна из последних моделей
анализаторов
влаги фирмы SystemI снабжена микропроцессором и позволяет проводить
измерения в диапазоне от 0.001 до 200 000 ррм одновременно по шести кана-
лам. Зонды с датчиками могут быть удалены от прибора на расстояние до 600
м. Постоянная времени датчика не превышает 1 мин.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 109
- 110
- 111
- 112
- 113
- …
- следующая ›
- последняя »
