195337. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nedvességérzékelő detektor előállítására
1 HU 195 337 B 2 Ismeretesek olyan nedvességérzékelő detektorok, amelyek a nedvesség hatására változtatják ellenállásukat vagy kapacitásukat Az ilyen célra kialakított kondenzátoroknak két fegyverzetük van, melyek kivezetéssel vannak ellátva. Az egyik fegyverzet nagytisztaságú alumíniumból készült, melyet elektrokémiai úton oxidálnak. Az így előállított alumíniumoxid a kondenzátor dielektrikumát képezi. A kondenzátor másik fegyverzete egy vékony porózus nemesfém, pl aranyréteg, mely elég vékony ahhoz, hogy vízmolekulákat átengedje. A levegőnedvesség hatására a kondenzátor vezetőképessége változik, az így kialakított nedvességérzékelő detektorok, a továbbiakban nedvességdetektorok, érzékelési tartománya széles, nullától 100% relatív nedvességtartalomig (RH%) terjed. Ezen detektorok érzékelési tartománya nem eléggé lineáris, éppen ezért általában korrekciós elemeket alkalmaznak, hegy a leolvasó skála a lineárist jobban megközelítse. Byen nedvességdetektort ismertet C. I. L. Booker és L L. Wood, Proceeding of the Physical Society (VoL 76., Part 5. No 491,1960. XL 01.) folyóiratban közölt cikkében. Ugyancsak nedvességdetektort ismertet a DE 1698096 sz. (NSZK) és az US 3987676 számú (amerikai) szabadalmi leírás. A fentiekben ismertetett nedvességdetektorok kialakítása csak bonyolult, sok lépéses technológiával lehetséges, mely sok hibalehetőséget rejt magában. A technológiai lépések során vezető szennyező ionok épülhetnek be a nedvességdetektor szerkezeti elemeibe, melyek az így kialakított nedvességdetektorok meghibásodásához vezetnek. A találmánnyal célunk a fentiekben vázolt valamennyi nehézség egyidejű kiküszöbölése és olyan nedvességdetektorok előállítása, melyek egyszerű technológiával előállíthatok, stabil üzemi paraméterekkel rendelkeznek, melyeknél üzemközbeni meghibásodások lehetőleg nem következnek be. A találmánnyal megoldandó feladatot a fentieknek megfelelően a nedvességdetektorok egyszerű és gazdaságos előállításában jelölhetjük meg. A találmány alapja az a felismerés, hogy az alumíniumrétegen az oxidréteget nem elektrokémiai oxidációval, hanem kétszer desztillált vizes főzéssel alakítjuk ki. A találmány szerinti eljárás tehát olyan ismert eljárás továbbfejlesztése, amely alkalmas nedvességdetektorok előállítására. Az eljárás során egy kondenzátor két, első és második fegyverzetét kivezetéssel, valamint a köztük lévő dielektrikum réteget alakítjuk ki. A kialakítást úgy végezzük, hogy egy szilárd hordozó, pl. üveg felületén az egyik fegyverzetként legalább 0,5 pm vastagságú nagytisztaságú 99,99%-os alumíniumréteget, vagy a szilárd hordozóra vákuumtechnikai úton jól tapadó alumíniumréteget viszünk fel A továbbfejlesztés, vagyis a találmány abban van, hogy a szilárd hordozót az alumíniumréteggel legalább három percig, előnyösen 100 °C hőmérsékleten kétszer desztillált vízben főzzük vagy annak egy bar-nál nagyobb nyomású gőzében kezeljük. Víztelenítés után a dielektrikumot alkotó oxidrétegre, vagy annak egy felületrészére vákuumtechnikai úton visszük fel a második fegyverzetet. A második fegyverzet nedvességet áteresztő vékony réteg, célszerűen aranyréteg. A második fegyverzetet egyben a kivezetéses kontaktus felülethez is csatlakoztatjuk. Célszerű, ha a szilárd hordozóra felvitt alumínium - réteg tapadását levegőatmoszférán a vizes főzés, vagy gőzkezelés előtt, előnyösen 250 °C hőmérsékleten, célszerűen két óráig tartó hőkezeléssel növeljük. Nevezetesen célszerű, ha közvetlenül a vizes főzés vagy gőzkezelés előtt az alumíniumréteggel ellátott szilárd hordozót befogó szerelvényeivel együtt, előnyösen 100 °C hőmérsékletre előmelegítjük. Célszerű továbbá, hogy a vizes főzéssel vagy gőzkezeléssel kialakított oxidréteget szárítás után a második fegyverzet felvitele előtt fokozatos felfűtéssel és a felfűtést követő lehűtéssel legalább három percig, célszerűen 400 °C hőmérsékleten hőkezeljük. Ezután legalább három percig, előnyösen 100 °C hőmérsékleten kétszer desztillált vízben főzzük, vagy gőzben kezeljük. Célszerű még az is, hogy a hőkezelést 400 °C hőmérsékleten és ezt követő vizes főzést vagy gőzkezelést legalább egyszer megismételjük. Célszerű, ha az oxidréteget a második fegyverzet felvitele előtt vízszegény elektrolitban anódosan oxidáljuk. Célszerű még az is, ha a vízszegény elektrolit nátriumvolframátot tartalmaz. Célszerű még, ha a második fegyverzet felvitele előtt a villamos csatlakozásra szolgáló kontaktus felületet az oxidrétegen maszkolással a második fegyverzet felületrészeként vákuumtechnikai úton visszük feL A felvitelt úgy végezzük, hogy egy tapadó, pL króm vagy nikkel és egy vezető fém, mely célszerűen nemesfémréteg, egymást követő vagy részben egyidejű felvitelével állítjuk elő a kontaktusfelületet. Ezek együttes vastagsága nem nagyobb 200 nm-nél, miközben a tapadóréteg vastagsága kb. 50 nm. Célszerű még az is, ha a detektor készítés zárófázisaként a nedvességdetektort előnyösen 120 °C hőmérsékleten egy órán át tartó hőkezeléssel előöregítjük, illetve stabilizáljuk. Célszerű továbbá, ha a hordozó felületén kialakított nedvességdetektorokat az elkészítés után a szilárd hordozó darabolásával szétválasztjuk. Több nedvességdetektor egyidejű kialakítása úgy történhet, hogy egy nagyobb méretű téglalap alakú szilárd hordozó, pl. üveg felületén kijelöljük azokat a felületrészeket, melyeken kontaktus felületeket akarunk kialakítani a második fegyverzet részére. Ezeket a felületrészeket maszkolással takarjuk. Ezután az üveglemez nem takart felületrészére vákuumtechnikai úton legalább 0,5 pm vastagságú 99,99%-os alumíniumréteget viszünk fel gőzöléssel A találmányt részletesebben rajz alapján ismertetjük, melyen a találmány szerinti nedvességdetektor példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon az 1. ábrán a nedvességdetektor oldalnézetben; a 6 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
