175525. lajstromszámú szabadalom • Mérőkészülék gázkoncentrázió meghatározására
MAGTAB NÉPKÖZT ARSASAG SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY 175525 0 Bejelentés napja: 1978. IV. 13. (RA—677) Nemzetközi osztályozás: G01 N 33/00 ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Közzététel napja: 1980. II. 28. Megjelent: 1981.11.28. Feltalálók: Szabadalmas: di. Bajor György, oki. gépészmérnök 19% RADELKIS Elektrokémiai Daróczy János, oki. villamosmérnök 19% Műszergyártó Szövetkezet, Budapest dr. Dobos Károly, oki. vegyész 19% Horváth Veronika, oki. villamosmérnök 19% dr. Havas Jenő, oki. vegyész 19% Mizsei János, oki, villamosmérnök 5% Budapest Mérőkészülék gazkoncentracio meghatározásara 1 A találmány tárgya mérőkészülék, amely félvezető anyagból készült gázérzékelő réteget, fütőréteget és hőmérséklet érzékelő réteget vagy más hőérzékelő elemet tartalmazó érzékelő egységével alkalmas gázkoncentráció meghatározására vagy folyamatos mé- 5 résére. A környezetvédelem jelentőségének megnövekedésével napjainkban egyre keresettebbek azok a módszerek és készülékek, amelyek a környezeti szennyezők, főként gázok koncentrációjának gyors, pontos 10 és folyamatos meghatározását egyszerűen és előkészítés, pl. a minta elnyeletése nélkül valósítják meg. Már régóta ismeretesek különböző törekvések, melyeknek célja az, hogy félvezető anyagokat, mint gázérzékelő elemeket használjanak fel.Ismeretes olyan 15 megoldás (DT-S 1.090 002), amelynek lényege az, hogy váltakozó áramú jelet erősítő germánium tranzisztort használnak érzékelőként. A mérőkamrában elhelyezett érzékelő-tranzisztor a mérendő gáz ionjaival vagy poláros molekuláival érintkezve, azokat felü- 20 létén abszorbeálja, amelynek következtében megváltozik néhány fizikai sajátsága és így az erősítés mértéke is. Az erősítés változásából meghatározható a vizsgált gáz koncentrációja. A germánium érzékelőtranzisztorok instabüitásuk, valamint az alapállapot- 25 hoz történő reprodukálhatatlan visszaállásuk miatt nem terjedtek el. A gyakorlatban is használják azonban azokat az érzékelő-elemeket, melyek működése felfütött fémfelületek ellenállás-változásán vagy katalizátorral be- 30 vont meleg fémfelületek hőmérsékletének megválto-2 zásán alapulnak. Ezekkel az érzékelőkkel ellátott készülékek a kereskedelemben is kaphatók (pl. Sieger cég Gas alarm elnevezésű készüléke). A katalizátorral bevont érzékelő felépítésének és működésének a lényege a következő. Vékony, néhány száz °C-ra melegített platinadrótot katalizátormassza vesz körül. Ha az érzékelő éghető gázokkal kerül kölcsönhatásba, akkor a katalizátor a gázokat adszorbeálja felületén. Az adszorpciót követően a gázok oxidálódnak, amely egzoterm folyamat és eredményeképpen az érzékelő hőmérséklete megnő. A hőmérséklet-változás következtében megváltozik az érzékelő alapját képező platinadrót ellenállása is. Az ellenállás-változás arányos a mérendő gáz koncentrációjával. A mérési elv hátránya az, hogy a meghatározás áttételesen (hőmennyiség keletkezése, hőmérsékletváltozás, ellenállás-változás) valósul meg és így az érzékelő előállítása során bonyolult hőtehetetlenségi és hőszigetelési feladatokat kell megoldani. A mérési elv hátránya még az is, hogy a gázkoncentráció meghatározása nagymértékben függ a katalizátor aktiváltsági állapotától. A hátrányok közé kell még sorolni, hogy az érzékelőket csak éghető gázok mennyiségi meghatározására lehet felhasználni. Ismeretes, hogy bizonyos félvezető tulajdonságú fémoxid tömbök különböző gázok, pl. hidrogén, szén-monoxid, szén-dioxid, oxigén, metán, etán, stb. és gőzök, pl. víz, alkoholok, stb. hatására elektromos vezetőképességüket megváltoztatják. Az oxidok egy csoportja, mint pl. cink-oxid, ón-dioxid, vas-oxid, 175525
