Термоелектричний датчик вологості

Термоелектричний датчик вологості, що містить чутливий елемент з напівпровідникового ниткоподібного кристала голчастої форми, до якого під'єднані контактні вітки які є одночасно сухим і вологим термометрами відповідно, і під'єднані до вимірювального приладу, а вістря чутливого елемента перебуває в контакті з пористим змочуваним матеріалом який відрізняється тим що чутливий елемент виконано з кремнію р-типу з питомим опором 0,02 Ом см, а пористий змочуваний матеріал - з крохмалевидного полімеру (СбНюО5)* Винахід відноситься до технології виготовлення психрометричних термоелектричних датчиків (сенсорів), що вимірюють відносну волопсть повітря Відомі термоелектричні датчики вологості психрометричного типу, що містять напівпровідниковий чутливий елемент, виконаний у вигляді мікромодуля, контактні вітки якого є одночасно сухим і вологим термометрами ВІДПОВІДНО, І під'єднані до вимірювальної схеми або приладу, на мокрих спаях датчика вологості (вологого термометра) розташоване пористе змочуване покриття (Исмаілпов Т А Полупроводниковый термоэлектрический измеритель влажности и температуры воздуха //Приборы и техника эксперимента -1989, №4 с 249) Однак, ці датчики мають велику інерційність і значні габарити Найбільш близьким до запропонованою датчика є термоелектричний датчик вологості що містить чутливий елемент з напівпровідникового ниткоподібного кристала (НК) голчастої форми до якого під'єднані контактні вітки, які одночасно є сухим і вологим термометрами ВІДПОВІДНО І під'єднані до вимірювального припаду а вістря чутливого елемента перебуває в контакті з пористим змочуваним матеріалом (АС СССР № 1784901 от 15 06 90г Термоэлектрический датчик влажности / Авт Варшава С С Воэный 3 И , Григорова В Р) Такий датчик вимагає постійного зволоження пористого матеріалу, що ускладнює його конструкцію, і має обмеження по температурному діапазону В основу винаходу поставлене завдання створити термоелектричний датчик вологості, в якому шляхом заміни матеріалу чутливого елемента та пористого змочуваного матеріалу забезпечується спрощення конструкції, розширення температурного діапазону Поставлене завдання вирішується тим, що в термоелектричному датчику вологості, що містить чутливий елемент з напівпровідникового ниткоподібною кристала голчастої форми, до якого під'єднані контактні вгпси які є одночасно сухим і вологим термометрами відповідно, і під'єднані до вим>рювального приладу, а вістря чутливого елемента перебуває в контакті з пористим змочуваним матеріалом, згідно винаходу, чутливий елемент виконано з кремнію ртипу з питомим опором 0,02 Ом см а пористий змочуваний матеріал - з крохмалевидного полімера (СбН10О5), Використання в якості матеріалу чутливого елемента кремнію р-типу з питомим опором 0,02 Омсм (300 К) замість телуру (прототип) дозволяє завдяки високим значенням коефіцієнта термо-е р с ефекту Зеєбека і його слабкій залежності від температури розширити робочий діапазон датчика в область високих температур (+ 100Х), а використання в якості пористого змочуваного елемента крохмалевидного лолімера {СбНюО5)х дозволяє спростити конструкцію і розширити робочий діапазон датчика в сторону низьких температур (-60°С) за рахунок можливості змочування його розчином солей з низькими температурами замерзання Даний полімер дозволяє тривалий час зберігати вологу Окрім цього, накладання ефектів термоелектричних та електрохімічних підвищує чутливість датчика На фіг 1 зображено термоелектричний датчик вологості, а на фіг 2 приведено його градуювальну характеристику, де 1 - напівпровідниковий ниткоподібний кристал голчастої форми. 2 - контакти, 3 струмопідводи, 4 - пористий змочуваний матеріал, 5 МІДНІ провідники, 6 - вимірювальний прилад - цифровий вольтметр 7 - графж залежності є р с, що виникає між контактами 00 ш ІП со ф 35198 Датчик містить чутливий елемент 1 з напівпровідникового ниткоподібного кристала голчастої форми, який виконано з кремнію р типу з питомим опором р~0 02 Ом см до чутливого елемента 1 під'єднані контакти 2, що утворюють контактні вітки, які одночасно є сухим і вологим термометрами ВІДПОВІДНО, І під'єднані до вимірювального приладу 6 - цифровою вольтметра за допомогою струмопідводів 3 і мідних провідників 5 вістря чутливого елементу і перебуває в контакті з пористим змочуваним матеріалом з крохмалевидного полімера (СєНюО5)х4 Датчик виготовляється слідуючим чином До КІНЦІВ напівпровідникового НК голчастої форми виконаного з кремнію р-типу, легованого В Pt, Au, з р=0 02 Ом с м ' методом імпульсного приварювання Pt - мжродроту d=30 мкм створюють контакти 2 що переходять в струмопщводи 3, контактні вітки Pt-Si 2 1 (1 -3) утворюють сухий і вологий термометри на вістрі чутливого елемента 1 встановлюють пористий матеріал з крохмаловидного полімера (CeHioOs)* 4 який змочують розчином солі наприклад LtC! Струмопідводи 3 підпаюють до мідних провідників 5, які в свою чергу під'єднують до цифрового вольтметра 6 Датчик працює таким чином Проводять його градуювання наприклад в пгроскот, в якому задається різна відносна волопсть повітря над насиченими розчинами солей, вимірюючи кожний раз є р с цифровим вольтметром 6 Будують градуювальну характеристику 7 (фіг 2) При вимірюванні відносної вологості повітря використовують градуювальну характеристику 7 для визначення 2 - 57 -03