Датчик для вимірювання вологості газового середовища
Номер патенту: 37873
Опубліковано: 15.10.2002
Автори: Бугай Юрій Миколайович, Немчин Олександр Федорович, Колесник Юрій Миколайович, Рибчич Ілля Йосипович, Клявлін Валерій Володимирович, Чернишов Віктор Григорович, Артемов Володимир Іванович, Яценко Олег Володимирович, Панікарська Ольга Іванівна
Формула / Реферат
1. Датчик для вимірювання вологості газового середовища, що містить в собі діелектричну пластинчату підкладку із нанесеними на її протилежні горизонтальні площини електродами, який відрізняється тим, що один з електродів виконаний у вигляді компланарної електродної пари із щілинним зазором між суміжними торцями елементів зазначеної компланарної електродної пари, заповненим адгезійним реагентом з нанесеним зверху вологочутливим полімерним покриттям.
2. Датчик для вимірювання вологості газового середовища за п. 1, який відрізняється тим, що поверхня елементу зазначеної компланарної електродної пари із однорідного з електродом на протилежній стороні підкладки металу є гігроізольованою.
Текст
1. Датчик для вимірювання вологості газового середовища, що містить в собі діелектричну пластинчату підкладку із нанесеними на її протилежні горизонтальні площини електродами, який відрізняється тим, що один з електродів виконаний у вигляді компланарної електродної пари із щілинним зазором між суміжними торцями елементів зазначеної компланарної електродної пари, заповненим адгезійним реагентом з нанесеним зверху вологочутливим полімерним покриттям. 2. Датчик для вимірювання вологості газового середовища за п. 1, який відрізняється тим, що поверхня елементу зазначеної компланарної електродної пари із однорідного з електродом на протилежній стороні підкладки металу є гігроізольованою. Винахід відноситься до області вимірювальної техніки і може бути використаний для вимірювання ступеня вологості газового середовища, переважно в нафтогазовій промисловості. Відомий датчик, чутливий до газу та вологості, що містить базовий елемент у вигляді пластини з апатитової кераміки, перший та другий електроди, розташовані на зазначеній базовій пластині з зазначеною апатитовою керамікою, розміщеною між ними, третій електрод, розташований на зазначеній базовій пластині, та відділений нею від зазначених першого та другого електродів, а також окисел металу, розташований між зазначеними першим та третім електродами з можливістю контакту з зазначеними першим та третім електродами, і всі три електроди виконані з одного матеріалу, переважно RuO2, причому зазначений окисел металу, розташований між першим та третім електродами, принаймні частково вибраний з групи, що складається з окису олова, окису цинку та складного окису титану та ніобію /Патент США № 4456902, кл. H01L 7/00, G01N 27/46, 1984/. Однак цей датчик, чутливий до газу та вологості, не призначений для вимірювання вологості газового середовища. Відомий датчик для вимірювання вологості, який складається з діелектричної підкладки і електродів з різних металів, розташованих на одній горизонтальній поверхні. Як діелектрик використана гігроскопічна кераміка. В результаті дії вологи у замкнутому колі тече електричний струм, пропорційний вологості. /Патент США № 3540278, Кл.73 336.5, 1970/. Причинами, що перешкоджають досягненню очікуваного технічного результату, є обмеженість діапазону вимірювання і низька чутливість в області концентрації вологи газового середовища W = 100 - 400м-1, які зумовлені недостатнім змочуванням на поверхні діелектричної підкладки у цій зоні і, відповідно, малоінформативним сигналом, який виникає на електродах. Відомий також датчик для вимірювання вологості газового середовища, що складається з діелектричної підкладки у вигляді пластини і металевих електродів на протилежних площинах пластини /A.C. СРСР № 649994, Кл. G 01 N 27/06, 1979/. Як діелектрик, використовувалося лужносилікатне скло, ситал СТ-51. Для з'ясування впливу електродної пари на залежність струму датчиків від величини відносної вологості газового середовища були використані метали /срібло, алюміній/. (19) UA (11) 37873 (13) C2 (21) 2000042394 (22) 26.04.2000 (24) 15.10.2002 (46) 15.10.2002, Бюл. № 10, 2002 р. (72) Бугай Юрій Миколайович (73) ТОВАРИСТВО З ОБМЕЖЕНОЮ ВІДПОВІДАЛЬНІСТЮ "НОВІ МІКРОТЕХНОЛОГІЇ" (56) UA 33182 15.02.2001 US 4456902 26.06.1984 JP 58166248 01.10.1983 JP 58168946 05.10.1983 JP 58168947 05.10.1983 JP 58168948 05.10.1983 JP 58168953 05.10.1983 JP 59060350 06.04.1984 JP 59060348 06.04.1984 JP 57175250 06.04.1984 3 37873 4 Первинний перетворювач, що являє собою струкному вимірюванні поточного значення вологості у туру метал-діелектрик-метал /твердотільне джегазовому середовищі. Крім того, виявлено, що торело струму/, генерує електричний струм під вщина вологочутливого шару у щілинному зазорі, впливом вологи оточуючого середовища. виконаному поміж суміжними торцями елементів Причинами, що перешкоджають досягненню зазначеної компланарної електродної пари, має очікуваного технічного результату, є незначний великий вплив на чутливість датчика до вологості діапазон відносної вологості J у газовому середоу області невеликих значень J = 0 - 30% і на його вищі, що контролюється, J = 30 - 98%, і це зумовшвидкодійність. лено дуже великим внутрішнім опором первинного Так, величина джерела струму запропоноваперетворювача, величина опору якого обмежує ного датчика при зміні відносної вологості J від 0 діапазон вимірювання і чутливість твердотільного до 40% змінюється у межах 10-8 - 10-5А, в той час, джерела. При цьому похибка виміру в області нияк у відомого датчика величина джерела струму зьких значень, J = 0 - 30%, значно зростає. змінюється у межах 10-15 -10-12А і чутливість у діаЗадачею, поставленою при створенні даного пазоні J = 0 - 40% дуже низька, тобто є меншою у винаходу, є розширення діапазону вимірювання 2 - 3 рази. вологості газового середовища за рахунок підвиНа фігурі креслень представлений загальний щення чутливості датчика і інформативності вихідвигляд датчика для вимірювання вологості газовоного сигналу. го середовища. Поставлена задача досягається тим, що в даДатчик для вимірювання вологості газового тчикові для вимірювання вологості газового сересередовища має діелектричну пластинчату підкдовища, що містить в собі діелектричну пластинладку 1, на одній поверхні якої установлена комчату підкладку з нанесеними на її протилежні планарна електродна пара 2 і 3 з щілинним зазогоризонтальні площини електродами, згідно з виром між суміжними торцями електродної пари 2 і находом, один з електродів виконаний у вигляді 3, який заповнений адгезійним реагентом 4, з накомпланарної електродної пари з щілинним зазонесеним зверху адгезійного реагента 4 вологочутром поміж суміжними торцями елементів зазначеливим полімерним покриттям 5, а поверхня еленої компланарної електродної пари, заповненим мента 3 електродної пари 2 і 3 із однорідного з адгезійним реагентом з нанесеним зверху вологоелектродом 6 металу,, встановленим на протилечутливим полімерним покриттям. жній стороні підкладки 1, забезпечена гігроізоляціПри цьому поверхня елементу зазначеної єю 7. Електричні виводи електродів 2,3,6 підклюкомпланарної електродної пари із однорідного з чені через блок комутації 8 до вторинного приладу електродом на протилежній стороні підкладки ме(мікроамперметра) 9. талу є гігроізольованою. Датчик для вимірювання вологості газового Волога газового середовища, що контролюсередовища працює наступним чином. При розміється, яка надходить за рахунок процесу сорбції у щенні датчика у газовому середовищі, вологість вологочутливий шар із полімерного матеріалу, якого треба визначити, за допомогою блока комувпливає на внутрішній опір твердотільного джеретації 8 електродну пару 2 і 6 підключають до виміла струму на базі компланарної електродної пари. рювального приладу 9. Вимірювання вологості Оскільки поверхня одного з елементів зазначеної викликає зміну внутрішнього опору твердотільного компланарної електродної пари покрита гігроізоджерела струму на базі електродів 2 і 6. При цьоляцією, то кількість вологи і змочуваності горизонму, якщо величина генерованого струму у зовніштальних ділянок поверхні діелектричної пластинньому електричному колі, в залежності від умов чатої підкладки зі сторони компланарної змочуваності і кількості вологи на торці підкладки 1 електродної пари не буде чинити вплив на показ і зі сторони її горизонтальних ділянок, менша 10-1, вторинного приладу. У зв'язку з цим тільки волога, тоді за допомогою блоку комутації 8 у зовнішнє яка адсорбується вологочутливим шаром у щілинелектричне коло підключають електродну пару 2 і ному зазорі, виконаному поміж суміжними торцями 3. елементів зазначеної компланарної електродної Розширення діапазону вимірювання вологості пари, буде визначати величину і чутливість до газового середовища запропонованим датчиком твердотільного джерела струму на базі зазначеної дозволяє використати його переважно у нафтогакомпланарної електродної пари, робота якого дозовій промисловості при визначенні мікроконцентзволяє визначити відносну вологу в газовому серації вологи у вуглеводневих газах. Крім того, датредовищі у діапазоні J = 0 - 30%. чик може найти застосування в мікроелектроніці Численні експерименти довели, що розширендля визначення вологості всередині конструкцій ня діапазону вимірювання за рахунок підвищення мікросхем, а також у медицині, сільському госпочутливості датчика і інформативності вимірювання дарстві тощо. до джерела струму можливі при диференційова 5 37873 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул. Сім’ї Хохлових, 15, м. Київ, 04119, Україна (044) 456 – 20 – 90 ТОВ “Міжнародний науковий комітет” вул. Артема, 77, м. Київ, 04050, Україна (044) 216 – 32 – 71 6
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюHumidity sensing device for measuring moisture content in gas medium
Автори англійськоюArtemov Volodymyr Ivanovych, Buhai Yurii Mykolaiovych, Clyavlin Valeriy Volodymyrovich, Kolesnyk Yurii Mykolaiovych, Panikarska Olha Ivanivna, Nemchyn Oleksandr Fedorovych, Rybchych Illia Yosypovych, Chernyshov Viktor Hryhorovych, Yatsenko Oleh volodymyrovych
Назва патенту російськоюДатчик для измерения содержания влаги в газовой среде
Автори російськоюАртемов Владимир Иванович, Бугай Юрий Николаевич, Клявлин Валерий Владимирович, Колесник Юрий Николаевич, Паникарская Ольга Ивановна, Немчин Александр Федорович, Рыбчич Илья Иосифович, ЧЕРНИШОВ ВИКТОР ГРИГОРЬЕВИЧ, Яценко Олег Владимирович
МПК / Мітки
МПК: G01N 27/30
Мітки: газового, вологості, датчик, середовища, вимірювання
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/3-37873-datchik-dlya-vimiryuvannya-vologosti-gazovogo-seredovishha.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Датчик для вимірювання вологості газового середовища</a>