Сенсор з взаємопроникними електродами “спіральний”

1. Сенсор з взаємопроникними електродами у вигляді взаємопроникних спіралей, виконаний з сенсорного матеріалу, що розташовані на твердій 3 60841 намотування у верхній шар. Взаємопроникні спіралі електродів виконані товщиною 200мкм кожна та міжелектродною відстанню 250мкм і кількістю витків 25 для кожного електрода. Технічний результат вбачається в підвищенні швидкості і чутливості відклику сенсора на дію агента, оскільки металеві електроди наносять на сенсорний матеріал будь-яким методом. Сенсорний матеріал розміщується на твердій підкладці (у випадку, якщо сенсорний матеріал жорсткий, тверду підкладку можна не використовувати), металеві електроди наносять на сенсорний матеріал бі-спіральним методом (наприклад, шляхом напилення, фотодруку, тиснення і т.д.), і надалі поверхневий сенсор зі спіральними електродами, які нанесені на сенсорний матеріал зверху, вносять в атмосферу парів розчинників та визначають зміну електрофізичних характеристик поверхні сенсорного матеріалу шляхом вимірювання електропору між електродами на постійному струмі, тому завдяки запропонованому розміщенню спіральних електродів на поверхні сенсорного матеріалу, а не під сенсорним матеріалом як у прототипі, відклик на дію агента відбувається з високою швидкістю і чутливістю. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де наведено сенсор і трьома шарами. Тверда підкладка Ш1 є нижнім шаром сенсора, сенсорний матеріал Ш2 є середнім шаром сенсора, взаємопроникні спіральні електроди у вигляді двох взаємопроникних спіралей Ш3 є верхнім шаром сенсора. Робота з поверхневим сенсором, що заявляється, полягає в наступному. Сенсорним матеріалом служить відомий електропровідний органонеорганічний полімерний матеріал (OHM) [3] на основі реакційноздатних органічного і неорганічного складових. OHM містить як органічний компонент уретановий ізоціанатвмісний олігомер (УО) та ізоціанатвмісний модифікатор (ІМ) в співвідношенні 1:1 і як неорганічний компонент Na-сіль полікремнієвої кислоти при співвідношенні, %: 4 органічний ізоціанатвмісний компонент 70; неорганічний компонент 30. Поверхневий сенсор готовили наступним чином. Сенсорний матеріал у вигляді реакційної суміші наносили на тверду керамічну пластину Ш1 і стверджували у середньому шарі Ш2. Спіральні електроди з нержавіючої сталі шляхом біспірального намотування наносили у верхньому шарі Ш3 на стверджений шар сенсорного матеріалу у середньому шарі Ш2. Сенсор за прототипом готовили таким чином. Взаємопроникні електроди напилювали у середньому шарі Ш2 на керамічну пластину Ш1 і потім зверху у верхній шар Ш3 наносили шар реакційної суміші сенсорного матеріалу і отверджували. Таким чином сенсорний матеріал у верхньому шарі Ш3 був розміщений зверху електродів у середньому шарі Ш2. Вимірювали опір сенсорного матеріалу в атмосфері повітря з вологістю 45% при температурі 25±1°С і напрузі на електродах 100В (R0), а також в насичених парах розчинників в закритому об'ємі (Rпари). Сенсори вносили в закритий об'єм з насиченими парами розчинника і вимірювали відносну зміну опору органо-неорганічного матеріалу Rпари/R0 (%), яку приймали за чутливість сенсора. Час відклику t фіксували у момент, коли величина Rпари/R0 (%) набувала сталого значення. Після чого сенсор виймали з парів і витримували в атмосферних умовах до вихідного стану. Цикл повторювали 3 рази. Визначення часу відклику та чутливості сенсорів за зміною відносного опору Rпари/R0 (%) проводилось для 5 класів розчинників: ароматичних вуглеводнів (толуол), нафтенових розчинників (бензин), кетонів (ацетон), одноатомних спиртів (етиловий спирт) і хлорзаміщених вуглеводнів (хлороформ). Значення чутливості та часу відклику запропонованого сенсора та сенсора за прототипом, а також класи та найменування розчинників наведені в таблиці. Таблиця Типи сенсорів № п/п 1 Сенсор із взаємопроникними спіральними електродами 2 Хімічний сенсор за прототипом Назви та типи розчинників Значення чутливості, визначені по Rпари/R0 (%) верхній рядок час відклику t.сек - нижній рядок Толуол Бензин Ацетон Етиловий спирт Хлороформ 90 40 250 2200 1200 80 90 40 30 60 1200 500 300 450 З таблиці випливає, що запропонований сенсор з взаємопроникними електродами, який нанесений зверху на відомий сенсорний матеріал, має значно вищі показники чутливості до парів розчинників і набагато коротший час відклику, ніж відомий, в якому сенсорний матеріал розміщений зверху електродів. Чутливість до парів розчинників поверхневого сенсора, що заявляється, який нанесений на відомий сенсорний матеріал, лежить у межах від 40 до 2200%, тоді як у прототипі з нанесеним на нього відомим сенсорним матеріалом ця величина лежить в межах від 0 до 18%. Час відклику t поверхневого сенсора, що заявляється, до дії парів розчинників складає від 30 до 90с. і є значно менший порівняно з прототипом (від 300 до>1200с.). Дані таблиці показують, що поверхневий сенсор, який заявляється, є більш чутливим до усіх представлених типів розчинників з набагато швидшим відкликом у порівнянні з прототипом. 5 60841 Джерела інформації: 1) United States Patent (11) US005958340A, 28.09.1999, U.S. Patent documents №09/091000,05.01.1998. Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 6 2) United States Patent (11) US007032448B2, 25.04.2006, U.S. Patent documents №10/797117, 11.03.2004 3) Патент на корисну модель (11) 37256, 25.11.2008 Бюл. 22, Заявка №u200806727, 16.05.2008. Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601