Датчик угарного газа на основе модифицированных квантовых точек

Полезная модель относится к области газового анализа, в частности к детектирующим устройствам, применяющимся для регистрации и измерения содержания угарного газа. Данное устройство, отличающееся простотой и удобством в использовании, позволяет определять наличие и концентрацию монооксида углерода с помощью полупроводникового основания выполненного из наночастиц селенида кадмия (квантовых точек), поверхность которых модифицирована комплексом протопорфирина с двухвалентным железом, характеризующегося высокой селективностью, низкой стоимостью, высоким ресурсом работы, высокой чувствительностью и широким диапазоном условий работы. 3 илл.

Полезная модель относится к области газового анализа, в частности к детектирующим устройствам, применяющимся для регистрации и измерения содержания угарного газа.

Известен детектор монооксида углерода по теплопроводности, действие которого основано на различии теплопроводности паров вещества и газа-носителя [1] (Вяхирев Д.А., Шушукова А.Ф. Руководство по газовой хроматографии. М.: Высш. школа, 1987). Но такой детектор чувствителен только к веществам с теплопроводностью, близкой к теплопроводности газа-носителя.

Известен также полупроводниковый газовый датчик на основе оксида индия (1п203), легированного оксидами щелочных металлов [2] (Vamaura Hiroyuki, Tamaki Jun, Moriya Koji, Miura Norio, Vamazoe Nobom // J.Electrochem. Soc. - 1996. - V.43. N 2. P.36-37). Он позволяет детектировать СО во влажном воздухе при 300°С. Он является наиболее близким аналогом, примем его за прототип.

Недостатком данного устройства является его недостаточная чувствительность для контроля содержания оксида углерода, высокая рабочая температура - 300°С и трудоемкость его изготовления.

Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является повышение чувствительности датчика, увеличение селективности и расширение условий работы.

Данная задача решается за счет того, что датчик монооксида углерода содержащий полупроводниковое основание, отличается тем, что полупроводниковое основание выполнено из наночастиц селенида кадмия (квантовых точек), поверхность которых модифицирована комплексом протопорфирина с двухвалентным железом.

Техническим результатом, обеспечиваемым произведенной совокупностью признаков, является повышение чувствительности датчика, расширение условий работы и увеличение селективности.

На фиг.1 изображено круглое основание устройства, вид сверху, которое изготовлено из полимерного материала, например поливинилхлорид, по краям дна 6 расположена резьба 1, для крепления крышки. На корпусе дна 6 располагается плата управления, от которой отходят световые индикаторы 3, на верхней стороне платы располагается детектор угарного газа 5.

На плате устанавливается звуковая сирена, а через отверстие в дне основания выводятся контакты для подключения питания и контроллера.

На фиг.3 изображено основание в разрезе, вид сбоку.

Крышка устройства (вид сбоку), изображенная на фиг.2, так же изготавливается из полимерного материала. В основании 1 крышки расположена резьба, с помощью которой крышка крепится к основанию устройства. В крышке сделаны отверстия 4 для световых индикаторов 3. Кроме этого в верхней части крышки по периметру располагаются отверстия 2 для естественной вентиляции воздуха.

Устройство работает следующим образом. При поступлении вместе с окружающим воздухом угарного газа в устройство через отверстия 2 угарный газ взаимодействует с материалом детектора, изменяя его полупроводниковые свойства, которые связаны с концентрацией угарного газа. Раз в 10 секунд происходит опрос датчика, при этом загорается и гаснет зеленый световой индикатор, если концентрация угарного газа превышает ПДК, загорается красный световой индикатор и включается звуковая сирена, так же подается сигнал на контроллер. При концентрации угарного газа меньше ПДК датчик не подает сигнала и продолжает работать в обычном режиме.

Датчик монооксида углерода, содержащий полупроводниковое основание, отличающийся тем, что полупроводниковое основание выполнено из наночастиц селенида кадмия (квантовых точек), поверхность которых модифицирована комплексом протопорфирина с двухвалентным железом.