A sensor with a planar structure based on conductive polymers designed for monitoring the concentration of toxic vapors and gases

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F70565813%3A_____%2F22%3AN0000006" target="_blank" >RIV/70565813:_____/22:N0000006 - isvavai.cz</a>

Result on the web

<a href="http://sg.vscht.cz/documents/VI20192022155/Funk%C4%8Dn%C3%AD%20vzorek%20G1%20-%20Senzor%20s%20plan%C3%A1rn%C3%AD%20strukturou%20na%20b%C3%A1zi%20vodiv%C3%BDch%20polymer%C5%AF.pdf" target="_blank" >http://sg.vscht.cz/documents/VI20192022155/Funk%C4%8Dn%C3%AD%20vzorek%20G1%20-%20Senzor%20s%20plan%C3%A1rn%C3%AD%20strukturou%20na%20b%C3%A1zi%20vodiv%C3%BDch%20polymer%C5%AF.pdf</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Senzor s planární strukturou na bázi vodivých polymerů určený pro sledování koncentrace toxických par a plynů

Original language description

Jedná se o senzor (chemirezistor) umožňující měřit koncentraci dikyanu ve vzduchu v rozmezí 1 ppm až 1 000 ppm. Senzor je temperován na pracovní teplotu 140°C pomocí integrovaného Pt topného meandru naneseného na zadní stranu kombinované senzorové platformy KBS-4 - Tesla Blatná, a.s. Citlivá vrstva senzoru je nanesena metodou pulsní laserové depozice ze zdrojového targetu acetyl-acetonátu india a následně podrobena aktivačnímu procesu. Následně je senzor osazen na standardizované pouzdro TO-5. Jednotlivé operace tohoto kroku zahrnují pájení drátových vývodů k pouzdru TO-5, dále osazení krytem, který je fixován dvousložkovým lepidlem PolytecTC 433.

Czech name

Senzor s planární strukturou na bázi vodivých polymerů určený pro sledování koncentrace toxických par a plynů

Czech description

Jedná se o senzor (chemirezistor) umožňující měřit koncentraci dikyanu ve vzduchu v rozmezí 1 ppm až 1 000 ppm. Senzor je temperován na pracovní teplotu 140°C pomocí integrovaného Pt topného meandru naneseného na zadní stranu kombinované senzorové platformy KBS-4 - Tesla Blatná, a.s. Citlivá vrstva senzoru je nanesena metodou pulsní laserové depozice ze zdrojového targetu acetyl-acetonátu india a následně podrobena aktivačnímu procesu. Následně je senzor osazen na standardizované pouzdro TO-5. Jednotlivé operace tohoto kroku zahrnují pájení drátových vývodů k pouzdru TO-5, dále osazení krytem, který je fixován dvousložkovým lepidlem PolytecTC 433.

Type

G_funk - Functional sample

CEP classification

—

OECD FORD branch

20402 - Chemical process engineering

Project

<a href="/en/project/VI20192022155" target="_blank" >VI20192022155: Advanced semiconductor sensors for hazardous industrial gases</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2022

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Internal product ID

Funkční vzorek 1

Numerical identification

—

Technical parameters

Funkční vzorek vznikl ve spolupráci VŠCHT Praha, SÚJCHBO Kamenná u Milína, v.v.i. a Tesla Blatná, a.s při řešení projektu Bezpečnostního výzkumu Ministerstva vnitra ČR (VI 20192022155) - Pokročilé polovodičové senzory rizikových průmyslových plynů. Jedná se o senzor (chemirezistor) umožňující měřit koncentraci dikyanu ve vzduchu v rozmezí 1 ppm až 1 000 ppm. Senzor je temperován na pracovní teplotu 140°C pomocí integrovaného Pt topného meandru naneseného na zadní stranu kombinované senzorové platformy KBS-4 - Tesla Blatná, a.s. Citlivá vrstva senzoru je nanesena metodou pulsní laserové depozice ze zdrojového targetu acetyl-acetonátu india (InAcAc). Parametry depozičního procesu: KrF excimerový laser, pulsní režim, doba trvání pulsu 15 ns, opakovací frekvence 5 Hz, hustota energie laserového svazku 0,6 J.cm-2, pracovní atmosféra 5 Pa N2. Za takových depozičních podmínek dochází k polymerizaci InAcAc; ve vzniklém polymeru je konjugovaný systém dvojných vazeb a vysoká koncentrace receptorových center, což se ukazuje jako velice výhodné pro detekci plynů oxidační povahy (mezi něž dikyan jakožto tzv. pseudohalogen patří). Po depozici-polymerizaci InAcAc je klíčovým technologickým krokem aktivace citlivé vrstvy, která se provádí tzv. "cyklováním", tedy cyklickým přepínáním atmosféry z referenční (syntetický vzduch) na atmosféru s obsahem analytu (dikyan) a zpět při postupném krokovém nárůstu teploty. Takto připravené chemirezistory na bázi polymerovaného InAcAc jsou osazeny na standardizované pouzdro TO-5, což je nutné z důvodu kompatibity senzoru s obslužnou elektronikou a rovněž proto, aby průmyslová produkce senzorů byla efektivní a minimalizovala se ztrátovost. Jednotlivé operace tohoto kroku zahrnují pájení drátových vývodů k pouzdru TO-5, dále osazení krytem, který je fixován dvousložkovým lepidlem PolytecTC 433 určeným pro teploty do 230°C. Pouzdro TO-5 se skládá ze dvou částí: 4 pinový header – spodní část a „cap“ („hat“) – horní část. V horní části pouzdra je vytvořen otvor o průměru 1-2 mm, kterým proudí plyn k senzorové vrstvě. Tento otvor je zakryt hydrofobní membránou Porex PMV10LN; ta brání vniku vody, prachu a jiných nečistot do prostoru senzoru. Jde o teflonovou membránu s komerčním názvem POREX Virtek® PTFE Membrane. Tato membrána propustí 85 l/h/cm2 analyzovaného plynu za standardní teploty a tlaku. Membrána je opatřena adhezní vrstvou, která tvoří kruhový prstenec, tak aby nezalepila vstupní otvor. Díky použití podložní patice, kterou lze osadit do tištěného spoje - samotný senzor není nutno pájet a je jednoduše výměnný. Umístěn na Ústavu fyziky a měřicí techniky, VŠCHT Praha, Technická 5, 166 28 Praha 6.

Economical parameters

Senzor lze zakoupit u společnosti Tesla Blatná a.s. za cenu dle aktuálního ceníku.

Application category by cost

—

Owner IČO

60461373, 70565813, 00375306

Owner name

Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Státní ústav jaderné, chemické a biologické ochrany, v. v. i., Tesla Blatná, a.s.

Owner country

CZ - CZECH REPUBLIC

Usage type

P - Využití výsledku jiným subjektem je v některých případech možné bez nabytí licence

Licence fee requirement

Z - Poskytovatel licence na výsledek nepožaduje v některých případech licenční poplatek

Web page

http://sg.vscht.cz/documents/VI20192022155/Funk%C4%8Dn%C3%AD%20vzorek%20G1%20-%20Senzor%20s%20plan%C3%A1rn%C3%AD%20strukturou%20na%20b%C3%A1zi%20vodiv%C3%BDch%20polymer%C5%AF.pdf