Patent1
Transkrypt
Patent1
RZECZPOSPOLITA POLSKA (12)OPIS PATENTOWY (19)PL (11)172484 (21) Numer zgłoszenia: Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (5 4 ) (22) Data zgłoszenia: 303623 (51) IntCl6. 27.05.1994 G01N 33/00 G02B 1/04 G02C 7/08 Wskaźnik stanu zanieczyszczeń powietrza © Uprawniony z patentu: Politechnika Warszawska, Warszawa, PL (43) Zgłoszenie ogłoszono: 11.12.1995 BUP 25/95 (72) Twórca wynalazku: Kazimierz Brudzewski, Piaseczno, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.09.1997 WUP 09/97 (74) Pełnomocnik: Lewińska Krystyna, Politechnika Warszawska PL 172484 B1 (57 )1. Wskaźnik stanu zanieczyszczeń powietrza zawierający podłoże, na które naniesiona jest cienka warstwa materiału chemicznie reaktywnego złożona z matrycy z dwutlenku krzemu i molekuł chromoformu umieszczonych w tej matrycy, zmieniająca swoje zabarwienie w zależności od pH ośrodka oraz zawierający fotodetektor, znamienny tym, że warstwa materiału chemicznie reaktywnego naniesiona jest na szkła okularów, a fotodetektorem jest ludzkie oko. Wskaźnik stanu zanieczyszczeń powietrza Zastrzeżenia patentowe 1. Wskaźnik stanu zanieczyszczeń powietrza zawierający podłoże, na które naniesiona jest cienka warstwa materiału chemicznie reaktywnego złożona z matrycy z dwutlenku krzemu i molekuł chromoformu umieszczonych w tej matrycy, zmieniająca swoje zabarwienie w zależności od pH ośrodka oraz zawierający fotodetektor, znamienny tym, że warstwa materiału chemicznie reaktywnego naniesiona jest na szkła okularów, a fotodetektorem jest ludzkie oko. 2. Wskaźnik według zastrz. 1, znamienny tym, że chromoforem warstwy z materiału chemicznie reaktywnego jest pięciotlenek wanadu. 3. Wskaźnik według zastrz. 1, znamienny tym, że chromoforem warstwy z materiału chemicznie reaktywnego jest błękit bromotymolowy. 4. Wskaźnik według zastrz. 1, znamienny tym, że chromoforem warstwy z materiału chemicznie reaktywnego jest purpura bromokrezolowa. * * * Przedmiotem wynalazku jest wskaźnik stanu zanieczyszczeń powietrza atmosferycznego z warstwą chemicznie reaktywną, zwłaszcza do zasygnalizowania przekroczenia stanu dopuszczalnych zanieczyszczeń, zwłaszcza dwutlenku azotu, siarkowodoru, amoniaku, kwasu mrówkowego. Znane są wskaźniki pH metryczne zanieczyszczeń zawierające włókno optyczne lub światłowód planarny, których powierzchnia pokryta jest warstwą materiału chemicznie reaktywnego. Oddziaływanie światła na warstwę z materiału reaktywnego powoduje, że w przypadku zanieczyszczenia ośrodka np. tlenkiem azotu lub siarki warstwa zmienia swoje zabarwienie zależnie od stanu tych zanieczyszczeń. Układ optoelektroniczny z fotodetektorem na wyjściu pozwala na pomiar wielkości zanieczyszczeń. Znane wskaźniki są drogie i wymagają oprzyrządowania. Istota rozwiązania według wynalazku polega na tym, że warstwa materiału chemicznie reaktywnego naniesiona jest na szkła okularów, a fotodetektorem jest ludzkie oko. Chromoforem w warstwie z materiału chemicznie reaktywnego jest korzystnie pięciotlenek wanadu, błękit bromotymolowy lub purpura bromokrezolowa. Wskaźnik stanu zanieczyszczeń według wynalazku charakteryzuje się dużą prostotą konstrukcji przy wysokiej czułości i selektywności wskazań. Ponadto zwykłe okulary lecznicze lub ochronne mogą być wykorzystane do sygnalizowania skażenia środowiska i mogą służyć jako sprzęt osobistej ochrony, zwłaszcza na stanowiskach pracy zagrożonych toksycznie. Przykład wykonania. Wskaźnik ma oprawkę okularową ze szkłami, które pokryte są cienką warstwą z materiału chemicznie reaktywnego, kompozytowego, złożonego z matrycy z dwutlenku krzemu SiO2, w której rozmieszczone są molekuły chromoforu - dwutlenku wanadu V2O 5. Warstwa dwutlenku krzemu nanoszona jest na powierzchnię szkła okularów uprzednio umytego w 2,8% wodnym roztworze wodorotlenku sodu NaOH. Następnie szkło jest przemywane w 0,1 % roztworze kwasu solnego HCl oraz wodą destylowaną, po wysuszeniu bezwodnym etanolem. N a tak przygotowaną powierzchnię szkieł nakładanych jest kilka kropli 10% roztworu estru etylowego kwasu ortofosforowego w bezwodnym metanolu. Warstwa jest rozprowadzana przez rozwirowanie. Po wysuszeniu w temperaturze 75°C przez około 10 minut warstwa wygrzewana jest w temperaturze 500°C w czasie 1 godziny i stopniowo schładzana do temperatury pokojowej. Na powierzchni szkła okularów powstaje porowata warstwa dwutlenku krzemu. Po zanurzeniu tak wytworzonych szkieł w nasyconym wodnym roztworze trójtlenku wanadu o temperaturze około 90°C i ponownym wygrzaniu w temperaturze 500°C przez około 1 godzinę następuje przejście trójtlenku wanadu V 2 0 3 w pięciotlenek wanadu V2O5, którego cząsteczki stanowią 172 484 3 chromofory rozmieszczone w porach warstwy dwutlenku krzemu stanowiącej matrycę. Otrzymana warstwa porowatego dwutlenku krzemu z chromoforami pięciotlenku wanadu zmienia drastycznie kolor, gdy molekuły gazu wnikają w pory i docierają do atomów wanadu. Kolor jest specyficzny dla danego rodzaju gazu i tak dla siarkowodoru kolor warstwy jest bursztynowy, dla tlenku azotu jej kolor jest cytrynowo-żółty, dla par kwasu mrówkowego jej kolor jest ciemno zielony, a dla par amoniaku jest on blado żółty. 172484 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł