Wieloparametrowy przetwornik składu mieszanin gazowych z przetwornikami typu SAW

• Autorzy: Urzędniczok H. , Jakubik W.

Warianty tytułu

EN

Multichannel transducer for gas detection based on surface acoustic wave converter

• Konferencja: Metrologiczne właściwości programowanych przetworników pomiarowych (IV Sympozjum; 19-20 listopada 2007; Gliwice; Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono nową matrycową konstrukcję czujnika pomiarowego do detekcji stężeń gazów w mieszaninach gazowych. Zaproponowano wykorzystanie matrycy przetworników z akustyczną falą powierzchniową (surface acoustic wave, SAW), w której trzy przetworniki aktywne pokryte różnymi warstwami czułymi pełnią rolę czujników, a czwarty pasywny stanowi element odniesienia, pozwalający na kompensację oddziaływań wielkości wpływających, szczególnie temperatury. Jako materiał podłoża dla przetworników SAW wykorzystano piezoelektryk, niobian litu (LiNbCh), na którym umieszczono przetworniki palczaste (interdigital transducers). W każdym z trzech przetworników aktywnych nałożono cienką warstwę czułą, adsorbującą cząstki określonych gazów. Warstwy te wykonano z pięciotleneku wanadu, trójtleneku molibdenu oraz trójtleneku wolframu i wszystkie dodatkowo pokryto palladem. Omówiono również układ elektroniczny współpracujący z przetwornikami SAW. Przedstawiono wyniki badań opracowanego przetwornika matrycowego, obejmujących badanie stabilności czasowej oraz badanie wrażliwości na różne gazy.

EN

The new matrix transducer for gas detection is described in this paper. Applying of four elements matrix of sourface acoustic wave (SAW) converter is proposed. Three of them are covered by the sensitive layers and are active. The fourth (without sensitive layer) is the passive one and is used for temperature (and other influences) compensation. The LiNb03 (piezoelectric) is appllied as base plate for SAW converter. The thin film sensitive layers were made of V2O5, W03 and M0O3 for the three active SAW respectively, each additionaly coverd by palladium. A proper electronic circuit were designed and is described. The results of investigations of the desired multichannel transducer are presented. The time stability and sensitivity for gases vere determined.

Słowa kluczowe

PL

przetwornik; mieszanina gazowa; przetwornik SAW; przetwornik wieloparametrowy

EN

converter; mixed gas; SAW transducer; multiparameter transducer

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Śląskiej. Elektryka
• Rocznik: 2008
• Tom: z. 1
• Strony: 123--132
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Urzędniczok H.

autor

Jakubik W.

• Politechnika Śląska, Instytut Metrologii,Elektroniki i Automatyki, Gliwice, ul. Akademicka 10, pokój 111, tel. [phone],

Bibliografia

• 1. Falconer R. S.: A versatile SA W-based sensor system for investigating gas-sensitive coatings. Sensors Actuators 24-25, 1995, p. 54-57.
• 2. Jakubik W., Urbańczyk M., Kochowski S., Bodzenta J.: Palladium and phthalocyanine bilayerfilms for hydrogen detection in surface aciustic wave sensor system. Sensors Actuators 96, 2003, p. 321-328.
• 3. Wohltjen K.: Mechanizm of Operation and Design Considerations for Surface Acoustic Wave Device Vapour Sensors. Sensors Actuators 5, 1984, p. 307-325.
• 4. Nieuwenhuizen ML, Nederlof A., Barendsz W.: Metallopthalocyanines as Chemical Interfaces on a Surface Acoustic Wave Gas Sensor for Nitrogen Dioxide. Anal. Chem. 60, No. 3, 1988, p. 230-235.
• 5. Gray J., Martin S„ White R.: Acoustic Wave Microsensor, Anal. Chem., 65, 1993, p. 940A-948A –Part I, p. 987A-996A-PartII.
• 6. Urbańczyk M., Jakubik W., Kochowski S.: Investigation of sensor properties of copper phthalocyanine with the use of surface acoustic waves. Sensors Actuators B22, 1994, p. 133-137.
• 7. Schickfus M.: Improving the SAW gas sensor: device, electronics and sensor layer. Sensors Actuators B, 18-19, 1994, p. 443-447.
• 8. Reibel J., Stahl U., Wessa T., Rapp M,: Gas analysis with SAW sensor system. Sensors Actuators 65, 2000, p. 173-175
• 9. Jakubik W., Urbańczyk M., Kochowski S., Bodzenta J.: Bilayer structure for hydrogen detection in a surface acoustic wave sensor system. Sensors Actuators 82, 2002, p. 265-271.
• 10. Urbańczyk M., Jakubik W.: Optimal conditions for the generation system of a SAW gas sensor. Archives of Acoustics 21, 1996, p. 85-88.
• 11. Vellekoop M.: Acoustic wave sensors and their technology. Ultrasonics 36, 1998, p. 7-14.
• 12. Holland M. G. Clairborne L. E.: Practical Surface Acoustic Wave Devices. Proc. IEEE, 1974, p. 582-611.
• 13. Auld B. A.: Acoustic Fields and Waves in Solids. Vol. 2, John Wiley and Sons, 1973, p. 383.
• 14. Jakubik W., Urbańczyk M., Opilski A.: Sensor properties of PbPc in a SAW system. Ultrasonics 39, 2001, p. 227-232.
• 15. Schmitt R. F., Allen J. W., Wright R.: Rapid design of SAW oscillator electronics for sensor applications. Sensors and actuators chemical 3734, 2001, p. 1-6