Warstwy sensorowe na bazie porowatej krzemionki do zastosowań w światłowodowych czujnikach amoniaku

• Autorzy: Karasiński P. , Tyszkiewicz C.

Warianty tytułu

EN

Sensitive films on base of the porous silica for applications in ammonia sensors

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W światłowodowych czujnikach chemicznych najczęściej jako warstwy sensorowe wykorzystywane są warstwy absorpcyjne, w których na skutek oddziaływania substancji chemicznej zmienia się absorpcja. Praca dotyczy technologii wytwarzania i właściwości absorpcyjnych warstw sensorowych do czujników amoniaku. Warstwy te zbudowane są z porowatej krzemionki, która jest matrycą wiążącą indykatory. Stosowanymi w badaniach indykatorami były; purpura bromokrezolowa i błękit bromotymolowy. Wysoka porowatość (∼50%) warstwy sensorowej sprzyja jej regeneracji. W pracy przedstawiono charakterystyki spektralne wytwarzanych warstw oraz wyniki badań ich właściwości sensorowych.

EN

Waveguide chemical sensors usually use sensitive films within which occur absorption phenomena. Absorption of light is a result of the interaction of sensed chemical substances with the molecules the films are composed off. Presented work is devoted to the fabrication technology and absorption properties of sensitive films designed for optical waveguide ammonia sensors. The films are made of porous silica, which is a matrix that bounds the pH indicators. In the scope of presented work, the bromocresol purple, and bromothymol blue were used as the indicators. The high porosity (50%) of sensing films fosters their regeneration. Spectral characteristics of fabricated films as well as the results of investigations on their sensing properties are presented in this work.

Słowa kluczowe

PL

zol-żel; porowata krzemionka; warstwa sensorowa; czujnik światłowodowy

EN

sol-gel; porous silica; sensitive film; optical waveguide sensor

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 51, nr 6
• Strony: 119--122
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., wykr.

Twórcy

autor

Karasiński P.

autor

Tyszkiewicz C.

• Politechnika Śląska, Katedra Optoelektroniki

Bibliografia

• [1] Christie S., Scorsone E., Persaud K., Kvasnik F.: Remote detection of gaseous ammonia using the near infrared transmission properties of polyaniline. Sens. Actuators B, 90, 2003, 163-169.
• [2] Timmer B., Olthuis W., Van Den Berg A.: Ammonia sensors and their applications - a review. Sensor. Actuators B, 107, 2005, 666-677.
• [3] Licznerski B. W., Wiśniewski K., Teterycz H., Nitsch K.: Czujnik amoniaku. Mat. konf.: VI Konf. Nauk. Czujniki optoelektroniczniczne i elektroniczne COE'2000, Gliwice 13-16 czerwca 2000, tom 445-448.
• [4] Liu M. C., Dai C. L., Chan C. H., Wu C. C.: Manufacture of a polyaniline nanofiber ammonia sensor integrated with a readout circuit using the CMOS-MEMS technique. Sensors 9, 2009, 869-880.
• [5] Jakubik W.: Interactions of the polyaniline and nafion bilayer sensor structure with ammonia in dry and wet air atmosphere. Eur. Phys. J. Spec. Top. 154 (1) 2008, 93-96.
• [6] Khijwania S. K., Gupta B. D.: Fiber optic evanescent field absorption sensor: effect of fiber parameters and geometry of the probe. Opt. Quant. Electron. 31, 1999, 625-636.
• [7] McDonagh C., Burke C. S., MacCraith B. D.: Optical chemical sensors. Chem. Rev., 108 (2), 2008, 400-422.
• [8] Lambeck P. V.: Integrated optical sensors for the chemical domain. Meas. Sci. Technol. 17, 2006, R93-R116.
• [9] Klein R., Voges E.: Integrated-optic ammonia sensor. Sens. Actuators B, 11, 1993 221-225.
• [10] Karasiński P., Rogoziński R.: Planar amplitude ammonia sensor. Proc. SPIE, vol. 5576, 2004, 186-191.
• [11] Lee Y. S., Joo B. S., Choi N. J., Lim J. O., Huh J. S., Lee D. D.: Visible optical sensing of ammonia based on polyaniline film. Sens Actuators B, 93, 2003, 148-152.
• [12] Airoudj A., Debarnot D., Bêche B., Pancin-Epaillard F: A new evanescent ammonia sensor based on polyaniline composite. Talanta 76, 2008, 314-319.
• [13] Karasiński P., Rogoziński R., Analysis of waveguide planar chemical sensor with amplitude modulation. Proc. SPIE, vol. 4516, 2001,218-222.
• [14] Karasiński P., Rogoziński R.: Influence of refractive profile shape on the distribution of modal attenuation in planar structures with absorption cover. Opt. Commun., vol. 269/1, 2007, 76-88.
• [15] Karasiński P: Sol-gel derived sensitive films for evanescent wave ammonia sensors. Opt. Appl., vol. 33, no. 2-3, 2003, 477-87.
• [16] Klein L. C.: Sol-gel optics, processing and applications. Kluwer Academic Publishers, (1994), 279-302.
• [17] Brinker C. J., Scherer G. W.: Sol-gel science. Academic Press Inc. San Diego (1990).
• [18] Karasiński P: Fabrication of porous silica xerogel films. Praca złożona w Optica Applicata.
• [19] Azzam R. M. A., Bashara N. M.: Ellipsometry and polarized light North-Holland, Amsterdam (1987).
• [20] Singh C. D., Shibata Y., Ogita M.: A theoretical study of tapered porous clad optical fibers for detecion of gases. Sens. Actuators B, 92, 2003, 44-48.