Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zastosowanie poli(dicyjanopropylosiloksanu) w czujnikach z akustyczną falą powierzchniową do detekcji fosforoorganicznych środków trujących w powietrzu

Grabka M., Jasek K., Choma J.

Ochrona Środowiska

|

2018

|

Vol. 40, nr 2

9--16

PL

W pracy zbadano możliwość wykorzystania poli(dicyjanopropylosiloksanu) (PCNPS) jako pokrycia sensorowego w czujnikach z akustyczną falą powierzchniową (AFP), służących do detekcji fosforoorganicznych środków trujących. Polimer nałożono na rezonatory z AFP metodą napylania próżniowego. Badano odpowiedzi częstotliwościowe i amplitudowe czujników w stosunku do par dimetylometylofosfonianu (DMMP) w celu określenia czułości względem związków fosforoorganicznych. Badano również inne substancje testowe (heptan, triletyloamina (TEA), acetonitryl (ACN), dimetyloformamid (DMF), n-butanol) jako potencjalne interferenty. Uzyskano dużą czułość sygnału częstotliwościowego względem DMMP (ok. 500 Hz/ppm). Jednocześnie czułości względem pozostałych substancji testowych, z wyjątkiem DMF, znajdowały się na poziomie szumów pomiarowych. Niska temperatura zeszklenia fazy PCNPS, przekładająca się na dobre właściwości dynamiczne czujników, wskazuje na możliwość zastosowania tej fazy w czujnikach z AFP.

EN

The paper investigates applicability of poly(biscyanopropylsiloxane) (PCNPS) as a chemosensitive coating agent for surface acoustic wave (SAW) sensors to organophosphorus chemical warfare agent (CWA) detection. The polymer was deposited on SAW resonators by vacuum evaporation. Sensor sensitivity to organophosphorus compounds was investigated using dimethyl methylphosphonate (DMMP) vapors via sensor frequency and amplitude response testing. Also, other substances from the set (heptane, triethylamine (TEA), acetonitrile (ACN), dimethylformamide (DMF), n-butanol) were tested as potential interference factors. Excellent sensitivity of frequency signal was achieved (about 500 Hz/ppm) against DMMP. Sensitivity toward the remaining test substances, except for DMF, was comparable to the noise level. Low glass transition temperature of the PCNPS phase, corresponding to good dynamic properties of the sensors, indicates suitability of this phase for application in SAW sensors.

2

Wyznaczanie wysokoczęstotliwościowych parametrów materiałów lepkosprężystych za pomocą rezonatorów kwarcowych

Jasek K., Pasternak M., Grabka M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2018

|

Vol. 59, nr 11

34--43

PL

Wartości statycznych modułów ścinania są dostępne w literaturze dla wielu materiałów, jednak zmieniają się one istotnie w trakcie drgań o wysokich częstotliwościach. W artykule opisano metody wyznaczania wysokoczęstotliwościowego modułu ścinania materiałów lepkosprężystych z zastosowaniem rezonatorów kwarcowych pracujących z drganiami ścinającymi. Parametr ten jest niezbędny przy różnych obliczeniach o charakterze inżynierskim, gdzie należy uwzględnić własności lepkosprężyste materiałów, przede wszystkim polimerów. Znajomość tego modułu jest także ważna z punktu widzenia modelowania lepkosprężystych parametrów warstw sensorowych w czujnikach z falą akustyczną. W artykule podano metodę ekstrakcji zespolonego modułu ścinania materiałów naniesionych na drgający rezonator kwarcowy oraz zasadnicze ograniczenia tej metody.

EN

The values of static shear moduli for many materials are available in specialistic literature, however these values change essentially during high frequency vibration. In the paper some methods for determination of high frequency complex shear modulus of viscoelastic materials using thickness-shear mode quartz resonators were described. The complex shear modulus value is required for different engineering calculations where viscoelastic parameters of materials, especially polymers, have to be taken into consideration. The knowledge about viscoelastic properties of materials is also necessary for theoretical modelling of sensitive layers parameters in acoustic wave sensors. In the paper the methods of extraction of complex shear modulus of materials deposited on vibrating quartz resonator were described. The fundamental limitations of the methods are given as well.

3

Deposition of Polymer Sensor Films on SAW Surface by Electrospraying Technology

Jasek K., Pasternak M., Grabka M., Neffe S., Zasada D.

Archives of Acoustics

|

2017

|

Vol. 42, No. 3

507--513

EN

One of the most important problems with regard to the Surface Acoustic Wave (SAW) gas sensors technology is the deposition of chemosensitive films exhibiting desirable chemical and physical properties. The electrospraying technology seems to be a very promising method of the film deposition in this case. It allows the chemosensitive layers to be obtained out of almost any chemicals and their mixtures in a controllable way. The process gives the possibility to generate specific films with properties unattainable if other methods were to be applied. For example, it allows to deposit solutions of polymers and suspensions of solids in polymer solutions which can degrade in the process of thermal evaporation deposition. The paper describes the results of experiments with electrospraying technique in order to obtain Nafion® films. The influence of the process parameters on film sensitivity has been studied.

4

Mobilne przyrządy GC-MS

Budzyńska E., Grabka M., Witkiewicz Z., Puton J., Jasek K.

Aparatura Badawcza i Dydaktyczna

|

2017

|

T. 22, nr 2

117--124

PL

Jednym z kierunków rozwoju analizy chemicznej–szczególnie w przypadku zanieczyszczeń środowiska – jest dążenie do wykonywania analiz w miejscach, w których istnieje potrzeba wykrycia substancji chemicznych, ich identyfikacji i oznaczenia ilościowego. Skutkuje to coraz większym zainteresowaniem przyrządami przenośnymi lub przewoźnymi, w których skład wchodzi chromatograf gazowy. Przyrządy mobilne, przeznaczone do stosowania poza laboratorium, charakteryzują się mniejszymi wymiarami i masami niż chromatografy laboratoryjne. Są to przyrządy przystosowane do przewożenia w samochodach lub takie, które może przenosić jedna osoba. W niniejszym przeglądzie opisujemy mobilne przyrządy stanowiące połączenie chromatografu gazowego ze spektrometrem mas. Aby umożliwić wykonywanie analiz za pomocą przyrządów GC-MS w terenie, konieczne jest przystosowanie kolumny chromatograficznej do małych wymiarów przyrządu i do pracy w reżimie szybkiej chromatografii gazowej, zminiaturyzowanie detektorów mas, a także dopasowanie sposobu zaopatrzenia w energię elektryczną oraz gazy nośne do warunków polowych. W pracy tej podano przy- kłady komercyjnie dostępnych mobilnych przyrządów GC-MS wraz z ich zastosowaniami.

EN

One of the directions of development of chemical analysis is the pursuit of analysis, especially in the case of environmental pollution, where is a need to detect, identify and quantify chemicals. This results in a growing interest in portable or mobile devices, which include a gas chromatographs. Out-of-laboratory mobile instruments are characterized by smaller dimensions and masses than laboratory chromatographs. These are instruments carried in cars or which can be carried by one person. In this review we describe mobile devices that combine gas chromatograph with mass spectrome- ter. The process of transferring GC-MS analytical capabilities into the field consists of adjusting the chromatographic column to small dimensions of the instrument and working as fast chromatography, miniaturization of mass detectors as well as adjusting the way of supplying electricity and carrier gases to field conditions. This work also presents some examples of commercially available GC-MS mobile devices and their applications.

5

Mobilne chromatografy gazowe łączone ze spektrometrami ruchliwości jonów do zastosowań w analizie zanieczyszczeń środowiska

Grabka M., Budzyńska E., Witkiewicz Z., Puton J., Jasek K.

Aparatura Badawcza i Dydaktyczna

|

2017

|

T. 22, nr 2

107--116

PL

W ostatnich latach w analizie zanieczyszczeń środowiska obserwuje się silną tendencję do prowadzenia analiz w miejscu występowania analitów (on-site). Podejście takie minimalizuje problemy przechowywania i transportu próbek z miejsca ich pobrania do laboratorium stacjonarnego, jak również skraca czas od pobrania próbki do uzyskania wyniku analizy. Obecnie do prowadzenia analiz polowych stosowane są między innymi mobilne urządzenia będące połączeniem chromatografu gazowego ze spektrometrem ruchliwości jonów (ang. Gas Chromatography – Ion Mobility Spectrometry – GC-IMS). Zalety techniki GC-IMS i możliwość jej potencjalnego wykorzystania w urządzeniach przenośnych dostrzeżono już w latach 70. XX wieku. W praktyce połączenie chromatografu gazowego ze spektrometrem IMS nastręczało wiele problemów technicznych. Dopiero wprowadzenie licznych rozwiązań konstrukcyjnych dedykowanych dla GC-IMS oraz miniaturyzacja chromatografów gazowych i spektrometrów ruchliwości jonów, o względnie prostej budowie i małym zużyciu energii, umożliwiły konstrukcję hybrydowych przyrządów przenośnych. Kompaktowe urządzenia są wykorzystywane w miejscach, w których przyrządy stacjonarne nie mają zastosowania, np. w polowych analizach zanieczyszczeń środowiska, sygnalizatorach skażeń bojowymi środkami trującymi czy w sondach kosmicznych. W dziedzinie analitycznych urządzeń przenośnych przyrządy GC-IMS stanowią alternatywę dla urządzeń GC-MS, przewyższając je pod względem mobilności, prostoty konstrukcji oraz niektórych właściwości analitycznych (np. bardzo dobrej wykrywalności). Urządzenia tego typu charakteryzują się jednak niższą selektywnością niż przyrządy GC-MS. W pracy zawarto opis rozwoju mobilnych urządzeń GC-IMS od koncepcji poprzez pierwsze konstrukcje aż do obecnie dostępnych rozwiązań.

EN

In the chemical analysis of environmental pollutions there is a strong tendency to perform fast on-site analysis using portable devices. This approach minimizes the problem of sample storage and transport from the place of collection to the stationary laboratory as well as reduces sampling-to-result time. Recently on-site analysis are often performed using mobile devices which are a combination of a gas chromatograph and ion mobility spectrometer (GC-IMS). Advantages of GC-IMS technique and its suitability for application as portable devices has already been noticed in the seventies of the twentieth century. As the first attempts have shown, the combination of a gas chromatograph and IMS detector in one device posed numerous technical issues. The gradual introduction of dedicated design solution and miniaturization of gas chromatographs and ion mobility spectrometers, allowed the construction of portable devices based on the joint technique. Compact devices are used in places where stationary instruments do not fit, e.g.: on-site analysis of environmental pollutions, portable CWA detectors or space probes. In the field of mobile analytical devices GC-IMS technique constitutes an alternative to GC-MS. GC-IMS devices exceeds GC-MS instruments in terms of mobility, simplicity, and some certain analytical characteristics (e.g. significantly lower detection limits). However device based on GC-IMS technique have a much lower selectivity than GC-MS instruments. This study presents an overview of the development of mobile GC-IMS devices from conception through the first constructions to currently available solutions in this domain.

6

Stanowisko do badania sensorów z akustyczną falą powierzchniową

Grabka M., Jasek K., Pasternak M., Miluski W.

Aparatura Badawcza i Dydaktyczna

|

2015

|

T. 20, nr 4

251-258

PL

Układy elektroniczne współpracujące z sensorami z AFP mają najczęściej postać oscylatora, którego zmiany częstotliwości rezonansowej odzwierciedlają zmiany prędkości propagacji AFP. Pomiar samych zmian częstotliwości rezonansowej utrudnia lub nawet uniemożliwia wydobycie istotnych informacji o mechanizmach oddziaływania warstwy sensorowej z otoczeniem. W pracy przedstawiono zaprojektowane i wykonane w Wojskowej Akademii Technicznej (WAT) stanowisko do badania sensorów z AFP, w którym klasyczny układ oscylatora został zastąpiony systemem liniowym z wymuszeniem zewnętrznym, generowanym przez stabilny generator sygnału ze schodkową modulacją częstotliwości. Obok pomiaru częstotliwości rezonansowej, układ umożliwia pomiary tłumienia i fazy AFP, co pozwala na pełniejsze wykorzystanie możliwości detekcyjnych sensorów. W pracy przedstawiono zasadę działania, opis konstrukcji stanowiska z prototypową matrycą czujników z AFP oraz opis oprogramowania sterującego.

EN

An electronic circuits collaborating with SAW sensors have usually a self-oscillator architecture where resonant frequency changes reflect the SAW velocity changes. Unfortunately the measurements including the resonant frequency only make the substantial information concerning interaction mechanism between sensor layer and ambient gases hard or even impossible to extract. In the paper a prototype laboratory test stand for SAW sensors designed and manufactured in Military University of Technology is described. In the system typical self-oscillating circuits with SAW device working inside positive feedback loop was replaced by the linear system with stepped frequency source. The system allows the measurements of signal amplitude and phase shift besides frequency changes. It gives a possibility of more complete insight into the SAW-ambient gas interaction mechanism. In the paper operating principle of the system as well as control software for test stand with SAW matrix are described.

7

Zastosowanie chromatografii gazowej w pozaziemskich misjach badawczych

Grabka M., Żukowski P., Witkiewicz Z.

Aparatura Badawcza i Dydaktyczna

|

2012

|

T. 17, nr 1

69-77

PL

Chromatografia gazowa jest metodą analityczną pozwalającą na bardzo dobre rozdzielanie składników różnego rodzaju mieszanin. Połączenie tej metody ze spektrometrią mas jest szczególnie często stosowane w praktyce laboratoryjnej. Prócz zastosowania w laboratoriach, chromatografy gazowe mogą być stosowane w miejscu występowania analizowanych substancji. Stanowią także istotny element modułów analitycznych pozaziemskich misji badawczych. Urządzenia te dowiodły swojej przydatności w kosmicznych misjach eksploracyjnych najdalszych zakątków Układu Słonecznego. W artykule przedstawiono przegląd pozaziemskich misji badawczych, w których układach analitycznych wykorzystywano bądź wykorzystuje się chromatografię gazową, jako jedną z metod badawczych. Wśród nich opisano misję Viking na Marsa, Pionner na Wenus, Cassini - Huygen na Saturna i jego największy księżyc Tytan oraz misję Rosetta, której celem jest zbadanie komety okresowej 67P (Czuriumow - Gierasimienko). Artykuł zawiera również charakterystyki poszczególnych elementów konstrukcyjnych chromatografów gazowych przeznaczonych do pozaziemskich misji badawczych, z uwzględnieniem różnic względem analogicznych elementów wykorzystywanych w warunkach ziemskich. W końcowej części opisano najbardziej prawdopodobne kierunki rozwoju aparatury tego typu.

EN

Gas chromatography is an analytical method which enables very good separation of components of different mixtures. The combination of this method with mass spectrometry is very often used in laboratory practice. Besides stationary use, gas chromatographs are commonly applied as significant part of analytical modules in space missions. Those devices proved their usefulness in many deep solar system missions. The paper briefs on the space exploration mission, the analytical modules of which took and still take advantage of gas chromatographs as one of the research techniques. Among others there are some missions described - Viking Mission to Mars, Pioneer Mission to Venus, Cassini - Huygens Solstice Mission to Saturn and its biggest moon Titan, and Rosetta Mission to explore the periodic comet 67?/ Churyumov - Gerasimenko. Moreover, the paper presents the characteristics of modular construction elements of gas chromatographs for space exploration missions along with differences in comparison to the same elements used under terrestrial conditions. The final part contains most probable directions to develop the apparatus of that kind.

8

Evolution of the diffraction pattern during the transition from the near-field toward the far-field region

Grabka M., Pustelny S., Wajnchold B., Gawlik W., Mergo P.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2011

|

Vol. 59, nr 4

389-393

EN

In the paper we experimentally and theoretically analyze diffraction of light propagating through a microstructured optical fiber on the fiber end face. In the measurements the diffracting light is spatially inhomogeneous and the diffracting object is a solid-state core with a triangular shape. Application of optical system enables detailed experimental investigations of evolution diffraction pattern in the near-field region, in particular, rotation of the observed structure while departing from the fiber end. The experimental results are confirmed with theoretical simulations based on the theory of the Fresnel diffraction.