Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 14

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
1
Content available Voltage Dependence of Supercapacitor Capacitance
EN
Electronic Double-Layer Capacitors (EDLC), called Supercapacitors (SC), are electronic devices that are capable to store a relatively high amount of energy in a small volume comparing to other types of capacitors. They are composed of an activated carbon layer and electrolyte solution. The charge is stored on electrodes, forming the Helmholtz layer, and in electrolyte. The capacitance of supercapacitor is voltage- dependent. We propose an experimental method, based on monitoring of charging and discharging a supercapacitor, which enables to evaluate the charge in an SC structure as well as the Capacitance-Voltage (C-V) dependence. The measurement setup, method and experimental results of charging/discharging commercially available supercapacitors in various voltage and current conditions are presented. The total charge stored in an SC structure is proportional to the square of voltage at SC electrodes while the charge on electrodes increases linearly with the voltage on SC electrodes. The Helmholtz capacitance increases linearly with the voltage bias while a sublinear increase of total capacitance was found. The voltage on SC increases after the discharge of electrodes due to diffusion of charges from the electrolyte to the electrodes. We have found that the recovery voltage value is linearly proportional to the initial bias voltage value.
EN
Degradation of Supercapacitors (SC) is quantified by accelerated ageing tests. Energy cycling tests and calendar life tests are used since they address the real operating modes. The periodic characterization is used to analyse evolution of the SC parameters as a whole, and its Helmholtz and diffusion capacitances. These parameters are determined before the ageing tests and during 3 × 105 cycles of both 75% and 100% energy cycling, respectively. Precise evaluation of the capacitance and Equivalent Series Resistance (ESR) is based on fitting the experimental data by an exponential function of voltage vs. time. The ESR increases linearly with the number (No) of cycles for both 75% and 100% energy cycling, whereas a super-linear increase of ESR vs. time of cycling is observed for the 100% energy cycling. A decrease of capacitance in time had been evaluated for 2000 hours of ageing of SC. A relative change of capacitance is ΔC/C0 = 16% for the 75% energy cycling test and ΔC/C0 = 20% for the 100% energy cycling test at temperature 25°C, while ΔC/C0 = 6% for the calendar test at temperature 22°C for a voltage bias V = 1.0 Vop. The energy cycling causes a greater decrease of capacitance in comparison with the calendar test; such results may be a consequence of increasing the temperature due to the Joule heat created in the SC structure. The charge/discharge current value is the same for both 75% and 100% energy cycling tests, so it is the Joule heat created on both the equivalent series resistance and time-dependent diffuse resistance that should be the source of degradation of the SC structure. The diffuse resistance reaches a value of up to 30Ω within each 75% energy cycle and up to about 43Ω within each 100% energy cycle.
EN
Electrochemical amperometric gas sensors represent a well-established and versatile type of devices with unique features: good sensitivity and stability, short response/recovery times, and low power consumption. These sensors operate at room temperature, and therefore have been applied in monitoring air pollutants and detection of toxic and hazardous gases in a number of areas. Some drawbacks of classical electrochemical sensors are overcome by the solid polymer electrolyte (SPE) based on ionic liquids. This work presents evaluation of an SPE-based amperometric sensor from the point of view of current fluctuations. The sensor is based on a novel three-electrode sensor platform with solid polymer electrolytes containing ionic liquid for detection of nitrogen dioxide − a highly toxic gas that is harmful to the environment and presenting a possible threat to human health even at low concentrations. The paper focuses on using noise measurement (electric current fluctuation measurement) for evaluation of electrochemical sensors which were constructed by different fabrication processes: (i) lift-off and drop-casting technology, (ii) screen printing technology on a ceramic substrate and (iii) screen printing on a flexible substrate.
EN
Noise spectroscopy and I-V characteristic non-linearity measurement were applied as diagnostic tools in order to characterize the volume and contact quality of positive temperature coefficient (PTC) chip sensors and to predict possible contact failure. Correctly made and stable contacts are crucial for proper sensing. I-V characteristics and time dependences of resistance were measured for studied sensors and, besides the samples with stable resistance value, spike type resistance fluctuation was observed for some samples. These spikes often disappear after about 24 hours of voltage application. Linear I-V characteristics were measured for the samples with stable resistance. The resistance fluctuation of burst noise type was observed for some samples showing the I-V characteristic dependent on the electric field orientation. We have found that the thermistors with high quality contacts had a linear I-V characteristic, the noise spectral density is of 1/f type and the third harmonic index is lower than 60 dB. The samples with poor quality contacts show non-linear I-V characteristics and excess noise is given by superposition of g-r and 1/fn type noises, and the third harmonic index is higher than 60 dB.
EN
Samples of CdTe single crystals which are used as radiation detectors were periodically measured during a long time interval with different values of an applied voltage. The samples were also periodically exposed during long time periods to high temperatures of 390 K and to rapid changes of temperature from 300 K to 390 K. After 1.5 years of measurements we observed ageing of the samples which resulted in deterioration of their transport characteristics. The resistance of the samples increased significantly and current-voltage characteristics were unstable in time. Noise spectroscopy showed that low frequency noise can be used for detection of CdTe sample ageing as its spectral density increases significantly comparing to the 1/f noise of a high quality sample.
EN
The electro-ultrasonic spectroscopy as a new nondestructive method for varistor quality evaluation have been proposed. It is focused on non-homogeneities and defects detection in tested structures. Specially prepared samples having different structure of grains were preliminary measured by means of an Atomic Force Microscope. The system for electro-ultrasonic spectroscopy of high-voltage varistors has been described. The experimental results confirmed a possibility of heterogeneous structures detection directly after production or during exploitation.
PL
W artykule zaproponowano nową metodę nieniszczącego badania jakości warystorów za pomocą spektroskopii elektro-ultradźwiękowej. Metoda ta umożliwia detekcję defektów i niejednorodności struktury badanych warystorów. Specjalnie przygotowane próbki struktur warystorowych posiadających różną strukturę ziaren zostały wstępnie przebadane przyz użyciu mikroskopu sił atomowych. Przedstawiono system do spektroskopii elektro-ultradźwiękowej oraz rezultaty badań wybranych egzemplarzy warystorów wysokonapięciowych. Potwierdziły one możliwość detekcji różnej struktury ziaren bezpośrednio w trakcie produkcji warystorów oraz stopnia ich degradacji podczas eksploatacji.
EN
Standard industrial testing of high-voltage varistors for surge arresters demands application of high voltages and intensive currents. Nondestructive methods for varistor quality and endurance evaluation have been proposed and described. They rely on the application of resonant ultrasound spectroscopy, electroultrasonic spectroscopy, noise measurement and nonlinearity testing at voltages lower than continuous operating range. The achieved results show that these methods could be successively applied for varistor specimens at the production stage and in laboratory circumstances.
PL
Normatywne testy przemysłowe warystorów wysokonapięciowych stosowanych w ogranicznikach przepięć wymagają użycia wysokich napięć oraz prądów o odpowiednio dużych wartościach. Zaproponowano i opisano metody nieniszczące do oceny jakości i trwałości warystorów. Polegają one na zastosowaniu rezonansowej spektroskopii ultradźwiękowej, spektroskopii elektro-ultradźwiękowej, pomiarów szumów i testowaniu nieliniowości w zakresie napięć mniejszych od ciągłego napięcia pracy. Uzyskane wyniki wskazują, że metody nieniszczące mogą być z powodzeniem stosowane w odniesieniu do struktur warystorowych, zarówno w warunkach produkcyjnych jak i laboratoryjnych.
8
Content available Ultrasonic spectroscopy of silicon single crystal
EN
Specimens of Si single crystals with different crystal orientation [100] and [110] were studied by Electro-Ultrasonic Spectroscopy (EUS) and Resonant Ultrasonic Spectroscopy (RUS). A silicon single crystal is an anisotropic crystal, so its properties are different in different directions in the material relative to the crystal orientation. EUS is based on interaction of two signals: an electric AC signal and an ultrasonic signal, which are working on different frequencies. The ultrasonic wave affects the charge carriers' transport in the structures and the intermodulation electrical signal which is created due to the interaction between the ultrasonic wave and charge carriers, is proportional to the density of structural defects. RUS enables to measure natural frequencies of free elastic vibrations of a simply shaped specimen by scanning a selected frequency range including the appropriate resonances of the measured specimens.
PL
Rezonansowa spektroskopia ultradźwiękowa jest efektywną metoda testowania nieniszczącego ukierunkowaną na wykrywanie defektów w badanych obiektach. Procedura testująca bazuje na wzorcu rezonansów i danego obiektu, co umożliwia odrzucenie testowanych próbek nie odpowiadających wzorcowi. W zbudowanym systemie do testowania warystorów wysokonapięciowych zastosowano metodę "przemiatania" częstotliwości do pomiaru widma rezonansów, których częstotliwości zależą od niejednorodności struktury warystora. Jako kryterium testowania zaproponowano parametr jakości struktury Q, na podstawie którego proponuje się eliminację wadliwych elementów we wczesnej fazie procesu produkcyjnego.
EN
Resonant ultrasound spectroscopy is an effective nondestructiye testing method focused on defects in tested objects. The testing procedure based on the resonant pattern allows to reject tested samples with defects do not fitting the pattern. A swept frequency method has been used to measure the spectrum of resonances in high-voltage varistors. The resonant frequencies depend on the varistor heterogeneity. The quality of the structure parameter Q has been proposed as a criterion for the "go- no go" testing for elimination of the defected elements in the preliminary stage of the varistor manufacturing process.
PL
Przedstawiono nową nieniszczącą metodę wykrywania defektów dwójników. W metodzie wykorzystuje się wzajemne oddziaływanie fononów ultradźwiękowych i elektronów wskutek istnienia defektu powodującego nieliniowości. Testowana próbka jest pobudzana przez sygnały harmoniczne: elektryczny i ultradźwiękowy o różnych częstotliwościach. Wskutek nieliniowości powodowanej przez defekt struktury próbki powstaje nowy sygnał harmoniczny o częstotliwości różnicowej sygnałów stymulujących. Opisano skrótowo system spektroskopii elektroultradźwiękowej. Zaproponowana metoda została zweryfikowana przy pomiarach warysto-rów wysokonapięciowych. Podano zależność amplitudy sygnału intermodulacyjnego w funkcji poziomu sygnałów pobudzających.
EN
The paper describes a new non-destructive testing method for conducting solids with defects or cracks. The method is based on nonlinear effects created by a harmonic motion of atoms subjected to ultrasonic vibrations. Physical principle follows from ultrasonic phonons interaction with electrons on defect caused nonlinearity. Tested sample is excited by harmonic electrical and ultrasonic signals with different frequencies. On the defect caused nonlinearity a new harmonic signal is created with frequency given by subtraction of excited frequencies. The system for electro-ultrasonic spectroscopy measurements has been briefly described. The method was verified for high-voltage varistors measurements. The dependence of an amplitude of intermodulation component versus levels of ultrasonic and electrical excitations has been determined experimentally.
PL
Praca zawiera skrótowy przegląd nieniszczących metod diagnostycznego badania obiektów, ukierunkowany na zastosowania analizy emisji akustycznej (AE) i elektromagnetycznej (EME) z uwypukleniem korzyści aplikacyjnych tych metod. Opisano eksperyment wskazujący na korelację między sygnałami AE i EME, co stwarza możliwość lokalizacji źródła sygnału emisji akustycznej w miejscu wystąpienia defektu. Rekonstrukcja zniekształconych i zaszumionych obrazów defektoskopowych wad wymaga stosowania wyspecjalizowanych metod przetwarzania sygnałów. Dotyczy to estymacji parametrów i charakterystyk niestacjonarnych sygnałów o charakterze impulsowym (m. in. czasów narastania, szerokości impulsów oraz ich energii). Przedstawiono narzędzia efektywnej analizy danych zarejestrowanych i zobrazowanych dzięki wykorzystaniu odpowiednich programów komputerowych. Ich zastosowanie w diagnostyce prowadzi do wyeliminowania elementów wadliwych zwiększając bezpieczeństwo i przedłużenie okresu eksploatacji badanych obiektów.
EN
A short review of non-destructive diagnostic testing methods has been concentrated on application of acoustic emission (AE) and electromagnetic emission (EME) analysis emphasizing advantages of their using. The experiment indicating on the correlation between AE and EME signals and enabling of AE signal source localization in a defect place was described. The simplified physical model of the phenomenon has been presented. A reconstruction of distorted and buried in noise images of defective faults requires an application of specialized method of signal processing. It concerns a parameter and characteristic of nonstationary pulse signals estimation (e.g. rise time, impulse width and energy). Tools of effective analysis of acquisited and represented data using appropriate software have been reported. Their application in diagnostics leads to elimination of faulty elements increasing safety and operation prolongation of tested objects.
PL
Wyniki pomiarów szumów małoczęstotliwościowych różnych obiektów stanowią cenne narzędzie diagnostyki jakości tych obiektów. W drugiej części pracy przedstawiono wybrane metody i wyniki badań szumów małoczęstotliwościowych przyrządów półprzewodnikowych, w tym nieliniowości HEMT z GaAs, elementów mocy oraz ogniw słonecznych, a także wykorzystanie w diagnostyce szumów elektrochemicznych oraz emisji akustycznej.
EN
Results of low frequency noise measurements of different kind objects present a valuable diagnostic tool for their quality evaluation. In the second part of the paper the selected methods and results of low frequency noise measurements of semiconductor devices (nonlinearities of GaAs High Electron Mobility Transistors - HEMTs power semiconductors, solar cells) have been presented. Application of the electrochemical noise and the acoustic emission in diagnostic was described too.
PL
Wyniki pomiarów szumów małoczęstotliwościowych różnych obiektów stanowią cenne narzędzie diagnostyki jakości tych obiektów. W pierwszej części pracy przedstawiono system umożliwiający przeprowadzenie takich pomiarów oraz problemy zastosowania tego rodzaju diagnostyki w wykrywaniu wad montażu przyrządów półprzewodnikowych.
EN
Results of low frequency noise measurements of different kind objects present a valuable diagnostic tool for their quality evaluation. In the first part of the paper the measurement system and problems of noise spectroscopy application in detection of packaging defects of semiconductor devices and in wafer level noise measurements in the probe system have been presented.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.