Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Gas sensors based on metal oxide nanoparticles and their application for environmentally hazardous gases detection – a mini-review

Jońca Justyna, Sówka Izabela

Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej

|

2023

|

Nr 85

7—27

EN

Hazardous gases have adverse effects on living organisms and the environment. They can be classified into two categories, i.e. toxic gases (e.g. H2 S, SO2 , CO, NO2 , NO and NH3 ) and greenhouse gases (e.g. N2 O, CH4 and CO2 ). Moreover, their presence in confined areas may lead to fire accidents, cause serious health problems or even death. Therefore, monitoring of these substances with gas sensors allows assessing the quality of the atmosphere, helps avoiding accidents and saves lives. Metal oxide semiconductor gas sensors (MOS) are one of the most popular choices for these applications owing to their numerous advantages, i.e. high sensitivity, long lifetime and short response time. However, these devices have their limitations as well. They exhibit baseline drift, sensor poisoning and poor selectivity. Although much has been done in order to deal with those problems, the improvement of MOS sensors continues to attract researchers’ attention. The strict control of gas sensing materials preparation is one of the approaches that helps to improve MOS sensors performance. Nanomaterials have been found to be more suitable candidates for gas detection than materials designed at microscale. Moreover, it was found that the regular and ordered morphology of metal oxide nanostructures, their loading with noble metals, or the formation of heterojunctions can exert additional influence on the properties of these nanostructures and improve their gas sensing performance, which will be described in the following sections of this paper. Following a discussion of the operation principle of MOS sensors, a comprehensive review of the synthesis and application of metal oxide nanoparticles in the construction of the MOS sensors dedicated for environmentally hazardous gases is presented. The paper discusses also present issues and future research directions concerning application of nanotechnology for gas sensing.

PL

Niebezpieczne gazy mają niekorzystny wpływ na organizmy żywe i środowisko. Zaliczamy do nich gazy toksyczne (np. H2 S, SO2 , CO, NO2 , NO i NH3 ), gazy cieplarniane (np. N2 O, CH4 i CO2 ). Co więcej, ich obecność w zamkniętych pomieszczeniach może doprowadzić do pożarów, spowodować poważne problemy zdrowotne, a nawet doprowadzić do śmierci. Monitorowanie tych substancji za pomocą czujników gazowych może pomóc uniknąć wypadków i uratować życie. Półprzewodnikowe czujniki gazowe na bazie tlenków metalu (MOS) są jednymi z najpopularniejszych w tych zastosowaniach ze względu na swoje liczne zalety, takie jak wysoka czułość, długa żywotność i krótki czas odpowiedzi. Urządzenia te mają również swoje ograniczenia, tj. wykazują dryft odpowiedzi w czasie, mogą ulec dezaktywacji i charakteryzują się słabą selektywnością, dlatego nadal prowadzone są badania nad poprawą parametrów czujników MOS. Ścisła kontrola procesu przygotowania materiałów czułych jest jedną z metod pozwalających na poprawę wydajności czujników MOS. Stwierdzono, że nanomateriały są bardziej odpowiednie do wykrywania gazów niż ich odpowiedniki zaprojektowane w mikroskali. Stwierdzono również, że regularna i uporządkowana morfologia nanostruktur tlenków metali, pokrywanie ich nanocząstkami metali szlachetnych lub tworzenie heterozłączy może poprawiać skuteczność wykrywania gazów. W przedstawionej pracy dokonano przeglądu metod syntezy i zastosowania nanocząstek tlenków metali w konstrukcji czujników gazów niebezpiecznych dla środowiska. W artykule omówiono również aktualne problemy i przyszłe kierunki badań nad zastosowaniem nanotechnologii do detekcji gazów.

2

Carbon nanomaterials based chemiresistive gas sensors

Wróbel Paweł S., Kordyka Aleksandra, Bachmatiuk Alicja, Pusz Sławomir, Hercog Anna, Szabo Ondrej, Potocký Ŝtěpán

Engineering of Biomaterials

|

2021

|

Vol. 24, no. 163

75

3

Koncepcja rozproszonego systemu kontroli zanieczyszczeń powietrza bazującego na technologii Internetu Rzeczy

Bogacz R., Krupanek B.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

|

2018

|

Nr 59

13--16

PL

Zanieczyszczenie powietrza, to coraz poważniejszy problemem. Jednym z rozwiązań mogących wpłynąć na poprawę jakości powietrza jest ciągłe monitorowanie jego stanu. W celu wykrycia źródeł zanieczyszczeń należy kontrolować podstawowe parametry składu powietrza na rozległym terenie. Rozwiązaniem problemu może być użycie technologii Internetu Rzeczy. Rozproszona sieć czujników pomiarowych monitorujących stan powietrza w sposób ciągły komunikująca się z Internetem w sposób bezprzewodowy umożliwi przekazywanie na bieżąco informacji o rozprzestrzenianiu się zanieczyszczeń. W artykule przedstawiono koncepcję rozproszonego systemu do kontroli stanu powietrza.

EN

Air pollution is an increasingly serious problem. One of the ways to improve air quality is to constantly monitor its condition. In order to detect pollution sources, it is necessary to control the basic parameters of air composition on a large area. The solution to the problem may be the use of Internet of Things technology. A distributed network of sensors that communicates with the Internet in a wireless way will enable the transmission of information on the spread of pollution on an ongoing basis. The article presents the concept of a distributed system for air condition monitoring.

4

A calibration model for gas sensor array in varying environmental conditions

Kalinowski P., Murawka K., Koc K., Jasiński P., Jasiński G.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2015

|

Vol. 56, nr 3

43-45

EN

Gas-analyzing systems based on gas sensors, commonly referred to as electronic noses, are the systems which enable the recognition of volatile compounds in their working environment and provide the online results of analysis. The most commonly used type of sensors in such systems is semiconductor gas sensors. They are considered to be the most reliable in the long-term applications (more than 1 year), however, their signal tends to drift. Instability of semiconductor gas sensors is one of the most challenging issues to solve in order to get reliable e-nose systems. There are a few causes of drift phenomenon, like i.e. sensors poisoning or aging. On the other hand, drift-like effects are also connected with the influence of environmental parameters such as temperature, humidity or the parameters connected with measurement systems - such as gas flow rate in sensors measurement chamber. In the case of devices for air-quality monitoring, which are exposed to varying environmental conditions it is crucial to develop the robust sensor signals processing system, which is insensitive to the variation of environmental conditions. In this article we present the calibration model for an array of four semiconductor sensors which is able to eliminate the influence of temperature and gas flow rate effect from the sensor responses.

PL

Systemy rozpoznawania lotnych związków oparte na czujnikach gazu umożliwiają identyfikację składu mierzonej mieszaniny gazowej w środowisku pracy i zapewniają uzyskanie wyników w czasie rzeczywistym. Najczęściej wykorzystywanym w takich urządzeniach typem czujników są półprzewodnikowe rezystancyjne czujniki gazu. Pomimo faktu, że czujniki półprzewodnikowe są uważane za najbardziej stabilne i niezawodne, występuje w nich zjawisko dryftu. Istnieje kilka przyczyn tego zjawiska, jak np. starzenie się, bądź zatrucie czujnika. Dryft sygnału jest również związany z wpływem czynników takich jak temperatura, wilgotność bądź prędkość przepływu gazu w komorze pomiarowej. W przypadku urządzeń służących do monitoringu jakości powietrza, niezbędne jest uwzględnienie wpływu tych czynników i eliminacja dryftu z nimi związanego. W artykule przedstawiono propozycję modelu kalibracyjnego dla matrycy czterech półprzewodnikowych czujników gazu, który umożliwia eliminację dryftu związanego z wpływem czynników środowiskowych.

5

Optical investigations of ZnO layers affected by some selected gases in the aspect of their application in optical gas sensors

Struk P., Pustelny T., Gołaszewska K., Borysiewicz M. A., Piotrowska A.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2015

|

Vol. 63, nr 4

829--836

EN

The paper presents the results of investigations of zinc oxide (ZnO) layers as a potential sensing material, being affected by certain selected gaseous environments. The investigations concerned the optical transmission through thin ZnO layers in wide spectral ranges from ultraviolet to the near infrared. The effect of the gaseous environment on the optical properties of zinc oxide layers with a thickness of ~ 400 nm was analyzed applying various technologies of ZnO manufacturing. Three kinds of ZnO layers were exposed to the effect of the gaseous environment, viz.: layers with relatively slight roughness (RMS several nm), layers with a considerable surface roughness (RMS some score of nm) and layers characterized by porous ZnO structures. The investigations concerned spectral changes in the transmission properties of the ZnO layers due to the effect of such gases as: ammonia (NH3), hydrogen (H2), and nitrogen dioxide (NO2) in the atmosphere of synthetic air. The obtained results indicated the possibility of applying porous ZnO layered structures in optical gas sensors.

6

Application of quantum cascade lasers to trace gas detection

Bielecki Z., Stacewicz T., Wojtas J., Mikołajczyk J.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2015

|

Vol. 63, nr 2

515--525

EN

The potential of Quantum Cascade Laser technology has been recently harnessed in industry, medicine and military to create a range of original infrared gas sensors. These sensors have opened up many new applications due to compact size, excellent sensitivity, robust construction and low power requirements. They rely on infrared absorption spectroscopy to determine identity and quantity of gases. The measurement of these gases has relied on different technologies including multi-pass spectroscopy, photoacoustic spectroscopy, cavity ring down spectroscopy, and their various modifications. In this review paper some technologies are described in terms of its advantages/disadvantages in many application. The results of own works about methane, ammonia, nitric oxide, nitrous oxide, and carbonyl sulfide detection are presented as well.

7

Automated system for fluctuation enhanced gas sensing

Trawka M., Smulko J., Hasse L.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

|

2014

|

Nr 40

133--136

EN

Resistance gas sensors exhibit random phenomena (resistance noise) which can be utilized to improve gas sensitivity and selectivity. That new emerging technique has to be investigated to recognize optimal parameters for gas detection. It means that a measurement system has to have ability of numerous parameters adjustment (e.g., sampling frequency, heater voltage, polarization current, voltage noise amplification). That fact induced design of a new setup which limits a number of external power sources and reduces time of gas sensors characterization. The newly prepared system comprises two digitally controlled voltage and current sources, and a control unit to select polarization current of the investigated gas sensor. The system is controlled by the dedicated PC software used for data acquisition and communication. The system allows characterizing of prototype gas sensors having a very high resistance, up to tens of M?. Additionally, the measured sensors can be irradiated by the UV diode to induce photocatalytic effect influencing their gas sensing properties. All these operation have been automated. An every action is automatically logged and state of the system is visualized using windows PC environment. Output files are batch-processed by means of commercial software, such as MATLAB®. Additionally, some exemplary results of recent experimental data for selected gas sensors, such as their noise spectra at various sensors temperatures has been presented.

PL

W rezystancyjnych czujnikach gazu występują zjawiska losowe (np. szumy rezystancji), które mogą być wykorzystane do poprawy czułości i selektywności detekcji gazu. Aplikacja tej stosunkowo nowej techniki wymaga przeprowadzenia badań w celu ustalenia optymalnych parametrów detekcji gazów, co oznacza, że system pomiarowy powinien posiadać możliwość zmiany szeregu parametrów (np. częstotliwości próbkowania, napięcia grzałki, prądu polaryzacji, wzmocnienia napięcia szumów). Implikowało to konieczność zaprojektowania systemu z ograniczoną liczbą zewnętrznych źródeł zasilania i minimalizacji czasu charakteryzowania czujników gazu. Zbudowany system zawiera dwa cyfrowo sterowane źródła prądu i napięcia oraz układ sterujący wyborem prądu polaryzacji badanego czujnika gazu. System jest sterowany z komputera PC za pomocą opracowanego, dedykowanego oprogramowania i umożliwia charakteryzowanie prototypowych czujników gazu o rezystancji aż do dziesiątek M?. Czujnik może być ponadto poddany promieniowaniu przez diodę UV w celu wywołania efektu fotokatalizy, co wpływa na czułość detekcji gazu. Wszystkie wymienione czynności zostały zautomatyzowane w jak największym stopniu. Wszystkie wykonywane operacje są automatycznie rejestrowane, a aktualny stan systemu jest wizualizowany w postaci graficznej na monitorze PC. Pliki wyjściowe są przetwarzane wsadowo przy wykorzystaniu komercyjnego software’u takiego jak MATLAB®. Ponadto, przedstawiono przykładowe wyniki pomiarów uzyskane przy wykorzystaniu zaprojektowanego automatycznego stanowiska pomiarowego.

8

The gas response of hydroxyl modified SWCNTs and carboxyl modified SWCNTs to H2S and SO2

Zhang X., Yang B., Dai Z., Luo C.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 7b

311--314

EN

H2S and SO2 are important characteristic gases reflecting latent insulated defects in gas insulated switchgear (GIS).The detection of the H2S and SO2 is of great significance to diagnose and assess the operating status of GIS. In this paper, the single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) are modified by hydroxyl and carboxyl, respectively. The gas sensing response of the modified SWCNTs to H2S and SO2 are studied. The results show that the sensitivity of SWCNTs modified by carboxyl is higher than that of SWCNTs modified by hydroxyl to H2S, the same for SO2.

PL

Przedstawiono metodę detekcji H2S iSO2 jako możliwość oceny stanu izolacji przełączników gazowych GIS. Jako czujnik wykorzystano nanorurki węglowe SWCNTs modyfikowane przez wodorotlenki hydroxyl i carboxyl.

9

Pomiary zanieczyszczeń odorowych wieloczujnikowym urządzeniem z tlenkowymi czujnikami gazu

Sobczuk H., Guz Ł.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2011

|

Tom 13

1531-1542

PL

Pomiary zapachowej jakości powietrza za pomocą urządzeń elektronicznych opartych na czujnikach gazów realizowane są już wielu gałęziach przemysłu. Stosuje się je w medycynie [1], w przemyśle spożywczym [6]. Znajdują też coraz szersze zastosowanie do monitoringu jakości powietrza w środowisku [10]. I tak np. zastosowane są na składowiskach odpadów, spalarniach, kompostowniach itp. [3÷5, 14]. Analiza zapachowa jest zadaniem wymagającym wcześniejszej kalibracji urządzeń i porównania ich wskazań z odczuciem zapachowym grupy osób testujących. Często stosowane czujniki TGS służą do detekcji zanieczyszczeń powietrza. Jest to możliwe dzięki zjawisku zmiany przewodnictwa elektrycznego półprzewodnikowego elementu pomiarowego w zależności od stężenia zanieczyszczenia, na które czujnik jest uczulony [8]. W czujnikach gazu TGS elementem pomiarowym jest elektroda wykonana z półprzewodnikowego dwutlenku cyny SnO2, wykazującego duże zmiany przewodnictwa pod wpływem redukujących zanieczyszczeń atmosfery. W zależności od przeznaczenia czujnika sensor zawiera różne domieszki, najczęściej metale szlachetne, powodujące jego uczulenie na specyficzny związek lub grupę związków chemicznych.

EN

Measurement of odour quality of air with electronic devices is a task that requires calibration of the apparatus in advance. Calibration uses olfactory measurement results performed with the group of trained people. TGS sensors are often applied to detect the pollution of air with various pollutants. It is possible due to variation of electrical resistivity of the semiconducting sensor in response to the concentration of pollutants. Produced sensors are sensitized to specific pollutants but normally are not very specific. In a paper the measurement stand for measurement of odor pollutants concentration with multisensory device is presented and tested. Calibration measurements with the application of n-butanol is shown. Applied set of eight sensors allows to measure n-butanol samples with good accuracy. The setup allows measurements of both static, with a fixed concentration or dynamic by tracking changes in sensor response due to changes in odour pulse concentration change. Dynamic response of sensors makes it possible, in accordance with the literature, to measure with application of gas samples of a small volume. For the analysis of measurement results and comparison of different odours PCA method was used, which allows reduction of dimensionality of signal from multi-sensor devices.

10

Kształtowanie jednorodnego rozkładu temperatury w półprzewodnikowych rezystancyjnych sensorach gazów w technologii LTCC

Rydosz A., Maziarz W., Pisarkiewicz T.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2011

|

R. 87, nr 4

249-252

PL

Do poprawnego działania warstwy gazoczułej w półprzewodnikowych rezystancyjnych sensorach gazów konieczne jest zapewnienie odpowiedniej temperatury pracy - zazwyczaj w przedziale 250-450°C. Warstwa ta może wykazywać maksymalną odpowiedź na wybrane gazy dla różnych temperatur, stąd też konieczne staje się zapewnienie odpowiedniej temperatury i możliwie jednorodnego jej rozkładu. W pracy omówiono procesy wymiany ciepła, jakie należy uwzględnić przy projektowaniu podłoży sensorowych, przedstawiono wyniki symulacji i eksperymentu oraz wnioski.

EN

For effective gas-sensitive layer operation in semiconductor gas sensors the sensor working temperature of 250-450°C is required. The layer usually exhibits a maximum response to selected gases at different temperatures, hence it is necessary to ensure the appropriate temperature and its uniform distribution in the gas-sensitive layer. The paper discusses the processes of heat exchange to be considered during designing the sensor substrates, the results of simulations, experiment results and conclusions.

11

Wytwarzanie i właściwości fizyko-chemiczne cienkich półprzewodnikowych warstw tlenku indu do czujników gazów

Lugin V., Zarskij I., Zukovski P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2010

|

R. 86, nr 7

272-275

PL

Opracowano technologię wytwarzania czujników gazów na podstawie cienkich warstw półprzewodnikowych InO wytwarzanych magnetronowym rozpylaniem indu i jego utlenianiem termicznym. Metodami dyfrakcji elektronów SEM, AES, ESCA zbadano strukturę składu i morfologię powierzchni. Określono warunki wytwarzania warstw o wysokiej czułości i selektywności w stosunku do gazów NO2 oraz NH3.

EN

In this work the technology of produced of gas sensitive semiconductor structures based on Indium oxide thin films by magnetron sputtering of Indium with the subsequent thermal oxidation is developed. Structure, phase structure, morphology of a surface and a chemical composition of received films have been investigated by methods of electron diffraction, SEM, AES, ESCA. Conditions of formation In2O3 films with high sensitivity and selectivity to NO2, and NH3 are established.

12

TiO2-based nanopowders for gas sensor

Radecka M., Jasiński M., Klich-Kafel J., Rękas M., Łysoń B., Czapla A., Lubecka M., Sokołowski M., Zakrzewska K., Heel A., Graule T. J.

Materiały Ceramiczne

|

2010

|

T. 62, nr 4

545-549

EN

Flame spray synthesis (FSS) was used to grow TiO2-based nanopowders from which TiO2:Cr nanosensors were obtained. Structural properties of crystalline TiO2:Cr nanopowders at different Cr loadings (0.1–5.0 at.%) have been investigated. Material studies have been performed using standard methods: X-ray diffraction (XRD) transmission electron microscopy (TEM) and Brunauer-Emmett-Teller adsorption isotherms analysis (BET). High specific surface area (37-126 m2/g) and small crystallite size (9-27 nm) have been reached. Incorporation of Cr into TiO2 lattice affects the specific surface area of nanopowders, the crystallite size and the rutile to anatase ratio. Gas sensing characteristics of TiO2:Cr nanosensors upon interaction with H2 have been recorded in the self-assembled experimental system. The detection of hydrogen was carried out over the concentration range of 50-3000 ppm at the temperatures extending from 200 to 400oC. It is demonstrated that nanomaterials based on TiO2:Cr are attractive for ultimate sensors applications due to a decrease in the operating temperature down to 210-250oC, accompanied by an increase in the sensor response. Taking into account the possible operating costs, the best candidates for the commercial use are TiO2:1 at.% Cr and TiO2:5 at.% Cr nanosensors.

PL

Do otrzymania nanoproszków dla czujników gazu opartych na TiO2:Cr zastosowano syntezę płomieniową FSS (flame spray synthesis). Określono właściwości strukturalne nanoproszków TiO2:Cr o różnych stężeniach Cr (0.1–5.0 at.%). Badane materiały scharakteryzowano za pomocą standardowych metod, a mianowicie dyfrakcyjnej analizy rentgenowskiej (XRD), mikroskopii transmisyjnej (TEM) oraz analizy izoterm adsorpcji Brunauer-Emmett-Tellera (BET). Otrzymano materiały o wysokiej powierzchni właściwej (37-126 m2/g) i rozmiarach krystalitów w zakresie 9-27 nm. Wprowadzenie Cr do sieci TiO2 wpływa na powierzchnię właściwą nanoproszków, rozmiar krystalitu i stosunek rutylu do anatazu. Do pomiaru charakterystyk nanoczujników TiO2:Cr w wyniku oddziaływania z H2 zastosowano specjalnie skonstruowany układ pomiarowy. Wyznaczenie kinetyki zmian oporu elektrycznego spowodowanego zmianą ilości wodoru przeprowadzono w zakresie stężeń 50-3000 ppm H2 w temperaturach od 200 do 400oC. Pokazano, że obniżeniu temperatury pracy do 210-250oC towarzyszy wzrost sygnału pomiarowego, co powoduje, że materiały oparte na TiO2:Cr są atrakcyjne z punktu widzenia zastosowań w czujnikach gazu. Biorąc pod uwagę przewidywane koszty eksploatacyjne, najlepszymi kandydatami do komercyjnego wykorzystania są nanoczujniki TiO2:1 at.% Cr oraz TiO2:5 at.% Cr.

13

Prekocentrator gazu w technologii LTCC

Marziarz W., Rydosz A., Pisarkiewicz T.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2010

|

Vol. 51, nr 6

142-144

PL

Jednym ze sposobów pomiaru niskich stężeń gazów jest wykorzystanie metody wstępnego zwiększania koncentracji gazu w materiale adsorbującym gaz, a następnie szybkie uwolnienie zgromadzonego gazu i jego detekcja za pomocą tradycyjnych czujników półprzewodnikowych. W pracy przedstawiono prototypową konstrukcję prekoncentratora wytworzonego w technologii LTCC, symulacje i pomiary rozkładu temperatury i jej narastania oraz wstępne pomiary zatężania gazu.

EN

One of the ways used in measurements of Iow gas concentrations is a method based on pre-concentration of investigated gas to the levels that could be detected by semiconductor gas sensors. The gas is fed into a preconcentrator and adsorbs on grains of adsorber, then the thermal desorption process takes place and gas molecules are released from the adsorber. The authors present a prototype of gas preconcentrator built in LTCC technology, some of its thermal characteristics and initial preconcentration results.

14

Optoelektroniczne systemy detekcji materiałów wybuchowych

Bielecki Z., Nowakowski M., Mikołajczyk J., Wojtas J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2008

|

Vol. 49, nr 11

91-93

PL

W artykule omówiono optoelektroniczne metody detekcji materiałów wybuchowych. Podano koncentracje par emitowanych do atmosfery przez wybrane materiały wybuchowe w warunkach swobodnego parowania. Wykazano, że opracowany w IOE WAT czujnik CEAS może być zastosowany do wykrywania improwizowanych materiałów wybuchowych.

EN

The paper presents optoelectronics methods of explosive materials detection. In the frame of the work, the concentrations of the vapour emitted from some materials are analyzed. The analyses provide that CEAS sensor could be applied to improvised explosive materials detection. The sensor was constructed at the Institute of Optoelectronics MUT.

15

Fluctuation phenomena in semiconductor gas sensors

Hasse L., Smulko J., Spiralski L., Dobkowski J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2006

|

Vol. 47, nr 2

7-9

EN

The gas sensors can be produced from the semiconductor thin layer that starts to be gas sensitive when heated. The change of sensor DC resistance is utilized as a signal of the gas detection, that can not enable to distinguish between many different gas mixtures. The improved gas sensitivity and selectivity can be obtained when the semiconductor layer consists of semiconductor nanoparticles. The inhomogeneous and porous structure of this layer is a source of different fluctuation phenomena that can be exploited for enhanced gas selectivity. The observed noise phenomena should give a feasibility to discriminate possible non-gaussian components characteristic for different gases enabling their detection. The problems of different noise parameters and characteristics measurements that have to be solved when noise is treated as the main or additional source of information about the gas object have been considered in the paper.

PL

Czujniki gazu mogą być wytwarzane z cienkiej warstwy półprzewodnika, która po podgrzaniu do odpowiedniej temperatury staje się czuła na gaz. Jako wskaźnik detekcji gazu wykorzystuje się zmianę rezystancji stałoprądowej czujnika, co nie pozwala na rozróżnienie mieszanin gazów. Zwiększenie czułości i selektywności dyskryminacji można uzyskać, jeśli warstwa półprzewodnika składa się z nanocząstek półprzewodnika. Niejednorodna i porowata struktura takiej warstwy jest źródłem różnorodnych zjawisk o charakterze fluktuacyjnym, co można wykorzystać w celu zwiększenia selektywności dyskryminacji określonego gazu. Obserwowane zjawiska szumowe powinny umożliwić wykrycie ewentualnych składowych o charakterze niegaussowskim, charakterystycznych dla różnych gazów, co umożliwia ich detekcję. Traktując szumy jako główne bądź uzupełniające źródła informacji o obiektach gazowych, w opracowaniu rozważono problemy pomiaru różnych parametrów i charakterystyk obserwowanych szumów.

16

Zastosowanie czujników gazów w ochronie środowiska

Szczurek A., Szecówka P., Linczerski B.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2001

|

Vol. 42, nr 3

43-44

PL

Omówiono metody i urządzenia stosowane do monitoringu zanieczyszczeń w ochronie środowiska. Przedstawiono przykład wykorzystania techniki sensorowej do analizy mieszanin lotnych związków organicznych. W pracy badano matrycę złożoną z półprzewodnikowych czujników TGS serii 800. Szczególną uwagę poświęcono problemowi niskiej selektywności dostępnych czujników, stanowiącej z jednej strony wadę użytkową, a z drugiej możliwość rozszerzenia ich zastosowania. Do przetwarzania sygnałów z czujników wykorzystano sieć neuronową. Przy słabej selektywności czujników uzyskano możliwość ilościowej analizy badanej mieszaniny gazów.

EN

Several methods and devices used for monitoring of toxic vapours emission are discussed. The specific advantages of gas sensors systems are shown. The problem of the lacking selectivity, commonly perceived as a functional disadvantage is shown to reveal positive aspects in practice, providing application of the same sensor for several tasks. An example of the VOC mixtures analysing system based on the TGS 800 series semiconductor gas sensors and neural network is presented. Despite the poor sensors selectivity, the possibility of quantitative analysis of gas mixtures was gained.