ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ГАЗОВ CO И NO2 МУЛЬТИСЕНСОРНОЙ МИКРОСИСТЕМОЙ В РЕЖИМЕ ИМПУЛЬСНОГО НАГРЕВА
https://doi.org/10.21122/2220-9506-2017-8-2-160-167
Аннотация
Наиболее перспективными для массового применения в газоаналитической аппаратуре являются полупроводниковые газовые сенсоры, отличающиеся высокой надежностью, простотой в эксплуатации и относительно низкой стоимостью. Потребляемая мощность одиночных сенсоров в режиме постоянного нагрева составляет от 250 до 600 Вт в среднем, а в режиме импульсного нагрева не превышает 20 Вт. Целью данной работы являлось исследование эффективности режима импульсного нагрева для мультисенсорной микросистемы, состоящей из двух сенсоров на подложке из наноструктурированного оксида алюминия, по сравнению с режимом постоянного нагрева.
В качестве чувствительных слоев микросистемы были выбраны SnO2+Pt+Pd и In2O3+Al2O3+Pt. Измерения сенсорного отклика в режиме импульсного нагрева проводились следующим образом:устанавливалась мощность на каждом сенсоре микросистемы 1,3 мВт, затем проводился кратковременный отжиг (tотж. = 5 с) при мощности 61 мВт, через 15 мин осуществлялась подача детектируемых газов СО или NO2 с концентрацией 200 ppm и 4 ppm, соответственно, и фиксировались значения сопротивлений. По полученным результатам определили сенсорный отклик, максимальное значение которого через 60 с для сенсора с чувствительным слоем SnO2+Pt+Pd при воздействии СО составило 670 %, а с чувствительным слоем In2O3+Al2O3+Pt – 380 %.
Установлены преимущества использования режима импульсного нагрева с точки зрения потребляемой мощности мультисенсорной микросистемы в милливаттном диапазоне энергопотребления и показана высокая работоспособность сенсоров на подложках из наноструктурированного оксида алюминия.
Об авторах
О. Г. Реутская
Минский НИИ радиоматериалов
Беларусь
Беларусь
Адрес для переписки: Реутская О.Г. - Минский НИИ радиоматериалов, ул. Кижеватова, 86, г. Минск 220024 e-mail: oreutskaya@gmail.com
Ю. М. Плескачевский
Институт механики металлополимерных систем им. В.А. Белого НАН Беларуси
Беларусь
Беларусь
Список литературы
1. Романова, И. Высокочувствительные датчики газа. Новинки от Figaro Engineering / И. Романова // Электроника. Наука. Технология. Бизнес. – 2011. –№ 1. – С. 64–70.
2. Morrison, S.R. Selectivity in semiconductor gas sensors / S.R. Morrison // Sensor & Actuator. – 1997, No. 12. –Р.425–440.
3. Yamazoe, N. Toward innovations of gas sensor technology / N. Yamazoe // Sensors and Actuators B. – 2005. – Vol. 108. – Р. 2–14.
4. Shimizu, Y. Basic Aspects and Challenges of Semiconductor Gas Sensors / Y. Shimizu, M. Egashira // Cambridge University Press, MRS Bulletin. – 2013. – Р. 18–24.
5. Румянцева, М.Н. Влияние микроструктуры полупроводниковых сенсорных материалов на хемосорбцию кислорода на их поверхности / М.Н. Румянцева, Е. А. Макеева, А.М. Гаськов // Журнал Российского химического общества им. Д.И. Менделеева. – 2008. – Т. LII, № 2. – С. 122–129.
6. Васильев, А. Газовые сенсоры для пожарных извещателей / А. Васильев, И. Олихов, А. Соколов // Электроника: НТБ. – 2005. – № 2. – C. 24–27.
7. Покаташкин, В.И. Применение тонкопленочных полупроводниковых газовых NiO-сенсоров в озонометрии / В.И. Покаташкин [и др.] // Вестник БГУ. Сер. 1. – 2008. – № 2. – С. 38–42.
8. Бубнов, Ю.З. Анализ тепловых режимов полупроводниковых сенсоров / Ю.З. Бубнов // Изв. вузов. Приборостроение. – 2010. – Т. 53, № 4. – С. 38–41.
9. Баркалин, В.В. Конечно-элементное моделирование термомеханических свойств нанопористых материалов / В.В. Баркалин, Е.А. Белогуров, И.А. Таратын, В.В. Хатько, Я.И. Шукевич // Нанои микросистемная техника. – 2012.– №1. – С. 18–24.
10. Реутская, О.Г. Мультисенсорная микросистема для измерения концентрации газов СО, H , C H , CO2 / О.Г. Реутская, И.А. Таратын, Ю.М. Плескачевский // Приборы и методы измерений. – 2016. – Т. 7,№ 3. – С.272–278.
11. Kotsikau, D. Metal oxide semiconductor sensors for detection of toxic and explosive gases / D. Kotsikau, Ivanovskaya // Kluwer Academic Publishers. – 2004. –Ch.7. – Р. 93–115.
Рецензия
Для цитирования:
Реутская О.Г., Плескачевский Ю.М. ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ГАЗОВ CO И NO2 МУЛЬТИСЕНСОРНОЙ МИКРОСИСТЕМОЙ В РЕЖИМЕ ИМПУЛЬСНОГО НАГРЕВА. Приборы и методы измерений. 2017;8(2):160-167. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2017-8-2-160-167
For citation:
Reutskaya O.G., Pleskachevsky Y.M. MEASUREMENT OF CO AND NO2 GAS CONCENTRATION'S BY MULTISENSOR MICROSYSTEM IN THE MODE OF PULSE HEATING. Devices and Methods of Measurements. 2017;8(2):160-167. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/2220-9506-2017-8-2-160-167
Просмотров:
951
Послать статью по эл. почте 