Курсовая работа: Фізико-технологічні основи одержання чутливих елементів для датчиків газів
Вимоги
до створення
ідеального
газового
сенсору були
сформульовані
в свій час Дж.
Н. Земелем:
низька ціна,
малі розміри,
добре
співвідношення
сигнал/шум,
простота та
надійність
конструкції,
обратимість
реакції на
гази,
селективність,
нечутливість
до отруєння,
швидкодія,
сумісність з
електронними
схемами
управління,
температурна
та часова стабільність
[1].
Мета
даної роботи:
ознайомлення
з основами
детекції
газів;
вивчення
принципів
дії поверхневих
детектрорів
газів;
способів
підвищення
чутливості
датчиків;
ознайомлення
з деякими
сучасними
технологіями
побудови
елементів
детекторів
газів.
1.
Газова
детекція
1.1
Загальні
відомості
про методи
детекції газів
Умовно
способи
детекції
газів мабуть
можна
поділити на:
а) фізичні ; б)
хімічні ; в)
біологічні.
Хімічна детекція
заключається,
наприклад, в
зміні кольору,
агрегатного
стану
речовини-детектора
(наприклад
мутніння і
поява осаду в
вапняній
воді під впливом
вуглекислого
газу),
біологічна
(хеморецепція)
– в здатності
живих
організмів (в
тому числі і
людей) до
сприйняття
(нюх, смак)
змін
концентрації
певних речовин
( в нашому
випадку
газів) в
навколишньому
середовищі.
Хеморецепція-
по суті теж хімічна.
Фізичні
методи
(більшість з
них опирається
на хімічні
реакції)
однак знайшли
біль широке
застосування.
Напевно тому,
що порівняно
з іншими
методами
мають ряд переваг:
швидкість
детекції,
можливість
кількісної
оцінки
концентрації
газів, можливість
проводити
детекцію на
віддалі... Як правило,
газочутливим
елементом
таких структур
являються
напівпровідникові
оксиди
металів SnO2, ZnO, TiO2,
NiO, WO3, In2O3 та
інші.
Унікалність
цих
матеріалів
для детектування
молекул в
газовій фазі
викликано
рядом
фундаментальних
фізичних та
хімічних
властивостей.
Для
широкозонних
напівпровідників
електропровідність
надзвичайно
чутлива для
стану
поверхні
саме в тому
діапазоні
температур (25…900 0С),
при якій на
поверхні
оксидів
спостерігаються
окисно-відновні
реакції.
Хімічні властивості
поверхні
також
відіграють
важливу роль
в механізмі
газової
чутливості. Поверхня
оксидів
металів
характеризується
адсорбційними
властивостями
та здатністю
до реакції,
які
обумовлені
наявністю
вільних
електронів в
зоні
провідності,
поверхневих
та об’ємних
кисневих
вакансій, а
також
активного
хемосорбованого
кисню [1].
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 |
