Алгоритмы обработки данных отклика чувствительных элементов сенсоров газа в химически агрессивных средах

В настоящее время большое внимание уделяется контролю за состоянием окружающей среды. Во многих случаях для контроля используются высокоэффективные твердотельные анализаторы газов на основе полупроводников. При этом необходимо не только использование качественных компонентов, но и быстрая, отвечающая требованиям по точности и качеству обработка данных. Такая обработка позволит диагностировать текущую работоспособность сенсоров, точнее и быстрее определять концентрацию искомого газа, контролировать характеристики. Предложена методика обработки данных отклика чувствительных элементов сенсоров газа в химически агрессивных средах, в том числе построение калибровочных зависимостей, повышающих точность определения концентраций газов

Работа выполнена при финансовой поддержке ЮФУ (грант № ВнГр-07/2017-21)

Литература

[1] Петров В.В., Назарова Т.Н., Копылова Н.Ф. и др. Исследование процесса получения и свойств наноразмерного материала состава SiO₂SnO_XCuO_Y для сенсора газа. Известия ЮФУ. Технические науки, 2011, т. 117, № 4, с. 123--128.

[2] Sauter D., Weimar U., Noetzel G., et al. Development of modular ozone sensor system for application in practical use. Sens. Actuators B, 2000, vol. 69, pp. 1--9.

[3] Обвинцева Л.А., Губанова Д.П. Быстрая идентификация хлора и диоксида хлора в воздухе полупроводниковыми сенсорами. Журнал аналитической химии, 2004, т. 59, № 8, с. 876--878.

[4] Sorocki J., Rydosz A. A prototype of a portable gas analyzer for exhaled acetone detection. Appl. Sc., 2019, vol. 9, no. 13, art. 2605. DOI: https://doi.org/10.3390/app9132605

[5] Isaienko O., Maksymovych N., Yatsimirsky V. Determination of the sensitive layer temperature of the adsorption-semiconductor gas sensor. Sens. Actuators B, 2005, vol. 108, no. 1-2, pp. 134--142. DOI: https://doi.org/10.1016/j.snb.2004.12.081

[6] Utembe S.R., Hansford G.M., Sanderson M.G., et al. An ozone monitoring instrument based on the tungsten trioxide (WO₃) semiconductor. Sens. Actuators B, 2006, vol. 114, pp. 507--512.

[7] Новиков С.П., Свирепова М.C. Анализ данных исследовательских испытаний легированных кремний-углеродных покрытий в химически агрессивных средах. Вестник молодежной науки России, 2019, № 2. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_42896762_88049294.pdf

[8] Новиков С.П., Свирепова М.C., Плуготаренко Н.К. Анализ данных отклика чувствительных элементов сенсоров газа в химически агрессивных средах. ММТТ-32. Сб. тр. междунар. науч. конф., 2019, т. 3, с. 90--93.

[9] Аль-Хадрами И.С., Королев А.Н., Семенистая Т.В. и др. Исследование газочувствительных свойств медьсодержащего полиакрилонитрила. Известия высших учебных заведений. Электроника, 2008, № 1, с. 20--25.

[10] Safonova O.V., Rumyantseva M.N., Ryabova L.I., et al. Effect of combined Pd and Cu doping on microstructure, electrical and gas sensor properties of nanocrystalline tin dioxide. Mater. Sc. Eng. B, 2001, vol. 85, no. 1, pp. 43--49. DOI: https://doi.org/10.1016/S0921-5107(01)00640-7

[11] Румянцева М.Н., Макеева Е.А., Гаськов А.М. Влияние микроструктуры полупроводниковых сенсорных материалов на хемосорбцию кислорода на их поверхности. Российский химический журнал, 2008, т. 52, № 2, c. 122--129.

[12] Dhanasekaran V., Mahalingam T., Chandramohan R., et al. Electrochemical deposition and characterization of cupric oxide thin films. Thin Solid Films, 2012, vol. 520, no. 21, pp. 6608--6613. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tsf.2012.07.021

[13] Casella I.G., Gatta M.J. Anodic electrodeposition of copper oxide/hydroxide films by alkaline solutions containing cuprous cyanide ions. Electroanal. Chem., 2000, vol. 494, no. 1, pp. 12--20. DOI: 10.1016/S0022-0728(00)00375-2

[14] Петров В.В., Королев А.Н. Наноразмерные оксидные материалы для сенсоров газов. Таганрог, Изд-во ТТИ ЮФУ, 2008.

[15] Казаков С.А., Каминский В.В., Соловьев С.М. и др. Полупроводниковые газовые датчики кислорода на основе поликристаллических пленок сульфида самария. Научное приборостроение, 2015, т. 25, № 3, c. 116--123.

[16] Назарова Т.Н., Сергиенко Д.В., Петров В.В. и др. Исследование физико-химических, электрофизических свойств и газочувствительных характеристик нанокомпозитных пленок состава SiO₂ZrO_x. Нано- и микросистемная техника, 2012, № 2, с. 38--41.

[17] Petrov V.V., Nazarova T.N., Korolev A.N., et al. Thin sol-gel SiO₂--SnO_x--AgO_y films for low temperature ammonia gas sensor. Sens. Actuators B, 2008, vol. 133, no. 1, pp. 291--295. DOI: https://doi.org/10.1016/j.snb.2008.02.026

[18] Петров В.В., Назарова Т.Н., Королев А.Н. и др. Формирование тонких газочувствительных оксидных пленок смешанного состава, легированных серебром. Физика и химия обработки материалов, 2005, № 3, с. 58--62.

[19] Николаев А.В., Эль-Салим С.З. Алгоритм обработки кинетических данных в процессе анализа газовых смесей. Надежность и качество сложных систем, 2017, № 4, с. 19--26. DOI: https://doi.org/10.21685/2307-4205-2017-4-3