Современный газовый анализ требует комплексного подхода для обеспечения необходимых метрологических характеристик и достижения высокой достоверности обнаружения. В статье разработан новый алгоритм мультисенсорных систем на основе синтезированных отечественных материалов, обладающих полупроводниковыми свойствами, для анализа широкого спектра газов металлургических производств. Применение газочувствительных элементов, выполненных из полупроводникового материала с проводимостью n-типа, позволяет решить основную задачу современного газового анализа – обнаружение паров и газов широкого перечня с высокой стабильностью, необходимой селективностью и чувствительностью. Благодаря развитой структуре поверхности, сформированной из поликристаллов размерами 3-10 нм, полупроводниковые сенсоры позволяют обнаруживать различные вещества в воздухе в широком диапазоне концентраций: от следовых количеств 10–6-10–5 мг/м3 до высоких 500-800 мг/м3. Повышению селективности сенсоров способствует введение в состав газочувствительного слоя легирующих примесей катализаторов. Формирование мультисенсорных систем увеличивает степени свободы, расширяя диапазон идентификации анализируемых веществ. Помимо решения аналитической задачи по формированию газочувствительных элементов разработаны цифровые схемотехнические и аэродинамические решения, соответствующие требованиям газового анализа в широком диапазоне концентраций примесей и условий применения.

Modern gas analysis requires an integrated approach to ensure the necessary metrological characteristics and achieve high reliability of detection. A new algorithm for multisensor systems based on synthesized domestic materials possessing semiconductor properties has been developed for the analysis of a wide range of gases of metallurgical industries. The use of gas-sensitive elements made of semiconductor material with n-type conductivity allows solving the main task of modern gas analysis – detection of vapors and gases of a wide range with high stability, necessary selectivity and sensitivity. Due to the developed surface structure formed from polycrystals 3-10 nm in size, semiconductor sensors allow to detect various substances in air in a wide range of concentrations: from trace amounts of 10-6-10-5 mg/m3 to high 500-800 mg/m3. Increase of the selectivity of the sensors is facilitated by the introduction of catalysts into the gas-sensitive layer of doping impurities. The formation of multisensory systems increases degrees of freedom, expanding the range of identification of the analytes. In addition to solving the analytical task of forming gas sensitive elements, digital circuit and aerodynamic solutions have been developed that meet the requirements of gas analysis in a wide range of impurity concentrations and application conditions.