Современные методы аналитического контроля промышленных газов
- 1 — д-р техн. наук заведующий кафедрой Санкт-Петербургский горный университет
- 2 — д-р физ.-мат. наук генеральный директор ООО «ОМЕГА»
Аннотация
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.
Отсутствует
Литература
- Мясников И.А. Полупроводниковые сенсоры в физико-химических исследованиях / И.А.Мясников, В.Я.Сухарев, Л.Ю.Куприянов. М.: Наука, 1991. 327 с.
- Налимова С.В. Анализ газочувствительных наноструктур с варьируемым типом и концентрацией адсорбционных центров: Автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук / Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет. СПб, 2013. 22 с.
- Brennan K.F. Physics of semiconductors with application to optoelectronic devices. UK: Cambridge University press, 1999. 762 р.
- Fasquelle D. Study of non-stoichiometric BaSrTiFeO3 oxide dedicated to semiconductor gas sensors/ D.Fasquelle, N.Verbrugghe, S.Deputier // Journal of Physics: Conference Series. 2016. Vol.776 (1). Open Access.
- Highly Stable Bonding of Thiol Monolayers to Hydrogen-Terminated Si via Supercritical Carbon Dioxide: Toward a Super Hydrophobic and Bioresistant Surface/ B. Bhartia, S.R. Puniredd, S. Jayaraman, C. Troadec, M.P. Srinivasan // ACS Applied Materials and Interfaces. 2016. Vol.8 (37). P.24933-24945.
- Konstantynovski K. Detection of explosives – Studies on thermal decomposition patterns of energetic materials by means of chemical and physical sensors / K.Konstantynovski, G.Njio, G.Holl // Sensors and Actuators. Chemical. 2017. Vol. 246. Р.278-285.
- Odor identification using SnCVbased sensor array / T.Maekawa, K.Suzuki, T.Takada, T.Kabayushi, M.Egashira // Sensors and Actuators. 2001. Vol. 80. P. 51-58.
- Streetman B.G. Solid state electronic devices / B.G.Streetman, S.Banerjee. New Jersey: Prentice Hall, 2000. 558 p.
- Sukkabot W. Structural and optical manipulation of colloidal Ge1-xSnxnanocrystals with experimentally synthesized sizes: Atomistic tight-binding theory // Superlattices and Microstructures. 2017. Vol. 102. P.342-350.