Адсорбційні чутливі елементи нового покоління
Останнім часом з’явились АЧЕ, що працюють в режимі циклічної зміни температури, при якому робоча температура змінюється періодично між двома специфічними станами: високою температурою (В) – для очищення поверхні напівпровідникового газочутливого шару АЧЕ і низькою температурою (Н) – для детектування певного газу.
При використанні цього режиму роботи можна досягти високої чутливості АЧЕ до того чи іншого газу з хорошою селективністю і відтворюваністю сигналу завдяки тому, що поверхня чутливого елемента очищується при високій температурі в кожному циклі. Прикладами практичної реалізації цього режиму роботи є елемент SB-50 японської фірми FIS, у якого термоочистка здійснюється через кожні 15 с і триває протягом 5 с [4]. Принцип роботи такого АЧЕ показано на рис. 1.3.
Рис. 1.3. Принцип роботи АЧЕ-СО
Характерною особливістю АЧЕ нового покоління є використання їх разом з мікропроцесорами, які керують їх роботою, враховують вплив оточуючого середовища, перш за все температури, та формують вихідні сигнали, або спеціальні модулі з нормованими сигналами (pre-calіbrated module). Мікропроцесори виконують також такі спеціальні функції:
– забезпечення режиму роботи нагрівника,
– компенсація температурних впливів,
– функція сигналізації,
– функція пам’яті для калібрування,
– затримка сигналізації,
– формування керуючих вихідних сигналів тощо.
|
|
|
Особливої уваги заслуговують двокомпонентні АЧЕ, які дають змогу одночасно визначати наявність в повітрі двох газів – метану та оксиду вуглецю. В основу їх роботи покладено той факт, що, як видно з рис. 1.4 оптимальні робочі температури газочутливого шару, необхідні для визначення оксиду вуглецю і метану, суттєво відрізняються. При робочій температурі приблизно 400 °С сенсор реагує на метан і практично не реагує на оксид вуглецю, а при робочій температурі приблизно 100 °С – навпаки.
Рис. 1.4 Температурна залежність опору АЧЕ в повітрі та при наявності метану та чадного газу.
При роботі АЧЕ в режимі циклічної зміни робочої температури можливо визначати два гази: при низькій температурі (Н) – оксид вуглецю, а при високій (В) – метан, як показано на рис. 1.5.
Рис. 1.5 Принцип роботи двокомпонентного АЧЕ.
ОСОБЛИВОСТІ ДОСЛІДЖЕННЯ АЧЕ, ЩО ПРАЦЮЮТЬ В РЕЖИМІ ЦИКЛІЧНОЇ ЗМІНИ ТЕМПЕРАТУРИ
Опис пристрою реєстрації аналогових сигналів
Дослідження АЧЕ, що працюють у режимі періодичної зміни температури, потребує розробки спеціального технологічного обладнання [7].
Для дослідження, розробки, виробництва та атестації таких АЧЕ, а також приладів на їх основі, в СКБ ЗАТ розроблено пристрій реєстрації аналогових сигналів (ПРАС) [8]. Він дозволяє візуального спостерігати та реєструвати на ПК низькочастотні аналогові сигнали шляхом вимірювання амплітудних та часових параметрів досліджуваного сигналу, одночасного зображення від двох до шести досліджуваних сигналів на одній розгортці та зображення функціональних залежностей між кількома сигналами. ПРАС складається з:
|
|
|
– вимірювального блоку, розташованого в пластмасовому корпусі;
– дискети з програмним забезпеченням ;
– блоку живлення + 5 В (при необхідності);
– кабелю для підключення до COM порту (“миша”).
Зареєстрований з допомогою пристрою сигнал може бути збережений для подальшої обробки на комп’ютері та роздрукований.
Вимірювальний блок виготовлений на основі мікроконтролера Attіny15L. Технічні параметри пристрою реєстрації аналогових сигналів приведені в табл.. 2.1.
Таблиця 2.1. Технічні параметри пристрою реєстрації аналогових сигналів
| Технічні параметри | Значення |
| Номінальна напруга живлення | +5 В |
| Кількість каналів | від 1 до 4 |
| Режим роботи | переривчастий |
| Синхронізація | внутрішня |
| Частота вимірюваних сигналів | не більше 50 Гц |
| Діапазон вимірюваних сигналів | 0..+5 В |
| Точність вимірювання | 1% від напруги живлення |
| Діапазон часових інтервалів розгортки | 1 – 60 хв. |
| Вхідний активний опір аналогового входу | не менше 10 МОм |
| Вхідна ємність аналогового входу | не більше 100 пФ |
| Потужність споживання | не більше 200 мВт |
|
|
|
Дата добавления: 2019-09-02; просмотров: 77; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!