35
ХИМИЧЕСКИЙ СЕНСОР И СИГНАЛИЗАТОР ДЛЯ КОНТРОЛЯ
ЗАГАЗОВАННОСТИ ЗАМКНУТЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
М.Э.Эшкобилова, И.Э.Абдурахманов, Х.Сиддикова, А.М.Насимов
Самаркандский госуниверситет
Нарастающее загрязнение атмосферы не только вблизи предприятий
нефтеперерабатывающей и химической промышленности, но и в жилых
районах, приводит к необходимости создания дешевых газовых сенсоров,
обладающих высокой чувствительностью к присутствию следовых количеств
различных
газов.
Определение концентрации метана
в воздухе
производственных помещениях нефтегазового комплекса с помощью
недорогого и простого в эксплуатации прибора - задача, которую необходимо
решить.
Данная работа посвящена разработке полупроводниковых сенсоров и
приборов для мониторинга содержания метана. В ходе опытов был создан
сенсор, где в качестве газочувствительного материала (ГЧМ) использован
полупроводниковая пленка на основе SiO
2
/ZnO+10%CoO. Разработанный
полупроводниковой сенсор метана (ППС-СН
4
) представляют собой спираль,
изготовленную из остеклованного платинового микропровода, покрытая
полупроводниковым газочувствительным слоям на основе оксидов цинка и
кобальта. На поверхность измерительного электрода золь-гель методом
наносится газочувствительный слой и катализатор. Принцип действия
разработанных сенсоров метана основан на изменении электрофизических
свойств чувствительного слоя полупроводникового образца при изменении
состава анализируемой газовой среды.
В ходе исследований установлено, что использование нанокомпозита
SiO
2
/ZnO+10%CoO в качестве газочувствительного материала дает ряд
преимуществ, таких как: относительная низкая рабочая температура, высокая
чувствительность, селективность и ресурса работы, малое время отклика,
дешевизна изготовления и простата эксплуатации. Изменение сопротивления
газочувствительного слоя сенсора метана при заданном режиме изменения
температуры
должно
быть
уникально
для
каждого
состава
газочувстивительного материала. В разработанных сенсорах метана
изменение температуры газочувствительного полупроводникового слоя
обеспечивается соответствующим изменением напряжения нагревателя.
Оптимальная
температура
нагрева
полупроводникового
материала
определяется максимальными значениями газочувствительности сенсора к
анализируемому газу.
Исследование газочувствительности сенсора на основе нанокомпозита
SiO
2
/ZnO+10%CoO от температуры проводили динамическим методом в
диапазоне температур 200 - 500
0
С с интервалом 50
0
С. Было установлено,
что оптимальная рабочая температура ППС-СН
4
обеспечивающая наиболее
высокий сигнал по метану соответствует 375
0
С, при котором наблюдается
наиболее высокая чувствительность ГЧМ к метану. Специальными опытами
установлено, что 375
0
С температура на поверхности ГЧМ обеспечивается
37
эксплуатационными характеристиками. С применением «ППС-СН
4
»
был
разработан автоматический 4-х канальный сигнализатор метана «СГГ-ВЗП»
для непрерывного автоматического контроля содержания метана (топливных
газов) в воздухе замкнутых экологических систем (промышленных и
коммунально-бытовых помещений).
Do'stlaringiz bilan baham: