Измерения концентрации газов CO и NO₂ мультисенсорной микросистемой в режиме импульсного нагрева
Another Title
Measurement of CO and NO₂ gas concentration's by multisensor microsystem in the mode of pulse heating
Bibliographic entry
Реутская О. Г., Плескачевский Ю. М. Измерения концентрации газов CO и NO₂ мультисенсорной микросистемой в режиме импульсного нагрева = Measurement of CO and NO₂ gas concentration's by multisensor microsystem in the mode of pulse heating / О. Г. Реутская, Ю. М. Плескачевский // Приборы и методы измерений : научно-технический журнал. - 2017. – Т. 8, № 2. – С. 160-167.
Abstract
Наиболее перспективными для массового применения в газоаналитической аппаратуре являются полупроводниковые газовые сенсоры, отличающиеся высокой надежностью, простотой в эксплуатации и относительно низкой стоимостью. Потребляемая мощность одиночных сенсоров в режиме постоянного нагрева составляет от 250 до 600 Вт в среднем, а в режиме импульсного нагрева не превышает 20 Вт. Целью данной работы являлось исследование эффективности режима импульсного нагрева для мультисенсорной микросистемы, состоящей из двух сенсоров на подложке из наноструктурированного оксида алюминия, по сравнению с режимом постоянного нагрева. В качестве чувствительных слоев микросистемы были выбраны SnO₂+Pt+Pd и In₂O₃+Al₂O₃+Pt. Измерения сенсорного отклика в режиме импульсного нагрева проводились следующим образом: устанавливалась мощность на каждом сенсоре микросистемы 1,3 мВт, затем проводился кратковременный отжиг (tотж. = 5 с) при мощности 61 мВт, через 15 мин осуществлялась подача детектируемых газов СО или NO₂ с концентрацией 200 ppm и 4 ppm, соответственно, и фиксировались значения сопротивлений. По полученным результатам определили сенсорный отклик, максимальное значение которого через 60 с для сенсора с чувствительным слоем SnO₂+Pt+Pd при воздействии СО составило 670 %, а с чувствительным слоем In₂O₃+Al₂O₃+Pt – 380 %. Установлены преимущества использования режима импульсного нагрева с точки зрения потребляемой мощности мультисенсорной микросистемы в милливаттном диапазоне энергопотребления и показана высокая работоспособность сенсоров на подложках из наноструктурированного оксида алюминия.
Abstract in another language
The most promising for mass use in gas analysis equipment are semiconductor gas sensors due to their high reliability, easy operation and relatively low cost. Power consumption in the single-sensor mode, constant heating is from 250 to 600 W average and in pulsed mode heating – ≤ 20 W. The aim of this work was to study the effectiveness of the pulsed heating for multisensor microsystems consisting of two sensors on the substrate of the nanostructured aluminum oxide, compared with the mode of constant heating. For sensitive layers were chosen compositions: SnO₂+Pt+Pd at the first sensor of the microsystem and In₂O₃+Al₂O₃+Pt on the second. Measuring the sensor response in the pulse heating mode was carried out as
follows. Power on each sensor microsystem was installed 1.3 mW. Then the short-term heating (theat.. = 5 s) was performed at the power 61 mW. The detected gases CO and NO₂ with the concentration 200 ppm and 4 ppm, correspondingly, were submitted to the microsystem after 15 minutes. The resistance values for each of the sensor were fixed. According to the results determine the sensitivity (sensor response) the maximum value is after 60 s for the sensor with a sensing layer SnO₂+Pt+Pd when exposed to CO was 670 %, and for the sensor with In₂O₃+Al₂O₃+Pt – 380 %. Advantages of using pulsed heating from the point of view of a power consumption multisensor microsystem mW-range and high performance sensors on substrates of nanostructured alumina were established.
View/
Collections
- Т. 8, № 2[10]