Wyniki 1-10 spośród 18 dla zapytania: authorDesc:"WOJCIECH MAZIARZ"

Pomiary czułości rezystancyjnych sensorów gazów

Czytaj za darmo! »

Do uzyskiwania sygnału w układach z użyciem sensorów gazów stosuje się różne konfiguracje pomiarowe, charakterystyczne dla danego typu sensora. W niniejszym artykule ograniczono się do sensorów półprzewodnikowych typu rezystancyjnego oraz do metod stosowanych w warunkach eksploatacyjnych. W takich warunkach nie stosuje się kosztownych zestawów uniwersalnych, typowych dla pomiarów laboratoryj[...]

Badania termiczne prekoncentratora gazów w technologii LTCC

Czytaj za darmo! »

Prekoncentratory gazów znajdują coraz większe zastosowanie nie tylko w nauce, ale także w przemyśle jako jedno z narzędzi umożliwiające pomiar niskich stężeń gazów. Proces zagęszczania gazu składa się z kilku faz, a kluczowym etapem jest proces desorpcji. Na jakość desorpcji wpływa odpowiednia kontrola temperatury. W pracy przedstawiono prowadzone przez autorów badania nad kształtowaniem rozkładu temperatury oraz jej kontrolą w prekoncentratorach gazów wytworzonych w technologii LTCC. Abstract. Gas preconcentrators become commonly used not only in science but also in industry as a tool to measure low gas concentrations. Gas concentration process consists of several phases, and a crucial step is gas desorption. The quality of desorption depends on the temperature so it should be well controlled and the preconcentrator should enable fast temperature changes. The paper presents the simulations and measurements of selected thermal parameters of gas preconcentrators manufactured in LTCC technology. (Thermal investigations of LTCC gas preconcentrators). Słowa kluczowe: prekoncentracja, desorpcja termiczna, symulacje termiczne, technologia LTCC. Keywords: preconcentration, thermal desorption process, thermal simulation, LTCC technology. Wstęp Prekoncentracja gazów jest z powodzeniem wykorzystywana od kilkunastu lat przez rozmaite ośrodki naukowe i przemysłowe na świecie. Prekoncentratory pojawiły się wraz z pojawieniem się chromatografów gazowych, ale dopiero rozwój technologiczny i miniaturyzacja upowszechniły ich zastosowanie. Konwencjonalne prekoncentratory gazów są zbudowane najczęściej ze stalowych rurek wypełnionych materiałem adsorbującym gaz [1,2] lub szklanych rurek, które dodatkowo owinięte są drutem, spełniającym role grzejnika [3,4,5]. Wraz z rozwojem technologii mikromechanicznych (MEMS) zaczęły powstawały coraz mniejsze, ale jednocześnie równie wydajne prekoncentratory gazów, które mogą znaleźć zastosowanie w urządzeniach p[...]

Structural characterization and properties of M-WO3 (M = Au, Pt) thin films prepared by pulsed laser deposition


  A sensor for detecting and measuring gas concentrations should be characterized by appropriately high sensitivity, selectivity, a short response time and stability. These requirements led to a fast development of research on semiconductor-based gas sensors [1, 2]. The tungsten trioxide is the competition to others oxides compositions regarding low costs of production and high sensitivity in the presence of H2S, NOx, SO2. However, sensitivity of the sensor, its stability and working time highly depend on microstructure, thickness of film, grain size and grade of specific surface [3, 4]. M. Bendahan et al. [5] showed in their investigations, that using magnetron sputtering it is possible to obtain WO3 films sensitive to O3, however, the sensitivity depends on working temperature. WO3, Ag-WO3, Au-WO3 and Pt-WO3 films produced by means of magnetron sputtering method were investigated in the area of sensitivity and selectivity by M. Stankova et al. [6]. Authors showed that WO3 films coated with z 3÷4 nm layer of Au or Ag are sensitive to presence of H2S in CO2 at temperature T = 260°C, but not reacting when SO2 is present in CO2. F. Mitsuga et al. [7] produced WO3 films using laser ablation method and showed that the highest sensitivity to the presence of NOx presented films in the temperature 200°C. Investigations into the sensitivity of WO3, Au-WO3 and Pt-WO3 films produced with PLD method were done by H. Kawasaki et al. [8]. Authors observed sensitivity four times higher for Au-WO3 and Pt-WO3 films regarding pure WO3 at the temperature 300°C. In all the cases investigated WO3 films characterized high sensitivity to various gases at different temperature. These films properties allowed the temperature modulation and direct WO3 films to detection of specified gas to be applied. In our previous investigation [9][...]

Wpływ temperatury pracy sensora gazu na jego odpowiedź statyczną i dynamiczną

Czytaj za darmo! »

Rezystancyjne półprzewodnikowe sensory gazów pracują z reguły w podwyższonej temperaturze rzędu 350...400°C. Wykazują wtedy dobrą czułość i akceptowalny czas odpowiedzi. Dąży się równocześnie do poprawiania selektywności takich czujników oraz obniżania wydatkowanej mocy. Jednym z proponowanych rozwiązań jest stosowanie modulacji temperatury pracy sensora. Istotne są wtedy takie czynniki, jak[...]

Parametry i zastosowanie modułu słonecznego na bazie krzemowych ogniw multikrystalicznych


  Niekorzystne zmiany klimatyczne, wywołane głównie nadmiernym wykorzystaniem podstawowych kapitałów naturalnych, skłaniają nas do ograniczania wytwarzania gazów cieplarnianych poprzez zastępowanie klasycznych źródeł energii źródłami odnawialnymi (energia słoneczna, wiatrowa, wodna, biomasa, itp.). Jednym ze źródeł odnawialnych jest energia słoneczna, zamieniana na prąd elektryczny w ogniwach fotowoltaicznych (PV). Systemy fotowoltaiczne są coraz chętniej instalowane nie tylko w dużych aglomeracjach miejskich jako źródła pomocnicze, ale przede wszystkim w regionach odciętych od publicznej sieci energetycznej. Różnorodność zastosowań takich systemów jest ogromna: ogniwa słoneczne są jedynym źródłem energii w kosmosie; pojawiają się samochody o napędzie elektrycznym, zasilane ogniwami fotowoltaicznymi; statki napędzane energią słoneczną. Z ogniw mogą być zasilane urządzenia ochrony pastwisk i lasów, urządzenia osuszające bądź nawadniające, znaki informacyjne na autostradach itp., w medycynie - np. ambulatoria polowe w krajach trzeciego świata [1]. Autorzy pracy zastosowali wytworzony w Akademii Górniczo-Hutniczej moduł słoneczny do zasilania mobilnego robota inspekcyjnego, wykonanego w Katedrze Automatyki AGH. Najpopularniejszym obecnie materiałem bazowym ogniw słonecznych jest krzem multikrystaliczny. Sprawność wykonywanych z niego ogniw dochodzi do 16%, w zależności od zastosowanej warstwy antyrefleksyjnej. Jednym z najistotniejszych czynników, które mają wpływ na sprawność ogniwa jest wartość współczynnika odbicia światła od jego powierzchni. Poprzez nakładanie warstwy antyrefleksyjnej (ARC - AntiReflective Coating) na powierzchnię ogniwa uzyskuje się efekt zminimalizowania tego współczynnika. Obecnie stosuje się kilka rodzajów warstw ARC: TiO2, SiNx, SnxOx, ZnS, MgF2, Ta2O5, a w ostat[...]

Prekoncentrator gazu w technologii LTCC


  Powszechnie stosowane w przemyśle półprzewodnikowe czujniki gazów są tanie, małe i cechują się wysoką czułością na badane gazy. Niestety najczęściej umożliwiają one pomiary koncentracji gazów na poziomie od kilkudziesięciu ppm. Sukcesywnie rośnie grupa zastosowań czujników, w których pożądana jest detekcja ekstremalnie niskich stężeń gazów na poziomie ppb, jak np. diagnozowanie chorób na podstawie analizy wybranych biomarkerów zawartych w powietrzu wydychanym przez człowieka. Przykładowo, zwiększony poziom acetonu może wskazywać na cukrzycę pacjenta (stężenia ok. 20…50 ppb), a już niewielka ilość związków siarki (H2S, SO2) czy merkaptanu metylu, może powodować nieświeży oddech [1]. Obecność w oddechu związków VOCs może świadczyć o obecności Helicobacter pylori, której obecność zwiększa ryzyko chorób układu pokarmowego (wrzody przełyku, dwunastnicy, żołądka) [2]. Według dyrektywy Unii Europejskiej [3], dzienny limit ekspozycji na rakotwórczy benzen wynosi 1 ppm, a od roku 2010 zostaje on zmniejszony do 1,6 ppb, konieczne więc staje się np. monitorowanie śladowych ilości szkodliwych węglowodorów w napojach gazowanych CO2 itp. [4, 5] (inne limity: toluen 70 ppb, ksylen 200 ppb). Jednym ze sposobów pomiaru tak niskich stężeń gazów jest wykorzystanie metody wstępnego zwiększania koncentracji gazu (zagęszczania) w materiale adsorbującym gaz, a następnie szybkie uwolnienie zgromadzonego gazu i jego detekcja za pomocą tradycyjnych czujników półprzewodnikowych. Metoda ta pozwala na zwiększenie czułości na gaz zazwyczaj kilkaset razy oraz identyfikację składników, np. za pomocą chromatografu gazowego. Tradycyjnie stosowane prekoncentratory są zbudowane najczęściej z rurki stalowej napełnionej adsorbentem, na której nawinięte są zwoje grzejnika [1, 5-7]. Ze względu na stosunkowo dużą objętość takiego układu oraz znaczną moc potrzebną do ogrzania prekoncentratora podczas fazy desorpcji gazu, zastosowania takiego rozwiązania są [...]

Mikrosystemy z prekoncentracją w detekcji bardzo niskich stężeń gazów


  W wielu przypadkach istnieje konieczność detekcji gazów w zakresie bardzo małych koncentracji, rzędu ppb (part per billion). Wymagania takie związane są przykładowo z badaniami jakości powietrza [1,2], bezpieczeństwem (wykrywanie materiałów wybuchowych i skażeń) [3], czy monitoringiem zdrowia pacjenta [4-6]. Postęp w technologii sensorów półprzewodnikowych w wyniku wprowadzenia nanomateriałów wpłynął częściowo na poprawę ich czułości ale w stopniu niewystarczającym do bezpośrednich zastosowań w obszarze sub-ppm [7]. Komercyjnie dostępne detektory optyczne z zakresu bliskiej podczerwieni, tzw. detektory NDIR (Non Dispersive Infra Red) osiągają czułości porównywalne z detektorami półprzewodnikowymi [8,9]. Wymagane czułości w obszarze ppb można uzyskać posługując się rozbudowanymi układami detekcyjnymi typu chromatograf gazowy sprzężony ze spektrometrm masowym GC/MS. Takie zestawy pomiarowe są jednak bardzo kosztowne i ze względu na wymiary nieprzydatne w charakterze urządzeń przenośnych. Jednym z możliwych rozwiązań w tej sytuacji jest zastosowanie dodatkowego układu z zagęszczaniem badanego gazu, tzw. prekoncentratora. Zagadnienie prekoncentracji jest znane w detekcji gazów z techniki chromatograficznej, gdzie czasami do współpracy ze złożonym systemem chromatografu wprowadza się na wejściu układ mający na celu zagęszczenie badanej próbki. Aby zbudować przenośny mikrosystem należy zatem wytworzyć prekoncentrator również w postaci mikrostruktury, bedącej elementem składowym całego systemu. Czułości sensorów półprzewodnikowych Półprzewodnikowe sensory gazu w postaci tzw. chemorezystorów stanowią alternatywę w stosunku do złożonych analizatorów gazów ze względu na niskie koszty produkcji, dobre czułości dochodzące do pojedynczych ppm (part per million), łatwość implementacji w układach pomiarowych oraz kompatybilność 58 Elektronika 10/2010 z technologią mikroelektroniczną. Znane wady tych sensorów to słaba selektywność i sta[...]

Kształtowanie jednorodnego rozkładu temperatury w półprzewodnikowych rezystancyjnych sensorach gazów w technologii LTCC

Czytaj za darmo! »

Do poprawnego działania warstwy gazoczułej w półprzewodnikowych rezystancyjnych sensorach gazów konieczne jest zapewnienie odpowiedniej temperatury pracy - zazwyczaj w przedziale 250-450ºC. Warstwa ta może wykazywać maksymalną odpowiedź na wybrane gazy dla różnych temperatur, stąd też konieczne staje się zapewnienie odpowiedniej temperatury i możliwie jednorodnego jej rozkładu. W pracy omówiono procesy wymiany ciepła, jakie należy uwzględnić przy projektowaniu podłoży sensorowych, przedstawiono wyniki symulacji i eksperymentu oraz wnioski. Abstract. For effective gas-sensitive layer operation in semiconductor gas sensors the sensor working temperature of 250-450ºC is required. The layer usually exhibits a maximum response to selected gases at different temperatures, hence it is necessary to ensure the appropriate temperature and its uniform distribution in the gas-sensitive layer. The paper discusses the processes of heat exchange to be considered during designing the sensor substrates, the results of simulations, experiment results and conclusions. (Formation a uniform temperature distribution in semiconductors resistance gas sensors in LTCC technology). Słowa kluczowe: czujniki gazu, rozkład temperatury, symulacje termiczne, technologia LTCC. Keywords: gas sensors, temperature distribution, thermal simulation, LTCC technology. Wstęp Powszechnie stosowane w przemyśle rezystancyjne półprzewodnikowe czujniki gazów są tanie, małe i cechują się wysoką czułością na badane gazy. Wszystkie te cechy osiągane są w drodze kompromisu w związku z licznymi ograniczeniami technologicznymi. Prowadzone są badania m.in. nad optymalizacją elementów grzejnych w celu zapewnienia odpowiedniej topologii grzejnika i możliwie jednorodnego rozkładu temperatury w obszarze warstwy gazoczułej, przy jak najmniejszym poborze mocy. Optymalizuje się również doprowadzenia elektryczne grzejnika, które mają znaczny wpływ na pobór mocy w temperaturze pracy [...]

Microstructure evolution and its influence on martensitic transformation in Ni-Mn-Sn alloys

Czytaj za darmo! »

Magnetic shape memory alloys (MSMA) have received considerable attention owing to their outstanding magnetoelastic and magnetocaloric properties [1?€3]. Among various MSMA the Heusler Ni-Mn-Sn alloy system has been identified as a promising alternative to the most widely studied Ni-Mn-Ga alloy, whose applications are limited by high Ga cost, poor ductility and low martensitic transformation temperature (Ms) [4, 5]. Ni-Mn-Sn is an off-stoichiometric intermetallic compound featuring L21 Heusler structure in the high temperature austenite phase. It may undergo temperature, stress or magnetic field induced martensitic transition to a lower temperature modulated martensite phase [6]. The magnetic field provoked behaviour is in this case similar to the usual shape memory effect occurring due to the heat induced reverse transformation, and therefore it is termed metamagnetic transition as opposed to Ni-Mn- Ga, which transforms from austenite to martensite in the presence of a sufficiently high magnetic field. The coupling between magnetism and structure observed in these alloys entails that the magnetic field can induce not only an entropy change of magnetic contribution (?˘SM) but also a supplementary fraction related to the latent heat associated with the structural transformation (?˘SS ). Entropy changes up to 10.4 J/kgK at 10 kOe has been reported for Ni-Mn- Sn alloy system [7]. Increased entropy changes may be utilized for magnetic refrigeration, which is of fundamental importance from the environmental point o view. The Ms and TC of the martensite phase are found to be strongly dependant on composition whereas TC of austenite is less sensitive to it [8]. The phase transition temperature dependence on composition is mainly attributed to the change in valence electron concentration (determined as the number of 3d and 4s electrons of Ni and Mn and the number of 5s and 5p electrons of Sn and expressed in terms of electron to [...]

 Strona 1  Następna strona »