Выбор режимов работы сенсоров для определения концентрации отдельных компонентов в газовой смеси СО-СН4 (Раздел дипломной работы), страница 2

Эксперимент проводился на четырех сенсорах с Pd-Pt-каталитическими покрытиями. По общей методике выполняются пункты до 3.3 включительно. - По команде “пуск” с клавиатуры подаем напряжение 5,8 В.

Подаем, в течение 30 минут, на вход газовой камеры синтетический воздух.

- Далее в течение 15 минут подается газовая смесь с 20 ppm СО. После этого вычисляется чувствительность микросенсора.

-  Подаем, в течение 15 минут, на вход газовой камеры синтетический воздух.

- Далее в течение 15 минут подается газовая смесь с 50 ppm СО. После этого вычисляется чувствительность микросенсора.

- Подаем, в течение 15 минут, на вход газовой камеры синтетический воздух.

- Далее в течение 15 минут подается газовая смесь с 100 ppm СО. После этого вычисляется чувствительность микросенсора.

- Подаем, в течение 15 минут, на вход газовой камеры синтетический воздух.

- Далее в течение 15 минут подается газовая смесь с 150 ppm СО. После этого вычисляется чувствительность микросенсора.

- Подаем, в течение 15 минут, на вход газовой камеры синтетический воздух.

- Далее в течение 15 минут подается газовая смесь с 200 ppm СО. После этого вычисляется чувствительность микросенсора.

По результатам этого эксперимента строятся графики – зависимости сопротивления газочувствительного и сопротивления компенсационного элемента, а также  потенциала в средней точке дифференциальной пары Rг1-Rг2. Результаты эксперимента представлены на графиках 7.5-7.11 (Приложение 4).

Из графиков видно, что  зависимости сопротивления газочувствительного  элемента, а также  потенциала в средней точке дифференциальной пары Rг1-Rг2 от концентрации СО при 5,8 В имеют  логарифмический характер. При этом указанные зависимости для четырех исследуемых сенсоров строго параллельны, что свидетельствует о достаточной закономерности отклика газочувствительных элементов при их экспонировании СО, и как следствия, возможности калибровки сенсоров на СО в одной точке (при одной выбранной концентрации СО).

7.1.3. Определение зависимости отклика сенсора от концентрации СО при Uн=6,5 В.

Целью данного эксперимента являлось определение отклика сенсора на СО при рабочем напряжении нагревательного элемента Uн=6,5 В в процессе тестирования газовой смеси СО-СН4.

 Эксперимент проводился на четырех сенсорах с Pd-Pt-каталитическими покрытиями. По общей методике выполняются пункты до 3.3 включительно. - По команде “пуск” с клавиатуры подаем напряжение 6,5 В.

  - Подаем, в течение 30 минут, на вход газовой камеры синтетический воздух.

- Далее в течение 15 минут подается газовая смесь с 20 ppm СО. После этого вычисляется чувствительность микросенсора.

-  Подаем, в течение 15 минут, на вход газовой камеры синтетический воздух.

- Далее в течение 15 минут подается газовая смесь с 50 ppm СО. После этого вычисляется чувствительность микросенсора.

- Подаем, в течение 15 минут, на вход газовой камеры синтетический воздух.

- Далее в течение 15 минут подается газовая смесь с 100 ppm СО. После этого вычисляется чувствительность микросенсора.

Далее эксперимент проводится по той же схеме при концентрации СО 150 и 200 ppm.

По результатам этого эксперимента строятся графики – зависимости сопротивления газочувствительного и сопротивления компенсационного элемента, а также  потенциала в средней точке дифференциальной пары Rг1-Rг2 сенсоров от концентрации СО при Uн=6,5 В. Результаты эксперимента представлены на графиках 7.12-7.18 (Приложение 4).

7.1.4. Определение зависимости отклика сенсора от концентрации СН4 при Uн=6,5 В.

Целью данного эксперимента являлось определение отклика сенсора на СН4 при рабочем напряжении нагревательного элемента Uн=6,5 В в процессе тестирования газовой смеси СО-СН4.

Эксперимент проводился на четырех сенсорах с Pd-Pt-каталитическими покрытиями. По общей методике выполняются пункты до 3.3 включительно. При вводе с клавиатуры исходных данных для приготовления газовой смеси указываем  начальную концентрацию СН4 – 0,25%.

- По команде “пуск” с клавиатуры подаем напряжение 6.5 В. Подаем, в течение 30 минут, на вход газовой камеры синтетический воздух.

- Далее в течение 15 минут подается газовая смесь с 0,25% СН4. После этого вычисляется чувствительность микросенсора.

-  Подаем, в течение 15 минут, на вход газовой камеры синтетический воздух.

- Далее в течение 15 минут подается газовая смесь с 0,50% СН4. После этого вычисляется чувствительность микросенсора.

Далее по общей схеме подаем в газовую камеру мета концентрацией 0,75% и 1%.

По результатам этого эксперимента строятся графики – зависимости сопротивления газочувствительного и сопротивления компенсационного элемента, а также  потенциала в средней точке сенсоров от концентрации СН4 при 6,5 В. Результаты эксперимента представлены на графиках 7.19-7.25 (Приложение 4). Из графиков видно, что и как в случае СО концентрационная зависимость сопротивления газочувствительного элемента и потенциала в средней точке дифференциальной пары сенсора на СО имеет логарифмический характер, следовательно, подчиняется общим закономерностям механизма взаимодействия полупроводниковых сенсоров на воздействие различных газов.

7.1.5. Проверка методики определения концентрации газовых компонент  на различных смесях СО-СН4 с использованием одного сенсора.

Эксперимент проводился на четырех сенсорах с Pd-Pt-каталитическими покрытиями. Для проверки методики подаем в газовую камеру ряд смесей с различными концентрациями СО и СН4 при напряжении питания 5,8 В:

 Смесь №1-0,25%СН4+50 ppm CO;

Смесь №2-0,5% СН4+50 ppm CO;

Смесь №3-0,5 %СН4+100 ppm CO;

Смесь №4-0,5% СН4+200 ppm CO;

Смесь №5-0,7% СН4+70 ppm CO;

Смесь №6-1% СН4+50 ppm CO;

Смесь №7-1% СН4+100 ppm CO;

Смесь №8-1% СН4+200 ppm CO.

При этом мы должны определить концентрации СО в газовых смесях. На рис.7.26-7.33 (Приложение 5) представлены эталонные значения RГ1 и Uо в синтетическом воздухе и указанных выше смесях СО-СН4 при 5,8 В. Сопоставляя полученные экспериментальные данные с рис.7.5-7.11, мы видим что концентрации СО, взятые из графиков на рис.7.5 –7.11 действительно   близки к их значениям в контролируемых смесях (табл.7.1-7.2). Полученный результат свидетельствует также о  том, что каких-то побочных явлений при тестировании смесей СО-СН4 по сравнению с тестированием только СО не возникает.