Основные характеристики и принцип действия газоаналитической аппаратуры для тестирования микросенсоров (Раздел дипломной работы)

6.Основные характеристики и принцип действия газоаналитической аппаратуры для тестирования микросенсоров.

6.1. Принцип работы газоаналитической аппаратуры.

Для тестирования полупроводниковых газовых сенсоров необходима газоаналитическая аппаратура, способная в полной мере исследовать параметры сенсора. Такой газоаналитический комплекс должен служить для проведения испытаний и аттестации газовых сенсоров, обеспечивая условия заданного регулирования газового состава смеси при постоянной скорости потока, а также выполняя замеры электрических сопротивлений газочувствительных элементов сенсоров.

Аттестация газовых сенсоров с помощью газоаналитической аппаратуры проводится с учетом зависимостей сопротивлений газочувствительных слоев от температуры, необходимое значение которой обеспечивается работой нагревательного элемента микросенсоров. Для этих условий тестирования необходимо, чтобы окружающая сенсор газовая смесь находилась в герметичном объеме. Для этого используется газовая камера, которая для поступления тестируемых газов подключена к газовой магистрали, а та, в свою  очередь, подключается к газовым баллонам через газогенератор.

На  ОАО “Авангард-Микросенсор” была спроектирована и изготовлена газоаналитическая аппаратура для тестирования сенсоров.

 Автоматизированный газоаналитический комплекс (АГК) включает  в себя следующие основные элементы:

1. Газовый баллон для синтетического воздуха (20.7% О₂+70.3% N₂);

2.Газовый баллон для CH₄;

3. Газовый баллон для СО;

4.Газовые магистрали;

5. Газовые шкафы;

6. Вытяжка;

7. Газовый генератор GGS-1;

8. Увлажнитель UG-1;

9. Испытательная газовая камера;

10. Газораспределительный щит;

              11. Система обеспечения безопасности . (газоанализатор GHD 2010);

12. Пневморедукторы;

13. Источники питания;

14. Мультиметры;

 15. Универсальные вольтметры;

 16. Коммутатор электрических цепей;

 17. Исследуемые сенсоры.

Режим работы газоаналитической аппаратуры (газового и электрического стенда) может меняться в зависимости от рода тестирования, проводимого над сенсорами. В газовую камеру через пневморедукторы и газовые магистрали от газовых баллонов, при открытии соответствующих редукторов подаются требуемые газы    (синтетический воздух, СО, СН₄). В газогенераторе образуется нужная газовая смесь для испытания сенсоров. Далее, смесь (синтетический воздух), проходит по газовым магистралям (газовым трубкам) к увлажнителю, где происходит насыщение смеси влагой для создания заданной влажности, потом поступает по трубопроводу на газовый коммутатор, а по другому трубопроводу на газовый коммутатор подходит окись углерода или метан. От газового коммутатора смеси поступают в газовую камеру с сенсорами.

Газоаналитический комплекс  используется при условиях:

§  Температура окружающего воздуха от 288 до 298 К (от 15 до 25° С ) ;

§  Температура газа, подаваемого на вход УГ, от 288 до 298 К (от 15 до 25° С);

§  Атмосферное давление от 80 до 120 кПа (от 600 до 900 мм. рт. ст. ) ;

§  Относительная влажность окружающей среды не более 80% при температуре 30 °С.

Содержание в воздухе агрессивных газов и паров, вызывающих коррозию, не более санитарных норм, установленных для закрытых помещений в соответствии с ГОСТ 12.1. 0076  "Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования".

6.2. Характеристики и принцип действия                   газовой камеры.

6.2.1. Назначение газовой камеры.

Герметичная газовая камера фирмы Swagelok / Германия / предназначена для создания замкнутого объёма газовой смеси, окружающей тестируемые микросенсоры. Газовая камера предназначается для эксплуатации в условиях:

§  Температура газа, подаваемого на вход от 288 до 298 К ( от 15 до 25° С);

§  Атмосферное давление от 80 до 120 кПа (от 600 до 900 мм. рт. ст.) ;

§  Относительная влажность окружающей среды не более 80% при температуре 30° С;

§  Содержание в воздухе агрессивных газов и паров, вызывающих коррозию, не более санитарных норм, установленных для закрытых помещений в соответствии с ГОСТ 12.1. 005-76 "Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования".

6.2.2.Устройство и принцип работы газовой камеры.

Газовая камера имеет форму параллепипеда и состоит из двух частей:

-   нижнее основание с гнездами для сенсоров;

-   съемная крышка.

Камера имеет герметичный электрический вход и выход через герметичный разъем к коммутатору и также газовый вход от газогенератора и выход (выхлоп), идущий через длинную сеть трубопроводов в вытяжную систему предприятия и далее в атмосферу.

Перед поступлением необходимой газовой смеси в камеру, камера вскрывается (открывается ключом крышка) и в специальные гнезда устанавливаются исследуемые сенсоры. Всего в камере 16 гнезд, таким образом можно установить максимально 16 сенсоров. В каждом гнезде газовой камеры имеется цеколевка, рассчитанная на электронные изделия (сенсоры) в 6-ти или 12-ти выводных корпусах. Все работающие гнезда разъемов камеры, в свою очередь, соединяются с входом и выходом электрического герметичного разъема на коммутатор.

После установки сенсоров в гнезда разъемов, крышку камеры закрывают и проверяют герметичность камеры, и если утечки газовой смеси соответствуют требованиям инструкции, то тогда приступают к работе по тестированию сенсоров при находящейся в камере необходимой газовой смеси.