IT201600088059A1 - Sistema sensoriale a base di ossidi metallici per la rivelazione qualitativa e quantitativa di sostanze, in particolare sostanze aeriformi, in un ambiente. - Google Patents

Description

“Sistema sensoriale a base di ossidi metallici per la rivelazione qualitativa e quantitativa di sostanze, in particolare sostanze aeriformi, in un ambiente”

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un complesso sensoriale per la rivelazione di sostanze, in particolare sostanze aeriformi, in un ambiente. Più specificamente, essa riguarda un sistema sensoriale secondo il preambolo della rivendicazione 1.

La rivelazione della presenza di particolari sostanze in miscele anche complesse e la stima della loro concentrazione è alla base del processo di analisi ed identificazione di sostanze ed odori in un ambiente attraverso sistemi di rilevamento olfattivi artificiali (cosiddetti "nasi elettronici"). Gli impieghi dei nasi elettronici vanno dal monitoraggio della qualità dell'aria in generale, e degli ambienti lavorativi in particolare, al monitoraggio di processi industriali, degli inquinanti ambientali nel settore dei trasporti, fino al controllo di qualità di cibi e bevande o all'analisi biomedicale dell'alito di un soggetto.

Tali sistemi includono una matrice di sensori parzialmente selettivi in cui ciascun sensore è sensibile ad una o più sostanze chimiche. Una sostanza o miscela di sostanze che viene a contatto con la matrice di sensori stimola in ciascuno di essi una variazione di uno o più parametri fisici o chimici rispetto ad una condizione di riferimento. Segnali elettrici indicativi della variazione di detti parametri rispetto alla relativa condizione di riferimento sono analizzati attraverso tecniche di “pattern recognition” in modo tale da riconoscere le sostanze presenti nell'atmosfera ed eventualmente quantificare la loro concentrazione.

Le grandezze che possono essere misurate sono molteplici, per esempio le variazioni di resistenza elettrica o di impedenza di un film di materiale chimicamente sensibile ad una o più sostanze ed intrinsecamente conduttivo, depositato su di un substrato isolante ed elettricamente accoppiato ad una coppia di terminali conduttori o elettrodi di pilotaggio.

In virtù della loro economicità ed elevata sensibilità all’atmosfera che li circonda gli ossidi metallici (ad esempio, ZnO, SnO, W2O, CuO) sono usati da decenni come sensori di gas, anche se richiedono elevate temperature, superiori alla temperatura ambiente, per funzionare. Negli anni, il progresso tecnologico ha consentito di passare dalla realizzazione di sensori planari a film spesso alla realizzazione di sensori planari a film sottile, fino all'adozione di sensori a nano-strutture di ossidi metallici. Attualmente, ossidi metallici nano-strutturati sono utilizzati nella maggior parte dei sensori di gas in commercio. La riduzione delle dimensioni e la decorazione dei sensori con nano-particelle metalliche o di ossidi metallici differenti ha migliorato l’intensità della risposta, ma non ha eliminato il maggior inconveniente di questo tipo di sensori, ossia la loro mancanza di selettività. Un sensore di questo tipo, infatti, è in grado di distinguere solo tra sostanze ossidanti e sostanze riducenti (ovvero che assorbono o rilasciano elettroni nel reagire con l’ossido).

Per questo motivo, gli attuali dispositivi sensori di gas sono sistemi sensoriali che integrano sulla superficie di un substrato comune una matrice di elementi sensori (solitamente almeno una decina, ma fino anche a qualche centinaio), ciascuno comprendente un diverso ossido metallico o un diverso materiale (nano-tubi di carbonio, polimeri, ...), ma preferibilmente ossidi metallici per la loro elevata stabilità nel tempo e resistenza alle variazioni di temperatura, che presentano comportamenti rispettivamente differenti nei confronti di predeterminate sostanze, al fine di essere almeno parzialmente selettivi.

Svantaggiosamente, i sistemi sensoriali tradizionali, appunto realizzati attraverso l'integrazione di una pluralità di elementi sensori basati su differenti ossidi metallici, sono complessi da realizzare a causa della successione di differenti fasi costruttive che si rendono necessarie per la deposizione dei differenti ossidi metallici sul substrato planare comune, e risultano pertanto costosi.

Per ovviare a questo inconveniente e poter utilizzare tali sistemi in apparecchiature e dispositivi destinati ad un vasto numero di consumatori, e non soltanto in costosi impianti industriali o nei laboratori di ricerca, sarebbe opportuno poter disporre di un sistema sensoriale semplice da costruire e poco costoso.

Scopo dell'invenzione è quello di fornire una tecnologia per la realizzazione di un sistema sensoriale per il rilevamento di sostanze in generale, e di sostanze aeriformi in particolare, che sia realizzabile a basso costo senza detrimento della sua efficienza, così da rendere conveniente l'utilizzo di un tale sistema anche in apparecchiature e dispositivi destinati ad un vasto numero di consumatori, superando gli inconvenienti della tecnica nota.

Secondo la presente invenzione tale scopo viene raggiunto grazie ad un sistema sensoriale avente le caratteristiche richiamate nella rivendicazione 1.

Modi particolari di realizzazione formano oggetto delle rivendicazioni dipendenti, il cui contenuto è da intendersi come parte integrale della presente descrizione.

In sintesi, la presente invenzione si fonda sul principio di utilizzare un unico materiale chimicamente sensibile ossia suscettibile di ossidazione o riduzione, preferibilmente un ossido metallico, per realizzare una pluralità di elementi sensori, nel complesso indicati come , i quali sono associati ad un dispositivo o circuito riscaldatore asimmetrico, preferibilmente un riscaldatore integrato nel substrato, ad esempio un substrato planare su cui sono ricavati - mediante note tecniche di deposizione - gli elementi sensori, in modo tale che ciascun elemento sensore operi ad una rispettiva predeterminata temperatura di funzionamento che ne influenza la risposta alla presenza di una predeterminata sostanza analita, preferibilmente una sostanza aeriforme di una collezione di predeterminate sostanze analite, preferibilmente aeriformi, di riferimento.

Caratteristica nota dei sistemi sensoriali a base di ossidi metallici è la necessità di operare ad elevate temperature, superiori alle temperatura ambiente e dell'ordine di alcune centinaia di gradi centigradi, alle quali la risposta degli elementi sensori è massima, per cui i sistemi sensori a base di ossidi metallici presentano un riscaldatore integrato. Vantaggiosamente, l’uso di un riscaldatore, ancorché asimmetrico secondo l'invenzione, non comporta complicazioni o costi aggiuntivi rispetto alle architetture dei sistemi sensoriali esistenti.

Il dispositivo o circuito riscaldatore asimmetrico determina un gradiente di temperatura lungo almeno una dimensione tra gli elementi sensori della matrice di sensori in un intervallo operativo tipico degli ossidi metallici, tipicamente compreso tra 200°C e 400°C. L’asimmetria del riscaldatore ed il gradiente di temperatura che ne consegue fanno in modo che elementi sensori identici della matrice di sensori lavorino a temperature diverse dando quindi risposte differenti in funzione della presenza (o di una determinata concentrazione) di un medesima sostanza analita. Il sistema sensoriale fornisce risposte differenti in funzione della temperatura operativa di ciascun sensore e le diverse risposte sono utilizzate come ingresso ad una postelaborazione per rivelare la presenza e/o la concentrazione di almeno una predeterminata sostanza analita di una collezione di una collezione di predeterminate sostanze analite di riferimento, ad esempio - secondo una forma di realizzazione preferita - mediante una analisi statistica multivariata (analisi delle componenti principali o PCA, analisi di clustering gerarchico o HCA, support vector machine o SVM, ...), o mediante reti neurali nel caso di mezzi di riconoscimento ad apprendimento automatico. Questo approccio consente di riconoscere la presenza di sostanze differenti liquide o gassose, purché non elettricamente conduttrici, quindi di compiere una analisi qualitativa, e di rilevare anche la loro concentrazione, quindi di compiere una analisi quantitativa.

Vantaggiosamente, l'utilizzo di un unico ossido metallico semplifica la fabbricazione del sistema sensoriale, poiché permette la realizzazione dell'insieme di elementi sensori in fasi di processo comuni a tutti gli elementi, pur mantenendo una affidabile selettività del sistema sensoriale così fabbricato.

Preferibilmente, gli elementi sensori sono realizzati come dispositivi resistivi basati su nano-strutture di un predeterminato ossido metallico, o di un numero limitato di predeterminati ossidi metallici, i quali comprendono ciascuno una coppia di elettrodi di pilotaggio realizzati mediante tecniche note di deposizione litografica su un substrato planare attraverso sputtering o evaporazione, ed un'area sensoriale ottenuta da crescita di nano-strutture di ossido metallico per deposizione chimica da fase vapore, oppure per drop-casting ove alcune gocce di soluzione contenente le nanostrutture vengono lasciate evaporare tra gli elettrodi.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione verranno più dettagliatamente esposti nella descrizione particolareggiata seguente di una sua forma di attuazione, data a titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

la figura 1 è una rappresentazione schematica di un sistema sensoriale oggetto dell'invenzione; le figure 2a e 2b sono rappresentazioni schematiche di varianti di realizzazione di un riscaldatore asimmetrico in un sistema sensoriale oggetto dell'invenzione;

la figura 3 è una raccolta di grafici bidimensionali esemplificativi che rappresentano la risposta di un sensore ad ossidi metallici alla presenza di predeterminate sostanze, in funzione della temperatura operativa del sensore; e

la figura 4 è un grafico tridimensionale che rappresenta la selettività di una forma preferita di realizzazione del sistema sensoriale oggetto dell'invenzione.

In figura 1 è mostrato nelle linee essenziali un sistema sensoriale oggetto dell'invenzione, indicato complessivamente con 10.

Esso comprende, su un substrato sostanzialmente planare 12, una matrice di sensori includente una pluralità di elementi sensori 14a, 14b, ciascuno dei quali è realizzato, in una forma di realizzazione preferita, come sensore conduttimetrico ed include un'area resistiva 16 a base di un materiale chimicamente sensibile suscettibile di ossidazione o riduzione, in una forma di realizzazione preferita a base di un ossido metallico, ad esempio ZnO, SnO2, In2O3, Cr2O3, Mn2O3, Co3O4, NiO, CuO, SrO, WO3, TiO2, V2O3, Fe2O3, GeO2, Nb2O5, MoO3, Ta2O5, La2O3, V2O5, CeO2, Nd2O3, ed una coppia di elettrodi di pilotaggio 18', 18'' alle estremità dell'area resistiva 16. In una variante di realizzazione l'area resistiva a base di un materiale chimicamente sensibile suscettibile di ossidazione o riduzione, quale un ossido metallico, è comune alla pluralità di elementi sensori e si estende per la pluralità di elementi sensori.

In figura sono rappresentati due elementi sensori, ma potrebbero essere in numero superiore (alcune unità, alcune decine o alcune centinaia) e disposti in varie modalità, ad esempio allineati lungo una direzione prevalente, con un passo regolare o irregolare, o disposti su un'area secondo una matrice regolare di righe e colonne o secondo una matrice a quinconce, o disposti secondo un'altra configurazione.

Un modulo di elaborazione è indicato complessivamente con 20 e presiede alla stimolazione elettrica degli elementi sensori (ad esempio, di ciascun elemento sensore indipendentemente dagli altri) per applicazione di una tensione costante prestabilita ai capi dei sensori, ad esempio una tensione di 5 V, o rispettivamente per iniezione di una corrente, ed alla misura della corrente circolante, o rispettivamente della tensione ai capi del sensore (preferibilmente, di ciascun elemento sensore indipendentemente dagli altri), quale grandezza elettrica degli elementi sensori che è indicativa del parametro elettrico (la resistività) suscettibile di essere modificato alla presenza di una sostanza da rilevare.

Sulla medesima superficie del substrato 12 recante gli elementi o da parte opposta ad essa sono associati al sistema sensoriale mezzi riscaldatori 30 atti a controllare la temperatura del substrato, e quindi degli elementi sensori disposti su di esso, in modo asimmetrico, ossia sottoponendo il substrato e gli elementi sensori su di esso ad un gradiente di temperatura.

Nelle figure 2a e 2b sono mostrate due varianti di realizzazione di mezzi riscaldatori asimmetrici 30, nella forma di due circuiti elettrici resistivi di riscaldamento, rispettivamente 30' e 30'', atti a cedere calore al substrato di deposizione degli elementi sensori per effetto joule, il calore prodotto essendo proporzionale alla resistenza locale del circuito di riscaldamento. Nelle figure, elementi o componenti identici sono stati indicati con gli stessi riferimenti.

A puro titolo di esempio, il substrato è un substrato di silicio rivestito di un sottile (300 nm) strato di ossido di silicio, il che consente l'integrazione con transistori a base di silicio, o un substrato di ossido di alluminio o altro materiale isolante, resistente a temperature di alcune centinaia di gradi centigradi.

In figura 2a il circuito di riscaldamento 30' include una traccia di materiale conduttore 32' di sezione preferibilmente costante ad andamento ondulato con ampiezza e/o passo variabile in direzione ortogonale alla direzione di estensione di ogni elemento sensore (ove si assume che ogni elemento sensore si trovi ad una medesima temperatura), ed ampiezza e/o passo omogenei ai lati estremi (rispettivamente, lato caldo e lato freddo) della schiera di sensori, la quale è percorsa da una corrente elettrica predeterminata alimentata da una coppia di elettrodi di estremità 34a' e 34b' e - in virtù dell'effetto Joule - è predisposta per determinare un gradiente di temperatura tra un'area recante la traccia di materiale conduttore con passo di ondulazione maggiore ed un'area recante la traccia di materiale conduttore con passo di ondulazione minore.

In figura 2b il circuito di riscaldamento 30'' include una traccia di materiale conduttore 32'' di sezione variabile in direzione ortogonale alla direzione di estensione di ogni elemento sensore (ove si assume che ogni elemento sensore si trovi ad una medesima temperatura), e costante ai lati estremi (rispettivamente, lato caldo e lato freddo) della schiera di sensori, la quale è percorsa da una corrente elettrica predeterminata alimentata da una coppia di elettrodi di estremità 34a'' e 34b'' e -in virtù dell'effetto Joule - è predisposta per determinare un gradiente di temperatura tra un'area recante la traccia di materiale conduttore a sezione più larga e un'area recante la traccia di materiale conduttore a sezione più stretta.

Nelle figure 2a e 2b il circuito di riscaldamento è disposto sulla stessa faccia del substrato dove giacciono i sensori. Alternativamente, il circuito di riscaldamento può essere ricavato per disposizione di un materiale conduttore su una membrana applicata alla faccia del substrato 12 opposta a quella recante gli elementi sensori. In entrambi i casi la disposizione del materiale conduttore può avvenire con tecniche tradizionali di deposizione in uso nella microelettronica, che includono spin-coating di uno strato di resist polimerico, litografia a ultravioletti o elettronica, deposizione del metallo per sputtering e lift-off del materiale in eccesso, o con tecniche di stampaggio del tipo screen-printing.

Sperimentalmente, è stato realizzato un sistema sensoriale a base di ossido di nickel su un substrato di silicio sormontato da uno strato di ossido di silicio dello spessore di 300 nanometri, in cui ogni elemento sensore è stato ottenuto per drop-casting di nano-fili di NiO tra elettrodi di pilotaggio in titanio/platino.

Specificamente, per la creazione del materiale nano-strutturato è stata utilizzata una procedura in due fasi, semplice ed economica: una prima deposizione idrotermica e poi un trattamento ad alta temperatura (500°C).

Nella prima fase 0,474 grammi di nickel cloruro esaidrato NiCl2∙6H2O sono stati dissolti in una miscela di 32 millilitri di glicole etilenico C2H6O2e 18 millilitri di acqua deionizzata, mescolando costantemente, a temperatura ambiente. In seguito, sono stati aggiunti 0,1206 grammi di ossalato di sodio Na2C2O4mescolando poi per 30 minuti. La soluzione ottenuta è stata messa in autoclave e mantenuta a 200°C per 24 ore. Il prodotto ottenuto è stato raccolto per centrifugazione e risciacquato diverse volte alternando etanolo e acqua deionizzata, lasciandolo poi asciugare in aria, ottenendo una polvere formata da nano-fili di ossalato di nichel diidrato NiC2O4∙2H2O, che è stata poi calcinata a 500°C per 2 ore in modo da ottenere nano-fili policristallini di ossido di nichel NiO.

Una quantità di 0,1 milligrammi di questi nano-fili è stata dispersa in etanolo per mezzo di ultrasuoni, e qualche goccia della soluzione così ottenuta è stata disposta sopra ad una coppia di contatti metallici di elettrodo (platino su titanio), precedentemente depositati per sputtering e litografia a raggi ultravioletti su un substrato di silicio provvisto di uno strato di ossido di silicio termico. I contatti di elettrodo sono preferibilmente realizzati come disposizioni interdigitate in modo da minimizzare le distanze tra di essi, che risultano dell'ordine di 20 micron, e fare in modo che la deposizione dei nano-fili avvenga semplicemente per libero spargimento dei medesimi in modo tale che si dispongano a ponte fra la coppia di contatti di elettrodo.

Infine, il sensore è stato nuovamente riscaldato a 500°C per migliorare il contatto elettrico tra i nano-fili e i contratti di elettrodo metallici.

Benché l'architettura del sensore non sia stata ottimizzata nella configurazione delle nanostrutture e degli elettrodi, una schiera di cinque elementi sensori esposti a cinque differenti temperature operative (200°C, 250°C, 300°C, 350°C 400°C) ha consentito di distinguere distintamente 7 gas oggetto di test (idrogeno, etanolo, LPG, ammoniaca, CO, CO2, H2S) e in parte di determinarne anche la relativa concentrazione con un errore relativo dell'ordine del 3% (variabile da gas a gas ed a seconda della concentrazione).

Un predeterminato insieme di dati di riferimento indicativi dell'intensità di risposta (ovvero del rapporto tra la resistenza elettrica del sensore in aria e la resistenza elettrica del sensore esposto alla sostanza aeriforme di riferimento) di un sensore ad ossidi metallici, specificamente un sensore ad ossido di nickel, in funzione della temperatura alla presenza alla massima concentrazione di alcune sostanze aeriformi di riferimento è riportato in figura 3.

In figura 4 è invece mostrato un grafico tridimensionale che rappresenta l'esito di rivelazione delle sostanze aeriformi di riferimento di figura 3 nello spazio delle componenti principali di una analisi PCA.

Si noti che la realizzazione proposta per la presente invenzione nella discussione che precede ha carattere puramente esemplificativo e non limitativo della presente invenzione. Un tecnico esperto del settore potrà facilmente attuare la presente invenzione in realizzazioni diverse che non si discostano però dai principi qui esposti, e sono dunque ricomprese nel presente brevetto.

Ciò vale in particolare per quanto riguarda la possibilità di realizzare gli elementi sensori come sensori multi-parametrici attivi includenti transistori ad effetto di campo (MOSFET) invece di sensori conduttimetrici. Siffatti sensori includerebbero un canale conduttivo tra un elettrodo di sorgente ed un elettrodo di collettore, in cui una regione di svuotamento nel canale conduttivo è controllata mediante un elettrodo di porta attraverso uno strato isolante realizzato a base di un ossido metallico.

Secondo questa architettura un elemento sensore sarebbe suscettibile di modificare una pluralità di propri parametri fisici rispetto ad una condizione di riferimento in presenza di almeno una predeterminata sostanza aeriforme, contemporaneamente amplificando i segnali elettrici di risposta indicativi dell'entità della modifica di detti parametri. Ad esempio, sarebbe possibile un utilizzo dinamico con rilevamento (delle modifiche) della resistenza di canale (intensità di risposta) con tensione tra elettrodo di sorgente ed elettrodo di collettore (Vdrain) e tensione tra elettrodo di sorgente ed elettrodo di porta (Vgate) fisse, analogo alla condizione di utilizzo di un sensore conduttometrico, ed un utilizzo in modalità “fine” sfruttando la contemporaneità di differenti misure per rilevare una curva di risposta completa ed acquisire (le modifiche dei) parametri aggiuntivi quali la tensione di soglia, la tensione di sottosoglia, il rapporto Ion/ Ioff, la mobilità dei portatori, per citare alcuni esempi.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto è stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo allontanarsi dall'ambito di protezione dell'invenzione definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema sensoriale (10) per la rivelazione di sostanze analite in un ambiente, comprendente: - una matrice di sensori (14a, 14b), ciascuno dei quali è suscettibile di modificare almeno un proprio parametro fisico rispetto ad una condizione di riferimento in presenza di almeno una predeterminata sostanza analita di una collezione di predeterminate sostanze analite di riferimento, e di emettere un rispettivo segnale elettrico di risposta indicativo dell'entità della modifica di detto parametro conseguente ad un prestabilito segnale elettrico di stimolo, l'insieme dei segnali di risposta della matrice di sensori (14a, 14b) essendo correlato alla presenza e/o alla concentrazione di detta almeno una predeterminata sostanza; e - mezzi elettronici di elaborazione (20), predisposti per ricevere in ingresso detti segnali di risposta e per rivelare la presenza e/o la concentrazione di detta almeno una predeterminata sostanza analita sulla base di detti segnali di risposta, caratterizzato dal fatto che - detta matrice di sensori (14a, 14b) è una matrice di elementi sensori (14a, 14b) ciascuno dei quali include una rispettiva deposizione di un ma teriale chimicamente sensibile, suscettibile di reagire al contatto con detta predeterminata sostanza analita con ossidazione o riduzione, detto materiale sensibile essendo diversamente sensibile a dette predeterminate sostanze analite di riferimento in funzione della temperatura dell'elemento sensore (14a, 14b), - detto sistema sensoriale (10) include mezzi riscaldatori (30; 30'; 30'') associati a detta matrice di sensori (14a, 14b), atti a produrre un riscaldamento controllato asimmetrico di detta matrice di sensori (14a, 14b); e - detti mezzi elettronici di elaborazione (20) sono predisposti per condurre una analisi di detti segnali di risposta sulla base di confronti con un predeterminato insieme di dati di riferimento indicativi dell'entità della modifica del parametro fisico di ciascuno degli elementi sensori (14a, 14b) in funzione della presenza e/o concentrazione di una sostanza analita di una collezione di predeterminate sostanze analite di riferimento.
2. 2. Sistema sensoriale secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto materiale chimicamente sensibile include almeno un ossido metallico (16) e detta sostanza analita è una sostanza aeriforme.
3. 3. Sistema sensoriale secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi elettronici di elaborazione (20) sono predisposti per condurre una analisi statistica multivariata di detti segnali di risposta.
4. 4. Sistema sensoriale (10) secondo la rivendicazione 2, in cui detta matrice di sensori (14a, 14b) è una matrice di sensori (14a, 14b) includenti una rispettiva deposizione di nano-strutture di detto predeterminato ossido metallico tra una coppia di elettrodi di pilotaggio interdigitati.
5. 5. Sistema sensoriale secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2 o 4, in cui detto predeterminato ossido metallico è selezionato dal gruppo comprendente ZnO, SnO2, In2O3, Cr2O3, Mn2O3, Co3O4, NiO, CuO, SrO, WO3, TiO2, V2O3, Fe2O3, GeO2, Nb2O5, MoO3, Ta2O5, La2O3, V2O5, CeO2, Nd2O3.
6. 6. Sistema sensoriale secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi riscaldatori (30; 30'; 30'') includono una traccia (32') di materiale conduttore ad andamento ondulato con ampiezza e/o passo variabile predisposta per determinare un gradiente di temperatura lungo detta matrice di sensori (14a, 14b).
7. 7. Sistema sensoriale secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 5, in cui detti mezzi riscaldatori (30; 30'; 30'') includono una traccia (32'') di materiale conduttore di sezione variabile predisposta per determinare un gradiente di temperatura lungo detta matrice di sensori (14a, 14b).
8. 8. Sistema sensoriale secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascuno di detti elementi sensori (14a, 14b) è un elemento sensore conduttimetrico in cui una deposizione di un predeterminato ossido metallico (16) è interposta tra una coppia di elettrodi di pilotaggio (18', 18'') e percorsa da una corrente elettrica per applicazione di una tensione costante prestabilita tra detta coppia di elettrodi (18', 18'').
9. 9. Sistema sensoriale secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 5, in cui ciascuno di detti elementi sensori (14a, 14b) è un elemento sensore multi-parametrico attivo includente un transistore ad effetto di campo avente un canale conduttivo tra un elettrodo di sorgente ed un elettrodo di collettore, in cui una regione di svuotamento nel canale conduttivo è controllata mediante un elettrodo di porta attraverso uno strato isolante realizzato mediante una deposizione di un predeterminato ossido metallico.