RU2008127993A

RU2008127993A - Способ контроля газовой среды и устройство для его осуществления

Info

Publication number: RU2008127993A
Application number: RU2008127993/28A
Authority: RU
Inventors: Мирослав Иванович Маковийчук (RU); Мирослав Иванович Маковийчук; Александр Александрович Чапкевич (RU); Александр Александрович Чапкевич; Александр Львович Чапкевич (RU); Александр Львович Чапкевич
Original assignee: Александр Львович Чапкевич (RU); Александр Львович Чапкевич
Priority date: 2008-07-11
Filing date: 2008-07-11
Publication date: 2010-01-20
Also published as: RU2383012C1

Abstract

1. Способ контроля газовой среды, заключающийся в том, что заполняют вакуумированную измерительную камеру, содержащую газовый сенсор, анализируемой газовой средой и осуществляют измерения электрических характеристик газочувствительного слоя газового сенсора, при этом изменяют температуру газочувствительного слоя газового сенсора, отличающийся тем, что при измерении электрических характеристик периодически изменяют давление анализируемого газа в измерительной камере, периодически нагревают и охлаждают газочувствительный слой газового сенсора, подвергают газочувствительный слой постоянному или пульсирующему облучению монохромным светом, при этом осуществляют изменение температуры газочувствительного слоя, давления анализируемого газа в измерительной камере и облучающего воздействия монохромным светом одновременно или по отдельности каждого параметра, а период температурного, облучающего воздействия и период изменения давления значительно меньше времени измерения электрических характеристик, анализ состава газовой среды осуществляют путем сравнения спектров фликкер-шумовых характеристик газочувствительного слоя газового сенсора при адсорбции на его поверхности молекул газа анализируемой газовой среды и спектров фликкер-шума газочувствительного слоя, полученных в отсутствие анализируемого газа и определения идентифицирующих признаков, в качестве которых используют значения величин производных функций, формирующих фликкер-шумовые спектры на участках между частотами излома фликер-шумовых характеристик, совокупность значений которых определяет состав анализируемой газовой среды

Claims

1. Способ контроля газовой среды, заключающийся в том, что заполняют вакуумированную измерительную камеру, содержащую газовый сенсор, анализируемой газовой средой и осуществляют измерения электрических характеристик газочувствительного слоя газового сенсора, при этом изменяют температуру газочувствительного слоя газового сенсора, отличающийся тем, что при измерении электрических характеристик периодически изменяют давление анализируемого газа в измерительной камере, периодически нагревают и охлаждают газочувствительный слой газового сенсора, подвергают газочувствительный слой постоянному или пульсирующему облучению монохромным светом, при этом осуществляют изменение температуры газочувствительного слоя, давления анализируемого газа в измерительной камере и облучающего воздействия монохромным светом одновременно или по отдельности каждого параметра, а период температурного, облучающего воздействия и период изменения давления значительно меньше времени измерения электрических характеристик, анализ состава газовой среды осуществляют путем сравнения спектров фликкер-шумовых характеристик газочувствительного слоя газового сенсора при адсорбции на его поверхности молекул газа анализируемой газовой среды и спектров фликкер-шума газочувствительного слоя, полученных в отсутствие анализируемого газа и определения идентифицирующих признаков, в качестве которых используют значения величин производных функций, формирующих фликкер-шумовые спектры на участках между частотами излома фликер-шумовых характеристик, совокупность значений которых определяет состав анализируемой газовой среды.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что заполняют измерительную камеру анализируемой газовой средой в количестве, при котором значение давления анализируемой газовой среды у поверхности газочувствительного слоя газового сенсора периодически изменяется в пределах диапазона 3×10-3Па<Р<1×103Па.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что периодически изменяют температуру газочувствительного слоя газового сенсора от минус 100 до +60°С.

4. Газовый сенсор, включающий высокоомную полупроводниковую подложку, на поверхности которой выполнен газочувствительный слой с контактами, отличающийся тем, что газочувствительный слой сформирован в виде модифицированной ионной имплантацией аргона структуры.

5. Газовый сенсор по п.4, отличающийся тем, что газочувствительный слой сформирован в виде структуры кремний-на-изоляторе, модифицированной ионной имплантацией аргона.

6. Газовый сенсор по п.4, отличающийся тем, что выполнен в виде матрицы сенсоров, газочувствительный слой каждого из которых сформирован в виде модифицированной ионной имплантацией аргона структуры.

7. Устройство для контроля газовой среды, включающее блок питания, систему напуска анализируемой газовой среды, микроконтроллер, управляющий температурным режимом, блок обработки данных с аналого-цифровым преобразователем, вакуумную измерительную камеру, содержащую, по меньшей мере, один газовый сенсор, отличающееся тем, что устройство снабжено излучателем и датчиком температуры, зарядочувствительным усилителем, соединенным с газовым сенсором, при этом газовый сенсор, излучатель и датчик температуры установлены на рабочей поверхности элемента Пельтье, а газовый сенсор включает газочувствительный слой с контактами, сформированный в виде модифицированной ионной имплантацией аргона структуры на поверхности высокоомной полупроводниковой подложки.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что газочувствительный слой газового сенсора сформирован в виде структуры кремний-на-изоляторе, модифицированной ионной имплантацией аргона.

9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что газовый сенсор выполнен в виде матрицы сенсоров, газочувствительный слой каждого из которых сформирован в виде модифицированной ионной имплантацией аргона структуры.

10. Устройство по п.7, отличающееся тем, что зарядочувствительный усилитель выполнен в виде устройства для преобразования входного сигнала в виде заряда в выходное напряжение в полосе частот от 0,05 Гц до 200 кГц.

11. Устройство по п.7, отличающееся тем, что блок обработки данных снабжен программным обеспечением, разработанным с возможностью определения идентифицирующих признаков анализируемой газовой среды на основе сравнения спектров фликкер-шумовых характеристик газочувствительного слоя газового сенсора при адсорбции на его поверхности молекул газа анализируемой газовой среды и спектров фликкер-шума газочувствительного слоя, полученных в отсутствие анализируемого газа и определения величин производных функций, формирующих фликкер-шумовые спектры на участках между частотами излома фликер-шумовых характеристик.