RU96977U1 - Измеритель концентрации озона - Google Patents
Измеритель концентрации озона Download PDFInfo
- Publication number
- RU96977U1 RU96977U1 RU2010111458/22U RU2010111458U RU96977U1 RU 96977 U1 RU96977 U1 RU 96977U1 RU 2010111458/22 U RU2010111458/22 U RU 2010111458/22U RU 2010111458 U RU2010111458 U RU 2010111458U RU 96977 U1 RU96977 U1 RU 96977U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ozone
- quantum dots
- sensitive element
- semiconductor quantum
- meter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
Abstract
1. Измеритель концентрации озона, включающий чувствительный элемент, способный к хемилюминесценции при воздействии озона, измерительный фотоприемник и схемы коммутации и обработки сигналов, отличающийся тем, что чувствительный элемент выполнен в виде твердой подложки с полупроводниковыми квантовыми точками. ! 2. Измеритель по п.1, отличающийся тем, что чувствительный элемент выполнен в виде слоя пористого кремния на кремниевой подложке. ! 3. Измеритель по п.1, отличающийся тем, что в качестве полупроводниковых квантовых точек используются коллоидные полупроводниковые квантовые точки.
Description
Область применения предлагаемого измерителя концентрации озона - измерение концентрации озона в атмосферном воздухе и в воздухе рабочей зоны, например в химической промышленности и климатических установках..
Известен измеритель концентрации озона, состоящий из ультрафиолетовой лампы, кюветы с распределителем потока, измерительного и опорного фотоприемников, микропроцессорного блока управления и индикатора, кювет разной длины с распределителями потока и измерительными и опорными фотоприемниками, подключенными к входам усилителей, выходы которых соединены с аналогово-цифровым преобразователем, встроенным в микроконтроллер микропроцессорного блока управления (Патент на полезную модель №71165 МПК G01N 21/00).
Недостатком этого измерителя является сложное в изготовлении и эксплуатации устройство, имеющее большие габариты, массу и энергопотребление.
Известен также измеритель озона, состоящий из датчика и измерительного блока, причем датчик выполнен в виде диэлектрической подложки с полупроводящим слоем, а измерительный блок представлен омметром, электрически соединенный с полупроводящим слоем, подложка выполнена из кварцевого стекла, а полупроводящий слой сформирован из подложки путем имплантации ионов углерода в ее поверхность и последующего отжига (Патент на полезную модель №39405 МПК G01N 27/00).
Недостатком этого измерителя является низкое быстродействие и низкая селективность по отношению к озону.
Технический результат в предлагаемом измерителе концентрации озона заключается в: обеспечении высокого быстродействия, снижении массы и габаритов, высокой селективности по отношению к озону.
Обеспечивается технический результат тем, что чувствительный элемент выполнен в виде твердой подложки с полупроводниковыми квантовыми точками, а также тем, что чувствительный элемент может быть выполнен в виде слоя пористого кремния на кремниевой подложке и в качестве полупроводниковых квантовых точек используются коллоидные полупроводниковые квантовые точки.
Устройство измерителя концентрации озона показано на Фиг.1. Измеритель концентрации озона состоит из: чувствительного элемента 1, измерительного фотоприемника 2 и схем коммутации и обработки сигналов 3. Чувствительный элемент 1 располагают, например, в измерительной камере, обеспечивающей взаимодействие озона с рабочей поверхностью чувствительного элемента, например, в проточном режиме. Измерительный фотоприемник 2 регистрирует люминесцентные кванты и вырабатывает электрический сигнал, поступающий в схемы коммутации и обработки сигналов 3. На выходе схем коммутации и обработки сигналов 3 может устанавливаться индикаторное устройство, либо сигналы могут передаваться для дальнейшей обработки в иные устройства.
Принцип действия предлагаемого измерителя концентрации озона основан на явлении хемилюминесценции полупроводниковых квантовых точек (нанокристаллов) при адсорбции молекул озона из газовой фазы [1-3]. При взаимодействии молекулы озона с поверхностью полупроводникового нанокристалла происходит химическая реакция окисления поверхностных атомов, в ходе которой высвобождающаяся энергия может быть израсходована, с некоторой вероятностью, на возбуждение электронной системы нанокристалла (генерация электрон-дырочной пары), с последующей релаксацией возбужденного состояния в виде излучательной рекомбинации электрон-дырочной пары.
Проведенные в Петрозаводском государственном университете исследования доказывают наличие эффекта озон-индуцированной люминесценции в наноструктурированном пористом кремнии и коллоидных квантовых точках CdSe. Исследовано воздействие возбужденных состояний ряда элементов, присутствующих в атмосферном воздухе в молекулярной форме (азот, водород), в отношении их способности самостоятельно возбуждать или гасить люминесценцию. Получены данные о пренебрежимо малой величине такого воздействия.
Таким образом, предлагаемый измеритель концентрации озона, принцип действия которого основан на эффекте озон-индуцированной люминесценции полупроводниковых квантовых точек, обладает высокой селективностью по отношению к озону.
Предлагаемый измеритель концентрации озона характеризуется широким динамическим диапазоном регистрации, высоким быстродействием, небольшими массой и габаритами, малым энергопотреблением, высокой селективностью по отношению к озону.
Измеритель может быть выполнен в виде портативного устройства, применен в здравоохранении, для контроля концентрации озона в воздухе рабочей среды различных производств, мониторинга воздушной среды.
Библиографичекие ссылки:
1. S.N.Kuznetsov, V.B.Pikulev, A.N.Skorokhodov, Yu.E.Gardin, V.A.Gurtov. Observation of adsorption-induced luminescence in porous silicon. - Appl.Surf.Sci., v.140, pp.239-242 (1999).
2. C.H.Кузнецов, В.Б.Пикулев, А.А.Сарен, Ю.Е.Гардин, В.А.Гуртов. Возбуждение люминесценции пористого кремния при адсорбции молекул озона. - Физика и техника полупроводников, т.35, вып.5, с.604-608 (2001).
3. S.N.Kuznetsov, А.А.Saren, V.B.Pikulev, Yu.E.Gardin, V.A.Gurtov. Molecular interaction of ozone with silicon nanocrystallites: A new method to excite visible luminescence. - Appl.Surf.Sci., v.191 (1-4), pp.247-253 (2002).
Claims (3)
1. Измеритель концентрации озона, включающий чувствительный элемент, способный к хемилюминесценции при воздействии озона, измерительный фотоприемник и схемы коммутации и обработки сигналов, отличающийся тем, что чувствительный элемент выполнен в виде твердой подложки с полупроводниковыми квантовыми точками.
2. Измеритель по п.1, отличающийся тем, что чувствительный элемент выполнен в виде слоя пористого кремния на кремниевой подложке.
3. Измеритель по п.1, отличающийся тем, что в качестве полупроводниковых квантовых точек используются коллоидные полупроводниковые квантовые точки.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010111458/22U RU96977U1 (ru) | 2010-03-25 | 2010-03-25 | Измеритель концентрации озона |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010111458/22U RU96977U1 (ru) | 2010-03-25 | 2010-03-25 | Измеритель концентрации озона |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU96977U1 true RU96977U1 (ru) | 2010-08-20 |
Family
ID=46305912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010111458/22U RU96977U1 (ru) | 2010-03-25 | 2010-03-25 | Измеритель концентрации озона |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU96977U1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2522902C1 (ru) * | 2012-12-03 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" | Люминесцентный сенсор на пары аммиака |
| RU222309U1 (ru) * | 2023-06-08 | 2023-12-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод микроэлектронных технологий" (ООО "ЗМТ") | Измеритель концентрации озона |
-
2010
- 2010-03-25 RU RU2010111458/22U patent/RU96977U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2522902C1 (ru) * | 2012-12-03 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" | Люминесцентный сенсор на пары аммиака |
| RU222309U1 (ru) * | 2023-06-08 | 2023-12-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод микроэлектронных технологий" (ООО "ЗМТ") | Измеритель концентрации озона |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hsueh et al. | A transparent ZnO nanowire MEMS gas sensor prepared by an ITO micro-heater | |
| Lu et al. | UV-enhanced room temperature NO2 sensor using ZnO nanorods modified with SnO2 nanoparticles | |
| Reddeppa et al. | H2, H2S gas sensing properties of rGO/GaN nanorods at room temperature: Effect of UV illumination | |
| Peng et al. | Size-and photoelectric characteristics-dependent formaldehyde sensitivity of ZnO irradiated with UV light | |
| Li et al. | Colloidal quantum dot-based surface acoustic wave sensors for NO2-sensing behavior | |
| Mehrabian et al. | UV detecting properties of hydrothermal synthesized ZnO nanorods | |
| Guo et al. | High responsivity ZnO nanowires based UV detector fabricated by the dielectrophoresis method | |
| Xu et al. | Low-working-temperature, fast-response-speed NO2 sensor with nanoporous-SnO2/polyaniline double-layered film | |
| Chen et al. | A nanoelectronic nose: a hybrid nanowire/carbon nanotube sensor array with integrated micromachined hotplates for sensitive gas discrimination | |
| Wei et al. | Recent progress in the ZnO nanostructure-based sensors | |
| Yoshinobu et al. | High-sensitivity ozone sensing using 280 nm deep ultraviolet light-emitting diode for detection of natural hazard ozone | |
| CN104880490B (zh) | Pd‑SnO2氧化物半导体一氧化碳传感器 | |
| Shen et al. | Edge-tailored graphene oxide nanosheet-based field effect transistors for fast and reversible electronic detection of sulfur dioxide | |
| Kumar et al. | Tailoring the textured surface of porous nanostructured NiO thin films for the detection of pollutant gases | |
| Van Duy et al. | Effective hydrogen gas nanosensor based on bead-like nanowires of platinum-decorated tin oxide | |
| Verma et al. | Nitric oxide gas sensing at room temperature by functionalized single zinc oxide nanowire | |
| Su et al. | Detection of ppb-level NO 2 gas using a portable gas-sensing system with a Fe 2 O 3/MWCNTs/WO 3 sensor using a pulsed-UV-LED | |
| Yang et al. | A potentiometric sensor based on SmMn2O5 sensing electrode for methane detection | |
| RU96977U1 (ru) | Измеритель концентрации озона | |
| Peng et al. | Improvement of formaldehyde sensitivity of ZnO nanorods by modifying with Ru (dcbpy) 2 (NCS) 2 | |
| Xia et al. | Enhanced Free‐Radical Generation on MoS2/Pt by Light and Water Vapor Co‐Activation for Selective CO Detection with High Sensitivity | |
| Wang et al. | Photon stimulated ozone sensor based on indium oxide nanoparticles II: Ozone monitoring in humidity and water environments | |
| CN109540970B (zh) | 一种ZnO纳米柱/SnO2薄膜探测器以及制备方法 | |
| Bai et al. | UV-activated CuO nanospheres modified with rGO nanosheets for ppb-level detection of NO2 gas at room temperature | |
| Thomas et al. | Selective detection of ammonia by rGO decorated nanostructured ZnO for poultry and farm field applications |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20150326 |