témavezető: bíró ferenc
DESCRIPTION
Gázérzékelők, mikro méretű eszközök kutatás-fejlesztése. Témavezető: Bíró Ferenc. Készítette: B. Kiss Bálint Várpalota, Képesség és Tehetségfejlesztő M. I. Mentorom: Molnárné Dr. László Andrea 2013.06.27. A gázszenzor. Szenzor (érzékelő): elektronikus alkatrész, eszkösz. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Témavezető: Bíró Ferenc
Készítette: B. Kiss BálintVárpalota, Képesség és Tehetségfejlesztő M. I.Mentorom: Molnárné Dr. László Andrea2013.06.27
Gázérzékelők, mikro méretű eszközök kutatás-fejlesztése
A gázszenzor
Szenzor (érzékelő): elektronikus alkatrész, eszkösz.
A gázérzékelők a szenzorok közé tartoznak, kiemelt fontosságu érzékelők. A gázérzékelők kutatása, fejlestése a robbanás veszélyes gázokhoz kapcsolódnak. Az iparosodás korának fő energiahordozója a szén volt így a sújtólégrobbanások nagyon gyakorivá váltak (1600-1800). Az iparnak szüksége volt,egy megelőző eszközre.
A gázszenzorok rövid története
Fontossága a bányászati iparban:
Őse: Sir Humphry Davy Davy lámpája 1815 -1839 ->1980-ig
Pellisztor1960-> feltalálója Alan Baker - bányászati
felhasználás
MEMS
Micro-Electro-Mechanical System
Mikroelektromechanikai rendszer
MIKROPELLISZTOR kifejletését teszi lehetővé.Kisebb méret, kisebb fogyasztás, hordozható rendszer.
A pellisztorok működése
A környezet által okozott hőhatások kiküszöbölése erdekében, a pelisztort egy olyan áramkörbe helyezzük, amelynek kimenetén a katalitikus reakcióból származó ellenállás változásnak megfelelő feszültség esés keletkezik.
"A pellisztorok működése azon a fizikai elven alapul, hogy az éghető gázok égésekor felszabaduló hő mérése megfelelő körülmények között alkalmas a gáz koncentrációjának a mérésére. "
1.Egy katalitikus anyaggal bevont ízzószálat (platina meandert) felízzitunk
2.Az ízzószál az éghető gázokat lobbanáspontjuk alatt elégei (katalizis).
3. A gázok égésekor felszabaduló hő megnöveli az izzószál,hőmérsékletét-->ellenállását (fémek hőmérsékleti együtthatója nagy).
4.Ez a változás mutatja a gáz adott koncentráció feletti jelenlétét.
Áramköri elrendezés, a Wheatstone-híd
Négy hídba kötött elenállásból felépített áramkör.
A híd kiegyenlíthető: R1:R2 = R3:R4
D és B mérési pontok közt csak akkor jelenik meg feszültség ha az egyik ellenállás, így az ellenállás párok aránya, megváltozik.
A szenzorban két izzószál van:
1. katalizátorral bevont-->éghető gázt elégeti --> + HŐ --> + ELLENÁLLÁS
2. referencia--> nem égeti a gázt,
ellenállás változást csak a környezet hővezetése okoz.
Pellisztorok elkészítése
Szilicium lapra egy "multi réteget" viszünk fel, ebből alakítjuk ki a felfügesztett platina meander párokat .
Az egyik izzószálat katalitikus, a párját pedig a referencia anyaggal vonjuk be.
Az elkészült szenzort tokozzuk, a tokozáson belüli vezetékezést ultrahang frekvenciás huzalkötő géppel végezzük.
A chipek nagysága 1x1 mm, egy Si lapon több száz van, gyémántporos tárcsával és a megmukáláskor készített marásokkal daraboljuk.
Mérés
A mérést mikroszkóp alatt, tűsmérővel végeztem.
Tesztelés
• Fűtőtestek meghajtása áramgenerátorral.• Feszültségmérés sokcsatornás multiméterrel.• Gázérzékenységet Wheatstone hídba kapcsolt pellisztoron mértük
minden esetben.
Metán mérése
• Metán katalízis külöböző hőmérsékletű fűtőtesteken.• Detektálás nehéz, magas hőmérsékletet igényel (nagy teljesítmény felvétel).
LEL : Lower Explosive Limit, (Alsó Robbanási Határ).
Köszönetnyílvánítás
Köszönöm hogy résztvehettem az MFA Nyári iskolában:
Az MFA Nyári Iskola szervezőinekA Bíráló BizottságnakDr. Daróczi Csaba szervezőnekTémavezető mentoromnak: Bíró Ferencnek, Dr. Dücső Csabának, Jelivek ÉvánakA mikrotechnológia osztály dolgozóinakMentoromnak: Molnárné Dr. László Andreának
Köszömöm szépean a figyelmet!
eskolar.com