بهبود بازه پويا و تكرارپذيري پاسخ حسگر گاز اكسيد فلزي براي كاربرد در پايش ايمني محيط‌هاي صنعتي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

برق

كارشناسي ارشد

نشت گازهاي قابل اشتعال مورد استفاده در صنايع و انفجار آن‌ها مي‌تواند باعث خسارت‌هاي قابل توجه جاني و مالي شود. بنابراين، استفاده از آشكارسازهاي گاز براي نظارت بر ايمني محيط در صنايع الزامي است. حسگرهاي متداول مورد استفاده در اين كاربردها حسگرهاي گاز كاتاليتيك هستند. نوع ديگري از حسگرهاي گاز كه قيمت پايين‌تر و حساسيت بالاتري دارند، حسگرهاي اكسيد فلزي هستند. با وجود ويژگي‌هاي خوب آنها، بازه پويا كوچك اين حسگرها مانع از استفاده آنها براي نظارت بر ايمني محيطي شده است. در اين تحقيق، پاسخ يك حسگر اكسيد فلزي به متان و هيدروژن در محدوده 0-100 درصد حد انفجاري پايين (LEL) مورد بررسي قرار گرفته است. سپس با استفاده از روش مدولاسيون دما، تلاش شده است ويژگي‌هاي مرتبط با غلظت گاز از پاسخ گذراي حسگر استخراج شود. براي اين منظور، دو پالس 3.5 تا 5 ولت و 5 تا 7 ولت به عنوان مدولاسيون دما به گرم‌كن حسگر اكسيد فلزي اعمال شده است. در حالي كه پاسخ‌ماناي حسگر اكسيد فلزي در غلظت حدود 1.5 درصد از حالت خطي خارج مي‌شود و تقريباً در غلظت 3 درصد به اشباع مي‌رسد، نشان داده شده است كه تفاوت در دامنه ايجاد شده توسط دو پالس دما داراي رابطه تقريباً خطي با غلظت گاز در سراسر محدوده LEL است كه بازه پويا و حساسيت حسگر را افزايش مي‌دهد. همچنين تكرار دو روش مدولاسيون دمايي در بازه زماني شش ماهه با سه حسگر اكسيد فلزي متفاوت و تغيير ناچيز نتايج، نشان از عدم رانش و افزايش تكرارپذيري ويژگي‌هاي بدست آمده است. الگوي دمايي 3.5 تا 5 ولت مصرف انرژي كمتري دارد و بازه تغييرات ويژگي‌هاي استخراج شده، وسيع‌تر است. الگوي دمايي 5 تا 7 ولت رفتار خطي‌تري دارد، اما مصرف انرژي آن بيشتر است و احتمال آسيب به گرم‌كن حسگر وجود دارد.

230428

الكترونيك - مدارمجتمع

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان