Масові сенсори

Еквівалентний підхід може бути застосований з SAW резонаторами, які,

Вони можуть резонувати навіть на вищих, ніж кристали, частотах і тому відкривають більшу чутливість.

Зміна резонансної частоти може бути записана:

f = f0Sm m

f0 є базовою резонансною частотою

Sm фактор чутливості, який залежить від кристалу

(обрізка, форма, монтаж, інше.)m зміни в масі.

Масові сенсори

Маса аналітичної речовини мусить абсорбуватись

напряму в кристал (або пєзоелектричний

матеріал) або в покриття кристалу.

Прості і ефективні сенсори.

Селективність(вибірка) погана через кристали і

тенденцію, коли абсорбується більше ніж один вид

речовини, спричинюючи суперечність між видами.

Базовою вимогою є те, що процес є оборотний, а

це значить, що абсорбований вид мусить бути

відновний (при нагріванні) без гістерезису.

Масові сенсори – вимірювання вологості

Найбільш загальним аналітом є випари води

Масовий вологісний сенсор виготовлений

покриттям кристалу тонким шаром гідроскопічного

матеріалу

Є дуже багато гідроскопічних матеріалів, які можуть

бути використані з використанням полімерів,

кварцу, фторидів.

Вологість видаляється після вимірювання нагріванням.

Сенсор такого типу може бути досить чутливий,

але час його відклику досить малий.

Це може забрати багато часу (20-30сек) для

вимірювання і ще більше для регенерації (30-50

сек).

Масові сенсори - нотатки

Метод дуже популярний і використовується для знаходження великого різноманіття газів і

парів, деякі шукаються при кімнатній

температурі, деякі при підвищених

температурах.

Головна різниця між тим, як відрізнити однин

газ від іншого полягає є в покритті і в спробі зробити сенсор селективним.

Застосовується здебільшого для визначення

шкідливих газів і небезпечних речовин, таких, як меркурій.

Масові сенсори - нотатки

Sensing of sulfur dioxide (mostly due to burning of coal and fuels) is by amine coatings which react with sulfur dioxide. Sensitivities as low as 10 ppb are detectable.

When detecting ammonia (for application in environmental effects of waste water and sewage), the coating is ascorbic acid or pyridoxine hydrochloride (and some similar compounds) with sensitivities down to micrograms/kg.

Hydrocarbon sulfide is similarly detected by using acetate coatings (silver, copper, lead acetates as well as as others).

Mercury vapor is sensed by the use of gold as a coating since the two elements form an amalgalm that increases the mass of the gold coating.

Other applications are in sensing hydrocarbons, nitro-toluenes

(emitted by explosives) and gases emitted by pesticides, insecticides and other sources.

SAW масові сенсори

SAW масові сенсори є зроблені як резонатори

лінії затримки, які ми розглядали в розділі 7.

Лінія затримки сама є зараз покрита

спеціальним реактивом покритим для

знаходження газу.

Це показано на Малюнку 8.17.

Функціонування: повітровмісний газ, який

перевіряється (проходить через мембрану) і

вимірюється резонансна частота.

SAW масові сенсори

SAW масові сенсори

Можуть використовуватись для знаходження твердих частинок таких як пилок або забруднюючих речовин

заміною мембрани липкою речовиною.

Проблемою буде регенерація – чищення поверхні для

наступного виміру.

Вибір покриття визначає селективність сенсора. Таблиця 8.1 показує деякі чутливі субстанції і відповідні покриття.

Чутливість saw резонаторів може бути значно вища ніж

резонаторів на основі кристалів, ліміт чутливості приблизно 10-15г. Очікувана чутливість порядку 50Hz/Hz. (25 kHz зростає до 500 Mhz)

Покриття і аналіти для SAW сенсорів

Table 8.1. Some sensed substances and the coatings used for that purpose.

TEA=Trithanolamine, PC=Phthalocyamine.

Сенсори вологи

SAW сенсори вказуються, як загальні сенсори

Проте є інші методи виміру вологості

Всі включають деякий тип гігроскопічного

матеріалу щоб абсорбувати водяний пар.

Можуть бути багатьох варіантів - ємнісні, провідні і найбільш вживані – оптичні.