аналоговый электрохимический преобразователь - Портативные цифровые газовые датчики . электрохимические

Это продолжение увлекательной статьи про газовые датчики.

...

прочность пеллистора по сравнению с предыдущей конструкцией.

Вся аппаратура, относящаяся к газовым термисторным сенсорам, достаточно проста и портативна, поэтому обычно использу­ют прибор карманного размера. Для газовых сенсоров характерен относительно быстрый отклик: результат можно получить уже через 20 секунд [4].

Сенсор по теплопроводности

Действие этого типа сенсоров, в отличие от термисторных и каталитических, не связано с химическими реакциями, протекающими на поверхности сенсора. В основе их действия – измерение теплопроводности газов.

Одним из элементов данного типа сенсоров является металлическая нить, сделанная из вольфрама, сплава вольфрам/рутений или никель/железо. Нить нагревают до температуры около 250°С. Тепло ее рассеивается в окружающей среде, при этом на этот процесс влияет теплопроводность газа. Теплопроводность газов изменяется в очень широких пределах, и температура проволоки будет изменяться в соответствии с природой и кон­центрацией газа. Изменение температуры нити можно зафиксировать по изменению ее сопротивления, так же, как и для других калориметрических сенсоров [2, 4].

Уже многие годы такие сенсоры успешно используют в качестве детекторов газовой хроматографии и в качестве газовых сенсоров в промышленности.

Сенсоры по теплопроводности используются в случа­ях, когда ожидаемая концентрация газа относительно высока. Поскольку их действие не зависит от протекания химической реакции, их можно использовать в среде инертных газов, например, для мониторинга содержания горючих газов в сосудах, после того как они были заполнены азотом. Еще их можно использовать для определения самих инертных газов, таких, как азот, гелий, аргон и двуокись углерода. Таким образом, у сенсоров теплопроводности своя собственная область применения, отличающаяся от области применения каталитических газовых сенсоров, но вместе с тем дополняющая ее.

аналоговый электрохимический преобразователь

аналоговый электрохимический преобразователь концентрации токсичного газа Figaro TGS5141. Структурная схема аналогового чувствительного элемента представлена на рис. 2. Газочувствительный слой зажат между подложкой из нержавеющей стали с измерительным электродом и крышкой из нержавеющей стали, которая используется как рабочий электрод. В состав также входит защита от избыточной диффузии газа и защитные слои. Для уменьшения перекрестной чувствительности в корпусе электрохимического газового сенсора используется специализированный угольный фильтр, который поглощает и химически реагирует с молекулами определенных посторонних газов. Аналоговый чувствительный преобразователь позволяет определять концентрацию токсичного газа в широком диапазоне концентрации от 0 до 5000 ppm. Выходной ток преобразователя может составлять от 1.2 до 3.2 нА на 1 ppm определяемого токсичного газа

Рис. 2. – Структура аналогового чувствительного элемента

Существует практически линейная зависимость между выходным электрическим током датчика и концентрацией детектируемого токсичного газа. Теоретическая линейная зависимость выходного тока от концентрации газа вычисляется в зависимости от многих компонентов: площади поверхности диффузионной пленки, коэффициента диффузии газа, концентрации газа, толщины диффузионной пленки, единовременного количества электронов, которые участвуют в реакции, постоянной Фарадея.

Для правильного количественного определения концентрации токсичного газа требуется проводить калибровку преобразователя с использованием поверочной газовой смеси (ПГС). График зависимости выходного тока газового сенсора от концентрации различных газов представлен на рис.3. Как видно из графика, ненормированное значение выходного тока от первичного преобразователя очень сильно влияет на истинные показания концентрации. Красная кривая показывает средний выходной ток для электрохимических ячеек, кривые COMIN и COMAX показываются минимальные и максимальные границы выходного тока. На рис.4 представлен график температурной зависимости выходного тока сенсора в рабочем диапазоне при концентрации детектируемого газа в 400ppm.

Рис. 3. – Чувствительность сенсора к различным газам

Рис. 4. – Температурная зависимость выходного тока сенсора при концентрации 400 ppm моноксида углерода

Принцип действия аналогового преобразователя в основном идентичен принципу работы остальных электрохимических сенсоров. Когда токсичный газ проходит через газопроницаемую диффузионную мембрану и достигает рабочего электрода, протоны и электроны генерируются в ходе химической реакции окисления токсичного газа. Создавая короткое замыкание между рабочим и противоточным электродами с внешней проводкой, электроны и протоны на рабочем электроде перемещаются на противоэлектрод через внешнюю проводку и через протонный проводник. Затем протон вступает в реакцию с кислородом на противоэлектроде. На поверхности рабочего электрода происходит электрохимическая реакция окисления или восстановления. В ионном проводнике возникает движение электронов и на вспомогательном электроде возникает химическая реакция. На вспомогательном электроде протекает противоположная реакция, чем та, которая протекает на рабочем электроде. В результате

электрохимической реакции элемент создает разность потенциалов, являющуюся откликом датчика. Посредством измерения тока между двумя электродами определяется наличие газа. Реакция на рабочем электроде: CO + H2O → CO2 + 2H+ + 2e- (1) Реакция на противоэлектроде: 2H+ + 1/2 O2 + 2e- → H2O (2) Полная реакция: CO + 1/2 O2 → CO2 (3) Так как существует линейная зависимость между током и концентрацией детектируемого газа, датчик может быть откалиброван с использованием газа известной концентрации ПГС. Другие значения концентрации могут быть получены на основе уровня выходного сигнала датчика.

Портативные цифровые газовые датчики

Предисловие

Определенное количество лет я использую в бытовых целях NDIR датчик CO2 от Winsen - MH-Z19B. Он напоминает мне, что пора выпускать кошку на балкон. Датчик замечательный, однако не всегда удобен при подключении к посконной народной ардуине: UART с TTL 3.3V или PWM без CRC. И, в качестве вишенки на торте, - не садится на сетку 2.54 мм. В связи с этим я давно присматривался к более компактным, дружелюбным и недорогим сенсорам.

Таковыми мне в мечтах виделись разнообразные MEMS датчики, созданные на базе MOX/MOS (Metall-Oxide Semiconductor) технологии. Серию MQ-x я всегда отметал по простой причине: калибровать в быту их возможности нет, а опираться на измерения непонятного в безразмерных единицах - бессмысленно.

И вот, хотя и не без приключений, мне удалось заполучить датчик SGP30 (в китайском исполнении) от швейцарской компании Sensirion, выпускающей такие популярные измерители относительной влажности и температуры, как, например: SHT10, SHT21 и др.

Забегая вперед, хочу отметить, что я, пожалуй, не рекомендовал бы его любителям, расчитывающими на прием "подключил и используй".

По причине того, что ранее с датчиками такого типа мне сталкиваться не приходилось, SGP30 вызывал у меня множество вопросов, часть из которых осталась без ответов, но кое-что будет изложено в первой части поста.

Что измеряем

Теоретически: TVOC и CO2eq. Практически - этанол и водород.

TVOC (Total Volatile Organic Compounds) - совокупные летучие органические соединения. На бытовом уровне разница между VOC и TVOC мне не совсем понятна, но научная пресса пишет следующее: "Researchers, and those who investigate indoor air quality problems, sometimes measure and report "total volatile organic compound" or "TVOC" concentrations. The term TVOC refers to the total concentration of multiple airborne VOCs present simultaneously in the air. TVOC methods do not measure all VOCs in the air, but a subset of VOCs that are expected to be present. Measuring TVOC concentrations is less expensive than measuring the concentrations of many individual VOCs. However, there are two main limitations to TVOC measurements..."

CO2eq (CO2 equivalent) - эквивалент диоксида углерода СО2-экв: единица, используемая для сравнения излучающей способности парниковых газов с диоксидом углерода (ГОСТ Р ИСО 14064-1-2007, пункт 2.19).

Словом, не настоящий уровень CO2, а воображаемая концентрация CO2, оказывающая воздействие на окружающую среду, предположительно сравнимое с тем, что окажет и измеряемый гостав газов.

Для чего измеряем

TVOC и CO2eq европейскими любителями свежего воздуха считаются вредным для человека, поэтому современная наука рекомендует избегать мест с высокими концентрациями этих соединений.

Я не нашел упоминаний о существовании в России ПДК по указанным выше комплексным величинам загрязнения воздуха. Видимо русский-то дух помощнее ихнего TVOC.

Однако, в документе Total Volatile Organic Compounds (TVOC) and Indoor Air Quality (IAQ). SGP30 TVOC and CO2eq Sensor, разделе "2.2 Standards for Indoor Air Quality (IAQ)" все же можно ознакомиться с некоторыми стандартами, определяющими вредность концентраций вышеуказанных соединений.

Необходимость раздельных измерений VOC и C02 разъясняется иллюстрацией из справочных материалов по датчику iAQ-core:

Чем измеряем

Для внезапно заинтересовавшихся тем, что же такое MOX и как он измеряет, у меня есть краткий ответ с картинкой:

Красная полоса греет оранжевую каплю, потом неонка мигает и думатель, стало быть...

Выражаясь же заумно - внутри сенсора установлен микроскопический нагреватель, который изменяет температуру нанометрового слоя оксида металла. Вследствии чего, кислород поглощенный частицами оксида металла, вступая в реакцию с целевым газом, теряет свои электроны. Это приводит к изменению сопротивления слоя, которое и регистрирует измерительная система датчика.

Более любопытные читатели, желающие знать как один и тот же MOX различает газы, тоже не останутся в неведении - разгадка заключается в том, что газы вступают в реакцию с оксидом металла при разных температурах. Таким образом, манипулируя температурой нагревателя, можно "нацелить" измеритель на определенный газ (к сожалению, пока не могу вспомнить, где видел соответствующую иллюстрацию).

Как измеряем

Как ни странно, но расположение датчика в объеме анализируемой смеси газов имеет критическое значение.

Теперь, когда этот факт известен, все, казалось бы, просто - нужно взять и выбрать правильное место. Но эсперименты показывают, что придется попотеть: 3D Gas Distribution with and without Artificial Airflow: An Experimental Study with a Grid of Metal Oxide Semiconductor Gas Sensors

После изучения результатов эксперимента находим место и... Использование датчика без должного контакта с окружающей средой так же обнуляет практическую ценность мониторинга. В частности, результаты исследования, приведенные в Practical Use of Metal Oxide Semiconductor Gas Sensors for Measuring Nitrogen Dioxide and Ozone in Urban Environments показали, что отсутствие активной подачи анализируемой смеси газов существенно искажает результаты измерений.

Что же, проявляем инженерную выдумку, дуем на сенсор и понимаем, что даже активное "овоздушивание" может привести к неожиданным результатам, если оно устроено неправильно. Так, например, Sensirion рекомендует располагать модуль SVM30 в вытяжной зоне вентилятора, а сам воздушный поток направлять в сторону датчика

SGP30 во избежание конвективного нагрева (через воздух) сенсора температуры и влажности, который требуется для повышения точности измерения концентраций газов.

SGP30

Отгалопировав по теориям, вернусь непосредственно к сенсору назначением которого, по заявлению производителя, является применение в системах очистки воздуха, вентиляции и IoT-устройствах.

Конструктивно датчик SGP30 представляет из себя миниатюрное изделие (2.45*2.45*0.9 mm^3 DFN package). Внутри у него MOX и разная электроника, которую не видно.

Продавцы, реализующие модули с установленным SGP30 (Seedstudio, Sparkfun), пишут, что датчик предоставляет пользователю численное значение концентраций TVOC и CO2eq.

Однако, Sensirion сообщает, что непосредственно измеряются концентрации этанола и водорода, а уровни TVOC и CO2eq вычисляются: "Air quality signals TVOC and CO2eq are calculated from Ethanol and H2 measurements".

Номограмма (MiCS-5524 datasheet), показывает, что графики этанола, водорода и диоксида углерода линейны, следовательно можно предполагать, что небольшая магия позволяет получить из двух значений одно.

Так, как мое химическое безобразование не позволяет произвести адекватные выводы из найденных сведений, предоставляю читателю возможность самостоятельно сделать вывод о релевантности результатов, полученных математическими методами.

Пайка DFN package мне не по зубам, посему пришлось заказать на Aliexpress модуль CJMCU-30. Первый блин, как водится, вышел комом - после подключения датчика к Arduino, я увидел странные и неожиданные значения концентраций. Расследование показало, что схема питания модуля дала на сенсор 4.2V при максимально допустимом в 1.98V. После покупки и получения второго экземпляра, вооружившись паяльником и крепким словом, я снял с платы LDO-стабилизатор, загнул ему ногу выхода и припаял обратно. Убедившись в том, что он выдает 1.8V, восстановил питание сенсора и приступил к тестированию, о результатах которого напишу позже.

Пока же приведу некоторые особенности SGP30, на которые сразу обратил внимание:

- Продвинутая технология, которая позволяет увеличить жизнь датчика;

- Быстрый выход на режим замера;

- Компенсация искажений измерений, вызванных изменением влажности воздуха;

- Чтение и установка baseline, которая корректируется в ходе работы сенсора и применяется для правильного вычисления концентраций TVOC и CO2e;

- Режим самотестирования;

- Наличие контрольной суммы в пакете данных;

- 48-битный серийный номер датчика для идентификации и проверки подключения чипа;

Что же они несут обычному пользователю?

Увеличенное время жизни датчика

Штука полезная, если верить иллюстрации из рекламного проспекта - кому же захочется через каждые полгода-год производить замену?

Быстрое начало работы

Производитель обещает начало измерений не более чем через 15 секунд после подачи включения. Подтверждаю - после включения системы датчик выдает результаты по-умолчанию (TVOC == 0, CO2e == 400), но уже через несколько секунд они начинают изменяться.

AMS CCS811, например, исходя из справочных данных, требует первоначальной прожарки в течении 48 часов и 20-минутной стабилизации при каждом включении.

Компенсация искажений измерений

Нескомпенсированная влажность - это плохо. Так говорят нам результаты чужих экспериментов.

Во избежание ошибок измерения Sensirion предоставляет возможность специальной командой указать датчику текущую абсолютную влажность воздуха, которая будет учтена при расчете концентрации. Для этого, в паре с SGP30, рекомендуется использовать датчик влажности/температуры. Требования к нему невысоки. Так, например, в модуле SVM30 устанавливается SHTC1 (accuracy of ±5% RH and ±1°C).

В том случае, если пользователь не применяет компенсацию, в расчетах применяется значение абсолютной влажности (11.57 г/м^3), соответствующее 50% относительной влажности и температуре 25C.

То, что "нескомпенсированные" показатели отличаются от "скомпенсированных", я проверил надышав в пакет, где находились SGP30 и SHT21:

T (C ): 26.46 | RH (%): 45.77

Compensated >> TVOC: 0 | CO2: 406 | AH (mg/m3): 11436

Uncompensated >> TVOC: 0 | CO2: 400 | AH (mg/m3): 11570

T (C ): 26.46 | RH (%): 45.76

Compensated >> TVOC: 12 | CO2: 407 | AH (mg/m3): 11434

Uncompensated >> TVOC: 0 | CO2: 411 | AH (mg/m3): 11570

T (C ): 26.48 | RH (%): 45.75

Compensated >> TVOC: 8 | CO2: 416 | AH (mg/m3): 11444

Uncompensated >> TVOC: 6 | CO2: 420 | AH (mg/m3): 11570

...

T (C ): 30.49 | RH (%): 93.21

Compensated >> TVOC: 1819 | CO2: 7087 | AH (mg/m3): 29053

Uncompensated >> TVOC: 2785 | CO2: 11238 | AH (mg/m3): 11570

T (C ): 30.56 | RH (%): 93.21

Compensated >> TVOC: 1766 | CO2: 7041 | AH (mg/m3): 29163

Uncompensated >> TVOC: 2787 | CO2: 11138 | AH (mg/m3): 11570

T (C ): 30.59 | RH (%): 93.58

Compensated >> TVOC: 1764 | CO2: 6904 | AH (mg/m3): 29326

Uncompensated >> TVOC: 2760 | CO2: 10963 | AH (mg/m3): 11570

Baseline

Алгоритм вычисления концентраций TVOC и CO2e динамически изменяет этот внутренний параметр. После аппаратной или программной перезагрузки датчика значение baseline теряется, что, в соответствии с документацией, снижает точность измерений на начальном этапе (его длительность найти не удалось). Во избежание этой неприятности Sensirion рекомендует сохранять значение baseline перед перезагрузкой либо периодически и загружать его в датчик после рестарта.

Самотестирование

По моему мнению - это одна из полезнейших функций в сенсорах.

Контрольная сумма в пакете данных

Насколько мне известно, протокол I2C не предусматривает защиты от возникновения ошибок в посылке. Поэтому контрольная сумма никогда не бывает лишней: она дает понять соответсвуют ли принятые данные отосланным датчиком. А если на основании этих данных будут приниматься какие-либо решения по управлению оборудованием - без CRC не обойтись.

Серийный номер

Просто еще один способ встроить защиту в систему или идентифицировать экземпляр устройства.

Тест #1, пассивная конвекция

Специальный стенд не делал, раскрутил работающее устройство с MH-Z19B (CO2) на борту и прикрутил рядом (3 см дистанции) SGP30+SHT21 (CO2e, TVOC). Куча лежала на высоте 1.7м, в стороне от сквозняка.

Испытывал все дома, поэтому рядом ходили люди, звери, дышали, гоняли газы по комнате.

Картинка кликабельна.

1) Положил рядом с датчиками икеевскую ароматическую свечу (маленькую). Значения CO2e и TVOC начали расти, CO2 - в пределах погрешности;
2) Свечу убрал, но вокруг начали ходить. CO2e и TVOC продолжили расти, CO2 - тоже начал увеличиваться;
3) Приоткрыл дверь на балкон (он обшит). Особо ничего не изменилось, но CO2e немного пометался. Видимо что-то залетело из веществ;
4) Поджег рядом греющую свечу. Уровень CO2e немного подскочил, TVOC не особо поменялся, CO2 не изменился.
5) Потушил свечу. С дымком CO2e и TVOC резко подскочили. CO2 немного поднялся позже.
6) Начал более активное проветривание (открыл ставни на балконе). Уровень CO2e начал снижаться быстрее, TVOC - медленнее. CO2 падал на глазах.
7) Закрыл ставни и дверь на балкон. Концентрации CO2e и TVOC перестали уменьшаться (но не росли), CO2 поползла вверх.

Ситуация неоднозначная. CO2e и TVOC меняются почти синхронно, CO2e отстает по реактивности от CO2 и, иногда, они просто ведут себя по-разному. В "спокойном" состоянии CO2e значительно ниже, чем CO2. Создается впечатление, что алгоритмы расчета CO2e в SGP30 все же не справляются с расчетом уровня, сравнимого с CO2 NDIR-датчика, и витающие вокруг MOX-сенсора иные газы, приводят к завышенным показателям в том случае, когда вокруг кипит деятельность и заниженным в спокойной обстановке. Позже повторю опыты в "активном" режиме - с обдувом.

Тест #2, активная конвекция

Поставил рядом с датчиками вентилятор на 120мм, включил ему пониженные обороты. Сценарий тот же, что и в тесте #1

В принципе общая картина та же, за исключением одного: CO2e как днем упал в 400PPM, так и, преимущественно, находился в нем во время тестирования. Пришлось даже дышать на него, чтобы проверить - жив он или нет. С влиянием обдува это не связываю, так как на присутствие людей (изменение CO2 на NDIR-сенсоре) он не реагировал и до начала эксперимента, пока вентилятор не был включен.

Почему он себя так вел - я не понял. Прямо сейчас (сутки спустя после теста #2) я смотрю на график - CO2e повторяет линию CO, но показывает меньше на треть.

...конечно, у каждого производителя свой алгоритм обработки данных и в данной ситуации сложно разбираться без эталонного прибора.

Еще правильней было бы собрать два стенда (MH-Z19B+SGP30+SHT21) и помещать из в различные условия, но спонсора у меня, увы, нет (но если появится - будет неплохо).

Тест #3. Продолжительный

Оба сенсора работали на протяжении двух суток. В первые погода была дождливая, во вторые - день ясный.

Ночью и весь день лило. CO2 вел себя, как и ожидалось: когда на ночь были закрыты форточки, начал расти и, затем, держался на некоем равновесном уровне в течении ночи. После открытия утром форточек начал снижаться и, в отсутствии людей в квартире, снизился до некоторых, правда "ненулевых", значений. Связываю недостаточное падение с погодой.

TVOC и CO2e же наоборот - в течении ночи "улеглись", потом подскочили с утренней активностью и затем вновь упали. Причем - CO2e перевыполнил план (в сравнении с CO2, который фиксировал NDIR-датчик).

Во второй, более лучший и солнечный день, в целом, картина повторилась. Только на этот раз NDIR датчик вышел на нормальный уровень CO2 ~400PPM.

Таким образом подтверждается соображение о том, что CO2e, вобщем-то, на CO2 не похож и, используя MOX-датчик вместо NDIR, можно получить очень неожиданные результаты.

Прочел с интересом. остановлюсь на двух моментах:

"Что измеряем: Теоретически: TVOC и CO2eq. Практически - этанол и водород."

все наоборот. Практически ты меряешь TVOC , а цифры получаешь, как будто измерял этанол. Об этом ниже...

"На бытовом уровне разница между VOC и TVOC мне не совсем понятна, но научная пресса пишет следующее:"

Ты зря отрезал цитату - там дальше говорится о двух недостатках TVOC по сравнению с VOC - и они как нельзя лучше, на мой взгляд, обьясняют разницу двух методов. Анализ VOC измеряет содержание в воздухе конкретного в-ва, например этанола. Анализ TVOC - некого класса веществ, например всех спиртов в сумме. Очевидно, что измерять "спирты вообще" хначительно проще и дешевле, чем искать конкретный - как, например, найти на улице первого попавшегося китайца проще, чем конкретного дедушку Ляо :) Но когда ты меряешь "спирты вообще" по методу TVOC - цифра получается абстрактная, и ценность ее вообще-то - "ни о чем". Цифру TVOC невозможно перевести в традиционные единицы концентраций мг/куб метр, но самое главное - даже 2 цифры с одного прибора, по хорошему, невозможно сравнивать между собой. Например, то что в одной комнате прибор показал цифру 10, а в соседней - 30 - не только не говорит, что во втором случае воздух "в три раза грязнее". Все еще хуже - мы даже не можем сказать, в каком случае воздух полезнее.
Обьясню на примере: Возьмем 2 стакана - на первом надпись "содержание этанола - 11 %", на втором - "содержание спиртов 4 %". Надеюсь уже понятно? :) 11% этанола - можно пить, а вот среди "4% спиртов" может оказаться метанол - смертельный яд. В итоге - цифра во втором случае ниже, а вред больше.

"Однако, Sensirion сообщает, что непосредственно измеряются концентрации этанола и водорода, а уровни TVOC и CO2eq вычисляются: "Air quality signals TVOC and CO2eq are calculated from Ethanol and H2 measurements"."

это кривая формулировка. Как я уже писал выше - все наоборот. Измерять TVOC проще, чем избирательно определять этанол. Поэтому эту фразу надо понимать так - "выдаваемый цифровой сигнал рассчитывается из предположения, что измеряется этанол." Понимаешь, датчик измеряет все спирты подряд - а какие, он не знает. Но надо же выдать пользователю какую-то цифру - вот и решили считать так, будто в воздухе из спиртов только этанол.

Вообще, тема интересная, но я который раз убеждаюсь, что большинство экологических датчиков - по сути показометры, выдающие результаты как в известном анекдоте "Петька, приборы!" :)

ЛИТЕРАТУРА

1. Виглеб Г. Датчики. – М.: Мир, 1989.

2. Како Н., Яманэ Я. Датчики и микро-ЭВМ. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отделение, 1986.

3. Шмидт Д., Шварц А. Оптоэлектронные сенсорные системы. – М.: Мир, 1991.

4. Каттралл Роберт В. Химические сенсоры. – М.: Научный мир, 2000.

5. Граттан К.Т.В. Волоконно-оптические датчики и измерительные системы // Датчики и системы, 2001, № 3, С. 46-50.

6. Whitenett G., Stewart G., Atherton K., Culshaw B., and Johnstone W. Optical fibre instrumentation for environmental monitoring applications // J. Opt. A: Pure Appl. Opt., 2003, V. 5, pp. S140-S145.

7. Posani K.T., Tripathi V., Annamalai S., Weisse-Bernstein N.R., and Krishnaa S. Nanoscale quantum dot infrared sensors with photonic crystal cavity // Appl. Phys. Let., 2006, V. 88, pp. 151104-1–151104-3.

8. Lambeck P.V. Integrated opto-chemical sensors // Sensors and Actuators, 1992, V. 8, pp. 103-116.

9. Wiesmann R., Muller L., Klein R., Neyer A. Low cost polymer-optical ammonia sensor // ECIO’95, Proceedings of 7th European Conference on Integrated Optics, April 3-6, 1995, Delft, The Netherlands, pp. 453-456.

10. Чехлова Т.К., Тимакин А.Г., Попов К.А. Волноводные датчики концентраций веществ в газовых смесях и жидкостях // Приборы и техника эксперимента, 2002, Т. 45, С. 145-148.

11. Egorov A.A., Egorov M.A., Tsareva Yu.I., and Chekhlova T.K. Study of the integrated-optical concentration sensor for gaseous substances // Laser Physics, 2007, V. 17, pp. 50-53.

12. Egorov A.A., Egorov M.A., Smoliakov R.B., Chekhlova T.K., Timakin A.G. Integrated-optical low-loss PbO2 diffusion waveguide sensitive chemical sensor // Journal of Radio Electronics, 2007, No. 5.

13. Алейников А.Ф., Цапенко М.П. О классификации датчиков // Датчики и системы, 2000, № 5, С. 2-3.

14. Хансперджер Р. Интегральная оптика: Теория и технология. – М.: Мир, 1985.

15. Кулябина Е.Ю., Сидоренко М.В. Лихеноиндикационный мониторинг качества воздушной среды нижегородской области // Известия Самарского научного центра РАН. Биология и Экология, 2002, 4, С. 216-222.

16. Демтредер В. Лазерная спектроскопия: Основные принципы и техника эксперимента. – ­М.: Наука, 1985.

17. Егоров А.А., Егоров М.А., Чехлова Т.К., Тимакин А.Г. Исследование компьютеризированного интегрально-оптического датчика концентрации газообразных веществ // Квантовая электроника, 2008, Т. 38, С. 787-790.

18. Egorov A.A., Egorov M.A., Chekhlova T.K., Timakin A.G. Low-loss inexpensive integrated-optical waveguides as a sensitive gas sensor // ICO Topical Meeting on Optoinformatics/Information Photonics 2008. September 15-18, 2008. St. Petersburg. Russia. St. Petersburg: ITMO. pp. 208-211.

19. Егоров А.А., Егоров М.А., Чехлова Т.К., Тимакин А.Г. Новый тип химических сенсоров – интегрально- оптические датчики // Экология и промышленность России. 2008. № 4 (апрель). С. 16-17.

20. Физическая энциклопедия / Гл. ред. Прохоров А.М. – М.: Большая Российская энциклопедия, Т. 3, 1992.

21. Карубе И., Тернер Э., Уилсон Дж. Биосенсоры. М.: Мир, 1992.

22. Прогноз развития датчиков. Отчет исследования ожидаемого развития датчиков до 2015 г. / Дания. Центр сенсорной технологии // Датчики и системы. 2003. № 11. С. 59-62.

---

[1] Аммиак – бесцветный газ с резким характерным запахом, почти в два раза легче воздуха, хорошо растворяется в воде.

[2] Как известно, понятия газа и пара почти полностью эквивалентны (см., например [20], С. 527). При исследовании, например, динамики фазовых переходов, явления критической опалесценции и др., по-видимому, потребуется уточнение состояния, в котором находится газообразный (пар, газ) аммиак. Описанный здесь эксперимент этого не требовал.

[3] 1 мкг/м3 = (1 млн-1∙

продолжение следует...

Продолжение:

Часть 1 Портативные цифровые газовые датчики . электрохимические аналоговые чувствительные элементы. Электрохимические сенсоры, биосенсоры оптические химические сенсоры
Часть 2 3. Оптические химические сенсоры - Портативные цифровые газовые датчики .
Часть 3 аналоговый электрохимический преобразователь - Портативные цифровые газовые датчики . электрохимические
Часть 4 - Портативные цифровые газовые датчики . электрохимические аналоговые чувствительные элементы.