Розроблення оптичного сенсора для визначення концентрації спиртів у повітрі
Автор: Городечний Сергій Андрійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Електронні прилади та пристрої
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2021-2022 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Городечний С.А., Микитюк З.М. (керівник). Розроблення оптичного сенсора для визначення концентрацii спиртiв у повiтрi. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2021. Розширена анотація. Магістерську кваліфікаційну роботу присвячено розробленню оптичного сенсора спирту на рідких кристалах для аналізу концентрації парів спирту в повітрі. Знаходження тих чи інших летючих речовин (запахів) у повітрі можуть вказувати на наявність потенційної загрози безпеці, здоров’ю та життю людини а також вказувати на патології в організмі людини. Оскільки спирти мають токсичну дію на організм людини, важливо своєчасно вловити їх наявність у повітрі або видиху. Дуже важливо розробити ефективні малогабаритні сенсорні пристрої для широкого використання. Принцип роботи сенсора одна із найважливіших властивостей, оскільки від нього залежать спектр визначених речовин, час визначення, порогові концентрації, та інші. параметри. У роботі наведено дані про різні типи сенсорів: електрохімічний, резистивний, оптичний а також про технологію масспектроскопії. Електрохімічні сенсори дозволяють визначати концентрацію газів у суміші за значенням електричної провідності розчину, що поглинув цей газ. Сенсори даного типу застосовуються для виявлення токсичного газу (водень, фосфін, аміак, чадний газ, оксид сірки, оксид азоту, хлор, сірководень та ін) у виробничих процесах. Визначення концентрації газу відбувається шляхом вимірювання струму за електрохімічним принципом. Напівпровідникові сенсори призначені для визначення газі і парів спирту. Відмінна конструкторська особливість сенсорів у тому, що кремнієву підкладку наносяться шари нагрівальної плівки. Їхня дія ґрунтується на властивостях поглинання газу поверхнею нагрітого оксиду. Робота інфрачервоних сенсорів заснована за принципом дисперсійного інфрачервоного методу (NDIR). Принцип роботи сенсора, що визначає тип та концентрацію газу, заснований на зміні інтенсивності ІЧ випромінювання до та після поглинання в інфрачервоному детекторі з вибірковою чутливістю. Детектори використовують дві хвилі, одна з яких (активна)для активної довжини хвилі вимірюється рівень сигналу, який потім порівнюється з еталонним значенням. Ця інформація обробляється за допомогою сучасних алгоритмів. Результатом такої обробки є лінійний вихідний сигнал концентрації газу. Об’єкт дослідження – випари спирту. Предмет дослідження – оптичний сенсор спирту. Мета досліджень – розроблення сенсора. Досліджено оптичні сенсори спирту. В процесі виконання розроблено структурну, функціональну та електричну схему автономної системи контролю доступу на основі платформи Arduino.Показано можливість використання оптичного сенсора спирту виготовленого на основі нематичних рідких кристалів. Ключові слова – оптичний сенсор спирту, нематичний рідкий кристал, платформа Arduino. Перелік використаних літературних джерел: 1. Борлен. Чому алкотестери з електрохімічним сенсорним датчиком краще за напівпровідникові прилади? [Електронний ресурс] / Борлен. – 2016. – Режим доступу до ресурсу: https://alcotester.by/menu/info.html. 2. Гавриков В. Електрохімічні датчики газу SPEC Sensors [Електронний ресурс] / Вячеслав Гавриков. – 30.05.2018 – Режим доступу до ресурсу: https://www.terraelectronica.ru/news/5300. 3. Мікроелектронні сенсори фізичних величин / З. Ю. Готри: Ліга-Прес, 2003. – 475-492 с. 4. Імпедансна спектроскопія: навч. посіб. / І. І. Григорчак, Г. В. Понеділок ; М-во освіти і науки, молоді та спорту України, Нац. ун-т «Львів. політехніка». — Л. : Вид-во Львів. політехніки, 2011. — 352 с. : іл. — Бібліогр. в кінці розділів. — ISBN 978-617-607-116-7 5. Прикладна спектроскопія: Навчальний посібник / Капустяник В. Б., Мокрий В. І. — Львів: Видавничий центр ЛНУ імені Івана Франка, 2009. — 302 с. + 6 с. вкл. 6. 1 Scheibe , M.A. ( 2000 ) Quantitative Aspekte der Anziehungskraft von Stra ? enbeleuchtungen auf die Emergenz von nahegelegenen Gew a ssern (Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera, Diptera: Simuliidae, Chironomidae, Empididae) unter Ber u cksichtigung der spektralen Emission verschiedener Lichtquellen . Dissertation. Johannes - Gutenberg - Universit a t Mainz. 7. Franze , K. , Grosche , J. , Skatchkov , S.N. , Schinkinger , St. , Foja, Chr. Schild , D. , Uckermann , O. , Travis , K. , Reichenbach , A. , and Guck , J. ( 2007 ) Proc. Natl. Acad. Sci. U SA , 104 ( 20 ), 8287 – 8292 . 8. Hecht , E. ( 1989 ) Optik , Addison - Wesley , Bonn . 9. Deutsches Institut f u r Normung ( 1993 ) DIN 1301 , Part 1, Appendix A. Einheiten, Einheitennamen, Einheitenzeichen , Beuth , Wien, Z u rich . 10. Hella ( 2005 ) Technical Information: Electronics – Driver Assistance Systems , Product Information. 11. Hella ( 2007 ) Technische Informationen: Fahrerassistenz - Systeme , Product Information