Оптический химический сенсор для контроля концентрации аммиака в воздухе

• Автор: Зубков, Илья Львович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 125 с. : ил.

Глава 1. Анализ состояния проблемы и формулировка цели и задач

исследования

1.1. Мониторинг атмосферного воздуха. Задачи и методы контроля аммиака в атмосферном воздухе
1.2. Выбор конструкции оптического сенсора в качестве основного элемента для создания автоматической системы мониторинга аммиака

1.2.1. Оптосенсорные устройства

1.2.2. Волоконно-оптические сенсоры

1.2.3. Плосковолноводные сенсоры

1.2.3.1. Плосковолноводные сенсоры на принципе поверхностного плазмонного резонанса
1.2.3.2. Плосковолноводные сенсоры на принципе полного внутреннего флуоресцентного отражения

1.2.3.3. Плосковолноводные сенсоры на принципе полного внутреннего отражения

1.2.4. Интегрально-оптические системы

1.3. Чувствительные материалы сенсоров
1.4. Предыдущие этапы исследования ПОХС; постановка цели и задач исследования
Глава 2 Экспериментальная часть
2.1. Объекты контроля
2.2. Объекты исследования
2.3. Образцы для измерений и оборудование
2.4. Методика выявления оптимальных условий введения света в полимерный волновод
2.5. Методика наблюдения сенсорного эффекта

2.6. Методика исследования аналитического сигнала сенсора при постоянной скорости напуска аммиачно-воздушной смеси
2.7. Методика исследования аналитического сигнала сенсора при переменной скорости напуска аммиачно-воздушной смеси
2.8. Методика обсчета экспериментальных результатов
Глава 3. Исследование возможности использования функциональных
полимеров в качестве чувствительного слоя оптического химического сенсора аммиака
3.1. Исследование сенсорных характеристик чувствительной пленки ПДМС в простой конструкции оптического сенсора проходящего типа
3.2. Исследование временной стабильности аналитического сигнала ПВО-сенсора в статическом режиме напуска атмосферного воздуха
3.3. Сенсорные измерения, проведенные в макете газоанализатора аммиака
Глава 4. Разработка конструкции плосковолноводного оптического химического сенсора и исследование ее основных характеристик
4.1. Выбор материала волновода
4.2. Определение оптимальных условий ввода света в образец
4.3. Получение сенсорного эффекта на аммиак
4.4. Построение градуировочного графика сенсора на аммиак
4.5. Исследование селективности отклика сенсора на аммиак в присутствии газов - основных приоритетных загрязнителей атмосферы
4.6. Исследование влияния поляризации вводимого в волновод света
на величину сенсорного эффекта
Глава 5. Плосковолноводный оптический химический сенсор в качестве измерительной ячейки сенсорного типа для решения задач физической
химии
5.1. Исследование влияния физической сорбции молекул газов, входящих в состав атмосферного воздуха пленкой чувствительного слоя на аналитический сигнал сенсора
5.2. Использование измерительной ячейки для исследования процессов сорбции микроконцентраций газов тонкими полимерными пленками
Выводы
Список литературы
Приложения

ГЛАВА 3. Исследование возможности использования функциональных полимеров в качестве чувствительного слоя оптического химического сенсора аммиака
3.1. Исследование сенсорных характеристик чувствительной пленки ПДМС в простой конструкции оптического сенсора проходящего типа
Для использования в качестве чувствительного слоя были предложены функциональные полимеры модифицированные катионами органических красителей [68]. Исследования сенсорных характеристик материалов проводились на простой конструкции сенсора проходящего типа, в котором пленка чувствительного слоя наносилась на оптический носитель: диск диаметром 30 ум из плавленого кварца (рис.3.1).
Рис. 3.1. Схема прохождения света в конструкции оптического химического
сенсора.
Свет от источника падает перпендикулярно поверхности сенсора и измеряется один оптический параметр сенсора: падение напряжения на фотоприемнике и как следствие - изменение оптической плотности сенсора, изменение которого и являлось аналитическим сигналом сенсора (рис.3.2):
Ди = и0-и (3.1)
где и0 - величина отклика сенсора на воздухе, И - величина отклика сенсора
при напуске аммиака