Термокондуктометрические и калометрические эффекты при распространении поверхностных акустических волн в пьезоэлектрических монокристаллах

• Автор: Максимов, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 123 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Анализ литературы. до
1.1. Датчики газов на ПАВ с газочувствительными покрытиями
1.2. Калориметрические датчики
1.3. Датчики температуры
1.4. Механизмы тепловых потерь в устройствах на ПАВ
1.5. Температурные характеристики ПАВ
Глава 2. Калориметрические эффекты в устройствах на ПАВ
2.1. Термокондуктометрическое детектирование газов и
газовых потоков с помощью линий задержки на ПАВ
2.2. Методика измерений
Глава 3. Влияние термокондуктометрического эффекта на
распространение ПАВ
3.1. Зависимость ПАВ - "отклика" от теплопроводности
окружающего газа и его концентрации
3.2. Зависимость ПАВ - "отклика" от материала подложек
3.3. Селективное детектирование газа с помощью ПАВ линии задержки без газочувствительного слоя
3.3.1. Обеспечение селективности за счет зануления АХ
3.3.2. Обеспечение селективности за счет зануления ТКЗ
Глава 4. Влияние направленного движения газового потока
на скорость распространения ПАВ
4.1. Временные зависимость ПАВ-"откликов" от скорости перемещения газовых потоков
4.2. Калибровочные кривые газовых потоков
4.3. Пути увеличения чувствительности ПАВ - элементов
Глава 5. Исследование новых газочувствительных элементов на ПАВ
5.1. Акусто-резистивный акустический датчик газов
5.2. Технология изготовления тонкопленочного нагревателя
5.3. Характеристики акусто-резистивных датчиков
5.4. Датчики нетрадиционной конфигурации для детектирования химически активных газов
Глава 6. Влияние адсорбции водяных паров на
распространение ПАВ
6.1. Методика измерений
6.2. Результаты измерений и их обсуждение
Глава 7. Лабораторный макет
термокондуктометрического ПАВ-датчика
7.1. Вводные замечания
7.2. Лабораторный макет и его характеристики
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА П7
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы.
Одним из наиболее молодых направлений в области создания датчиков химического состава окружающей среды, являются устройства, работа которых основана на использовании поверхностных акустических волн (ПАВ) [1,2]. Принцип действия таких датчиков базируется на изменении скорости распространения волны V при адсорбции пленкой-адсорбентом атомов и молекул тестируемого газа-адсорбата. Относительные изменения скорости ДУ/У (ПАВ-”отклик”) фиксируются на выходе устройства как относительные изменения фазы Аф/ср или частоты А{/{. Частотный вид “отклика“ выгодно отличает датчики на ПАВ от других существующих аналогов, поскольку он облегчает совмещение датчиков с цифровыми системами обработки данных, а также повышает точность и чувствительность измерений : при типичных значениях рабочих частот ( * 100 Мгц, расстоянии между излучающим и приемным преобразователями ПАВ Е~ 10 мм, длине волны к « 20 мкм и полной фазы ф = 360°ЬД « 200 000°, минимальные величины ПАВ-”откликов” находятся на уровне (0,01 - 0,5)х10~6, а пороговые концентрации газов - на уровне 10~7-10'6%.
Вместе с тем, отсутствие химически селективных газочувствительных покрытий и процессы их “старения” продолжают стимулировать поиск новых альтернативных методов регистрации газов. В этой связи перспективным представляется использование термокондуктометрического и калориметрического принципов, применение которых для датчиков на ПАВ позволит исключить наличие газочувствительного покрытия на пути распространение волны и, тем самым, увеличить долговременную

ГА/3(/7/7/т?)
Рис.2. Температурные зависимости ТКЗ для ПАВ в БТД- и АТ,Х- срезах кварца.