Gázérzékelők, mikro méretű eszközök kutatása és fejlesztése 1 Gázérzékelők, mikro méretű eszközök kutatása és fejlesztése Készítette: Szécsi Péter Arany János Általános Iskola és Gimnázium 11/B Százhalombatta Témavezetőm: Bíró Ferenc
Gázérzékelők típusai Hotplate és perforált típusú mikropellisztor SEM felvétele Optikaimikroszkópos felvétel egy telemembrános pellisztor párról Mikropellisztor funkciója és előnyei: Éghető és robbanásveszélyes gázok detektálása az alsó robbanási határ alatti koncentrációban. Alacsony fogyasztású (néhányszor 10 mW) Kisméretű 2 db fűtőtest (100 µm * 100 µm) Nagy mennyiségben olcsón gyártható MEMS technológia Makropellisztor és szerkezete
Működési elve Mikropellisztor kalorimetrikus, elven működik A mérendő gáz fizikai-kémiai tulajdonságát használják fel a méréshez. 1. katalizált reakció során felszabaduló reakcióhő 2. elektromos ellenállás változás (wheatstone-híd kapcsolás) Hídegyensúly megváltozik, feszültség változás ΔV Referencia fűtőtest, nincs rajta katalizátor Katalizátor anyaggal ellátott fűtőtest
platina TK meghatározása Telemembrános gázérzékelő platina TK meghatározása TK Lineáris temperatúra koefficiens (ellenállás változás a hőmérséklet függvényében) Mérés menete: Platina Meander felfűtése fűthető szelettartón Meanderen eső feszültség, illetve áramerősség mérése Hőmérséklet számítás Pt100 ellenállással TKPt100=3,851 *10-3 1 °𝐶 Számítás módja: TCR= 𝑚 342 Felfűtés során a TCR értéke: 0,001349 1 °𝐶 A mérőrendszer kapcsolása
Gázmérés A mérőrendszer A gázmérőcella Gázmérés diagramon Mérés menete: propán-levegő keverék Wheatstone-hídban ∆V változás Ahol megnőtt a feszültség ott gázzal érintkezett a szenzor Gázmérés diagramon
Köszönöm a figyelmet! Köszönetnyilvánítás Köszönöm a lehetőséget Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet vezetőjének, illetve az MFA Nyári Iskola szervezőinek, hogy megismerkedhettem az MFA-val és részt vehettem egy kutatási folyamatban. Továbbá köszönöm témavezetőmnek és a Mikrotechnológiai Osztály valamennyi munkatársának a segítségét. Köszönöm a figyelmet!