Transcript LMFE RRP3 Novi materiali in tehnologije za napredne senzorske sisteme Detekcija hlapov kemičnih substanc A. Pleteršek, M.

LMFE
RRP3
Novi materiali in tehnologije za napredne
senzorske sisteme
Detekcija hlapov
kemičnih substanc
A. Pleteršek, M. Maček, K. Polh, M. Sok, J. Trontelj
Planska konferenca CO NAMASTE 27.1.2011
LMFE
RRP3
Povzetek
1.
2.
•
•
3.
4.
5.
Motivacija
Kemični senzorji
Uporovni senzorji
Kapacitivni senzorji (LMFE)
Meritve CAP-LMFE
Demonstracija
Sklep
Planska konferenca CO NAMASTE 27.1.2011
2(14)
LMFE
RRP3
Motivacija
Cilji: Aplikacije detektorjev in
razvoj senzorjev, ki temeljijo na naslednjih lastnostih:
•
•
•
•
•
selektivnost,
odzivnost,
reverzibilnost,
majhnost,
mikro poraba.
Zakaj?
– Sledljivost izdelkov,
– sledljivost v prehrambeni verigi,
– spremljanje pogojev transporta občutljivih produktov, zdravil, kontrola
prisotnosti kemikalij, kontrola dezinfekcije itd.
Planska konferenca CO NAMASTE 27.1.2011
3(14)
LMFE
RRP3
Kemični
senzorji
Uporovni
Kapacitivni
LMFE
Planska konferenca CO NAMASTE 27.1.2011
Optični,
Resonančni,
...
4(14)
LMFE
RRP3
Uporovni senzorji
Delovanje:
• detektorji so različni kovinski oksidi
• sprememba upornosti materiala
• zaznavanje pri povišani temperaturi detektorja
Senzorji v prodaji:
• Figaro
• AAS14 etanol senzor
• MQ-3
• HS-130
Planska konferenca CO NAMASTE 27.1.2011
5(14)
LMFE
RRP3
Primerjalne meritve s senzorji
FIGARO 2620
Merilno okolje:
• Zračenje
• Tokovna poraba 50 mA
• Merilni sistem v
grafičnem okolju
LabView
6(14)
Planska konferenca CO NAMASTE 27.1.2011
LMFE
RRP3
TGS-2620
DS-DC 70% -etanol
Planska konferenca CO NAMASTE 27.1.2011
7(14)
LMFE
RRP3
Kapacitivni senzorji
Kapacitivne senzorje razvijamo in procesiramo
LMFE
• detektor kondenzator z različnimi polimeri
• sprememba dielektričnosti polimera
• Postopek: MEMS-CMOS (surface micromachining)
Kondenzatorska enota
Polje štirih enot
Planska konferenca CO NAMASTE 27.1.2011
Vzorec v DIL8: DC tag
8(14)
LMFE
RRP3
Odziv kapacitivnih senzorjev
100.000
Voda
Metanol
Odziv / ppb/Pa
Etanol
10.000
Izopropanol
1.000
SU
Et
8
hy
ce
llu
lo
se
ST4
et
hy
1
le
ne
-o
xi
de
DM
Po
ly
-e
py
ch
lo
rh
yd
rin
-c
oPo
ly
-e
py
ch
lo
rh
yd
rin
-c
o-
AL
T
14
et
hy
3
le
ne
-o
xi
de
13
1
S
FM
PE
U
T
100
Planska konferenca CO NAMASTE 27.1.2011
9(14)
LMFE
RRP3
Diferenčne meritve
• Izločanje odziva na vlago z
diferenčno priključitvijo
(2 ali 4)
• AC napajanje (vzbujanje)
• Zajemanje in procesiranje Diferenčni modul CAP- LMFE
senzorskih podatkov z avtomatičnim
določanjem merilnega območja (SFE v čipu)
Planska konferenca CO NAMASTE 27.1.2011
10(14)
LMFE
RRP3
Spitaderm-DC 70% propanol-etanol
propanol
etanol
IDS-GUI
Planska konferenca CO NAMASTE 27.1.2011
11(14)
LMFE
RRP3
Demonstracija z UHF-RFID datalogerjem podjetja IDS d.o.o.
R902-DRM
SL900A
DIF_LMFE
12(14)
Planska konferenca CO NAMASTE 27.1.2011
LMFE
RRP3
Sklep
•
•
•
•
•
Kapacitivni senzorji razviti in izdelani v LMFE
Uporabljena LMFE tehnologija MEMS-CMOS
Polimerni dielektrik: SU8, PEUT, …
Občutljivost : vlaga, etanol, propanol
Projekt sofinancira Klinični center v Ljubljani
• Izboljšanje selektivnosti sistema z diferencialnim
merjenjem ustreznih senzorjev
• Nadaljnje raziskave : mikro-uporovni kemični
senzorji, izboljšanje selektivnosti
Planska konferenca CO NAMASTE 27.1.2011
13(14)
LMFE
RRP3
Hvala za pozornost!
Vprašanja
Planska konferenca CO NAMASTE 27.1.2011
14(14)