АНАЛІЗАТОР ЕЛЕКТРИЧНОГО ІМПЕДАНСУ СЕНСОРНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ НА ОСНОВІ ПОРУВАТОГО КРЕМНІЮ

Анотація

На базі мікросхеми спеціалізованого інтегрального перетворювача спектрального складу імпедансу  AD5933A (Analog  Devices) реалізовано портативну вимірювально-обчислювальну систему для опрацювання інформаційних сигналів  багатоелементної матриці сенсорних давачів на основі поруватого кремнію. Розроблена система спектроскопії електрохімічного імпедансу апробована для задач досліджень характеру зміни індивідуальних профілів імпедансних характеристик сенсорних елементів в процесі адсорбції молекул різних типів водневмісних газів. На основі отриманих  експериментальних даних запропоновано метод побудови математичної моделі перетворювальних характеристик кожного сенсорного елемента. Метод базується на реєстрації  в реальному масштабі часу імпедансних відкликів сенсорів на зовнішній вплив та ітераційному алгоритмі поліноміальної апроксимації масиву отриманих даних. Розроблено програмне забезпечення для 3D-візуалазації результатів вимірювання. Пропоновані підходи та отримані результати демонструють принципову можливість ідентифікації типів газів та обчислення їх концентрацій, і можуть бути основою побудови систем експресного детектування молекул CO, CO₂, H₂S, диму, спиртів, пропану та інших вуглеводнів в досліджуваних газових середовищах, а також для екологічного та медико-біологічного моніторингу.

Ключові слова: поруватий кремній, сенсор газу, спектроскопія електрохімічного імпедансу, Фур’є аналіз, апроксимація