Разработка оптического сенсора для определения концентраций Н2 и СО в смеси с воздухом. Определение концентрации Н2 и СО и селективности оптических элементов на основе газохромних пленок WO3/Pd и NіOOH. Схема рабочей камеры оптического элемента сенсора.
Аннотация к работе
Для своевременного предупреждения возникновения опасных концентраций СО и Н возникает необходимость мониторинга газовой атмосферы в рабочих помещениях и технологических емкостях, при возгорании ряда строительных и химических материалов, выделяющих СО и Н [1], а также при осуществлении безопасного контроля смеси СО и Н в ряде химических процессов [2]. Использование нескольких селективных к тому или другому газу материалов, нанесенных на световод или прозрачную подложку, которые изменяют параметры световых лучей (их спектральный состав, или интенсивность) в определенном участке оптического спектра, создает основу для разработки оптических мультисенсоров взрывоопасных (водород) и токсичных (угарный газ) газов в воздухе. Нанесение пленки WO на поверхность стеклянного световода проводилось путем многократного кратковременного погружения его рабочей поверхности в раствор гексахло-рида вольфрама в 98%-ном этаноле, который был получен растворением 1 г WCL в 50 мл С Н ОН. Последующее химическое нанесение тонкого каталитически активного слоя (Pt или Pd) на поверхность WO проводили погружением световода в водный раствор 5% PDCL , или H [PTCL ] на предварительно окрашенной в этаноле пленке WO при температуре ~ 60°С. Вольт-амперометрические и интерферометрические исследования процессов катодного осаждения пленок гидроксида никеля из нитратных растворов показали, что более равномерные покрытия осаждаются катодным током величиной ~ 0,3 МА/см2 . Для измерения толщины и показателя преломления таких пленок в ходе их роста использовался метод двулучевой интерферометрии.Использование сенсора в режиме одновременного определения Н и СО достигалось при подаче синтез-газа к обеим головкам сенсора, измеряющим концентрации Н и СО. Измерение концентрации газов проводили поочередно, перемыкая положение переключателя в цифровом блоке сенсора. При одновременном определении мы использовали типичное соотношение для двух крайних границ объемного содержания CO:Н - от 1:1 до 1:3. 5, определяли зависимости интенсивности пропускания света пленками WO /Pd и NIOOH (на длинах волн 940 и 500 нм ) от содержания CO и Н в смеси.