Zaproszenie na obronę pracy doktorskiej


DZIEKAN i RADA WYDZIAŁU
INFORMATYKI, ELEKTRONIKI I TELEKOMUNIKACJI
AKADEMII GÓRNICZO-HUTNICZEJ im. ST. STASZICA W KRAKOWIE
zapraszają na
publiczą dyskusję nad rozprawą doktorską

mgr inż. Patryk Gwiżdż
Nanosensor systems for gas detection and recognition
Termin:18 września 2018 roku o godz. 12:00
Miejsce:pawilon C-3, sala 501,
al. Mickiewicza 30, pawilon B-1
PROMOTOR:prof. dr hab. inż. Katarzyna Zakrzewska – Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
RECENZENCI:dr hab. inż. Piotr Jasiński, prof. n. PG – Politechnika Gdańska
dr hab. inż. Krzysztof Wincza, prof. n. AGH - Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie
Z rozprawą doktorską i opiniami recenzentów można się zapoznać
w Czytelni Biblioteki Głównej AGH, al. Mickiewicza 30




Nanosensor systems for gas detection and recognition


mgr inż. Patryk Gwiżdż


Promotor: prof. dr hab. inż. Katarzyna Zakrzewska (AGH)


Dyscyplina: Elektronika


Tezy rozprawy

Zaprojektowanie i wykonanie systemu złożonego z rezystancyjnych czujników półprzewodnikowych do detekcji gazu i analizy mieszanin gazowych.

Wykonanie układu stabilizacji temperatury pracy sensora i wykazanie korelacji między temperaturą warstwy gazoczułej a podstawowymi parametrami sensora tj. czułością, selektywnością i odpowiedzią na różne gazy.

Zastosowanie zaawansowanych algorytmów obróbki danych zebranych z detektorów pracujących w układzie, w celu wyznaczenia koncentracji i rozpoznawania składników mieszanin gazowych.

Wykazanie, że zastąpienie komercjalnych czujników nanomateriałami prowadzi do poprawy parametrów pracy, w tym do obniżenia temperatury.


Streszczenie

Przedmiotem rozprawy są systemy detekcji i rozpoznawania gazów na bazie nanosensorów. Celem pracy było opracowanie systemów detekcji gazów wykorzystujących matryce sensorów gazu na bazie tlenków metali. W pracy wykorzystano korelację pomiędzy temperaturą pracy sensora i jego właściwościami tj. czułością, selektywnością i odpowiedzią na różne gazy. W tym celu temperatura sensora była zmieniania według określnego profilu, co umożliwiło wykorzystanie różnych właściwości sensorowych w różnych zakresach temperaturowych. W celu określenia stężenia gazu i składu atmosfery gazowej, zastosowano cyfrowe metody przetwarzania sygnałów oraz algorytmy rozpoznawania wzorca.

W pracy opisano pięć różnych zaprojektowanych i skonstruowanych systemów detekcji gazu opartych na bazie matryc zbudowanych z półprzewodnikowych sensorów gazu. Zostało skonstruowane i przebadane pięć rodzajów matryc składających się z sensorów komercyjnych oraz sensorów na bazie nanokrystalicznych cienkich warstw i nanoproszków. W budowie matryc wykorzystano półprzewodnikowe sensory o typie przewodnictwa n i p. Skonstruowane matryce zbudowane z czujników komercyjnych stanowiły referencję dla badań z wykorzystaniem matryc składających się z nanosensorów. Dzięki tym wynikom, stworzono system na bazie rezystancyjnych nanosensorów gazu umożliwiający analizę składu mieszanin gazowych. W ramach pracy zaprojektowano i skonstruowano elektroniczne układy kontrolno-pomiarowe umożliwiające zapewnienie odpowiednich warunków pracy sensora oraz pomiar ich odpowiedzi. Pomiary odpowiedzi sensorów na różne koncentracje gazów zostały wykonane w specjalnie zestawionym stanowisku pomiarowym, które umożliwiało przeprowadzanie badań przy różnych poziomach wilgotności badanej mieszaniny gazów.

W pracy badano dwa rodzaje trybu pracy sensora. Pierwszy tryb pracy sensora zwany statycznym polega na tym, że temperatura pracy sensora jest stała przez cały okres wykonywania pomiarów. W drugim trybie pracy sensora zwanym dynamicznym, temperatura pracy czujnika jest zmieniana według ustalonego profilu temperaturowego z zadaną częstotliwością. Celem pomiarów statycznych jest określenie podstawowych właściwości gazoczułych sensora w określonych temperaturach. Wyniki pomiarów statycznych zostały wykorzystane do odpowiedniego dobrania profili temperaturowych wykorzystywanych w pomiarach dynamicznych. W pracy badano odpowiedzi sensorów na różne koncentracje H2, NO, CH4, C3H8 i NH3 a pomiary zostały wykonane przy różnych poziomach wilgotności. Dynamiczne odpowiedzi sensów były analizowane z wykorzystaniem metod przetwarzania sygnałów takich jak Transformata Fouriera oraz algorytmów rozpoznawania wzorca takich jak analiza głównych składowych (PCA) czy sieci neuronowe, co umożliwiło określenie składu atmosfery gazowej.

Uzyskane wyniki wskazują, że czujniki na bazie nanomateriałów mogą pracować w niższych temperaturach pracy w porównaniu do czujników komercyjnych. Ponadto zastosowane techniki modulacji temperatury i przetwarzania odpowiedzi dynamicznej umożliwiają określenie składu atmosfery gazowej.


2018/gwizdz/start.txt · ostatnio zmienione: 2018/09/05 21:44 przez Patryk Gwiżdż