Model analityczny oraz badania numeryczne i eksperymentalne czujnika gazu z akustyczną falą powierzchniową

Tytuł:

Model analityczny oraz badania numeryczne i eksperymentalne czujnika gazu z akustyczną falą powierzchniową

Doktorant:

Tomasz Hejczyk

Promotor:

prof. dr hab. inż. Marian Urbańczyk

Recenzenci:

prof. dr hab. inż. Adam Kawalec (Wojskowa Akademia Techniczna)

prof. dr hab. inż. Tadeusz Pustelny - Politechnika Śląska

Dziedzina nauk technicznych. Dyscyplina naukowa:

elektronika

Data obrony rozprawy:

17 czerwca 2013 r.

Data nadania stopnia:

25 czerwca 2013 r.

Streszczenie:

W pracy doktorskiej przedstawiono model warstwowy sensora z akustyczną falą powierzchniową (AFP) w stanie ustalonym i przejściowym oraz badania eksperymentalne sensora AFP z warstwą WO₃ o różnej grubości: 50, 100 i 150 nm, pokryte warstwami katalitycznymi palladu o grubości ok. 10 nm. Struktury takie poddano działaniu wybranej grupy mieszanin gazowych zawierającej wodór, metan i tlenek węgla w powietrzu syntetycznym. Praca doktorska podzielona jest na część teoretyczną oraz eksperymentalną. W części teoretycznej w kolejnych rozdziałach zostały omówione modele układów z AFP: Kino Reedera, pojemnościowy, APM w środowisku ciekłym, czujnika rezystancyjnego, wg Sakai i inne. W części teoretycznej omówione zostały podstawy fizyczne działania czujnika, model warstwy sensorowej, transformacja impedancji, modelowanie odpowiedzi warstwy sensorowej oraz rozwiązanie równań dyfuzyjnych w stanie ustalonym i przejściowym oraz analizy numeryczne odpowiedzi czujnika z AFP gazów: H₂, CO₂, NO₂, NH₃ oraz wybranych węglowodorów C_nH_m: CH₄, C₂H₄, C₃H₈, C₆H₆. W rozprawie doktorskiej przedstawiono badania eksperymentalne oddziaływania struktury sensorowej WO₃ z H₂, CH₄, CO oraz potwierdzono zgodność analiz numerycznych z wynikami eksperymentu. Praca doktorska zawiera dodatek, w którym podano szczegółowe wyprowadzenia wzorów stosowanych w rozprawie, zjawisk akustoelektrycznych, dyfuzyjnych oraz przedstawiono kod programów numerycznych w języku Pyton.