ON THE ESTUDY OF TEMPERATURE-MODULATED SEMICONDUCTOR GAS SENSORS. ADVANCES IN QUALITATIVE/QUANTITATIVE ANALYSIS OF GAS MIXTURES

Autor: IONESCU SEPTIMIU RADU
Año: 2002
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA
Centro de realización:
Centro de lectura:
Director: LLOBET VALERO EDUARD
Tribunal: CORREIG BLANCHAR XAVIER , GUTIERREZ MONREAL JAVIER , FONSECA LUIS , DI NATALE CORRADO , RODRÍGUEZ MARTINEZ ANGEL
Resumen de la tesis

El objetivo de esta tesis doctoral es desarrollar nuevas técnicas para mejorar la selectividad de los sensores de gases basados en óxidos metálicos. La metodología empleada ha consistido en modular la temperatura de trabajo de los sensores. Los experimentos han sido efectuados con dos tipos diferentes de sensores (uno de tipo microhotplate basado en SnO2 y otro de tipo semiconductor basado en WO3) y los gases medidos han sido el CO, el NO2, el NH3, el etanol y la acetona. A partir de la respuesta transitoria de los sensores, ha sido realizado el análisis cuantitativo y cualitativo de los gases. La idea de utilizar la transformada wavelet como una alternativa a la FFT para descomponer la respuesta dinámica de un sensor es una novedad que ha sido desarrollada en esta tesis. Los resultados muestran la posibilidad de identificar y simultáneamente cuantificar los gases analizados utilizados utilizando un solo sensor. El método ha resultado ser altamente tolerante a la presencia de humedad. Considerando las interacciones que se producen en la superficie del sensor de SnO2 en presencia tanto de especies reductoras (CO) cómo oxidantes (NO2), ha sido desarrollado un modelo teórico para los sensores de gases modulados térmicamente. El modelo reproduce fielmente la respuesta experimental del sensor. Los estudios previos sobre los mecanismos que afectan la respuesta dinámica de los sensores de SnO2 han estado principalmente enfocados hacia su exposición a los gases reductores y hasta ahora no había disponible ningún modelo para el comportamiento de la conductancia del sensor en presencia de especies oxidantes. La principal conclusión que se deriva de esta tesis es que el uso de sensores de gases modulados térmicamente, junto con técnicas dinámicas de reconocimiento de patrones, representa una solución para aumentar sensiblemente la selectividad de los sensores basados en óxidos metálicos. La simplicidad de los métodos empledos los hace adecuados para el desarrollo de analizadores de gases de bajo coste y narices electrónicas portátiles.
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