CHƢƠNG 2 : PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM VÀ NGHIÊN CỨU
2.2. Phân tích tính chất nhạy khí của cảm biến
Sử dụng phương pháp trộn khí từ các nguồn khí chuẩn với nguyên lý trộn thể tích từ các dòng khí liên tục với tỷ lệ lưu lượng xác định [42, 12] hay còn gọi là trộn theo thể tích. Đây là phương pháp khá linh hoạt có thể đạt nhiều giá trị nồng độ khí trong dải nồng độ rộng từ mức ppb (một phần tỷ) đến % thể tích, trộn được nhiều loại khí trong buồng đo và cho thời gian đạt được nồng độ khí trong buồng đo nhanh. Phương pháp này có ưu điểm là hạn chế sự thay đổi nồng độ khí trong buồng đo do tương tác với vật liệu nhạy khí và do sự hấp phụ/giải hấp với vật liệu cấu thành buồng đo hoặc là do thẩm thấu ra ngoài. Nhược điểm của phương pháp này là lượng khí tiêu thụ lớn và có khả năng sinh ra hiệu ứng làm lạnh môi trường buồng đo khi hoạt động ở điều kiện có lưu lượng khí cao. Tuy nhiên, đây là phương pháp phù hợp cho nghiên cứu khảo sát tính chất nhạy khí của vật liệu và cảm biến.
Với yêu cầu cảm biến có thể hoạt động ở trong vùng nhiệt độ cao, việc thiết kế chế tạo vỏ (buồng đo) cảm biến cũng là yêu tố quan trọng nhằm đạt được nhiệt độ hoạt động mong muốn cho mục đích điều khiển được độ chọn lọc, độ nhạy, dải đo của cảm biến.
Hình 2. 7: Vỏ cảm biến (buồng đo) được thiết kế chế tạo: cấu trúc(a); ảnh chụp lớp vỏ bên trong và bên ngoài (b).
Hình 2.7 là cấu trúc của vỏ cảm biến để có thể hoạt động ỏ nhiệt độ cao. Trong cấu trúc này gồm: buồng hình trụ (inox hoặc nhựa chịu nhiệt) có kích thước cao 50 mm và đường kính trụ 40 mm. Buồng có đường khí vào và đường khí ra. Cảm biến được đặt ở tâm buồng, giữa chíp cảm biến và vỏ buồng có lớp bảo ôn chịu nhiệt (bông thủy tinh). Với thiết kế vỏ cảm biến này, nhiệt độ trong buồng đo có thể đạt đến 800 oC. Các cảm biến được đo trong buồng đo với các khí chuẩn NO2, CO, C6H14, C3H8, CH4 được trộn với khí mang N2 và O2. Tổng lưu lượng dòng khí qua buồng đo đặt trong khoảng 500 mL/phút và được điều khiển bởi các bộ vi điều khiển lưu lượng lập trình được (Mass Flow Controllers – MFC; AALBORG, model GFC-17, USA) như hình 2.8.