Результаты, полученные при определении состава газовой смеси с использованием всех 19 эталонов приведены в приложении 6.

Алгоритм работы прибора

Алгоритм работы прибора, реализованный в помещенной в ПЗУ прибора программе работы прибора, состоит из двух основных блоков – блока снятия результатов измерений и блока обработки результатов и определения концентраций примесей.

При разработке программы работы прибора большое внимание уделялось сохранению одинаковых условий снятия термограмм на протяжении всего времени работы прибора. Для обеспечения воспроизводимости термограмм необходимо сохранение постоянной частоты снятия результатов измерений с АЦП и циклов прогрева –охлаждения датчика. В алгоритме работы прибора включение-выключение нагревателя датчика и снятие показаний АЦП происходят по прерыванию от внутреннего таймера микропроцессора. Через строго определенные промежутки времени происходит включение или выключение напряжения на нагревателе и сохранение данных с АЦП во внешней переменной. После того, как данные в этой переменной были обновлены выставляется флаг «Новое измерение» .

Работа прибора начинается с предварительного прогревочного цикла датчика. Во время снятия термограмм результаты измерений, полученные с АЦП, записываются в элементы массива в ОЗУ прибора. После записи очередного результата значение адреса в массиве увеличивается и сбрасывается флаг «Новое измерение».

После того, как запись результатов в массив завершена управление передается блоку обработки результатов. Первоначально снятые данные, полученные с АЦП, пересчитываются в проводимость сенсора. Затем проводимость сенсора  и эталонные термограммы пересчитываются в матрицу М и столбец свободных членов В.

Полученная система уравнений решается методом прогонки. Полученные решения сравниваются с 0. Если все решения положительны, то полученное решение пересчитывается в концентрации примесей. Задача в этом случае считается решенной. Если некоторые из полученных решений отрицательны –из матрицы М  изымаются  соответствующие строки и столбцы и процесс определения концентраций повторяется.  Процесс продолжается до тех пор, пока не будет получено положительное решение системы. Структура алгоритма работы прибора изображена на рис. 5  Контрольный пример для определения правильности работы алгоритма нахождения неотрицательных решений приведен в приложении 4.

		Рис.5. Алгоритм работы прибора

 

Заключение

В настоящее время весьма актуальна проблема мониторинга окружающей среды. Для контроля состояния окружающей среды и определения ее соответствия санитарно-гигиеническим нормам необходимо всестороннее изучение ее характеристик и количественная оценка этих характеристик.

Система экологического мониторинга, разрабатываемая на кафедре в настоящее время, предназначена для одновременного измерения нескольких параметров окружающей среды – температура, влажность, давление, электрические и магнитные поля, радиоактивные загрязнения и т.д. Для определения пригодности и безопасности помещений для нахождения человека необходимо так же контролировать состав находящейся в помещении газовой смеси. Для оперативного определения химического состава газовой смеси предназначен входящий в систему в качестве периферийного блока газовый анализатор.

Данная работа посвящена разработке газового анализатора для системы экологического мониторинга. Основным его отличием от приборов аналогичного назначения является использование в качестве чувствительного элемента датчика загрязненности воздуха, предназначенного не для определения состава газовой смеси, а для определения степени ее загрязненности. Применение такого датчика повлекло за собой необходимость измерения зависимости сопротивления датчика от его температуры и обработки полученной зависимости для выделения вклада в нее различных составляющих газовой смеси.

В качестве математического аппарата применялся как метод решения систем уравнений понижающейся размерности, так и методы линейного программирования ( в частности симплекс-метод), позволивший убедиться в корректности работы первого алгоритма решения задачи.

В ходе работы показана возможность расширения области применения датчика загрязненности воздуха и создания прибора для определения состава газовой смеси. Так же создан прототип такого прибора, позволяющий определить присутствие в газовой смеси ряда примесей.

Использованная литература.

1.А.Б. Певцов, Н.А. Феоктистов. В.Г. Голубев, Л.Е. Морозова, Проводимость тонких нанокристаллических пленок кремния. Физика и техника полупроводников, 1999, том 33, №1.

 #"_Hlt443029552">

2.Аленберг В.Б., Бичукина Т.Н., Кожитов Л.В. и др .Тонкие пленки SnO2 (CuO) для газовых сенсоров.Перспективные материалы (1997),  2.

3.Киселев В.Ф., Крылов О.В. Адсорбционные процессы на поверхности полупроводников и диэлектриков. Москва. Наука (1978).

4.Зимин А.Б., Николаев Ю.А., Толмаев В.В. Квантовая физика полупроводников. Издательство МГТУ им Баумана ( 1994) .

5.Б.А.Акимов, А.В.Албул, А.М.Гаськов, В.Ю.Ильин, М.Лабо, М.Н.Румянцева, Л.И.Рябова Сенсорные свойства по отношению к сероводороду и ;электропроводность поликристаллических пленок SnO2 (CuO) Физика и техника полупроводников, 1997, том 31, № 4.

#"#">#"_Hlt443411342">

7.Техническая документация на газовые датчики.

#"#">#"#">#"#">#"#">#"#">#"#">#"#">#"_Hlt443411225">