Анализ многокомпонентных газовых смесей матричными сенсорами в импульсном режиме

Тезисы VII конференции "Аналитика Сибири и Дальнего Востока - 2004" »
Стендовые доклады » Секция I. Химические и физико-химические методы » ...

Анализ многокомпонентных газовых смесей матричными сенсорами в импульсном режиме

Скутин Е.Д.¹, Буданова Е.М. ², Дементьев В.Н.³, Разгуляев Е.П.⁴, Клочко Б.Н.⁴

1Омский государственный технический университет, г. Омск, 644050, пр. Мира, 11.
²Омский государственный аграрный университет, г. Омск, 644008, Институтская пл., 2.
³Омский государственный педагогический университет, г. Омск, 6440037, наб. Тухачевского, 14.
⁴Научно-производственное внедренческое предприятие «ЭКОТОП», г. Омск, 644042, пр. К. Маркса, 18.

Возрастающий уровень требований к качеству контроля окружающей среды, сертификации продуктов питания и потребительских товаров, необходимость быстрого обнаружения взрывчатых веществ и наркотических препаратов стимулируют развитие перспективных направлений современной «альтернативной аналитики» с применением сенсорных систем, получивших название «электронный нос». Такие сенсорные системы строятся на основе массива «слабоселективных» детекторов и позволяют проводить экспертную оценку сложных многокомпонентных систем по их обобщенным показателям за счет оснащения средствами искусственного интеллекта.

Вместе с тем недостаточное внимание уделяется использованию кинетических особенностей сенсорного отклика как дополнительного информационного фактора о составе анализируемого объекта. Целью данной работы является повышение селективности газовых сенсоров при импульсной подаче анализируемой газовой смеси с применением принципов нестационарной спектроскопии для выделения и анализа вкладов компонентов смеси в отклик детекторов сенсорной системы.

Экспериментальная проверка предлагаемой методики проведена на сенсорной системе, состоящей из массива 3-х тонкопленочных (~1 мкм) различно легированных SnO₂-детекторов и 5-ти термокаталитических детекторов, различающихся типом нанесенных катализаторов. При импульсной подаче анализируемой газо-воздушной смеси время релаксации сенсорного отклика зависело от химической природы аналитов и уменьшалось при повышении температуры детекторов, что послужило условием применимости нестационарных методов для аналитических целей. Стационарный и релаксационный отклики матрицы детекторов регистрировались 8-канальной системой с шагом дискретизации 1 с и анализировались различными вариантами искусственных нейронных сетей (сети прямого распространения, самоорганизующиеся и адаптирующиеся сети).

Полученные результаты показывают возможность применения нестационарных методов для совершенствования экспертных газоаналитических систем, применяемых в медицинской диагностике и экологии, а также для анализа пищевых и нефтепродуктов.