- Tytuł:
-
Surface acoustic waves application for gas leakage detection
Zastosowanie akustycznych fal powierzchniowych do detekcji wycieku gazów - Autorzy:
-
Pasternak, Mateusz
Jasek, Krzysztof
Grabka, Michał - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/327742.pdf
- Data publikacji:
- 2020
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej PAN
- Tematy:
-
surface acoustic waves
gas detection
diagnostic of sealing
akustyczne fale powierzchniowe
detekcja gazów
diagnostyka uszczelnień - Opis:
-
Surface Acoustic Waves (SAW) are by their nature very sensitive to changes in physical propagation conditions. This statement relates primarily to the properties of the substrate, i.e. the surface on which these waves propagate, but under certain conditions it also refers to the parameters of the gaseous environment directly in contact with the substrate. The influence of this environment on SAW parameters can be used to detect specific gases that are present in this environment and change its density. The basic research problem was to determine the dependence of the resonant frequency and attenuation of waves in a resonator with SAW on the parameters and concentrations of specific gases in the gaseous environment in which the resonator works. The secondary objective was to determine whether this dependence is strong enough to be used for the construction of sensors and whether it is possible to identify gases present in the environment based on such measurements. Two-port resonators from SAW and measuring stand of our own design were used for the research. The analyses conducted and laboratory measurements confirmed the existence of the abovedescribed dependence. It was found that it increases with the increase of the difference between the molar mass of the gas being tested and the average molecular mass of the gaseous environment. This fact makes the proposed method suitable for detection of gases of relatively low or high molar masses. In air it is possible to detect hydrogen, helium, krypton, xenon and vapour of volatile compounds with sufficiently high molar masses.
Akustyczne fale powierzchniowe (AFP) są ze swej natury bardzo czułe na zmiany fizycznych warunków propagacji. Stwierdzenie to dotyczy przede wszystkim własności ich podłoża tj. powierzchni, po której te fale się propagują, jednak w pewnych warunkach odnosi się ono także do parametrów otoczenia gazowego bezpośrednio stykającego się z tym podłożem. Wpływ tego otoczenia na parametry AFP można wykorzystać do detekcji specyficznych gazów znajdujących się w tymże otoczeniu i zmieniających jego gęstość. Podstawowym problemem badawczym było określenie zależności częstotliwości rezonansowej i tłumienia fal w rezonatorze z AFP od parametrów i stężeń określonych gazów znajdujących się w otoczeniu gazowym, w którym tenże rezonator pracuje. Ustalono też czy zależność ta jest dostatecznie silna aby dało ją się wykorzystać do budowy czujników oraz czy możliwa jest na podstawie takich pomiarów identyfikacja gazów obecnych w otoczeniu. Do badań wykorzystano dwuportowe rezonatory z AFP oraz własnej konstrukcji stanowisko pomiarowe. Stwierdzono, że wymieniona zależność rośnie w miarę wzrostu różnicy masy molowej oznaczanego gazu od przeciętnej masy cząsteczkowej otoczenia gazowego. Fakt ten powoduje, że proponowana metoda nadaje się w do detekcji gazów o stosunkowo niskich lub wysokich masach molowych. W powietrzu można w ten sposób wykrywać wodór, hel, krypton, ksenon oraz pary lotnych związków o odpowiednio wysokiej masie molowej. - Źródło:
-
Diagnostyka; 2020, 21, 1; 35-39
1641-6414
2449-5220 - Pojawia się w:
- Diagnostyka
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł