Пристрій для реєстрації оптичного відгуку сенсорних плівкових полімерних матеріалів

Пристрій для реєстрації оптичного відгуку сенсорних плівкових полімерних матеріалів на основі поліаніліну (ПАНІ), що містить оптичний сенсорний пристрій, який відрізняється тим, що оптичний сенсорний пристрій має двоканальну оптичну систему, в якій як сенсорний матеріал використано поліаніліновийполіетилентерефталатний (ПАНІ-ПЕТ) композит, що отримують шляхом хімічного окиснення аніліну в поверхневих шарах інертного матричного полімеру та додатково обробляють лугом КОН. (19) (21) u200712933 (22) 22.11.2007 (24) 11.03.2008 (72) ДУБОРІЗ ЄВГЕН ПЕТРОВИЧ, UA, ФАТЄЄВА КАТЕРИНА ЮРІЇВНА, UA, ПУД ОЛЕКСАНДР АРКАДІЙОВИЧ, UA, ШАПОВАЛ ГАЛИНА СЕРГІЇВНА, UA (73) ІНСТИТУТ БІООРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ ТА НАФТОХІМІЇ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ, UA (56) 3 30781 4 допоміжні прилади, які дають змогу представляти сигнал у зручній для користувача формі. Таблиця Така конструкція забезпечує виключення похибок, які можуть бути внесені до сенсорного Відносний Відносний відгуку, за допомогою відносно простої перевірки. відгук для № Концентрація відгук для Зокрема, перевірка відбувається за рахунок запропонованої прикладу аміаку, ррт аналога, віднімання величини сигналу з контрольного моделі, відн. відн. од каналу, від сигналу з вимірювального каналу. На од. виході отримується корисний сигнал нормований 1 6 0,4 0,5 по контрольному каналу. Суть корисної моделі 2 100 2,1 1,6 пояснюється конкретними прикладами. 3 400 3,3 3,5 Як випромінювач використано світлодіод 4 20000 немає 10,5 зеленого кольору (довжина хвилі 535 нм. [2]), але є можливість вибрати та використовувати світлодіод з оптимальними характеристиками під конкретну задачу. Власне оптична частина пристрою (напівпрозоре дзеркало (2) та призма (3)) формують двоканальну схему за рахунок розділення променя світла „навпіл" та його спрямування на фотодетектори. Після проходження оптичною частини пристрою, один промінь йде по шляху „А" і потрапляє на сенсорний матеріал, після чого надходить до фотодетектору 4; а інший йде по шляху „Б" віддзеркалюється на 90 градусів, потрапляє до призми (3) де змінює напрямок ще на 90 градусів, після чого потрапляє до фотодетектору 5. В даному випадку шлях „А" є контрольним каналом або каналом порівняння, а шлях „Б" є вимірювальним каналом. Електричний сигнал з фотодетекторів обробляють наступним чином: віднімають сигнал з контрольного каналу від сигналу з вимірювального каналу, тим самим на виході отримують електричний еквівалент зміни оптичної густини зразка сенсорного матеріалу. Як сенсорний матеріал використано ПАНІ-ПЕТ композит, цей матеріал в залежності від схеми підготовки може бути сенсором як на лужні, так і на кислотні гази. ПАНІ-ПЕТ отримують методом хімічної окиснювальної полімеризації аніліну (під дією хлорнуватистої кислоти), введеного в поліетилентерефталатну (ПЕТ) матрицю. Методика отримання: плівки ПЕТ тримають в розчині аніліну поки їх вага не збільшиться на 1015%. Після чого, анілін яким просочені ПЕТ-плівки полімеризують розчином хлору у воді, а залишки аніліну екстрагують органічним розчинником впродовж 6-8 годин, згідно з патентом [3]. Поверхню ПАНІ-ПЕТ композиту додатково обробляли лугом - КОН, впродовж 12-24 годин, для надання йому більш розвиненої поверхні. В даних умовах, в поверхневих шарах ПЕТплІвки формується поліаніліновий прошарок, який власне і може виступати у якості чутливого елементу сенсору. Використання ПАНІ-ПЕТ разом з двоканальною оптичною схемою, дає можливість працювати в більш широкому діапазоні концентрацій (для аміаку, наприклад, 1-20000 ррт). Також таке поєднання дає можливість отримувати більші значення величини відносного сигналу пристрою на однакову кількість аміаку у експериментальному середовищі. Суть корисної моделі пояснюється наступними прикладами, що наведено в таблиці, для запропонованої моделі). Як показали дослідження пристрою, запропонована схема дійсно виключає можливі похибки від присутніх у досліджуваному середовищі перешкоджаючих факторів, таких як: пил, пар і т. п, а також дозволяє проводити вимірювання в ширшому діапазоні концентрацій по аміаку, на відміну від аналогу. Таким чином підтверджується технічний результат при здійсненні заявленої корисної моделі. Перелік посилань: 1) S. Christie, E. Scorsone, K. Persaud, F. Kvasnik, Remote detection of gaseous ammonia using the near infrared transmission properties of polyaniline //Sensors and Actuators. В 90 (2003), p. 163-169 2) LED Datasheet Kingbright L-1513GC, rev. 2004, p. 2-3 3) Патент UA75761C2 МІЖ C08G 73/00 С 6/00, O.A. Пуд, СП. Рогальський, К.Ю. Фатеева, Г.С. Шаповал, Спосіб отримання сенсорного електропровідного полімерного композиційного матеріалу.