[go: up one dir, main page]

RU2341789C2 - Method and device of multi-sensor detecting main priority pollutants of atmospheric air - Google Patents

Method and device of multi-sensor detecting main priority pollutants of atmospheric air Download PDF

Info

Publication number
RU2341789C2
RU2341789C2 RU2006114805/28A RU2006114805A RU2341789C2 RU 2341789 C2 RU2341789 C2 RU 2341789C2 RU 2006114805/28 A RU2006114805/28 A RU 2006114805/28A RU 2006114805 A RU2006114805 A RU 2006114805A RU 2341789 C2 RU2341789 C2 RU 2341789C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sensors
sensor elements
sensor
air
sulfur dioxide
Prior art date
Application number
RU2006114805/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006114805A (en
Inventor
Эдуард Иосифович Соборовер (RU)
Эдуард Иосифович Соборовер
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Сенсор НН"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Сенсор НН" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Сенсор НН"
Priority to RU2006114805/28A priority Critical patent/RU2341789C2/en
Publication of RU2006114805A publication Critical patent/RU2006114805A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2341789C2 publication Critical patent/RU2341789C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Abstract

FIELD: ecology.
SUBSTANCE: device of multi-sensor quantitative detecting of main priority inorganic pollutants in atmospheric air: ammonium, sulfur dioxide and hydrogen sulfide includes multi-sensor system on superficial acoustic wave, consisting of three double lines of detention. Each detention line in double detention line represents sensor element, which is made on separate quartz crystal and is placed in separate measuring cell, sensitive coatings in form of functional polymer films being applied on all six sensor elements in space between counter-pin transformers of detention line. Sensitive coatings are by two identical in chemical structure and thickness, and differ from each other in each pair of sensor elements.
EFFECT: ensures method and device for express control (detecting) of main priority pollutants in atmospheric air at level of their dangerous for people's vital functions and (or) highly explosive and inflammable concentrations, including their (ammonium, sulfur dioxide, hydrogen sulfide) detecting at background of normal air composition and output of data about their quantitative content in atmospheric air units of concentration in mg/m3.
2 cl, 6 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области измерительной техники, в частности к газоаналитическим датчикам - химическим сенсорам, образующим мультисенсорную систему, предназначенную для одновременного контроля, т.е. обнаружения и количественного определения, газов (паров) неорганической природы в атмосферном воздухе, являющихся основными приоритетными загрязнителями атмосферного воздуха (ОПЗАВ): аммиака, диоксида серы и сероводорода.The present invention relates to the field of measurement technology, in particular to gas-analytical sensors - chemical sensors forming a multisensor system designed for simultaneous monitoring, i.e. detection and quantification of inorganic gases (vapors) in the air, which are the main priority pollutants of atmospheric air (OPZAV): ammonia, sulfur dioxide and hydrogen sulfide.

Аммиак, диоксид серы и сероводород входят в число шести основных приоритетных загрязнителей атмосферного воздуха (ОПЗАВ), его приземного слоя, в число которых входят также пыль, монооксид углерода и диоксид азота, контроль которых осуществляется повсеместно и круглосуточно на земном шаре [РД 52.04.186-89. Руководство по контролю загрязнения атмосферы // Госгидромет СССР. М.: 1991. С.92-100]. Кроме этого, аммиак является до настоящего времени самым распространенным хладоагентом, являясь источником повышенной огне- и взрывоопасности на химических и других видах производств [ПБ-09-220-98. Правила устройства и безопасной эксплуатации аммиачных и холодильных установок. C.21]. Большинство самых крупных техногенных аварий последних лет связаны именно с аммиаком. Задачи контроля серосодержащих соединений связаны с добычей, переработкой и использованием природных ресурсов: угля, нефти и газа. Сероводород - взрывоопасный и очень токсичный газ [Широков И. Этот запах знают все // Гражд. защита. - 1995. №8. С.47-48]. Диоксид серы занимает первое место по тоннажу, выбрасываемому в атмосферу среди всех загрязнителей [Окислы серы и взвешенные частицы. ВОЗ. Серия «Гигиенические критерии состояния окружающей среды». Вып.8. Женева. 1982. 131 с.].Ammonia, sulfur dioxide and hydrogen sulfide are among the six main priority pollutants of atmospheric air (OPZAV), its surface layer, which also includes dust, carbon monoxide and nitrogen dioxide, which are monitored everywhere and around the clock on the globe [RD 52.04.186 -89. Guidelines for the control of air pollution // State Hydromet of the USSR. M .: 1991. S.92-100]. In addition, ammonia is by far the most common refrigerant, being a source of increased fire and explosion hazard in chemical and other types of production [ПБ-09-220-98. Rules for the design and safe operation of ammonia and refrigeration units. C.21]. Most of the largest technological accidents of recent years are associated with ammonia. The tasks of controlling sulfur-containing compounds are associated with the extraction, processing and use of natural resources: coal, oil and gas. Hydrogen sulfide is an explosive and very toxic gas [Shirokov I. This smell is known to all // Grazhd. protection. - 1995. No. 8. S.47-48]. Sulfur dioxide ranks first in terms of tonnage emitted into the atmosphere among all pollutants [Sulfur oxides and suspended particles. WHO. Series "Hygienic criteria for the state of the environment." Issue 8. Geneva. 1982. 131 p.].

Все методы и средства контроля ОПЗАВ можно разделить на традиционные химико-аналитические методы и инструментальные. До сих пор систематический контроль ОПЗАВ в приземном слое осуществляется службами Росгидромета с помощью традиционных химико-аналитических методов, включающих ручной отбор проб воздуха в поглотители с последующим их анализом в химической лаборатории [РД 52.04.186-89. Руководство по контролю загрязнения атмосферы // Госгидромет СССР. М.: 1991. 693 с.]. Такой анализ является трудоемким, неэкспрессным и не поддается автоматизации. Для систематического и автоматизированного контроля качества атмосферного воздуха (автоматического мониторинга) применяются стационарные и передвижные на базе автомобилей посты и станции, которые снабжены дорогостоящими хромато-массспектрометрами или набором специализированных на каждый загрязнитель газоанализаторами [Розинов Г.Л. Автоматические анализаторы и измерительные комплексы контроля загрязнений атмосферы // Приборы и системы управления. 1994. №9. С.1-9]. В России практически полностью отсутствует третий уровень контроля атмосферного воздуха, основанного на передвижных станциях, т.к. такая станция стоит несколько млн. долларов [Попов А.А. // Приборы и системы управления. 1994. №9. С.15-17], а по мнению специалистов Росгидромета, потребность России в таких станциях исчисляется несколькими тысячами. Кроме этого, необходимо отметить возрастающую роль анализа воздуха "по месту", связанную с террористическими угрозами. Эту проблему нельзя решить на основе ни химико-аналитических методов, ни традиционных аппаратурных физико-химических методов, т.е. на старой элементной базе газоаналитического приборостроения.All methods and means of control of OPZAV can be divided into traditional chemical analytical methods and instrumental. Until now, the systematic monitoring of the HAZ in the surface layer is carried out by Roshydromet services using traditional chemical-analytical methods, including manual sampling of air samples in absorbers and their subsequent analysis in a chemical laboratory [RD 52.04.186-89. Guidelines for the control of air pollution // State Hydromet of the USSR. M .: 1991. 693 p.]. Such an analysis is time-consuming, non-express and does not lend itself to automation. For systematic and automated control of atmospheric air quality (automatic monitoring) stationary and mobile posts and stations based on cars are used, which are equipped with expensive chromatograph-mass spectrometers or a set of gas analyzers specialized for each pollutant [Rozinov G.L. Automatic analyzers and measuring systems for monitoring atmospheric pollution // Devices and Control Systems. 1994. No. 9. C.1-9]. In Russia, the third level of control of atmospheric air based on mobile stations is almost completely absent. such a station costs several million dollars [Popov A.A. // Devices and control systems. 1994. No. 9. S.15-17], and according to experts of Roshydromet, Russia's demand for such stations amounts to several thousand. In addition, it is worth noting the growing role of in-situ air analysis related to terrorist threats. This problem cannot be solved on the basis of either chemical-analytical methods or traditional instrumental physical-chemical methods, i.e. on the old element base of gas analytical instrumentation.

В последнее время все больше сложных газоаналитических задач контроля воздуха решаются с помощью приборов, основанных на твердотельных датчиках - мультисенсорах (мультисенсорных системах), изготовленных с помощью технологий микроэлектроники. Например, для контроля взрывчатых веществ, наркотических веществ и ядовитых веществ предлагаются приборы, в основе работы которых лежат мультисенсорные системы, так называемые «электронные носы», иногда совмещенные со сверхскоростной высокоэффективной газовой хроматографией [E.J.Staples, S.Wiswanathan Ultrahigh-speed chromatography and virtual chemical sensors for detecting explosives and chemical warfare agents // IEEE Sensors journal, V.5, №4, august 2005]. На космических кораблях серии «Колумбия» для контроля паров органических и неорганических соединений в атмосфере успешно применяется технология, использующая мультисенсорную систему типа «электронный нос» [Ryan M.A. et al. Monitoring Space Shuttle air for selected contaminants using an electronic nose // Proceedings of 28th international conference on environmental systems, Danvers MA, July 12-16, 1998]. Применение таких мультисенсорных систем в альтернативу традиционным газоаналитическим методам имеет преимущества: отсутствие предварительной пробоподготовки, очень малое время однократного анализа (анализа одной пробы), что дает решающее преимущество в производительности анализов в единицу времени, портативность, малые энергопотребление и материалоемкость, а также изготовление самой мультисенсорной системы и основных конструктивных узлов прибора с помощью технологии микроэлектроники, что дает еще одно решающее преимущество - относительная дешевизна. Высокая степень автоматизации анализа с помощью данного прибора не требует высококвалифицированного оператора; имеется возможность исполнения в дистанционном беспроводном варианте [Benes E., Groschl. M., Seifert F., Pohl A. Comparison between BAW and SAW sensor principles // 1997 IEEE International frequency control symposium P.5-20].Recently, more and more complex gas-analytical problems of air control are being solved with the help of devices based on solid-state sensors - multisensors (multisensor systems) made using microelectronics technologies. For example, instruments for the control of explosives, narcotic substances and toxic substances are proposed, which are based on multisensor systems, the so-called “electronic noses”, sometimes combined with ultra-high-speed high-performance gas chromatography [EJStaples, S.Wiswanathan Ultrahigh-speed chromatography and virtual chemical sensors for detecting explosives and chemical warfare agents // IEEE Sensors journal, V.5, No. 4, august 2005]. On Columbia series spacecraft, technology using a multi-sensor electronic nose type system has been successfully used to control the vapors of organic and inorganic compounds in the atmosphere [Ryan MA et al. Monitoring Space Shuttle air for selected contaminants using an electronic nose // Proceedings of 28 th international conference on environmental systems, Danvers MA, July 12-16, 1998]. The use of such multisensor systems as an alternative to traditional gas analytical methods has the following advantages: lack of preliminary sample preparation, very short time of a single analysis (analysis of one sample), which gives a decisive advantage in the performance of analyzes per unit time, portability, low power consumption and material consumption, as well as the manufacture of the multisensor itself the system and the main structural components of the device using microelectronics technology, which gives another decisive advantage - rel respect to cheapness. A high degree of automation of analysis using this device does not require a highly qualified operator; there is the possibility of execution in a remote wireless version [Benes E., Groschl. M., Seifert F., Pohl A. Comparison between BAW and SAW sensor principles // 1997 IEEE International frequency control symposium P.5-20].

Проведенный патентный поиск показал, что подавляющее большинство приборов такого типа предназначены для контроля паров органических соединений в атмосферном воздухе. В соответствии с известным способом [патент США №4895017, кл. G01N 031/06, опубл. 23.01.90] для контроля, обнаружения и количественного определения паров органических соединений в воздухе используется мультисенсорная система, состоящая преимущественно из нескольких датчиков (химических сенсоров) на поверхностно-акустических волнах (ПАВ) в конструкции двойной линии задержки с частотой 158 МГц, выполненных (каждый датчик) на отдельном кристалле кварца и имеющих чувствительные покрытия на основе «флуорополиолов», т.е. полиспиртов, в молекулах которых атомы водорода частично замещены на атомы фтора [Ballantine D.S., Rose S.L., Grate J.W., Wohltjen H. Correlation of surface acoustic wave device coating responses with solubility properties and chemical structure using pattern recognition // Anal. Chem. 1986, V.53, №14. P.3058-3066]. Метод молекулярного распознавания паров органических соединений в воздухе в данном патенте и статье основан на слабых межмолекулярных взаимодействиях между молекулами газов-адсорбатов и полимерными сорбентами типа Ван-дер-Ваальса и водородных связей, являющихся неспецифическими межмолекулярными взаимодействиями и являющимися причиной только физической сорбции. Оба сенсорных элемента - линии задержки выполнены на одном кристалле кварца и анализируемая проба воздуха подается одновременно на оба ПАВ-сенсорных элемента, входящих в двойную линию задержки, образующих химический сенсор - датчик. В каждом датчике один из сенсорных элементов имеет чувствительное полимерное покрытие, а второй - сравнительный - не имеет такого покрытия. В состав мультисенсорной системы входят несколько двойных линий задержки, которые с помощью мультиплексора подсоединены к высокочастотному усилителю, образуя с ним автогенератор. Методика проведения измерений следующая: анализируемая проба воздуха одновременно подается на все химические сенсоры - ПАВ-датчики (двойные линии задержки), входящие в мультисенсорную систему. Способ выделения аналитических сигналов заключается в следующем: аналитические сигналы датчиков, образующие массив данных, анализируются с помощью сложного математического алгоритма, включающего предсказание ожидаемых равновесных концентраций с помощью функции, называемой фильтром Кальмана, и определение концентрации химических веществ по этим предсказанным значениям.A patent search showed that the vast majority of devices of this type are designed to control the vapors of organic compounds in atmospheric air. In accordance with a known method [US patent No. 4895017, CL. G01N 031/06, publ. 01/23/90] to control, detect and quantify the vapors of organic compounds in air, a multisensor system is used, consisting mainly of several sensors (chemical sensors) on surface acoustic waves (SAW) in the construction of a double delay line with a frequency of 158 MHz, performed (each sensor) on a separate quartz crystal and having sensitive coatings based on "fluoropoliols", i.e. polyalcohols in whose molecules the hydrogen atoms are partially replaced by fluorine atoms [Ballantine D.S., Rose S.L., Grate J.W., Wohltjen H. Correlation of surface acoustic wave device coating responses with solubility properties and chemical structure using pattern recognition // Anal. Chem. 1986, V. 53, No. 14. P.3058-3066]. The method of molecular recognition of vapors of organic compounds in air in this patent and article is based on weak intermolecular interactions between molecules of adsorbate gases and polymer sorbents such as Van der Waals and hydrogen bonds, which are nonspecific intermolecular interactions that are the only cause of physical sorption. Both sensor elements - delay lines are made on the same quartz crystal and the analyzed air sample is supplied simultaneously to both SAW-sensor elements included in the double delay line, forming a chemical sensor - sensor. In each sensor, one of the sensor elements has a sensitive polymer coating, and the second - comparative - does not have such a coating. The multisensor system includes several double delay lines, which are connected to a high-frequency amplifier using a multiplexer, forming an oscillator with it. The measurement procedure is as follows: the analyzed air sample is simultaneously supplied to all chemical sensors - SAW sensors (double delay lines) included in the multisensor system. The method for extracting analytical signals is as follows: the analytical signals of the sensors that make up the data array are analyzed using a complex mathematical algorithm that includes predicting the expected equilibrium concentrations using a function called the Kalman filter and determining the concentration of chemicals from these predicted values.

Известный способ и устройство [патент США №4895017, кл. G01N 031/06, опубл. 23.01.90] обеспечивают быстрое в течение нескольких минут обнаружение паров органических соединений с указанием, какое именно соединение или класс органических соединений присутствует в воздухе, с последующей выдачей интервала концентраций паров конкретного соединения, присутствующего в атмосферном воздухе. Этот патент является наиболее близким к предлагаемому изобретению по назначению и технической сущности, поэтому выбран в качестве прототипа.The known method and device [US patent No. 4895017, CL. G01N 031/06, publ. 01/23/90] provide quick detection of vapors of organic compounds within a few minutes, indicating which particular compound or class of organic compounds is present in air, followed by the issuance of a range of vapor concentrations of a particular compound present in atmospheric air. This patent is the closest to the proposed invention for its intended purpose and technical essence, therefore, it is selected as a prototype.

Недостатками известного способа и устройства являются следующие: 1) неспособность материалов чувствительных покрытий ПАВ химических сенсоров (датчиков), в качестве которых используются пленки частично фторированных полиолов, вступать в специфические взаимодействия с молекулами газов адсорбатов более сильные, чем взаимодействия типа Ван-дер-Ваальса и водородной связи, обуславливающие физическую сорбцию, что полностью исключает возможность хемосорбции молекул паров неорганических основных приоритетных загрязнителей атмосферного воздуха, таких как аммиак, диоксид серы и сероводород. Химические фрагменты, входящие в состав полимерных цепей, частично (несколько мольных процентов) содержат гидроксильные группы и не содержат химических групп, способных вступать в специфическое взаимодействие с молекулами газов-адсорбатов ОПЗАВ. Как следствие, данные ПАВ-сенсоры (датчики) не способны обнаруживать в воздухе молекулы неорганических загрязнителей с высокой избирательностью и чувствительностью. 2) Абсолютная техническая невозможность подачи различных по химическому составу воздушных потоков на два ПАВ-сенсорных элемента, входящих в ПАВ-датчик (двойную линию задержки), связанная с тем, что обе линии задержки (оба сенсорных элемента) выполнены на одном кристалле кварца. 3) Невозможность точного молекулярного распознавания, идентификации загрязняющих веществ в анализируемой пробе воздуха, связанная с несовершенством сложного математического алгоритма, дающего только вероятностный характер решения задачи идентификации.The disadvantages of the known method and device are the following: 1) the inability of materials of sensitive coatings of surfactants of chemical sensors (sensors), which are used as films of partially fluorinated polyols, to enter into specific interactions with gas molecules of adsorbates stronger than interactions such as Van der Waals and hydrogen bonds, causing physical sorption, which completely excludes the possibility of chemisorption of vapor molecules of inorganic main priority atmospheric pollutants air, such as ammonia, sulfur dioxide and hydrogen sulfide. The chemical fragments that make up the polymer chains partially (several molar percent) contain hydroxyl groups and do not contain chemical groups capable of entering into specific interaction with molecules of OPZAV adsorbate gases. As a result, these surfactant sensors (sensors) are not able to detect inorganic pollutant molecules in the air with high selectivity and sensitivity. 2) The absolute technical impossibility of supplying airflows of different chemical composition to two SAW sensor elements included in the SAW sensor (double delay line), due to the fact that both delay lines (both sensor elements) are made on the same quartz crystal. 3) The impossibility of accurate molecular recognition, identification of pollutants in the analyzed air sample, associated with the imperfection of a complex mathematical algorithm that gives only the probabilistic nature of the solution to the identification problem.

Цель предлагаемого изобретения - разработать способ и устройство для экспрессного контроля (детектирования) основных приоритетных загрязнителей в атмосферном воздухе на уровне их опасных для жизнедеятельности людей и (или) взрыво- и огнеопасных концентраций, включая их (аммиак, диоксид серы, сероводород) обнаружение на фоне нормального воздушного состава и выдачу данных об их количественном содержании в атмосферном воздухе в единицах концентрации в мг/м3.The purpose of the invention is to develop a method and device for the rapid control (detection) of the main priority pollutants in the air at the level of their life-threatening people and (or) explosive and flammable concentrations, including their (ammonia, sulfur dioxide, hydrogen sulfide) detection on the background normal air composition and the issuance of data on their quantitative content in atmospheric air in units of concentration in mg / m 3 .

Задачами, решаемыми предлагаемым изобретением, являются: 1) обеспечить одновременное молекулярное распознавание всех трех ОПЗАВ на фоне нормального воздушного состава, что достигается применением в качестве чувствительных покрытий ПАВ-сенсоров тонких пленок функциональных полимеров различного химического строения, в результате чего чувствительные материалы приобретают способность вступать в специфическое взаимодействие с молекулами газов - основных приоритетных загрязнителей: аммиаком, диоксидом серы и сероводородом, обеспечивая их хемосорбцию чувствительными покрытиями сенсоров в присутствии молекул, образующих воздух и других молекул, неспособных вступать в специфические взаимодействия; 2) обеспечить возможность одновременной подачи потока анализируемого воздуха с одинаковой скоростью, но различного по химическому составу: содержащего ОПЗАВ и не содержащего ОПЗАВ, на оба сенсорных элемента, входящих в состав ПАВ химических сенсоров, образующих мультисенсорную систему; 3) обеспечить более точную и надежную идентификацию ОПЗАВ в пробе атмосферного воздуха по сравнению с вероятностным алгоритмом, примененным в прототипе.The problems solved by the invention are: 1) to provide simultaneous molecular recognition of all three OPZAV against the background of normal air composition, which is achieved by using thin films of functional polymers of various chemical structures as sensitive coatings of SAW sensors, as a result of which sensitive materials acquire the ability to enter into specific interaction with gas molecules - the main priority pollutants: ammonia, sulfur dioxide and hydrogen sulfide, providing their chemisorption by sensitive coatings of sensors in the presence of molecules forming air and other molecules that are unable to enter into specific interactions; 2) to provide the possibility of simultaneously supplying the flow of analyzed air with the same speed, but different in chemical composition: containing OPZAV and not containing OPZAV, on both sensor elements that are part of the surfactant chemical sensors forming a multisensor system; 3) to provide a more accurate and reliable identification of the HAZ in the atmospheric air sample in comparison with the probabilistic algorithm used in the prototype.

Сформулированные цель и задачи решаются: задача обеспечения хемосорбции молекул ОПЗАВ на фоне нормального воздушного состава решается тем, что в известном способе вместо чувствительных покрытий ПАВ-сенсоров на основе фторполиолов используются пленки функциональных полимеров на основе полидиметилсилоксанов (ПДМС), полиалкилметакрилатов (ПАМА) или сополимеры алкилметакрилатов (ПАМА) со стиролсульфонатом (СС) с ионносвязанными катионами органических красителей двух классов: трифенилметанового ряда (фуксин, кристаллический фиолетовый, бриллиантовый зеленый (БЗ) и т.п.) и акридинового ряда [9-(п-диалкиламиностирил)-10-алкилакридиний] различной степени модификации (СМ) от 0.02 до 0.30; [Соборовер Э.И., Тверской В.А., Токарев С.В. Оптический химический сенсор диоксида серы на основе пленок функциональных полимеров для контроля воздуха рабочей зоны. Сополимеры акрилонитрила и алкилметакрилатов со стиролсульфонатом бриллиантового зеленого // Ж. анал. химии. 2005. Т.60. №3. С.307-315; Соборовер Э.И., Тверской В.А., Токарев С.В. Оптический химический сенсор диоксида серы на основе пленок функциональных полимеров для контроля воздуха рабочей зоны. Сополимеры полидиметилсилоксанов с ионносвязанным катионом бриллиантового зеленого // Ж. анал. химии. 2005. Т.60. №5. С.507-513.] (Фиг.1).The stated goal and objectives are solved: the task of ensuring chemisorption of OPZAV molecules against the background of normal air composition is solved by the fact that instead of sensitive coatings of SAW sensors based on fluoropolyols, films of functional polymers based on polydimethylsiloxanes (PDMS), polyalkyl methacrylates (PAMA) or alkyl methacrylate copolymers are used in the known method (PAMA) with styrene sulfonate (SS) with ion-bound cations of organic dyes of two classes: triphenylmethane series (fuchsin, crystalline violet, brilliant green (BZ), etc.) and the acridine series [9- (p-dialkylaminostyryl) -10-alkylacridinium] of various degrees of modification (SM) from 0.02 to 0.30; [Soborover E.I., Tverskoy V.A., Tokarev S.V. Optical chemical sensor of sulfur dioxide based on films of functional polymers for air control of the working area. Copolymers of Acrylonitrile and Alkyl Methacrylates with Brilliant Green Styrene Sulfonate // J. Anal. chemistry. 2005.V.60. Number 3. S.307-315; Soborover E.I., Tverskoy V.A., Tokarev S.V. Optical chemical sensor of sulfur dioxide based on films of functional polymers for air control of the working area. Copolymers of polydimethylsiloxanes with an ion-bound diamond green cation // J. Anal. chemistry. 2005.V.60. No. 5. S.507-513.] (Figure 1).

Задача обеспечения возможности одновременной подачи потока анализируемого воздуха с одинаковой скоростью и различного по химическому составу, содержащего ОПЗАВ и не содержащего ОПЗАВ, на оба сенсорных элемента, входящих в состав ПАВ-датчиков (химических сенсоров), образующих мультисенсорную систему, решается тем, что в известном способе вместо ПАВ-датчиков (химических сенсоров), в которых оба сенсорных элемента (обе линии задержки) расположены на одном кристалле кварца, используются ПАВ-датчики, в которых каждый сенсорный элемент (одинарная линия задержки) выполнен на отдельном кристалле кварца, который находится в отдельной измерительной ячейке, что обеспечивает возможность подачи на каждый сенсорный элемент потоков анализируемого воздуха, содержащего ОПЗАВ или не содержащего «чистый воздух» (Фиг.2).The task of ensuring the possibility of simultaneously supplying the flow of analyzed air at the same speed and of different chemical composition, containing OPZAV and not containing OPZAV, to both sensor elements that are part of the SAW sensors (chemical sensors) forming a multisensor system, is solved by the fact that in the well-known instead of SAW sensors (chemical sensors), in which both sensor elements (both delay lines) are located on the same quartz crystal, SAW sensors are used in which each sensor element (one the delay line) is made on a separate quartz crystal, which is located in a separate measuring cell, which makes it possible to supply to each sensor element streams of the analyzed air containing OPZAV or not containing "clean air" (Figure 2).

Задача обеспечения более точной и надежной идентификации ОПЗАВ в пробе атмосферного воздуха решается тем, что в известном способе, в котором чувствительные покрытия нанесены на один из двух сенсорных элементов, входящих в дифференциальный ПАВ-датчик (химический сенсор), а второй сенсорный элемент без чувствительного покрытия используется в качестве сравнительного, на оба сенсорных элемента, входящих в ПАВ-датчики, наносятся идентичные по химическому строению и толщине пленки функционального полимера, одного из перечисленных выше. При этом во всех ПАВ-датчиках (во всех трех парах сенсорных элементов) используются различные по химическому строению функциональные полимеры, но идентичные в каждой паре сенсорных элементов, входящих в состав каждого из трех ПАВ-датчиков (Фиг.2).The task of providing a more accurate and reliable identification of SAR in an atmospheric air sample is solved by the fact that in the known method in which sensitive coatings are applied to one of two sensor elements included in a differential SAW sensor (chemical sensor), and the second sensor element without sensitive coating It is used as a comparative one. On both sensor elements included in SAW sensors, identical in chemical structure and film thickness of the functional polymer, one of the above, are applied. Moreover, in all SAW sensors (in all three pairs of sensor elements) functional polymers with different chemical structures are used, but identical in each pair of sensor elements included in each of the three SAW sensors (Figure 2).

Кроме этого, в соответствии с предлагаемым изобретением в отличие от известного способа подача анализируемой пробы воздуха разделяется на два этапа. На первом этапе на все шесть сенсорных элементов подаются потоки анализируемого воздуха с предварительным изъятием из них ОПЗАВ; на втором этапе, следующем за первым, на три сенсорных элемента продолжают подаваться потоки анализируемого воздуха с предварительным изъятием ОПЗАВ, а на другие три сенсорных элемента подаются потоки анализируемого воздуха, содержащего ОПЗАВ (Фиг.3).In addition, in accordance with the invention, in contrast to the known method, the supply of the analyzed air sample is divided into two stages. At the first stage, the flows of the analyzed air are fed to all six sensor elements with preliminary removal of the OPZAV from them; in the second stage, following the first, the flow of analyzed air continues to be supplied to the three sensor elements with preliminary removal of the RAM, and the flows of the analyzed air containing the RAM are fed to the other three sensor elements (Figure 3).

Кроме этого, в отличие от известного способа в соответствии с предлагаемым изобретением аналитические сигналы от трех ПАВ-датчиков (химических сенсоров), обусловленные хемосорбцией молекул ОПЗАВ пленками полимеров, получают путем попарного вычитания величин откликов сенсоров (в Гц), полученных на первом этапе напуска анализируемой пробы воздуха (измерений), из величин откликов сенсоров (в Гц), полученных на втором этапе напуска анализируемой пробы воздуха (измерений).In addition, in contrast to the known method in accordance with the invention, analytical signals from three SAW sensors (chemical sensors) due to the chemisorption of OPZAV molecules by polymer films are obtained by pairwise subtraction of the sensor response values (in Hz) obtained at the first stage of the analysis air samples (measurements), from the values of the sensor responses (in Hz) obtained at the second stage of the inlet of the analyzed air sample (measurements).

В соответствии с предлагаемым изобретением каждый ПАВ-сенсорный элемент находится в отдельной измерительной ячейке; все измерительные ячейки соединены с помощью газовых коммутаций согласно Фиг.3.In accordance with the invention, each SAW sensor element is located in a separate measuring cell; all measuring cells are connected by gas switching according to FIG. 3.

В соответствии с предлагаемым изобретением в качестве чувствительных материалов химических сенсоров предлагаются функциональные полимеры на основе полидиметилсилоксана (ПДМС), полиалкилметакрилатов (ПАМА) и сополимеры ПАМА со стиролсульфонатом (СС) с ионносвязанными катионами трифенилметановых красителей (фуксина, кристаллического фиолетового, бриллиантового зеленого (БЗ)) и красителей акридинового ряда [9-(п-диалкиламиностирил)-10-алкилакридиния (Акр)] различной степени модификации полимерной цепи (Фиг.1).In accordance with the invention, functional polymers based on polydimethylsiloxane (PDMS), polyalkyl methacrylates (PAMA) and copolymers of PAMA with styrene sulfonate (CC) with ion-bound cations of triphenylmethane dyes (fuchsin, crystalline violet, brilliant green) (sensitive green) are proposed as sensitive materials for chemical sensors. and dyes of the acridine series [9- (p-dialkylaminostyryl) -10-alkylacridinium (Acr)] of various degrees of modification of the polymer chain (Figure 1).

В соответствии с предлагаемым изобретением в пространство между встречно-штырьевыми преобразователями (ВШП) всех шести ПАВ-линий задержки, являющихся сенсорными элементами, наносятся тонкие, порядка 0.1 мкм, пленки функциональных полимеров, причем в каждой паре сенсорных элементов, входящих в один ПАВ-химический сенсор - ПАВ-датчик, наносятся идентичные по химическому строению и толщине пленки одного из функциональных полимеров. Во всех трех ПАВ-датчиках используются различные по химическому строению и (или) толщине функциональные полимеры.In accordance with the invention, in the space between the interdigital transducers (IDT) of all six SAW delay lines, which are sensor elements, thin films of the order of 0.1 μm are applied, films of functional polymers, and in each pair of sensor elements included in one SAW chemical sensor - SAW sensor; identical in chemical structure and film thickness to one of the functional polymers are applied. In all three SAW sensors, functional polymers that are different in chemical structure and / or thickness are used.

В соответствии с предлагаемым изобретением процедура анализа пробы воздуха и выделения аналитического сигнала следующая (Фиг.3):In accordance with the invention, the procedure for analyzing an air sample and isolating an analytical signal is as follows (Figure 3):

1) Прокачка анализируемого воздуха через мультисенсорную систему в режиме I (римское) в течение 10 минут при которой на поглотителях (7, 8, 9) происходит полное изъятие из газового потока, подаваемого на все шесть сенсорных элементов мультисенсорной системы, диоксидов азота (поглотитель 9), серы и аммиака и сероводорода (поглотители 7, 8); на основании измерений разностных частот в трех измерительных каналах от трех двойных линий задержки с помощью методов математической статистики определяются уровни частотных шумов во всех трех измерительных каналах (на всех трех ПАВ-датчиках) (в этом режиме на все шесть сенсорных элементов подается чистый воздух):1) Pumping of the analyzed air through the multisensor system in mode I (Roman) for 10 minutes, during which the absorbers (7, 8, 9) completely remove from the gas stream supplied to all six sensor elements of the multisensor system nitrogen dioxide (absorber 9 ), sulfur and ammonia and hydrogen sulfide (absorbers 7, 8); Based on the measurements of difference frequencies in three measuring channels from three double delay lines, using the methods of mathematical statistics, the levels of frequency noise in all three measuring channels (on all three SAW sensors) are determined (in this mode, clean air is supplied to all six sensor elements):

[(F11±ΔF11]); (F12±ΔF12); (F13±ΔF13)] (подстрочные индексы соответствуют номеру измерительного канала; надстрочные индексы соответствуют режиму напуска пробы атмосферного воздуха); 2) Прокачка анализируемой пробы воздуха через мультисенсорную систему в течение 10 минут в режиме II (римское), при котором на сенсорные элементы 1, 3, 5 подается поток воздуха, прошедший поглотители (7, 9), не содержащий ОПЗАВ, а на сенсорные элементы 2,4,6 подается поток воздуха, прошедший только через поглотитель оксидов азота (9) и содержащий ОПЗАВ. Разностные сигналы от трех двойных линий задержки (трех ПАВ-датчиков) по трем измерительным каналам: [(F111±ΔF111); (F112±ΔF112); (F113±ΔF113)] регистрируются и обрабатываются по следующему алгоритму: 1) Сравнение сигналов, измеренных в режимах I и II (римские) попарно от каждой пары сенсорных элементов с идентичными покрытиями: превышение уровня сигналов во II-ом режиме над уровнем, измеренным в I-ом режиме (превышение уровня среднестатистических шумов) хотя бы в одном измерительном канале сигнализирует о наличии ОПЗАВ в анализируемой пробе воздуха;[(F 1 1 ± ΔF 1 1 ]); (F 1 2 ± ΔF 1 2 ); (F 1 3 ± ΔF 1 3 )] (subscripts correspond to the number of the measuring channel; superscripts correspond to the inlet mode of the atmospheric air sample); 2) Pumping the analyzed air sample through the multisensor system for 10 minutes in mode II (Roman), in which the air stream passed through the absorbers (7, 9) and does not contain any RAM is supplied to the sensor elements 1, 3, 5, and to the sensor elements 2,4,6, a stream of air is supplied that has passed only through an absorber of nitrogen oxides (9) and containing a feed. Difference signals from three double delay lines (three SAW sensors) along three measuring channels: [(F 11 1 ± ΔF 11 1 ); (F 11 2 ± ΔF 11 2 ); (F 11 3 ± ΔF 11 3 )] are recorded and processed according to the following algorithm: 1) Comparison of signals measured in modes I and II (Roman) in pairs from each pair of sensor elements with identical coatings: excess of the signal level in the II mode over the level measured in the I-th mode (exceeding the average statistical noise level) in at least one measuring channel signals the presence of a RAM in the analyzed air sample;

ΔF1=(F111±ΔF111)-(F11±ΔF11)ΔF 1 = (F 11 1 ± ΔF 11 1 ) - (F 1 1 ± ΔF 1 1 )

ΔF2=(F112±ΔF112)-(F12±ΔF12)ΔF 2 = (F 11 2 ± ΔF 11 2 ) - (F 1 2 ± ΔF 1 2 )

ΔF3=(F113±ΔF113)-(F13±ΔF13)ΔF 3 = (F 11 3 ± ΔF 11 3 ) - (F 1 3 ± ΔF 1 3 )

Если ΔF1>ΔF11 → Есть ОПЗАВ в пробе;If ΔF 1 > ΔF 1 1 → There is a RAM in the sample;

Если ΔF2>ΔF12 → Есть ОПЗАВ в пробе;If ΔF 2 > ΔF 1 2 → There is RAM in the sample;

Если ΔF3>ΔF13 → Есть ОПЗАВ в пробе;If ΔF 3 > ΔF 1 3 → There is RAM in the sample;

Если одновременно ΔF1<ΔF11 ΔF2<ΔF12 ΔF3<ΔF13 → нет ОПЗАВ в пробе.If at the same time ΔF 1 <ΔF 1 1 ΔF 2 <ΔF 1 2 ΔF 3 <ΔF 1 3 → there is no RAM in the sample.

2) Если ОПЗАВ есть в пробе, то решается система трех уравнений с тремя неизвестными, в которые входят величины разностных сигналов по п.1) и три концентрации ОПЗАВ, с выдачей концентраций трех ОПЗАВ в единицах мг/м3.2) If OPZAV is in the sample, then a system of three equations with three unknowns is solved, which includes the difference signals according to claim 1) and three concentrations of OPZAV, with the output of the concentrations of three OPZAV in units of mg / m 3 .

ΔF1=ΔF1, NH3+ΔF1, SO2+ΔF1, H2S; ΔF1=k1, NH3 CNH3+k1, SO2 СSO2+k1, H2S СH2S ΔF 1 = ΔF 1 , NH3 + ΔF 1, SO2 + ΔF 1, H2S ; ΔF 1 = k 1, NH3 C NH3 + k 1, SO2 С SO2 + k 1, H2S С H2S

ΔF2=ΔF2, NH3+ΔF2, SO2+ΔF2, H2S; ΔF2=k2, NH3 CNH3+k2, SO2 СSO2+k2, H2S СH2S ΔF 2 = ΔF 2, NH3 + ΔF 2, SO2 + ΔF 2, H2S ; ΔF 2 = k 2, NH3 C NH3 + k 2, SO2 С SO2 + k 2, H2S С H2S

ΔF3=ΔF3, NH3+ΔF3, SO2+ΔF3, H2S; ΔF3=k3, NH3 CNH3+k3, SO2 СSO2+k3, H2S СH2S, ΔF 3 = ΔF 3, NH3 + ΔF 3, SO2 + ΔF 3, H2S ; ΔF 3 = k 3, NH3 C NH3 + k 3, SO2 С SO2 + k 3, H2S С H2S,

где ΔF1, NH3, ΔF1, SO2, ΔF1, H2S - вклады, вносимые в отклик 1-го дифференциального ПАВ-датчика, обусловленные хемосорбцией аммиака, диоксида серы и сероводорода; ΔF2, NH3, ΔF2, SO2, ΔF2, H2S - вклады, вносимые в отклик 2-го дифференциального ПАВ-датчика, обусловленные хемосорбцией аммиака, диоксида серы и сероводорода; ΔF3, NH3, ΔF3, SO2, ΔF3, H2S - вклады, вносимые в отклик 3-го дифференциального ПАВ-датчика, обусловленные хемосорбцией аммиака, диоксида серы и сероводорода; k1, NH3, k1, SO2, k1, H2S - коэффициенты чувствительности 1-го дифференциального ПАВ-датчика в отношении аммиака, диоксида серы и сероводорода; k2, NH3, k2, SO2, k2, H2S - коэффициенты чувствительности 2-го дифференциального ПАВ-датчика в отношении аммиака, диоксида серы и сероводорода; k3, NH3, k3, SO2, k3, H2S - коэффициенты чувствительности 3-го дифференциального ПАВ-датчика в отношении аммиака, диоксида серы и сероводорода; CNH3, СSO2, СH2S - искомые концентрации аммиака, диоксида серы и сероводорода в потоке анализируемой пробы воздуха. В соответствии с предлагаемым изобретением предварительно проводится градуировка мультисенсорной системы, которая заключается в следующем: согласно п.2) процедуры проведения измерений в мультисенсорную систему подаются в режиме II (римское) последовательно искусственно приготовленные пробы воздуха, содержащие по одному из трех ОПЗАВ с концентрациями, находящимися в интервалах от нескольких мг/м3 до сотен мг/м3 (например, по пять концентраций) для построения градуировочных характеристик ПАВ-сенсоров сенсоров и расчета коэффициентов чувствительности каждой двойной линии задержи по каждому из трех ОПЗАВ (всего 9):where ΔF 1, NH3 , ΔF 1, SO2 , ΔF 1, H2S are the contributions made to the response of the 1st differential SAW sensor due to the chemisorption of ammonia, sulfur dioxide and hydrogen sulfide; ΔF 2, NH3 , ΔF 2, SO2 , ΔF 2, H2S - contributions made to the response of the 2nd differential SAW sensor due to the chemisorption of ammonia, sulfur dioxide and hydrogen sulfide; ΔF 3, NH3 , ΔF 3, SO2 , ΔF 3, H2S - contributions made to the response of the 3rd differential SAW sensor due to chemisorption of ammonia, sulfur dioxide and hydrogen sulfide; k 1, NH3 , k 1, SO2 , k 1, H2S - sensitivity coefficients of the 1st differential SAW sensor with respect to ammonia, sulfur dioxide and hydrogen sulfide; k 2, NH3 , k 2, SO2 , k 2, H2S - sensitivity coefficients of the 2nd differential SAW sensor with respect to ammonia, sulfur dioxide and hydrogen sulfide; k 3, NH3 , k 3, SO2 , k 3, H2S - sensitivity coefficients of the 3rd differential SAW sensor with respect to ammonia, sulfur dioxide and hydrogen sulfide; C NH3 , C SO2 , C H2S are the desired concentrations of ammonia, sulfur dioxide and hydrogen sulfide in the stream of the analyzed air sample. In accordance with the invention, the multisensor system is preliminarily calibrated, which consists in the following: according to claim 2), the measurement procedures are supplied to the multisensor system in mode II (Roman) sequentially artificially prepared air samples containing one of three OPZAV with concentrations located at intervals of a few mg / m 3 up to hundreds of mg / m 3 (e.g., five concentrations) for the construction of calibration curves of sensors SAW sensors and calculating coefficients chu ity of each double line Hold for each of the three OPZAV (total 9):

[k1, NH3, k1, SO2; k1, H2S, k2, NH3, k2, SO2, k2, Н2S, k3, NH3, k3, SO2, k3, H2S].[k 1, NH 3 , k 1, SO 2 ; k 1, H2S , k 2, NH3 , k 2, SO2 , k 2, H2S, k 3, NH3 , k 3, SO2 , k 3, H2S ].

Ниже представлены конкретные примеры полученных экспериментально градуировочных графиков одного из ПАВ-сенсоров по всем трем ОПЗАВ, из которых рассчитаны коэффициенты чувствительности дифференциального ПАВ-сенсора по всем трем ОПЗАВ, которые являются величинами тангенсов углов наклона градуировочных графиков и которые необходимы для осуществления предлагаемого изобретения (Фиг.4, 5, 6).The following are specific examples of experimentally obtained calibration graphs of one of the SAW sensors for all three RAM, from which the sensitivity coefficients of the differential SAW sensor for all three RAM were calculated, which are the tangent values of the slope of the calibration graphs and which are necessary for the implementation of the invention (Fig. 4, 5, 6).

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1. Химические формулы функциональных полимеров: сополимеры силоксанов, сополимеры алкилметакрилатов, сополимеры алкилметакрилатов со стиросульфонатом.Figure 1. The chemical formulas of functional polymers are: copolymers of siloxanes, copolymers of alkyl methacrylates, copolymers of alkyl methacrylates with styrosulfonate.

Фиг.2. Дифференциальный ПАВ-химический сенсор, состоящий из двух ПАВ-сенсорных элементов в конструкции линии задержки (1, 2), каждый из которых включен в цепь обратной связи ВЧ-усилителей (3, 4); разностная (дифференциальная) ПАВ-частота с диодно-кольцевого смесителя (5) считывается стандартным частотомером.Figure 2. Differential SAW-chemical sensor, consisting of two SAW-sensor elements in the design of the delay line (1, 2), each of which is included in the feedback circuit of RF amplifiers (3, 4); differential (differential) SAW frequency from a diode-ring mixer (5) is read by a standard frequency meter.

Фиг.3. ПАВ-сенсорные элементы 1, 2, 3, 4, 5, 6, образующие попарно (1, 2) (3, 4) (5, 6) три дифференциальных ПАВ-сенсорных датчика, сигналы с которых образуют три измерительных канала. При этом элементы 1, 3, 5 - сравнительные, а элементы 2, 4, 6 - аналитические.Figure 3. SAW sensor elements 1, 2, 3, 4, 5, 6, forming pairwise (1, 2) (3, 4) (5, 6) three differential SAW sensor sensors, the signals from which form three measuring channels. Moreover, elements 1, 3, 5 are comparative, and elements 2, 4, 6 are analytical.

Фиг.4. Пример 1. Градуировочный график дифференциального ПАВ-сенсора с чувствительным покрытием на основе ПДМС на аммиакFigure 4. Example 1. Calibration graph of a differential SAW sensor with a sensitive coating based on PDMS on ammonia

(k1, NH3=91.5±8.5).(k 1, NH3 = 91.5 ± 8.5).

Фиг.5. Пример 2. Градуировочный график дифференциального ПАВ-сенсора с чувствительным покрытием на основе ПДМС на диоксид серыFigure 5. Example 2. Calibration graph of a differential SAW sensor with a sensitive coating based on PDMS on sulfur dioxide

(k1, SO2=70.0±6.5).(k 1, SO2 = 70.0 ± 6.5).

Фиг.6. Пример 3. Градуировочный график дифференциального ПАВ-сенсора с чувствительным покрытием на основе ПДМС на сероводород6. Example 3. Calibration graph of a differential SAW sensor with a sensitive coating based on PDMS on hydrogen sulfide

(k2, H2S=38±16).(k 2, H2S = 38 ± 16).

Claims (2)

1. Способ мультисенсорного количественного детектирования основных приоритетных неорганических загрязнителей в атмосферном воздухе: аммиака, диоксида серы и сероводорода, отличающийся тем, что в качестве чувствительных покрытий датчиков (химических сенсоров), входящих в состав мультисенсорной системы, используются пленки функциональных полимеров с ионносвязанными катионами органических красителей, способными вступать в специфическое взаимодействие с молекулами основных приоритетных загрязнителей: аммиака, диоксида серы и сероводорода, при этом во всех трех парах сенсорных элементов, используют различные по химическому строению функциональные полимеры, при этом измерения проводятся в два этапа: на первом этапе на все шесть сенсорных элементов подаются идентичные по скорости и химическому составу потоки анализируемого воздуха с предварительным изъятием из них газов: аммиака, диоксида серы и сероводорода (чистый воздух), на втором этапе на три сенсорных элемента подаются потоки чистого воздуха, а на три других сенсорных элемента подаются потоки анализируемого воздуха без изъятия перечисленных газов, далее проводят выделение аналитических сигналов трех датчиков (сенсоров), которое заключается в попарном вычитании сигналов, полученных на первом этапе проведения измерений из сигналов, полученных на втором этапе проведения измерений, далее осуществляют решение системы трех уравнений, в которые входят величины разностных сигналов, относительно трех неизвестных, которыми являются концентрации трех основных приоритетных загрязнителей в пробе атмосферного воздуха: аммиака, диоксида серы и сероводорода.1. A method of multisensory quantitative detection of the main priority inorganic pollutants in atmospheric air: ammonia, sulfur dioxide and hydrogen sulfide, characterized in that films of functional polymers with ion-bound cations of organic dyes are used as sensitive coatings of sensors (chemical sensors) that make up the multisensor system capable of entering into a specific interaction with the molecules of the main priority pollutants: ammonia, sulfur dioxide and hydrogen sulfide orods, while in all three pairs of sensor elements, functional polymers with different chemical structures are used, the measurements are carried out in two stages: at the first stage, all six sensor elements are supplied with flows of the analyzed air that are identical in speed and chemical composition with preliminary removal from them gases: ammonia, sulfur dioxide and hydrogen sulfide (clean air), at the second stage, flows of clean air are supplied to three sensor elements, and flows of the analyzed air are fed to three other sensor elements spirit without removing the listed gases, then the analytical signals of three sensors (sensors) are extracted, which consists in pairwise subtracting the signals received at the first stage of measurements from the signals received at the second stage of measurements, then they solve a system of three equations, which include the magnitude of the difference signals, relative to three unknowns, which are the concentrations of the three main priority pollutants in the atmospheric air sample: ammonia, sulfur dioxide and hydrogen sulfide ode. 2. Устройство для реализации способа по п.1, включающее мультисенсорную систему на поверхностной акустической волне, состоящую из трех двойных линий задержки, образующих три датчика - химических сенсора, каждая линия задержки в двойной линии задержки представляет собой сенсорный элемент, который выполнен на отдельном кристалле кварца и находится в отдельной измерительной ячейке, при этом чувствительные покрытия в виде пленок функциональных полимеров нанесены или расположены на всех шести сенсорных элементах в пространстве между встречно-штырьевыми преобразователями линии задержки, причем эти чувствительные покрытия попарно идентичны по химическому строению и толщине и отличаются друг от друга в каждой из пар сенсорных элементов.2. The device for implementing the method according to claim 1, comprising a multisensor system on a surface acoustic wave, consisting of three double delay lines forming three sensors — chemical sensors, each delay line in the double delay line is a sensor element, which is made on a separate chip quartz and is located in a separate measuring cell, while sensitive coatings in the form of films of functional polymers are applied or located on all six sensor elements in the space between the meetings but with pin-type converters of the delay line, and these sensitive coatings are pairwise identical in chemical structure and thickness and differ from each other in each of the pairs of sensor elements.
RU2006114805/28A 2006-05-03 2006-05-03 Method and device of multi-sensor detecting main priority pollutants of atmospheric air RU2341789C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006114805/28A RU2341789C2 (en) 2006-05-03 2006-05-03 Method and device of multi-sensor detecting main priority pollutants of atmospheric air

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006114805/28A RU2341789C2 (en) 2006-05-03 2006-05-03 Method and device of multi-sensor detecting main priority pollutants of atmospheric air

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006114805A RU2006114805A (en) 2007-11-10
RU2341789C2 true RU2341789C2 (en) 2008-12-20

Family

ID=38957996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006114805/28A RU2341789C2 (en) 2006-05-03 2006-05-03 Method and device of multi-sensor detecting main priority pollutants of atmospheric air

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2341789C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2383004C2 (en) * 2008-03-28 2010-02-27 Общество с ограниченной ответственностью "Эйс" Bifunctional acoustooptical sensor for physical-chemical and medical-biological research of nanofilms

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2061520A (en) * 1979-10-20 1981-05-13 Draegerwerk Ag Hydrogen Sulphide Detector
US4502321A (en) * 1981-02-27 1985-03-05 Capital Controls Apparatus and method for measuring the concentration of gases
US4895017A (en) * 1989-01-23 1990-01-23 The Boeing Company Apparatus and method for early detection and identification of dilute chemical vapors
RU2175127C2 (en) * 1999-12-08 2001-10-20 Акционерное общество открытого типа "ПРАКТИК-НЦ" Hydrogen sulfide transducer and method for creating its sensitive layer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2061520A (en) * 1979-10-20 1981-05-13 Draegerwerk Ag Hydrogen Sulphide Detector
US4502321A (en) * 1981-02-27 1985-03-05 Capital Controls Apparatus and method for measuring the concentration of gases
US4895017A (en) * 1989-01-23 1990-01-23 The Boeing Company Apparatus and method for early detection and identification of dilute chemical vapors
RU2175127C2 (en) * 1999-12-08 2001-10-20 Акционерное общество открытого типа "ПРАКТИК-НЦ" Hydrogen sulfide transducer and method for creating its sensitive layer

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006114805A (en) 2007-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tsujita et al. Gas sensor network for air-pollution monitoring
Perrino et al. Criteria for the choice of a denuder sampling technique devoted to the measurement of atmospheric nirous and nitric acids
Cheng et al. Real-time performance of the microAeth® AE51 and the effects of aerosol loading on its measurement results at a traffic site
Zhang et al. Comparison of water-soluble inorganic ions and trace metals in PM2. 5 between online and offline measurements in Beijing during winter
Penza et al. SAW chemical sensing using poly-ynes and organometallic polymer films
Williams et al. Variations in NO y composition at Idaho Hill, Colorado
Miyakawa et al. Ground‐based measurement of fluorescent aerosol particles in Tokyo in the spring of 2013: Potential impacts of nonbiological materials on autofluorescence measurements of airborne particles
Pintér et al. Optical properties, chemical composition and the toxicological potential of urban particulate matter
Adams et al. Real-time, in situ measurements of atmospheric optical absorption in the visible via photoacoustic spectroscopy—II. Validation for atmospheric elemental carbon aerosol
Sazhin et al. Sensor methods of ammonia inspection
RU2341789C2 (en) Method and device of multi-sensor detecting main priority pollutants of atmospheric air
Tang et al. A new all‐season passive sampling system for monitoring NO2 in air
CN113219025A (en) Method for quantitatively detecting potassium bromate
Sekine et al. Development of highly sensitive passive sampler for nitrogen dioxide using porous polyethylene membrane filter as turbulence limiting diffuser
Primera-Pedrozo et al. Use of fiber optic coupled FT-IR in detection of explosives on surfaces
Leidl et al. A new SO2 sensor system with SAW and IDC elements
Moschandreas et al. A laboratory evaluation of a nitrogen dioxide personal sampling device
Osho et al. Evaluation of PVC and PTFE filters for direct-on-filter crystalline silica quantification by FTIR
Shuba et al. Selection of a piezoelectric sensor array for detecting volatile organic substances in water
Jaeschke et al. Measurements of H2S in the atmosphere
Slanina et al. Determination of sulfur dioxide in ambient air by a computer-controlled thermodenuder system
Zhou An overview of measurement techniques for atmospheric nitrous acid
Guillemot et al. Development of quartz crystal microbalance based sensor for real-time ozone monitoring
US9182325B2 (en) Method and apparatus for changing relative concentrations of gases present within a gaseous sample for mass spectrometry
JP2004226088A (en) Measuring apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130504