معرفی پتنت_سیستم‌های حسگر گاز در ابعاد نانو

عنوان انگلیسی: Nano-size gas sensor systems
شماره پتنت: ۶,۸۱۹,۸۱۱
نام پدید آورندگان: Goldstein Mark K
تاریخ ثبت: November 16, 2004
 

این اختراع در زمینه حسگرهای گازی با ابعاد نانو است که از فوتون برای برهم کنش با
ماده مورد نظر استفاده می‌کند. این فناوری‌ مبتنی بر جذب، شکست، انعکاس و ناپایداری
نوری فوتون‌هاست.
در این روش از یک ماده واسط استفاده می‌شود که یک کمپلکس شیمیایی را در بیرون یا
مجاورت منبع فوتون یا هادی‌موج (Waveguide) تشکیل می‌دهد. این واسط یک ماده شیمیایی
است که خواص شیمیایی خود را در پاسخ به گاز یا بخار تغییر می‌دهد.
این وسیله با استفاده از مانیتورینگ فوتونی یک یا چند حسگر که به گاز هدف پاسخ می‌دهند،
کار می‌کند. این مانیتورینگ با روش‌های زیر انجام می‌شود:
۱) عبور دادن فوتون‌ها از درون حسگر
۲) عبور چند‌باره یک باریکه فوتونی از درون حسگر
۳) استفاده از روش جذب میدان ناپایدار (EFA1 )
۴) استفاده از تغییرات ضریب شکست به‌ منظور تغییر مسیر فوتونی.
سیستم‌ شناسایی EFA متشکل از یک منبع فوتون است که به طریقه نوری با حسگر و سیستم
فوتودیود، جفت شده‌است؛ به گونه‌ای که شار فوتون، تابعی است از پاسخ دست کم یک حسگر
دیگر به گاز هدف.
علاوه ‌بر این، می‌توان از حسگری که ضریب شکست خود را با قرار گرفتن در معرض یک گاز
هدف مانند CO تغییر می‌دهد، به‌منظور سوئیچ کردن فوتون‌ها از یک هادی‌موج‌ به هادی
دیگر استفاده کرد که این تعویض متناسب با تغییرات ضریب شکست و به نوبه خود متناسب
با غلظت گاز هدف است.
روش‌های حس‌کننده دیگری نیز با فناوری‌نانو وجود دارد که می‌توانند در ساخت حسگر
گازی به کار روند؛ با این حال این اختراع از روش‌های نوری در معنای گسترده‌ای
استفاده می‌کند .این روش‌های نوری شامل نوعی درهم کنش فوتون با ماده، یک ساطع‌کننده
فوتون، یک ‌شناساگر فوتون و یک سیستم حس‌کننده مینیاتوری است.
کاربردها
یکی از کاربردهای این حسگرهای مینیاتوری شامل مونیتور کردن ستون‌های دود تأسیسات،
اندازه‌گیری گازها برای کنترل موتورها، پیل‌های سوختی و سایر فرایندها و مراقبت‌های
زیست‌محیطی است.
۱- Evanescent field absorption