Hava Kalitesi Ölçüm Amaçlı Kullanılan Metal-oksit Gaz Sensörlerinin Sıcaklık ve Nem Etkileşimlerinin Belirlenmesi

Yıl 2018, Cilt: 6 Sayı: 1, 91 - 97, 17.07.2018

Ünal Kızıl Sefa Aksu

Öz

Metal oksit yarı iletken gaz sensörleri
farklı uygulama alanlarında ve sanayide yoğun olarak kullanılmaktadır. Diğer sensörlerle
kıyaslandığında nispeten ucuz, sağlam, hafif, uzun ömürlü ve hızlı tepki
sürelerine sahip bu sensörler hava kalitesi ölçümüyle ilgili akademik
çalışmalarda ve ticari cihazlarda sıkça kullanılmaktadır. Yarı iletken aktif
element her hangi bir gaza maruz kaldığında oksidasyona uğramakta ve sensörün
direncinde bir farklılığa neden olmaktadır. Bu direnç farklılığı gaz
konsantrasyonuyla orantılı olarak değişmektedir. Ancak çoğu zaman dirençteki
değişim sadece gazın varlığıyla ya da miktarıyla açıklanamamaktadır. Ölçüm
yapılan ortamın sahip olduğu sıcaklık ve bağıl nem de sensör performansını
etkilemektedir.

Bu bağlamda geliştirilen akıllı
sistemlerde sensör verilerinin direkt kullanılması hatalı sonuçların elde
edilmesine neden olabilir. Stabil sonuç elde edebilmek için kompansasyon
sağlayacak devrelerin kullanılması sistem performansını olumlu etkileyecektir.
Bu çalışmada metan (CH₄), hidrojen (H), amonyak (NH₃),
hidrojen sülfür (H₂S), uçucu organik bileşikler (VOC) ve genel
amaçlı hava kalitesi kontrol sensörlerinin farklı sıcaklık ve bağıl nemdeki
performansları değerlendirilmiştir. Sensör verileri üzerinde her iki
parametrenin de etkisi olduğu istatistiki olarak ortaya konmuştur. Ancak
sıcaklığın etkisinin daha fazla olduğu gözlenmiştir. Söz konusu sensörler için
kompansasyon eğrileri geliştirilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Gaz sensörleri, sıcaklık ve bağıl nem, kompansasyon, hava kalitesi

Kaynakça

• Aleixandre, M., Gerboles, M., 2012. Review of small commercial sensors for ındicative monitoring of ambient gas. Chemical Engineering Transactions. 30: 169–74.
• Gerboles, M., Buzica, D., 2009. Evaluation of micro-sensors to monitor ozone in ambient air. Joint Research Center for Environment and Sustainability, EUR 23676 EN, DOI 10.2788/5978.
• Kızıl, U., Panigrahi, S., Kubiak, A., 2001. Development of a prototype electronic nose system for meat quality assessment, 2001 North Central ASAE-CSAE Intersectional Conference, ABD, 28-29 Eylül 2001.
• Kızıl, U., Genç, L., Genç, T. T., Rahman, S., Khaitsa L. M., 2015a. E-nose identification of Salmonella enterica in poultry manure. British Poultry Science. 56(2): 149-156.
• Kızıl, U., Genç, L., Rahman, S., Khaitsa L. M., Genç T. T., 2015b. Design and test of a low-cost electronic nose system for identification of salmonella enterica in poultry manure, Transactions of the ASABE. 58: 819-826.
• Kızıl, U., Genç, L., Aksu, S., 2017. Air quality mapping using an e-nose system in Northwestern Turkey, Agronomy Research.15(1): 205-218.
• Liu, X., Cheng, S., Liu, H., Hu, S., Zhang, D., Ning, H., 2012. A survey on gas sensing technology. Sensors. 2012(12): 9635-9665.
• Szczurek, A., Maciejewska, M., 2012. Gas sensor array with broad applicability, Sensor Array, Prof. Wuqiang Yang (Ed.), ISBN: 978-953-51-0613-5, InTech. http://www.intechopen.com/books/sensor-array/gas-sensor-array-with-broad-applicability
• Wei, P., Ning, Z., Ye, S., Sun, L., Yang, F., Wong, K. .C., Westerdahl, D., Louie, K. P. K., 2018. Impact analysis of temperature and humidity conditions on electrochemical sensor response in ambient air quality monitoring. Sensors 2018, 18, 59. doi:10.3390/s18020059