جهاز استشعار غاز محمول للكشف عن أول أكسيد الكربون في الوقت الحقيقي

في مقال نُشر مؤخرًا في مجلة "ساينتيفيك ريبورتس"، ناقش الباحثون تطوير نظام استشعار غاز محمول للكشف الفوري عن أول أكسيد الكربون. يدمج هذا النظام المبتكر مستشعرات متطورة يمكن مراقبتها بسهولة عبر تطبيق مخصص للهواتف الذكية. ويهدف هذا البحث إلى توفير حل صغير الحجم وفعال لرصد مستويات أول أكسيد الكربون في بيئات متنوعة.

أبرزت الدراسات السابقة أهمية أجهزة استشعار الوقود الموثوقة للكشف عن الغازات الضارة مثل أول أكسيد الكربون. ويمكن لدمج التقنيات الحديثة، بما في ذلك المتحكمات الدقيقة وتطبيقات الهواتف الذكية، تحسين أداء أجهزة استشعار الوقود وسهولة استخدامها. كما أن استخدام الوصلات غير المتجانسة من نوع PN ومواد الأسلاك النانوية المحددة، مثل رغوة النحاس/أكسيد النحاس (CF)، قد حسّن حساسية وانتقائية هذه المستشعرات.

تم توصيل المستشعر بمصدر طاقة وأدوات قياس المقاومة لتتبع تغير المقاومة عند تعرضه لتركيزات مختلفة من البنزين. وُضع الجهاز بالكامل داخل غرفة تحكم لمحاكاة سيناريو حقيقي للكشف عن الوقود.

لتقييم الأداء العام لجهاز استشعار الوقود، تم فحص تراكيز مختلفة من غازات النيتروجين (N2) والأكسجين (O2) وأول أكسيد الكربون (CO). تراوح تركيز الوقود من 10 أجزاء في المليون إلى 900 جزء في المليون (ppm) لتقييم حساسية المستشعر وخصائص استجابته. تم تسجيل زمن استجابة المستشعر وزمن إصلاحه عند درجات حرارة ومستويات رطوبة محددة لتحديد أدائه في ظل ظروف بيئية متنوعة.

قبل إجراء تجارب استشعار الغاز الرسمية، يجب معايرة نظام استشعار الغاز لضمان دقة وموثوقية القياسات. يتم إنشاء منحنى معايرة بتعريض المستشعر لتركيزات غاز معروفة وربط تغير المقاومة بمستوى الغاز. يتم التحقق من استجابة المستشعر وفقًا لمعايير استشعار الغاز المعتمدة للتأكد من دقته وثباته في الكشف عن أول أكسيد الكربون.

بإمكاننا توفير أجهزة استشعار تقيس مجموعة متنوعة من الغازات، على النحو التالي