Разработан селективный метод полупроводниковой Фурье-спектроскопии газового анализа микропримесей летучих углеводородов, содержащихся в атмосферном воздухе, и на его основе предложен нелинейно-регрессионный алгоритм обработки сигналов полупроводниковых температурно-модулированных химических газовых сенсоров (рис. (а), (b), (c)). Построена теория метода полупроводниковой Фурье-спектроскопии газового анализа для задачи увеличения селективности, чувствительности и быстродействия химических сенсоров, работающих в режиме температурной модуляции полезного сигнала. Такой режим позволяет получать спектральную характеристику датчика из суммарного изменения его электропроводности во времени при увеличении (уменьшении) температуры датчика в анализируемой или калибровочной газовой среде (рис.(а)). Интегральные преобразования Фурье для непериодических функций выделяют из полезного сигнала детектора амплитудно-частотный спектр концентрационного воздействия на проводимость полупроводника компонента газовой смеси, причем частотная характеристика преобразования Фурье определяет селективность детектора, а отсутствие частотного сдвига отвечает за стабильность его работы. На основе метода разработан нелинейно-регрессионный алгоритм обработки сигналов полупроводниковых газовых сенсоров, работающих в режиме температурной модуляции, что позволяет селектировать детектируемые компоненты атмосферного воздуха с доверительной вероятностью не ниже 95% (рис.(b)). В кратчайшие сроки совместно с индустриальным партнером разработан, изготовлен и испытан макетный образец портативного Фурье-анализатора (рис.(с)).

Публикации

1. М.В. Дуйкова, С.Э. Шконда, С.А. Казаков, М.А. Гревцев, Научное приборостроение, 2020, том 30, №4, c. 52–62.
2. С.А. Казаков и соавторы, Заявка №2020123628 на полезную модель.
3. С.А. Казаков и соавторы, Заявка №2020123814 на изобретение, приоритет от 09.07.2020