Анотація до роботи:

Недашківській В.О. Безеталонний метод моніторингу повітряного середовища системою електрохімічних сенсорів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеню кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.03 – технічна електрохімія. – Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2007.

Дисертація присвячена розробці методу моніторингу повітряного середовища робочої та жилої зони системою електрохімічних сенсорів амперометричного типу, що не потребують періодичних повірок та калібрування. Досліджено масоперенос в амперометричних сенсорах та визначені зовнішні та внутрішні складові дифузійного опору. Теоретично розвинуто та експериментально досліджена математична модель безеталонного методу моніторингу повітряного середовища, в якій інтегровані процеси відбору проби та вимірів струмових сигналів, що скорочує тривалість аналізу і підвищує точність вимірів. Розрахована основна похибка та визначений критерій достовірності вимірів безеталонним методом. Створено пристрій для безеталонного моніторингу, проведені польові випробування та підтверджено його придатність для практичного застосування.

1. Проведено теоретичні й експериментальні дослідження процесу масопереносу в амперометричних сенсорах для моніторингу повітряного середовища в дифузійному режимі. Встановлено, що загальний дифузійний опір сенсора включає зовнішню складову, що визначається умовами конвективної дифузії повітряного середовища біля сенсора, і внутрішню, яка визначається молекулярною дифузією визначуваного компонента в конструкційних елементах сенсора.

2. Для умов масопереносу визначуваного компонента вперше обґрунтований критерій подібності однотипних газових сенсорів амперометричного типу, що являє собою відносну частку дифузійного опору окремих складових в загальному дифузійному опорі сенсора, аналогом якого є величина обернена коефіцієнту перетворення струмового сигналу сенсора.

3. Запропонована математична модель процесу масопереносу визначуваного компонента в амперометричних газових сенсорах, яка дозволяє оптимізувати параметри конструкційних елементів при розробці сенсорів заданих діапазонів та роздільної здатності.

4. Теоретично розвинута та експериментально досліджена математична модель безеталонного методу моніторингу повітряного середовища системою некаліброваних електрохімічних сенсорів амперометричного типу, в якому інтегровані процеси відбору проби та вимірювання струмових сигналів, що скорочує тривалість аналізу і знижує систематичні похибки, обумовлені адсорбцією та розкладанням визначуваного компонента.

5. Розроблено методику розрахунку основної похибки вимірювань безеталонним методом моніторингу повітряного середовища системою електрохімічних сенсорів амперометричного типу. Достовірні виміри безеталонним методом знаходяться в межах лінійності залежності струмових сигналів сенсорів від концентрації визначуваного компонента. Визначено, що критерієм достовірності вимірів безеталонним методом є незалежність визначуваної концентрації від витрат аналізуємого газу.

6. Створено пристрій для безеталонного моніторингу повітряного середовища системою електрохімічних сенсорів амперометричного типу. Випробувані дослідні зразки пристрою для безеталонного визначення концентрації хлору і озону у газоповітряних сумішах з використанням сенсорів уніфікованої серії НТУУ “КПІ”. Результати експериментальних досліджень підтвердили коректність розробленої математичної моделі та методики розрахунку основної похибки вимірювань.

7. Визначені метрологічні характеристики і проведені польові випробування розробленого пристрою для безеталонного моніторингу повітряного середовища. За точністю вимірів концентрацій, розділювальною здатністю, швидкодією і стабільністю у часі розроблений пристрій для безеталонного моніторингу перевищує технічні характеристики відомих зразків газоаналітичного обладнання на основі електрохімічних сенсорів.

Публікації автора:

1. В.П. Чвирук, В.А. Недашковский, О.В. Линючева, А.И. Букет. Массоперенос в амперометрических газовых сенсорах // Электрохимия. – 2006. – №1. – С. 80–90.

Здобувачу належить постановка та проведення експерименту з визначення впливу процесів масопереносу на формування струмового сигналу, обробка результатів та написання статті.

2. В.П. Чвирук, В.А. Недашковский, О.В. Линючева, А.И. Букет Диффузионное сопротивление электрохимических сенсоров для мониторинга воздушной среды // Сенсорна електроніка і мікросистемні технології. – 2006. – № 3. – С. 66–72.

Здобувачу належить постановка та проведення експерименту з визначення впливу дифузійних опорів на формування струмового сигналу, обробка результатів та написання статті.

3. В.П. Чвирук, В.А. Недашковский, О.В. Линючева, А.И. Букет. Массоперенос конвективной диффузией в электрохимических газовых сенсорах амперометрического типа // Вісник Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут”.Збірник наукових праць. Тематичний випуск “Хімія, хімічна технологія та екологія”. – 2005. – № 16. – С. 162–165.

Здобувачу належить постановка та проведення експерименту з визначення впливу процесів масопереносу конвективною дифузією на формування струмового сигналу, обробка результатів та написання статті.

4. Чвирук В.П. , Букет А.И., Линючева О.В., Недашковский В.А. Мониторинг экологической безопасности воздушно среды системой некалиброванных амперометрических сенсоров // Экотехнологии и ресурсосбережение. – 2007. – № 5. – С. 60 – 64.

Здобувачу належить постановка та проведення експерименту, обробка результатів та написання статті.

5. Чвірук В.П., Лінючева О.В., Букет О.І., Недашківський В.О. Динамічна кулонометрія некаліброваними сенсорами для визначення газових домішок у повітрі // Тези доповідей І Міжнародної науково-технічної конференції студентів і аспірантів “Хімія і сучасні технології”. – Дніпропетровськ, 2003. – С. 77-78.

6. Букет О.І., Чвірук В.П., Лінючева О.В., Недашківський В.О. Безеталонний метод моніторингу повітряного середовища системою електрохімічних сенсорів амперометичного типу // Тези доповідей Міжнародної науково-технічної конференції “Сенсорна електроніка і мікросистемні технології”. – Одеса, 2004. –
С. 279.

7. Букет О.І., Чвірук В.П., Лінючева О.В., Недашківський В.О. Теорія і практика безеталонного моніторингу повітряного середовища електрохімічними сенсорами // Тези доповідей 7 Всеукраїнська науково-практична конференція студентів, аспірантів та молодих вчених “Екологія. Людина. Суспільство". – Київ, 2004. – С. 60.

8. V.P. Chviruk, O.V. Linyucheva, A.I. Buket.V.A. Nedashkovskyi An ammetric-type sensor system for monitoring atmosphere // The 55^th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry. – Thessaloniki, Greece. – 2004. – P. 396.

9. V.P. Chviruk, O.V. Linyucheva, A.I. Buket.V.A. Nedashkovskyi The mass transfer in ammetric-type electrochemical sensors for monitoring the ambient air // The 56^th Annual Meeting of International Society of Electrochemistry – Busan, Korea. – 2005. – P. 208.

10. V.P. Chviruk, O.V. Linyucheva, A.I. Buket.V.A. Nedashkovskyi The mass transfer of gases in ammetric-type electrochemical sensors // The 8^th International Frumkin Symposium “Kinetics of Electrode Processes”. – Moscow, Russia. – 2005. – P. 100.

11. Недашківський В.О. Експериментальне дослідження безеталонного методу моніторингу повітряного середовища // Тези доповідей “І Всеукраїнська науково-практична конференція студентів, аспірантів та молодих вчених”. – Київ, 2006. – С. 124.

12. V.P. Chviruk, O.V. Linyucheva, A.I. Buket.V.A. Nedashkovskyi The diffusion resistance of gases in ammetric-type electrochemical sensors // The 57^th Annual Meeting of International Society of Electrochemistry. – Edinburgh, UK. – 2006. – P. 60.

13. В.П. Чвирук, О.В. Линючева, А.И. Букет, А.И. Кушмирук, С.В. Нефедов, А.В. Косогін, В.А. Недашковский Электрохимические сенсоры нового поколения системы НТУУ «КПИ» для экологического мониторинга воздушной среды // Тези доповідей V науково-технічної конференції “Приладобудування 2006: стан і перспективи”. – Київ, 2006. – С. 24-25.

14. Недашківський В.О., Чвірук В.П., Букет О.І., Лінючева О.В. Моніторинг повітряного середовища системою амперометричних сенсорів у кулонометричному режимі // Тези доповідей “ІI Всеукраїнська науково-практична конференція студентів, аспірантів та молодих вчених”. – Київ, 2007. – С. 200.

15. Букет О.І., Чвірук В.П, Недашківський В.О. Пристрій для безеталонного моніторингу повітряного середовища системою електрохімічних сенсорів // Тези доповідей “ІI Всеукраїнська науково-практична конференція студентів, аспірантів та молодих вчених”. – Київ, 2007. – С. 201.