شکل(۳-۱۴) نمای دستگاه شماره ۲
منطق کنترلی در این قسمت می تواند به صورت فازی و یا قطع و وصلی باشد که در دستگاه کنترلرth500 قابل تنظیم است. دستگاه کنترلر th500 دارای تنظیمات متعددی مانند تنظیم دما و رطوبت, تنظیم مودهای کنترلی, نمایش های گرافیکی و نمودارها, برنامه پذیری وغیره می باشد که اطلاعات بیشتر در این رابطه در پیوست ۱ آورده شده است.
در این سیستم جمع آوری اطلاعات سنسور مورد مطالعه توسط اهم متری که دارای خروجی فیبر نوری به کامپیوتر می باشد و امکان ذخیره اطلاعات به سرعت هر ۵/۰ ثانیه را می دهد انجام گرفته است. دیتاهای ذخیره شده در قالب یک فایل نوشتاری در اختیار قرار میگیرد که با وارد کردن این دیتا ها در نرم افزار اکسل نمودارهای مربوط به هر آزمایش بدست آمده و در فصل مربوط به گزارش آزمایشات آورده شده است.
۳-۳-۳ دستگاه اندازه گیری شماره سه
دستگاه سومی که استفاده شد جهت انجام تست هایی نظیر تاثیر مزاحمت ها, خلا و حد تشخیص سنسور بود که احتیاج به محفظه ای کوچک و قابل کنترل داشت. این سیستم نیز یک سیستم دست ساز شامل یک محفظه شیشه ای کوچک, یک موتور خلا, یک خشک کن, تعدادی لوله هیدرولیک و اتصالات درزگیری شده است و همچنین اهم متری با دقت بسیار بالا جهت اندازه گیری تغییرات مقاومت در این مجموعه قرار دارد. نحوه اندازه گیری و نوع آزمایشات که با این سیستم انجام شده است در فصل مربوط به نتایج آورده می شود.شکل (۳-۱۵)
۳-۳-۴ دستگاه اندازه گیری شماره چهار
و در نهایت, اندازه گیری و کالیبراسیون نهایی سنسور ها توسط دستگاه مرجع تولید رطوبت که از استانداردهای اولیه محسوب می شود انجام شد.
شکل (۳-۱۵) تصویر دستگاه اندازه گیری شماره ۳
تصویر دستگاه در شکل (۳-۱۶) آورده شده است. این دستگاه از شرکت RENSE INSTRUMENTS و مدل S-503 می باشد. این دستگاه شامل یک سنسور لایه نازک خازنی ویک کنترلر حلقه بسته برای تعدیل جریان هوا در طول محفظه اشباع و خشک کننده می باشد. یک فن دائما هوای داخل محفظه تست را برای داشتن ماکزیمم رطوبت و دمای متعادل تهویه می کند. در کنار این دستگاه از مولتیمتر دیجیتال شرکت Agilent مدل ۳۴۴۰۱A با دقت بسیار بالا جهت اندازه گیری تغییرات مقاومت استفاده شده است.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

شکل (۳-۱۶) تصویر دستگاه اندازه گیری مرجع شماره ۴
در فصل آینده نتایج آزمایش های انجام شده توسط هر یک از این دستگاه ها به طور کامل آورده شده و مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.
فصل چهارم
۴- شبیه سازی و آزمایش ها
۴-۱ بررسی عملکرد سنسور از دیدگاه تئوری
سه مکانیزم اصلی برای حرکت الکترون در نانو لوله کربنی اثبات شده است.که شامل تونل زنی کوانتومی[۲۵] , رسانایی شاتکی _ ریچاردسون[۲۶] و رسانایی پول_ فرنکل[۲۷] می باشد.
در میدان های الکتریکی ضعیف حرکت الکترون ها با مکانیزم تونل زنی کوانتومی غالب است. الکترون ها با تونل زنی بین سطوح کوانتومی در نانو لوله ها عبور می کنند. جریان بسیار کم اما مقاومت زیاد است. نمایی از سنسور و محل هایی که تونل زنی رخ می دهد در شکل (۴-۱) آورده شده است.
شکل (۴-۱) نمایی از حرکت الکترون و تونل زنی کوانتومی در سنسور
افزایش میدان الکتریکی به رسانایی شاتکی _ریچاردسون می انجامد, که در آن عمدتا انتقال بین باند هدایت نانو لوله اتفاق می افتد. در جریان ها و ولتاژهای بالاتر مکانیزم سوم انتقال به نام رسانایی پول_فرنکل شروع به غلبه می کند. در این مرحله الکترون ها بر روی نقص ها در سطح نانو لوله کربنی به دلیل میدان الکتریکی موضعی بالا پرش می کنند و سپس در طول نانو لوله کربنی مسیر خود را ادامه می دهند. الکترون ها همچنین می توانند بین مولکول های روی نانو لوله فرار کنند.
با توجه به اینکه نحوه محاسبه تغییرات سنسور توسط اهم متر دنبال شده است انتظار میرود مکانیزم حرکت الکترون در تمام آزمایشات انجام شده به روش تونل زنی کوانتومی انجام شده باشد.
برای توجیه افزایش مقاومت نانو لوله کربنی با رطوبت می توان گفت اغلب نانو لوله ها به عنوان نیمه هادی هایی از نوع p در نظر گرفته می شوند که با بهره گرفتن از آزمایش اثر هال نیز این موضوع گزارش شده است. مولکول های آب جذب شده بر روی سطح نانو لوله, مقداری بار الکترونی به نانو لوله منتقل می کنند. به دلیل اختلاف پتانسیل بین نانو لوله و مولکول آب در اثر انتقال بار, تعداد حفره های موجود در نانو لوله کمتر و منجر به افزایش مقاومت می شود. نمایی از روند جذب مولکول آب بر روی نانو لوله کربنی در شکل (۴-۲)آورده شده است.
الکترود
الکترود
کانال رسانایی
نانو لوله کربنی
لایه تخلیه
شکل(۴-۲) نمایی از روند جذب مولکول آب بر روی نانو لوله کربنی
در همین خصوص آقای ژاوو[۴۶] و همکارانش با بهره گرفتن از تئوری تابعی چگالی و تقریب چگالی موضعی رفتار نانو لوله کربنی در برابر آب را در سه کایرالیتی مختلف مورد بررسی قرار داده اند

شکل(۴-۳) فاصله تعادلی مولکول آب و نانو لوله برای سه کایرالیتی متفاوت
همانگونه که در شکل (۴-۳) مشاهده می شود, چگالی الکترون های والانس برای مولکول آب جذب شده بر روی نانو لوله کربنی به تصویر در آمده است. مولکول آب بر روی سطح بیرونی نانو لوله کربنی پایدار شده است و در فاصله بین مولکول آب و نانو لوله کربنی هیچگونه همپوشانی چگالی الکترون وجود ندارد که نشان می دهد هیچ پیوند شیمیایی بین این دو وجود ندارد. همچنین با توجه به نمودار می توان نتیجه گرفت که کایرالیتی و اندازه نانو لوله تاثیری بر پروسه جذب مولکول آب ندارد.
در این گزارش همچنین میزان تبادل بارQ , انرژی جذبEa و فاصله تعادلی مولکول آب با نانو لوله کربنی d محاسبه شده است که در جدول (۴-۱) آورده شده است.
جدول(۴-۱) مقدار فاصله تعادلی مولکول آب و نانو لولهd , انرژی جذبEa , تبادل بارQ در کایرالیتی های مختلف

(۱۷,۰)

(۵,۵)

(۱۰,۰)

chirality

۲.۶۹

۲.۶۸

۲.۶۹

d(Å)

۱۲۷

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...