Дорожинська, Ганна ВасилівнаРоманенко, Анна Юріївна2024-01-182024-01-182024Романенко, А. Ю. Система визначення нерозчинних домішок у воді сенсорами на основі плазмонного резонансу : магістерська дис. : 152 Метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка / Романенко Анна Юріївна. – Київ, 2024. – 113 с.https://ela.kpi.ua/handle/123456789/63917Магістерська дисертація складається з 113 сторінок, в тексті зазначено 27 рисунків. В роботі використано 44 найменування бібліографічних посилань. Метою роботи є створення системи з підвищеною точністю для визначення нерозчинних домішок у воді сенсорами на основі плазмонного резонансу. Об’єктом дослідження є явище поверхневого плазмонного резонансу на межі середовищ метал - суспензія. Предмет дослідження – процес визначення нерозчинних домішок у воді сенсорами поверхневого плазмонного резонансу. В роботі проведено аналіз існуючих методів визначення нерозчинних домішок у воді та визначено їх недоліки та переваги. Недоліком найбільш розповсюджених методів визначення домішок у воді є висока вартість вимірювального обладнання, необхідність підготовки проби води та великий її об’єм. В результаті проаналізованих даних прийнято рішення розробити систему визначення нерозчинних домішок у воді сенсорами поверхневого плазмонного резонансу. Проведено чисельне моделювання впливу характеристик відбиття для довжин хвиль збудження поверхневих плазмонів в діапазоні від 650 нм до 1550 нм. Було визначено оптимальну довжину хвилі (980 нм), оптимальну товщину плівки золота (47нм) та робочий кут падіння світла від лазера на межу метал-суспензія (58 градуси). За результатами моделювання розраховано чутливість для суспензії оксиду кремнію та оксиду заліза, відповідно: 7,45 мкВ/NTU (55 (мкВ·л/мг) або 0,11 мВ/ppm) та 27,75 мкВ/NTU (208 (мкВ·л/мг) або 0,42 мВ/ppm). Експериментально підтверджено можливість застосування явища поверхневого плазмонного резонансу для визначення нерозчинних домішок у воді на приладі серії «Плазмон». Розроблено схемні рішення, обрано електронні компоненти системи. В ході розрхунків вихначено загальний струм споживання приладом, а саме, 72 мА і сумарну споживану потужність 0,36 Вт. Розраховано основну відносну похибку вимірювання вихідної напруги приладу системи – 1,0%. Розрахована межа визначення нерозчинних домішок у воді, а саме, наночастинок оксиду кремнію та оксиду заліза. Мінімальна концентрація оксиду заліза становила 0,23 мг/л (1,8 NTU). Мінімальна концентрація оксиду кремнія становила 0,68 мг/л (5 NTU). Діапазон вимірювання концентрації наночастинок оксиду заліза у воді для лінійного діапазону вимірювання вихідної напруги становив 3,52 г/л, що задовольняє вимоги існуючих стандартів. Наукова новизна роботи полягає у тому, що було запропоновано та створено систему визначення нерозчинних домішок у воді на основі явища поверхневого плазмонного резонансу, яка використовує джерело інфрачервоного випромінювання для збудження поверхневих плазмонів. Апробація роботи. Результати роботи висвітлені в наступних публікаціях: 1. Романенко А. Ю., Дорожинська Г. В. Чисельне моделювання концентрації нерозчинних домішок у воді за умови виникнення плазмонного резонансу / ХIX Науково-практична конференція студентів, аспірантів та молодих вчених «Ефективність та Автоматизація інженерних рішень у приладобудуванні». – Київ, Україна. – 20-21 грудня, 2023. 2. Романенко А. Ю., Дорожинська Г. В. Підвищення чутливості сенсора для визначення нерозчинних домішок у воді / ХIX Науково-практична конференція студентів, аспірантів та молодих вчених «Ефективність та Автоматизація інженерних рішень у приладобудуванні». – Київ, Україна. – 20-21 грудня, 2023.113 с.ukсенсорповерхневий плазмонний резонанснерозчинні домішки у водічутливістьмежа детектуванняsensorsurface plasmon resonanceinsoluble impurities in watersensitivitydetection limitMaster Thesis