Верцанова, Олена ВікторівнаБоженко, Максим Денисович2025-05-282025-05-282025Боженко, М. Д. Сенсори концентрації діоксиду вуглецю : магістерська дис. : 176 Мікро- та наносистемна техніка / Боженко Максим Денисович. – Київ, 2025. – 61 с.https://ela.kpi.ua/handle/123456789/73984З огляду на зростання концентрації CO₂ у довкіллі та потребу в контролі якості повітря, розробка ефективних сенсорів цього газу є надзвичайно важливим завданням. Вуглекислий газ (CO₂) — безбарвний, газ без запаху і його концентрація відіграє ключову роль у промислових процесах, кліматичних змінах та системах підтримки життєдіяльності, зокрема при контролі мікроклімату в приміщеннях. У цій роботі проведено всебічний аналіз методів вимірювання рівня CO₂ за допомогою сучасних сенсорних рішень на мікроелектронній основі. Розглянуто два провідні підходи: недисперсійна інфрачервона (NDIR) і фотоакустична (PAS) спектроскопія. NDIR-сенсори є найбільш поширеними у вимірюванні CO₂; вони працюють на основі оцінки поглинання інфрачервоного випромінювання молекулами CO₂, що прямо пропорційне їх концентрації. Сенсори на основі PAS використовують фотоакустичний ефект: періодично модульоване інфрачервоне світло викликає акустичні коливання у газі, які детектуються мікрофоном. Такі пристрої забезпечують високу чутливість та широкий динамічний діапазон вимірювань CO₂. Розглянуто також інші типи сенсорів, зокрема метал-оксидні та електрохімічні, а також методи підвищення їх селективності та стабільності роботи. Практична частина роботи включає розробку та налагодження прототипу системи моніторингу концентрації діоксиду вуглецю в повітрі приміщення. Запропоновано алгоритми калібрування сенсора та обробки вимірювальних даних, що дозволяють покращити точність і надійність результатів. За результатами експериментів встановлено, що розроблена система забезпечує відтворювані результати у діапазоні концентрацій від кількох сотень до кількох тисяч ppm з похибкою не більше кількох відсотків. Окремо розглянуто перспективи інтеграції CO₂-сенсорів в Інтернет речей (IoT) та «розумні будинки», де контроль якості повітря є важливою складовою безпеки і комфорту. Сучасні тенденції спрямовані на створення мініатюрних сенсорних модулів з низьким енергоспоживанням та можливістю бездротової передачі даних. Отримані результати підтверджують ефективність використання сучасних технологій вимірювання CO₂ у системах моніторингу якості повітря.61 с.ukCO₂-сенсорвуглекислий газконцентрація газівнедисперсійна інфрачервона спектроскопіяфотоакустична спектроскопіягазовий моніторингякість повітрямікроелектронікакалібрування сенсорівметал-оксидні сенсориCO₂ sensorcarbon dioxide concentrationnon-dispersive infrared (NDIR)photoacoustic spectroscopy (PAS)gas sensorair quality monitoringmicroelectronicssensor calibrationmetal-oxide semiconductor (MOS)Master Thesis