درحالی که برای گنجاندن حسّ بینایی و شنوایی در تحقّق مفهوم واقعیت مجازی و شبکه های برخط تلاش زیادی شده، حسّ بویایی، تشخیص و انتقال برخط بو کمتر مورد توجه قرار گرفته است. بینی الکترونیکی، به عنوان مهمترین ابزار مصنوعی شناسایی بو، نقشی کلیدی در تحقّق این هدف دارد. طبقه بندی نمونه های بویایی براساس سیگنالهای خروجی حسگرهای گاز، مرسوم ترین مسئله در حوزه شناسایی بو است. نتایج پژوهشهای مختلف در حوزه بینی الکترونیکی نشان می دهد تعداد زیاد ویژگی ها و وجود ویژ گی های زائد از مهمترین مشکلات شناسایی بو هستند. منشأ ویژگی های زائد در بینی الکترونیکی، گزینش چندگانه آرایه حسگرهای شیمیایی است که تأثیر قابل توجهی در کارایی طبقه بندی دارد. مهمترین رویکرد برای حل این مشکل، انتخاب زیرمجموعه ویژگی است. زیرمجموعه ویژگی به عنوان ورودی مرحله طبقه بندی استفاده می شود. از نگاه بازشناسی الگو، طبقه بندی نمونه های گاز با تعداد بیشتر از دو طبقه، طبقه بندی چندطبقه ای محسوب می شود. راهکاری کارا برای حل این مسائل، تجزیه آنها به مجموعه ای از مسائل دو طبقه ای و حل هر مسئله دوطبقه ای با طبقه بندی دودویی و درنهایت ادغام شورای طبقه بندها است. این راهکار که دودویی سازی طبقه نامیده می شود، کارایی بالایی در بسیاری از مسائل مختلف نشان می دهد. در پژوهشهای حوزه بینی الکترونیکی، یک زیرمجموعه ویژگی انتخاب شده و به عنوان ورودی مرحله طبقه بندی استفاده می شود. ازاین رو، زمانی که راهکار دودویی سازی طبقه برای طبقه بندی مسئله ای چندطبقه ای به کار گرفته شود، زیرمجموعه ویژگی انتخاب شده برای تمایز تمام مسائل دوطبقه ای یکسان است. هر چند این رویه ویژگی هایی به دست می دهد که به طور میانگین کارایی خوبی برای حل مسائل طبقه بندی دودویی دارد، اما لزوماً این ویژگی ها، ویژگی های بهینه برای حل تمام مسائل طبقه بندی دودویی نیستند. در این رساله، با واکاوی فرایند انتخاب ویژگی در مسائل طبقه بندی چندطبقه ای، روشی جدید برای طبقه بندی نمونه های گاز پیشنهاد و ارزیابی شده است. در روش پیشنهادی، به جای ایجاد هر طبقه بند دودویی با تمام ویژگی های موجود و یا با استفاده از یک مجموعه ویژگی ثابتِ از پیش انتخاب شده، هر طبقه بند با استفاده از ویژگی هایی ایجاد می شود که بیشترین کارایی را برای تمایز نمونه های دو فراطبقه مرتبط داشته باشد. طبقه بندهای دودویی که بدین صورت انتخاب می شوند، صحّت طبقه بندی بیشتری خواهند داشت و درنهایت، ادغام این طبقه بندها، صحّت نهایی بهتری را به دست می دهد. مقایسه نتایج روش پیشنهادی با سایر روشها، کارایی روش پیشنهادی را در طبقه بندی الگوهای بویایی رساله نشان می دهد. در ادامه با تعمیم رویکرد پیشنهادی، قابلیت آن برای حل مسائل طبقه بندی عمومی ارزیابی شده است. در این مرحله، روشهای پیشنهادی با تعداد زیادی مجموعه داده تراز ارزیابی شده و با استفاده از آزمونهای آماری با روشهای مرسوم دودویی سازی طبقه مقایسه شده است. تحلیل نتایج آماری، برتری روشهای پیشنهادی را در مقایسه با روشهای مرسوم دودویی سازی طبقه نشان می دهد.

در این پروژه تحلیل کمی و کیفی مخلوط های دو جزئی گازها با روش گرمایش سریع ابداعی آزمایشگاه eml انجام شد. جهت تحلیل داده های ثبت شده از پاسخ حسگر از روش های محاسباتی هوشمندی مانند شبکه عصبی، شبکه عصبی– فازی، الگوریتم های نزدیکترین همسایه و خوشه بندی فازی استفاده شد.. آزمایش های مربوط به این پژوهش توسط سامانه ساخته شده در آزمایشگاه صورت پذیرفت و هر بار تراکم ثابت ppm 1500 از مخلوط گازها به داخل محفظه نمونه گیری تزریق شد و تستهای رنج متعاقباً گرفته شد. بعد از انجام مراحل پیش پردازش بر روی الگوهای حاصل، داده ها جهت انجام تحلیل کمی و کیفی به کمک روش های محاسباتی هوشمند آماده شدند.. گازهای هدف مورد استفاده در این پروژه 1و2-بوتانول و 1و2-پروپانول بودند. پس از انجام آزمایشها و پردازش الگو های حاصل، موفق به تفکیک کلاس مخلوط های گازی، و تخمین تراکم اجزاء تشکیل دهنده مخلوط ها با درصدهای نسبتاً بالا شدیم. از ویژگی های متمایز این پروژه نسبت به کارهای مشابه، استفاده از آرایه مجازی حسگر گاز بود که با روش مدولاسیون دمایی و شکل موج ابداعی جدید محقق شد. زمان تفکیک کنندگی و تخمین تراکم به 4 ثانیه کاهش پیدا کرد، ضمن اینکه از گازهای هدفی استفاده شد که به لحاظ ساختار مولکولی، فیزیکی و شیمیایی شباهت بسیار زیادی به هم داشتند.

نیمه هادی آلی poly[2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-p-phenylene vinylene (meh-ppv) کاربردهای وسیعی در اپتوالکترونیک دارد، لیکن ساخت و نگهداری این ادوات در محیط عاری از اکسیژن صورت می-گیرد. پژوهش های متعدد نشان داده است که ویژگی های اپتوالکترونیکی این نیمه هادی در حضور اکسیژن به سرعت تخریب می گردد. طی این کار نشان دادیم که هدایت الکتریکی لایه ای از meh-ppv در حضور اکسیژن به تدریج کاهش یافته به مقدار ثابتی نزدیک می شود. این لایه ها را لایه های meh-ppv اکسید شده نام نهادیم. مدلی برای اکسیداسیون سطحی این نیمه هادی ارائه دادیم که رفتار لایه های meh-ppv را در حضور اکسیژن خالص و سایر محیط های حاوی اکسیژن توجیه می کند. ملاحظه شد که جذب برگشت پذیر مولکول آمونیاک بر سطح لایه های meh-ppv اکسید شده موجب تغییر برگشت پذیر هدایت الکتریکی این لایه ها می شود. با نشانش لایه ای از meh-ppv بر روی الکترودهای شانه ای و اکسیداسیون آن حسگر مقاومتی گاز آمونیاک (nh3) با قابلیت آشکارسازی حدود 1 ppm گاز آمونیاک ساخته شد. این حسگر در دمای اتاق کار می کند و با تکنولوژی های موجود به سادگی قابل تولید انبوه است. پاسخ های این حسگر تکرارپذیر و مستقل از مقدار رطوبت نسبی محیط می باشد.

در این تحقیق خواص ترموالکتریکی اکسیدروی خالص و اکسیدروی حاوی ناخالصی نقره بررسی شده است. بدنه های سرامیکی استوانه ای شکل به روش های مرسوم پرس خشک شده با دو رژیم متفاوت حرارت-دما سنتز گردید. الکترودهایی از جنس آلومینیم بر روی دو قاعده به روش تبخیر حرارتی نشانده شد. اندازه گیری مقاومت الکتریکی و ضریب سیبک به روش اندازه گیری در جریان صفر در گستره دمایی 90 تا ?310 صورت گرفت. هر دو پارامتر کاهش تدریجی با افزایش دما را نشان داد. هر دو این تغییرات به افزایش غلظت حامل ها با افزایش دما مرتبط گردید. در ادامه، مقاومت الکتریکی و ضریب سیبک نمونه های اکسیدروی خالص تفجوشی شده در دمای 800 و c°1000 بررسی و مقایسه شد. با افزایش دمای تفجوشی مقاومت الکتریکی بدنه به شدت کاهش یافت، لیکن ضریب سیبک تغییر چندانی نداشت. نمونه های اکسیدروی حاوی درصدهای معینی از نقره نیز به طور مشابه تهیه و مورد بررسی قرار گرفت. ملاحظه گردید که با افزایش تراکم نقره در بدنه، مقاومت الکتریکی و اندازه ضریب سیبک نمونه ها افزایش می یابد. نتایج بدست آمده از آزمایش ها بر اساس پارامترهای مهم نیمه هادی مدل گردید؛ مدل ارائه شده بیان قابل قبولی از نتایج را ارائه می دهد. همچنین اکسیدروی حاوی ناخالصی نقره به روش شبیه سازی first principles study بررسی شد و نتایج نشان داد که ناخالصی نقره توانایی ایجاد حامل های نوع p در اکسیدروی را دارد.

با گسترش روز افزون افزاره های مایکروفلوییدیکی روش های جدیدی برای کوچک سازی فرایندهای شیمیایی، الکتروشیمیایی و زیست شناسی پیش روی محققین قرار گرفته است. لیکن شدت وابستگی به دمای فرایندهای نفوذ و جذب در این کانا ل ها می تواند نتایج پیشبینی شده در این افزاره ها را غیر معتبر سازد. در این پروژه نشان داده شده است که این دوفرایند در هنگام تغییر دما آثار مشابهی را در پاسخ های این افزاره می گذارند. در ابتدا با طی مراحل ساخت یک حسگر گاز مایکروفلوییدیکی با ابعاد مناسب پاسخهای مربوط به گازهای مختلف در دمای اتاق ثبت شد. سپس با ساخت سامانه ای با دما و رطوبت کنترل شده شرایط برای بررسی تغییرات دما و رطوبت محیط روی پاسخها مهیا شد. با انجام آزمایش های مختلف روی گازهای متعدد اثر تغییر دمای محیط در روند زمانی پاسخ تغییرات برای گازهای مختلف ثبت شد.در این راستا پاسخ گذرای مربوط به گازهای 1-بوتانول، ایزوبوتانول، 2-بوتانول، ترت بوتانول، استون، هگزان و منواکسید کربن هر یک در تراکم 2500ppm و هیدروژن در تراکم 1000ppmو بازه دمایی 22-32 سانتیگراد ثبت گردید. بردارهای شاخص این گازها تعریف و نشان داده شد که بردارهای مربوط به گاز معین در فضای ویژگی خوشه مجزایی را تشکیل می دهد. با مطالعه تغییر مکانی این خوشه ها در دماهای مختلف ملاحظه شد که تغییر دما باعث جابه جایی منظم و قابل پیشبینی خوشه می شود. نهایتا با استفاده از روشهای جداسازی مناسب که شامل ماشین بردارهای پشتیبان و شبکه عصبی می باشد نشان داده شد که نتایج حاصل در دماهای مختلف توسط معماری بدست آمده قابل تمییز هستند.

اتصال فلزهای مختلف به نیمه هادی های اکسیدی به ویژه اکسید قلع، برای ساخت ادوات مختلف، نظیر حسگر¬های گاز و سلول¬های آفتابی، حائز اهمیت بوده مورد مطالعه واقع شده است. با این وجود، بررسی¬ ویژگی¬های اتصال نقره-اکسید قلع، احتمالا به دلیل وابستگی قابل ملاحظه آن¬ها به پارامتر¬های محیطی، مورد توجه شایسته قرار نگرفته است. کار حاضر با هدف شناخت اتصال نقره-اکسید قلع آغاز شد. ابتدا، فیلم¬های اکسید قلع به دو روش اسپری¬پیرولیز و تبخیر حرارتی بر روی زیر¬پایه¬های سیلیکایی لایه¬نشانی شد. اتصال¬های نقره با بهره¬گیری از دو روش چاپ خمیر نقره و لایه¬نشانی نقره درخلا، با استفاده از الگوی اتصال نامتقارن بر روی سطح فیلم¬های اکسید قلع، ایجاد گردید. استفاده از دو روش لایه¬نشانی شیمیایی و فیزیکی امکان بررسی اثر مورفولوژی لایه اکسید قلع بر رفتار اتصال را فراهم کرد. نتیجه اندازه¬گیری¬های الکتریکی نیز نشان داد که رفتار الکتریکی اتصال قویا وابسته به روش ایجاد اتصال می¬باشد. ملاحظه شد که در روش چاپ خمیر نقره، اتصال نقره-اکسید قلع رفتار شاتکی و در روش لایه¬نشانی تبخیر در خلا، اتصال به¬وجود آمده رفتار اهمی از خود نشان می¬دهد. نمونه¬های نقره-اکسید قلع-نقره ساخته شده به¬عنوان حسگر گاز اتانول به¬کار گرفته شد. مشاهده شد که حساسیت حسگر با افزایش ضخامت لایه اکسید قلع کاهش می¬یابد. آرایش سطح لایه اکسید در این ادوات با نانوذرات نقره و طلا بررسی گردید. نتایج نشان داد که حضور ذرات نقره و طلا روی سطح sno2 باعث افزایش حساسیت حسگر می¬شود. در خصوص نقره این افزایش بیشتر می باشد.

پدیده رانش به عنوان یکی از اختلالات جدی و تأثیرگذار بر پاسخ و عملکرد حسگرهای گاز شیمیایی همواره مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. اصطلاحاً جابه جایی و تغییر زمانی پاسخ حسگر تحت شرایط ثابت شیمیایی و فیزیکی را رانش می نامند. اثر تخریبی این پدیده خصوصاً در حسگرهای گاز نمود بیشتری می کند و دلیل اصلی آن سازو کار فرایند حسگری است. از جمله عوامل اصلی ایجاد رانش، مسمومیت، طول عمر (کهنگی) حسگر، تغییرات شرایط محیطی (رطوبت نسبی و دمای اتاق) می باشند. این تغییرات پاسخ های حسگرهای گاز را تغییر می دهند وکار دسته بندی و شناسایی گازهای هدف سخت تر می شود. سامانه های بویایی مصنوعی (بینی الکترونیکی) از حسگرهای گاز مختلفی ساخته شده و تشکیل آرایه ای از حسگرها را میدهد. پاسخ های حاصل از این آرایه ها، الگو هایی را از بو و یا گاز هدف به وجود می آورند که می توانند به کمک تکنیک های بازشناسی آماری الگو و روش های شناسایی سیستم قابل تحلیل و شناسایی باشند. در این پروژه تلاش بر این است تا از روش ابداع شده در آزمایشگاه خواص الکترونیکی مواد به نام روش گرمایش سریع (tsi)، آرایه مجازی از حسگرهای گاز تشکیل داده و از رانش های متفاوت چند حسگر مختلف دوری گزید. در این صورت فقط با معضل رانش یک حسگر مواجه میشویم. با استفاده از روش های هوشمند فازی-عصبی سعی میشود تا این رانش به طور قابل توجهی جبران سازی شود. ابتدا سامانه ای با قابلیت ایجاد شرایط دمایی ورطوبتی مختلف جهت ثبت پاسخ ها و جمع آوری داده طراحی و ساخته شد. پس از جمع آوری پایگاه داده کاملی از پاسخ های حاصل از سه گاز هدف در شرایط محیطی مختلف، که منجر به رانش پاسخ ها می شوند، سعی در جبران سازی رانش با استفاده از روش های هوشمند نرم افزاری، شده است.

هدف این پروژه بررسی امکان شناسایی الکترولیت ها با اندازه گیری هدایت الکتریکی آنها در شرایط مختلف، در زمانی کوتاه و با استفاده از ابزارهای کم هزینه می باشد. طی این کار در یک میکرو کانال به ابعاد 5mm x 1.5 mm x 200um، که برروی زیرپایه ای از جنس poly methyl methacrylate (pmma) با لیزر co2 حکاکی شده است، به اندازه گیری های i-v در شرایط گوناگون روی الکترولیت های متفاوت پرداختیم. هر تست به این صورت انجام می شود که نمونه ای به حجم 7 میکرولیتر از الکترولیت مورد نظر درون میکرو کانال تزریق شده دو الکترود طلا در دو سر کانال مستقر می گردد. سپس، با اعمال یک قطار پالسی ولتاژ بین دو الکترود، جریان الکتریکی گذشته از الکترولیت ثبت می گردد. نشان دادیم که روند تغییرات زمانی این جریان می تواند به عنوان وجه تمایزی بین الکترولیت های مختلف مورد استفاده قرار گیرد. با استخراج ویژگی از پروفایل های جریان-زمان و محاسبات روی آنها در فضای ویژگی، قادر به تشخیص نوع الکترولیت و غلظت آن هستیم. الکترولیت هایی که مورد آزمایش قرار گرفته اند هالید های پتاسیم یعنی ki, kbr, kcl, kf می باشند. این سامانه قادر به شناسایی آنها بدون توجه به غلظت می باشد. البته غلظت پس از تعیین نوع، با یک اندازه گیری استاندارد هدایت الکتریکی قابل تعیین است. بازه هدایتی کار شده دراین پروژه شامل ms/cm 0.1-20 می باشد. مهمترین وجه تمایز این سامانه با دو نوع زبان الکترونیکی موجود در بازار این است که در آن از الکترود های مرجع رایج استفاده نکرده ایم و تست فقط با استفاده از دو الکترود ساده از جنس طلا صورت می گیرد. استفاده از میکروکانال باعث شده است که اولا نمونه برداری لازم در حدود میکرولیتر باشد و ثانیا تکرار پذیری نتایج بدلیل عدم حضور جریان های جابجایی بالا رود. بدلیل ارزانی و سادگی ساخت میکروکانال، وسیله ابداع شده می تواند بصورت یک بار مصرف تولید و مورد استفاده قرار گیرد.

پیشرفت روزافزون صنایع و تکنولوژی، نمایش و کنترل پیوسته آلودگی موجود در هوا را در کارخانه ها، آزمایشگاه ها، بیمارستان ها و اکثر محیط های فنی ضروری می سازد. به همین دلیل، توسعه آشکارسازهای گازهای بسیار حساس، اهمیت یافته تا از حوادث ناشی از نشت گاز جلوگیری شود.از ویژگی¬های اصلی این پروژه این است که برای اولین بار، تولید صنعتی حسگر گاز در ایران مورد توجه عملی قرار گرفت. طی این پروژه یک نمونه مهندسی برای تولید صنعتی حسگر گاز ساخته شده و خط تولید پایلوت برای آن طراحی گردید.صفحه سیلیکا به عنوان زیر پایه و اکسید قلع به عنوان لایه حساس انتخاب شد که به منظور لایه¬نشانی اکسید قلع بر روی صفحات سیلیکا سامانه لایه نشانی usp به روش اسپری پیرولیز طی این پروژه طراحی و ساخته شد. همچنین در جهت بهبود ویژگی¬های حسگری آزمایشات مختلفی صورت گرفت از جمله انتخاب دمای لایه نشانی که با بررسی مورفولوژی سطح و انجام آزمایشات لازم دست یافته شد که حسگرهای ساخته شده در دمای 350 درجه سانتیگراد دارای دانه بندی ریزتری می¬باشند و حساسیت بیشتری دارند. همچنین انتخاب دما و مدت زمان ترمیم حرارتی به منظور افزایش طول عمر و پایداری حسگر مورد بررسی قرار گرفت و پس از انجام آزمایشات لازم به این نتیجه رسیده شد که دمای ترمیم حرارتی نسبتا پایین (400 درجه سانتیگراد) و مدت زمان ترمیم حرارتی نسبتا زیاد (12ساعت) باشد که تاثیر قابل توجهی در افزایش طول عمر و پایداری حسگر داشت. در نهایت به منظور افزایش حساسیت حسگر نانو ذرات پلاتین در سل الکتروشیمیایی سه الکترودی به روش ولتامتری چرخه¬ای بر روی لایه حساس اکسید قلع ترسیب شد. با آنالیزهای edx و semکه اندازه دانه¬های ذرات پلاتین 30 نانومتر مشاهده شد وآزمایشات انجام شده نشان داد که نانو ذرات پلاتین به عنوان کاتالیزور عمل کرده و نرخ واکنش¬های شیمیایی را افزایش می¬دهد و علاوه بر افزایش قابل توجه حساسیت، سرعت عمل حسگر را به میزان قابل توجهی افزایش داده و زمان صعود و بازیابی حسگر را کاهش می¬دهد.همچنین افزودن پلاتین در کاهش دمای بهینه که از ویژگی¬های مهم حسگر می¬باشد نقش بسزایی داشت. پس از ساخت حسگر حساسیت آن در دماهای مختلف و غلظت¬های مختلف گازهای اتانول، متانول، هیدروژن، مونواکسیدکربن و گاز شهری بررسی شد، دمای کار حسگر معرفی شده 275 درجه سانتیگراد مشخص شد.در انتهای کار تولید صنعتی حسگر بررسی شد و بدین منظور واحد کنترل و مانیتورینگ مقاومت لایه اکسید قلع در سامانه لایه نشانی uspتعبیه شدکه خط تولید طراحی شده قادر به تولید نمونه های مشابه شد، با انجام آزمایش طول عمر نشان داده شد که نمونه مهندسی حسگر معرفی شده در صد روز اخیر تغییر ناچیزی در پاسخ خود داشته است.

اندازه¬گیری رطوبت زیر 1% با روش¬هایی چون اندازه¬گیری نقطه¬ی شبنم یا هدایت سنجی روی لایه-های اکسید آلومینیوم با تخلخل نانومتری انجام شده است. تاثیر برآیند میدان الکتریکی ناشی از مولکول¬های قطبی جذب شده به سطح بر حرکت و توزیع حامل¬های الکتریکی موجود در لایه¬های نزدیک به سطح به طور گسترده بحث شده است. علی¬رغم این نکته که جذب مولکول آب به عنوان یک دو قطبی الکتریکی به سطح فلزات مختلف مفصلا مطالعه شده است هنوز کاربردی الکترونیکی از آثار میدانی آن گزارش نشده است. در این رساله، اثبات شده است که مولکول¬های آب پس از جذب انتخابی به لایه¬ی نانومتری فلزی که بر زیرآیندی از یک نیمه¬هادی آب گریز نشانده شده است، توزیع الکترون¬ها را در سطح مقطع لایه¬ی فلز تغییر داده دیاگرام انرژی را در مرز پیوند فلز/نیمه¬هادی تحت تاثیر قرار می¬دهد. این پدیده منجر به تغییر هدایت الکتریکی از طریق پیوند فلز/نیمه¬هادی می¬شود. از این مفهوم در طراحی و ساخت حسگر مقاومتی رطوبت با قابلیت اندازه¬گیری رطوبت در سطح تراکم ~1 ppm استفاده شده است. نیمه¬هادی انتخاب شده poly[2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-p-phenylene vinylene] (meh-ppv) می¬باشد که در الکترونیک نوری کاربرد فراوان دارد. به دلیل تاثیر مخرب اکسیداسیون در خواص نوری و تغییر پارامترهای الکتریکی آن، از این نیمه¬هادی در هوای آزاد استفاده نمی¬شود. به منظور پایدار سازی خواص الکتریکی لایه در هوا، مطالعاتی انجام شد که نهایتا منجر به حل مسئله با اکسیداسیون کامل سطح لایه گردید. عمل اکسیداسیون، با نگهداری نمونه به مدت 1 ساعت در هوا و تحت تابش نور عادی آزمایشگاه و دمای 350 k تکمیل می¬شود. لایه¬ی meh-ppv اکسید شده نسبت به لایه¬ی اکسید نشده از هدایت الکتریکی کمتر ولی از پایداری خوبی برخوردار است. آین فرآیند در meh-ppv برگشت¬ناپذیر است. مدلی برای بیان فرآیند اکسیداسیون سطحی لایه¬های meh-ppv ارائه شده است که پدیده الکترونیکی مشاهده شده را توجیه می¬کند. حسگر رطوبت ساخته شده ساختار m/oxidized meh-ppv/m/oxidized meh-ppv/m را دارا بوده و از فلزات طلا یا نقره به¬عنوان m استفاده شده است. این حسگر قادر است رطوبت موجود در هوا را تا حدود 1 ppm آشکار سازد. بعلاوه، وجود گازهایی چون co2، h2، o2، متانول و استن تاثیر چندانی بر عملکرد الکتریکی افزاره ندارند و حسگر قادر است در حضور این گازها به رطوبت سنجی بپردازد. هدایت الکتریکی حسگر معرفی شده، بر خلاف حسگرهای رطوبت مرسوم با افزایش تراکم آب، کاهش می¬یابد.

هدف از انجام این پروژه تهیه¬ی کاتالیست¬هایی مبتنی بر نانوذرات پلاتین برای حسگری متانول در حالت محلول و گازی می¬باشد. متانول یک حلال آلی خوب با کاربردهای وسیع در سل¬های سوختی، ساخت رنگ¬ها، داروها، عطرها و غیره می¬باشد. به دلیل سمی بودن متانول، نیاز به تعیین غلظت آن در فاز گازی و محلول، با استفاده از حسگرها می¬باشد. حساسیت و گزینش پذیری بالای این حسگرها، باعث گسترش کاربردشان در صنایع داروسازی، طبی، شیمیایی و غذایی شده است. به منظور توزیع یکنواخت نانوذرات پلاتین و کاهش اندازه¬ی ذرات از ولتامتری چرخه¬ای برای ترسیب الکتریکی پلاتین استفاده شد. همچنین برای کاهش هزینه ترسیب و افزایش خاصیت حسگری از فلز مس به همراه پلاتین در ساخت لایه حسگری استفاده شد. با استفاده از روش طراحی آزمایش رویه¬ی پاسخ برای بهینه سازی پارامترهایی از قبیل غلظت نمک¬های فلزات به کار رفته، سرعت روبش و تعداد چرخه¬¬های روبش، جهت بهبود عملکرد کاتالیستی الکترود fto اصلاح شده با نانوذرات پلاتین و پلاتین/ مس استفاده شد و سپس برای الکترواکسایش متانول در حسگرهای حالت محلول و شناسایی گازهای کاهنده مانند اتانول، متانول، کربن مونواکسید و متان در حالت گازی به کار برده شد. در بهینه سازی سرعت روبش در حدودmvs-1 65 و تعداد چرخه¬های روبش 25، غلظت نمک پلاتین m2-10× 00/1 و غلظت نمک مس m3-10× 00/4 حاصل شد. در بخش دوم کار، الکترود کوارتز لایه نشانی شده با قلع دی¬اکسید اصلاح شده با نانوذرات پلاتین، حساسیت را برای گاز اتانول از 6 به 80، زمان صعود را از 87 به 1 ثانیه و زمان بازیابی را از 395 به 30 ثانیه تغییر داد که هر چه حساسیت بیشتر و مدت زمان صعود و بازیابی کم¬تر باشد حسگر از نظر تجاری بهتر است. برای بررسی مورفولوژی سطح الکتروکاتالیست¬ها بعد از ترسیب با شرایط بهینه از تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی و برای تعیین عناصر موجود در ترسیب از طیف سنجی پراش پرتو ایکس استفاده شد، در تصاویر sem، اندازه¬ی ذرات پلاتین و پلاتین/ مس ترسیب شده بر روی الکترود fto، زیرnm 100 تخمین زده شد.

در سال های اخیر بکارگیری تکنولوژی نیمه هادیها و پردازش دیجیتال در صنعت باعث ظهور ابزارهای پیچیده ای در حوزه کاربردی تجاری و خانگی شده است. سگوی یکی از این پدیده هاست که جای خود را در بسیاری از منازل، مراکز خرید، فرودگاه ها و ... باز کرده است. در این پایان نامه طراحی و ساخت نمونه ای از این وسیله نقلیه با کمک پردازنده های دیجیتال و حسگرهای ارزان قیمت mems مورد نظر است. با توجه به پیچیدگی ساختار کنترلی یک سگوی، که ماهیتی ناپایدار دارد، طراحی با ارائه یک مدل ریاضی دقیق آغاز می شود. در این مرحله به کمک قوانین نیرو و گشتاور و ارائه یک مدل مکانیکی ساده از سگوی، معادلات حاکم بر کلیه زوایا، دوران ها و سرعت ها بدست می آید. برای تایید مدل بدست آمده یک نمونه کوچکتر از سگوی ساخته شد. با انجام آزمایش بر روی آن درستی مدل ریاضی مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس با تعمیم مدل بدست آمده به یک سگوی در اندازه واقعی، در نظر گرفتن یک کنترلر pid و انجام شبیه سازی ها در محیط نرم افزار، مشخصات عمومی عملگرها و حسگرهای مورد نیاز از نظر دامنه کار، پاسخ فرکانسی مناسب و بهره مورد نیاز تعیین شد. با کمک نتایج بدست آمده از مرحله شبیه سازی، شاسی مکانیکی ساخته شد و اجزای مختلف مورد نیاز برای آن جداگانه طراحی و ساخته شدند. حسگرهای شتاب برای اندازه گیری زاویه انحراف از خط عمود، ژیروسکوپ ها برای اندازه گیری سرعت زاویه ای چرخش محور سگوی، شافت انکودرها برای اندازه گیری سرعت دوران چرخ ها، جداگانه و کالیبره شدند. مدار راه انداز موتورهای مغناطیس دایم نیز با تکنیک pwm در مرحله بعد اضافه شدند. این مدار برای کاهش نویز القایی از یک باتری مستقل استفاده می کند. مغز متفکر دستگاه نیز که وظیفه ایجاد ارتباط بین تمامی اجزا را داشته و حلقه کنترل را نیز به صورت دیجیتال پیاده می نماید به شکل موازی طراحی و ساخته شد. پس از مونتاژ مجموعه و رفع مشکلات بیشمار پیش آمده سر انجام سگوی ساخته شده توانست بدون حضور اپراتور به تعادل برسد. در مرحله بعد و با تکمیل برنامه امکان کنترل پایدار آن توسط اپراتوری سوار نیز فراهم آمد. برای حرکت به سمت جلو کافیست اپراتور محور اصلی سگوی را قدری به سمت جلو متمایل کند. این عمل معمولا با انتقال بخشی از وزن به جلو انجام می شود. برای کاهش سرعت و یا توقف و حرکت به عقب نیز اپراتور می تواند وزن خود را به عقب میل دهد. برای انحراف به چپ و راست نیز در نمونه ساخته شده دو کلید در دسته کنترل قرار داده شده که با فشردن هر یک، سگوی به همان سمت متمایل می شود. این عمل با کاهش سرعت چرخ در سمت مورد نیاز انجام می شود. آزمایشهای انجام شده بر روی سگوی ساخته شده نشان می دهد که این وسیله می تواند با سرعتی حدود 1متر برثانیه حرکت نماید. باتری های موجود نیز تداول حرکت باری 30 دقیقه را تضمین می نمایند.

در این پایان نامه ابتدا به معرفی و بررسی پدیده تخلیه جزئی و آثار مخرب این پدیده بر روی سیستم عایقی تجهیزات و ادوات فشارقوی ، بویژه ترانسفورماتورهای قدرت پرداخته شده است. سپس اهمیت سیستم های اندازه گیری و آشکارسازی تخلیه جزئی برای ترانسفورماتورها و انواع روش های موجود برای تشخیص این پدیده و عوارض ناشی از آن، بر روی دستگاه های فشار قوی مورد مطالعه قرار گرفته است. و ضمن معرفی انواع روش های آشکارسازی، مقایسه ای بین این روش ها صورت گرفته است. ترانسفورماتورهای قدرت جدید مجهز به یک اتصال خازنی مخصوص در زیر بوشینگ هر یک از فازها هستند که توسط آن می توان سیگنالهای فرکانس، بالا که در اثر فعالیت پدیده تخلیه جزئی در ترانسفورماتور بوجود می آید را آشکار سازی و اندازه گیری نمود. البته قطع ارتباط این اتصال از زمین مشکلاتی در توزیع ولتاژ در طول بوشینگ ایجاد می نماید. با توجه به اینکه ترانسفورماتورهای قدیمی چنین امکانی ندارند. و از طرفی اندازه گیری میزان تخلیه های جزئی به دلیل عمر بالا و احتمال زیاد خرابی در این ترانسها ضروری می باشد، بررسی و ارائه راه حل مناسب جهت تجهیز ترانسفورماتورها به نوعی سنسور خازنی صورت گرفته است. این سنسور به خصوص برای اندازه گیریهای on-line تخلیه جزئی در صورت انتقال سیگنال با استفاده از فیبر نوری بسیار مناسب است. همچنین در ادامه پارامترهای مختلف تأثیر گذار بر ظرفیت این سنسور و چگونگی دستیابی به سنسور بهینه مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی ساختار بوشینگ های خازنی و چگونگی ایجاد ظرفیت خازنی بر روی سنسور و محاسبات مربوط به سنسور خازنی بحث مطرح شده بعدی می باشد. در پایان به تحلیل نتایج شبیه سازیها، آزمایشات و اندازه گیری های on-line انجام شده پرداخته شده است. که این بخش شامل آزمایشات بر روی بوشینگ های فشارقوی با اعمال پالس مصنوعی تخلیه جزئی و اندازه گیری های انجام شده بر روی ترانسفورماتورهای فشارقوی در حال کار می باشد. و

در این پژوهش هدف مطالعه ویژگیهای الکترونیکی و اپتوالکترونیکی اتصال ag/tio2 برای ساخت حسگرهای ماوراءبنفش بوده است. مشاهده شد که این اتصال بلافاصله پس از ساخت، سد انرژی صفر در محل پیوند نشان میدهد، ولی ترمیم حرارتی آن در هوا تحت بایاس معکوس و دمای ? 200 سبب تبدیل آن به دیود شاتکی با سد انرژی بزرگ میگردد. در نتیجه این فرآیند ساده، ملاحظه شد که جریان معکوس نمونهها تا 106 مرتبه کاهش مییابد. اجرای ترمیم حرارتی مشابه در خلاء یا گاز آرگون خالص بی تاثیر بود و موجب ایجاد پیوند شاتکی نمیگردید. ویژگیهای الکترونیکی مشاهده شده در این اتصال بر اساس ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی اجزاء بکار رفته در ساختار آن بیان شد. ارتفاع سد در پیوند ag/tio2 در دمای اتاق 1.0 ev با ضریب ایدهآل 2.2 اندازهگیری شد. از دیود ساخته شده به عنوان آشکارساز امواج ماوراءبنفش استفاده شد. تابش نور ماوراءبنفش با طول موج 355 nm و شدت 10µw/mm2 به آشکارساز سبب گردید تا جریان معکوس آن از حالت تاریک 10000 برابر افزایش یابد. حسگرهای ساخته شده عملا نسبت به نور مرئی کور هستند. این ویژگی، نیاز به فیلتر های uv را مرتفع میسازد. عملکرد حسگر بر اساس تولید زوجهای الکترون-حفره در اثر برخورد فوتون نور uv بیان گردید. زمان صعود و بازیابی پاسخ به ترتیب 10 ms و17 ms اندازه گیری شد که از ادوات مشابه کمتر میباشند. مصرف توان حسگر با سطح موثر 1mm2 کمتر از 10 pw است. مقاومت دراز مدت در برابر اشعه uv، هزینه ساخت کم، قابلیت ساخت با سطح وسیع، و مصرف بسیار ناچیز در حالت standby از ویژگیهای مطلوب این آشکارساز نور ماوراءبنفش است.