Senzori si traductoare in monitorizarea mediului

Conf. dr. ing. Igor CretescuFacultatea de inginerie chimica si protectia mediului

Universitatea Tehnica Gheorghe Asachi Iasi

Introducere

Senzorii sunt dispozitive care sesizeazvariaia unui parametru din sistem prin emiterea desemnal corespunztor, corelat cu mrimea(intensitatea) parametrului respectiv. Se mainumesc traductoare si cele care au o construciemai complex (care include i alte elementeauxiliare). Senzorii (traductoarele) au rolul de atransforma anumii parametri ai sistemului nmrimi de alt natur. Parametrul de transformatformeaz semnalul de intrare al traductorului, iarcel transformat semnal de ieire.

Clasificarea senzorilor i traductoarelor utilizate n controlul factorilor de mediu

In ideea controlului calitii factorilor demediu dup destinaie, distingem trei categoriide senzori:a)pentru determinarea poluanilor carecontamineaz factorii de mediu;b) pentru determinarea componenilor din careeste alctuit n mod natural factorul de mediusupravegheat;c) pentru determinarea unor mrimi dependentede factorul natural i climatic

a) Contaminarea factorilor de mediu

se poate realiza cu sau fr intervenia omului provocndmodificri fizico-chimice sau biologice ale acestora. Atunci cndaceste modificri depesc un anumit prag i se menin un timpndelungat se instaleaz fenomenul de poluare. Dup naturaagenilor care au produs modificarea echilibrului biologic, fizico-chimic al ecosistemului se pot defini urmtoarele tipuri principale depoluare: chimic; fizic:- termica

- fonica- radioactiva

biologic.

b) Senzori pentru determinarea compuilor care alctuiesc

n mod natural factorul de mediu studiat

Aer: - determinarea gazelor din compoziia atmosferei nepoluate:O2, CO2, etc.

- determinarea umiditii Ap: - determinarea conductivitii (coninutul total de sruri)

- determinarea gradului de turbiditate- determinarea nivelului, debitului si/sau vitezei apei

Sol: - presiunea vaporilor de apa n sol- umiditatea- determinarea compoziiei solului nepoluat: carbonai, sruri

de calciu, de magneziu etc., precum si existena unormicroelemente

c) Mrimi dependente de factorii naturali sauclimatici:

temperatura, presiunea, viteza vntului, umiditatea aerului, intensitatea luminoas, radioactivitatea natural, nivelul si debitul apei.

Clasificarea senzorilor i a traductoarelor dup

principiul de funcionare

Dup acest principiu senzorii se mpart n:

1. senzori electrochimici2. senzori optici3. biosenzori4. alte tipuri de senzori

1. Senzori electrochimici

Mrimea de intrare este, n general, o specie de naturachimic, iar mrimea de ieire este o mrime de naturelectric.

Funcie de natura mrimii electrice, senzorii electrochimicise mpart n:- senzori poteniometrici la care mrimea de ieire esteun potenial;- senzori amperometrici la care mrimea de ieire esteun curent;- senzori conductometrici la care mrimea de ieire esteconductana, impedana sau rezistena electrica, implicitconductivitatea sau conductibilitatea specifica.

2. Senzori optici

Sunt acei senzori care se bazeaz pe unfenomen optic i la care mrimea de ieire esteo mrime de natur optic: intensitatealuminoas, absorbana, transmitana, difuzia.Astfel, spre exemplu, putem mentionatraductoare (senzori) de tip colorimetric,nefelometric sau turbidimetric, care folosesc caelemente fotosensibile: celule fotoelectrice,semiconductori fotosensibili (exemplu: fotodioda,fotorezistorul, etc.)

3. Biosenzori

Sunt senzori care au o interfata de naturbiologic sau biochimic, care este foarteselectiva la prezenta in mediul de analizat a unuicompus specific, ce poate fi determinat prindetecia (electrochimica, optica etc.) asemnalului obinut prin interaciunea dintre acestcompus si biointerfata respectiva. La rndul lor,biosenzorii se pot clasifica dupa mai multecriterii care vor fi prezentate in cele ce urmeaza

Alte tipuri de senzori

a) senzori piezoelectrici si acusticib) senzori electronici:

1) de tip semiconductori: integrai, pe bazatehnologiei MOS-FET;

2) de tip oxizi-semiconductori3) senzori rezistivi: chemorezistori si termorezistori.

c) senzori bazai pe proprieti magnetice;d) senzori bazai pe radiaia ionizant.

Caracteristicile senzorilor (traductoarelor)Caracteristicile primare ale senzorilor (traductoarelor)

Principalele caracteristici primare ale senzorilor (traductoarelor)folosite in controlul factorilor de mediu, cu referire in special la calitateaapei, sunt urmtoarele:

1. Funcia de transfer2. Sensibilitatea3. Selectivitatea (specificitatea)4. Stabilitatea5. Timpul de rspuns6. Gradul de participare al senzorului7. Sigurana n exploatare8. Economicitate

1. Funcia de transfer - este caracteristica cea mai important aunui senzor. Reprezint expresia relaiei dintre semnalul de intrare(de exemplu, concentraia unei anumite specii de determinat,temperatura, presiunea, etc.) i semnalul de ieire al senzorului.2. Sensibilitatea (limita de detecie) - este definit dreptconcentraia cea mai sczut n specia urmrit, care conduce laapariia unui semnal care poate fi distins de semnalul obinut prinmsurtori paralele n probele martor.3. Selectivitatea unui traductor se refer la efectul interferenelorcauzate de ioni sau molecule, altele dect specia urmrit. ntructla marea majoritate a traductoarelor nu se poate asigura un procentde 100 % a selectivitii, este important sa se cunoasc limitele deselectivitate ntr-o soluie test dat.4. Stabilitatea semnalului n timp: aceast caracteristic primar serefer, n general, la modificarea performanelor traductoarelor (T) ntimp din cauza unor diveri factori. Cunoaterea stabilitiisenzorului (traductorului) n timp permite stabilirea frecvenei deverificare i recalibrare a acestuia.

5. Timpul de rspuns: decalajul n timp dintre variaia semnaluluide intrare i variaia corespunztoare semnalului de ieire atraductorului respectiv.6. Gradul de participare al senzorului - gradul de participare alsenzorului la interaciunea cu sistemul studiat trebuie s fie redusdatorit eliminrii perturbaiilor cauzate de prezena senzorului nsistem (exemplu: consum de materii).7. Sigurana n exploatare - presupune asigurarea unui grad defiabilitate a sistemului de msur, care este garantat de productorpentru o anumita durat de funcionare a traductorului si este dedorit s fie ct mai mare.Fiabilitatea sistemului de msur este definita ca numrul maxim dedefeciuni a sistemului intr-un anumit interval de timp. In acestecondiii, traductorul trebuie s realizeze msurarea mrimilor doriten conformitate cu caracteristicile stabilite de productor.8. Economicitatea este o caracteristica a unui senzor (traductor),care se poate realiza pornind de la productor i ajungnd pn lautilizator. La productor, economicitatea se poate realiza fie prinntrebuinarea unor materiale cu pre de cost redus, fie prinintroducerea robotizrii in procesul de fabricaie de serie, folosindtehnologii de tip hightech (de exemplu: fabricarea senzorilor de tipmicro-chip).

Erori ntlnite in procesul de msurare

erorile sistematice sunt constante pentru un instrument dat si efectele lor pot fi nlturate; valorile acestora se determin prin calibrare;

erorile aleatorii nu pot fi nlturate dar pot fi reduse prin msurri repetate. Parametri calibrrii utilizai pentru definirea preciziei (erorii) sunt urmtorii: rezoluia sensibilitatea linearitatea histerezisul repetabilitatea/precizia /reproductibilitatea

Caracteristicile secundare ale senzorilor

Caracteristicile secundare ale unui senzor sunt definite ca efecteindirecte ale funcionrii senzorului in condiii diferite ambientale,asupra rspunsului generat de sistemul de analiza realizat pe bazasenzorului.

Caracteristicile secundare ale senzorilor sunt necesare pentruasigurarea unor modaliti tehnice de compensare sau auto-compensare a influentei condiiilor de analiz asupra validitiirezultatelor msurtorilor. Dac in cadrul unor msurtori a calitiiapelor de suprafaa, o serie de parametri pot fi meninui constani(cum ar fi: viteza de agitare la suprafaa membranei senzorului de tipelectrod ion selectiv, presiunea apei n celulele de msurare a gazelordizolvate, folosind membrane gaz permeabile), influenta altorparametri (cum ar fi: temperatura, tria ionic etc.) asupra rspunsuluigenerat de senzori este relativ greu de cuantificat. Din aceasta cauzase impune compensaia rspunsului senzorilor la influenta unor mrimicaracteristici secundare.

SENZORI ELECTROCHIMICI

In procesele de monitorizare a mediului destinaiaunui senzor electrochimic este s furnizeze informaii ntimp real despre compoziia chimic a mediuluinconjurtor. Ideal un astfel de dispozitiv este capabil srspund n mod continuu i reversibil fr a perturbaproba. Astfel de dispozitive constau ntr-un elementtraductor n contact cu un element sensibil carerealizeaz recunoaterea speciilor chimice, furnizndinformaia analitic sub forma unui semnal electric nurma interaciunii cu specia de analizat. n funcie denatura analizei i a speciei analizate se pot utilizadiverse tipuri de dispozitive electrochimice, care pot ficlasificate, n funcie de natura semnalului electric, n: senzori poteniometrici; senzori amperometrici; senzori conductometrici.

Senzori poteniometrici

Prin senzor potentiometric se nelege acel senzorcare transform concentraia unei specii de determinatntr-o diferen de potenial, n condiii de curent net egalcu zero.

Schema de principiu a unui traductor poteniometriceste prezentat n figura 1 i este, de fapt, o celulelectrochimic n care se introduce soluia de analizat iun sistem de electrozi format dintr-un electrod dereferin i un electrod indicator (senzor poteniometric)care i modific potenialul n funcie de speciaelectroactiv din soluia de analizat.

Fig.1. Schema unei celule poteniometrice

Cel mai frecvent, senzorul potentiometric seprezint sub forma unei membrane, o faz careintercalat ntre alte dou faze, previne transportul haoticde mas ntre acestea, permind trecerea cu anumitegrade de libertate a uneia sau a mai multor specii chimice.

Exist senzori poteniometrici i fr membrane,cum a fi electrozii metalici, care pot fi de mai multe tipuri:

a) un element metalic de spea I este format dintr-unmetal n contact cu o soluie n care se afl ionii si;

b)electrodul de platin: pentru determinripoteniometrice de oxido-reducere;

c) electrodul de stibiu, chinhidron: pentru determinride pH.

Electrodul de sticl

Fig.2. Schema constructiv a electrodului de sticl

Este constituit dintr-un corp confecionat din sticl(1) terminat la partea inferioar cu o membran din sticl(2) cu o grosime de ordinul micronilor. Membrana serealizeaz dintr-o sticl special obinut prin modificare nstructura sticlei obinuite sau adugare de sruri de Ca,Mg, Li, etc. Soluia intern (faza 3) (3) care scald parteainferioar a membranei este constituit dintr-o soluietampon (buffer) cu o valoare constant a pH-ului ales ndependen de domeniul de pH n care se va utilizaelectrodul. Electrodul de referin intern (4) este un electrodde tipul Ag/ AgCl realizat dintr-o srm de Ag pe care estedepus un precipitat de AgCl. Soluia intern este saturatcu AgCl.

Exist sisteme de electrozi combinai formai dintr-un electrod de sticl i un electrod de referin amplasai nacelai corp.

Fig.3. Schema constructiv a unui electrod de sticl pH sensibil combinat:1 membran de sticl; 2 corp de sticl; 3 ecranare; 4 soluie intern; 5

element interior de referin; 6 capac; 7 cablu coaxial.

Este un electrod combinat care include attelectrodul de sticl ct i electrod de referin intern iextern.

1. membran de sticl sensibil la pH ;2. electrod de referin intern ;3. frit (jonciune realizat din sticl poroas;

aceasta nu permite curgerea lichidului de umplere B nexterior dar permite schimbul ionilor, deci realizeazcontactul electric cu soluia extern al crui pH nepropunem s-l msurm) ;

4. electrod de referin extern ;5. corpul electrodului combinat ;6. tu care permite umplerea, respectiv schimbarea

soluiei de electrolit pentru electrodul de referin.

Electrodul membran ion selectiv cu

membran solid

Fig.4. Schema constructiv a electrodului membran ion selectivcu membran solid

Senzori amperometrici

Semnalul util (mrimea de ieire) a unui senzor amperometriceste obinut sub form de curent a crui intensitate depinde demrimea de intrare (concentraie, temperatur, etc). Construcia,performanele de aplicare ale senzorilor amperometrici destinaideterminrii speciilor chimice depind de natura semnalului de excitarei de condiiile n care se realizeaz transportul speciei analizate spreelectrod. Dac soluia adiacent electrodului nu este agitat intervineproblema dependenei de timp a semnalului msurat. Pentrudiminuarea acestui inconvenient se recomand o serie de soluii:

1. utilizarea de electrozi n regim hidrodinamic;2. interpunerea ntre prob i electrod a unei membrane care

s delimiteze stratul de difuzie;3. pulsarea potenialului electrodului de la o valoare iniial

corespunztoare zonei de inactivitate electrochimic la o valoarefinal din zona de activitate electrochimic controlat de transportul demas;

4. utilizarea de micro-electrozi.

SENZORI OPTICI

Senzorii optici n controlul calitii mediului servescn general la msurri turbidimetrice sau la determinri deabsorbie (culoarea apei, analize colorimetrice).1. Tehnici nefelometrice

Metoda cel mai des utilizat n determinareaconcentraiei n suspensii se bazeaz pe msurareatransmisiei i respectiv difuziei a unei radiaii luminoase launa sau mai multe lungimi de und.

Exemple de dispozitive fotosensibile

Fotorezistorul: este un rezistor electric avnd la ntuneric o valoaremare a rezistenei care scade prin iluminare cu cteva ordine demrime.

Pentru domeniul vizibil fotorezistorii se fabric din: sulfur de cadmiu (Cd S ) sau seleniur de cadmiu (Cd Se ) avnd o sensibilitatespectral sub forma unui vrf care se plaseaz ntre 5300 - 7000 A.

Pentru domeniul IR fotorezistorii se realizeaz din germaniu dopat cuAu, Hg, Cu. Se mai folosesc aliaje: Ge-Si.

Fig.5

Fotodioda: este o diod ce const dintr-o jonciunep-n care poate fi iluminat pe la partea n care exist stratulp sau n cu grosimea cea mai mic. Fotonii care cad pematerial ptrund pn la diferite adncimi i genereazperechi electron - gol. Acestia strbat regiunea de sarcinspaial fiind dirijai spre capete ca i purttorii generaitermic. In felul acesta se mrete curentul rezidual(fotocurent) n mod proporional cu intensitatea fluxuluiluminos incident. Spre deosebire de fotorezisten undecurentul care traverseaz dispozitivul depinde att deiluminare ct i de tensiunea aplicat la borne, fotodiodaare un curent constant n raport cu tensiunea.

Fig.6. Fotodioda. Structur fizic ; b. Caracteristici curent - tensiune;

Fotocelula (fotoelementul ): este n esen o jonciune p-nsupus iluminrii, dar spre deosebire de fotodiod nu este polarizat cutensiune intern.

Fototranzistorul: Este un tranzistor ce se comport ca ofotodiod cu amplificator de curent. Spre deosebire de diodsensibilitatea acestui dispozitiv este de ori mai mare, unde -coeficientul de amplificare al tranzistorului.

Fig.7. Fototranzistorul

Biosenzori

Biosenzorii sunt detectori ce se bazeaza pe moleculeselective ce intra in componenta plantelor si animalelor.

Biosenzorii moderni au evoluat din combinarea a douadiscipline separate: tehnologia informationala, (microcircuitesi fibre optice, procesare numerica a datelor, teoriagenerala a sistemelor cu comportare neliniara) si biologiamoleculara. Prima furnizeaza electrozi miniaturali sausenzori optici, tehnica de preluare si procesare ainformatiei iar a doua, pune la dispozitie biomolecule carerecunosc o substanta tinta.

BIOSENZORI

Definiie: un biosenzor poate fi definit ca undispozitiv, de obicei electronic, care folosetemoleculele de interes biologic pentru adetecta molecule specifice.Biosenzorul const dintr-un element biologic

imobilizat pe un senzor fizico-chimic clasiccare transform informaia chimic ntr-unsemnal electric.

Dezvoltarea cronologica a biosenzorilor

In 1950 Leland C. Clark Jr., a inventat un electrodpentru masurarea oxigenului dizolvat in sange. In 1962Clark extinde folosirea acestui "electrod de masurare aoxigenului" la determinarea nivelului de glocoza insange. Prin depunerea pe senzorul pentru oxigen a unuistrat subtire de gel ce contine enzima numita gluco-oxidaza, urmat de o membrana semipermeabila dedializa ce permite glucozei sa difuzeze in senzor, darimpiedica enzima sa difuzeze.

In 1969, G.Guilbault a inventat un sistem demasura a ureei in fluidele fiziologice, pe baza detectieipotentiometrice.

In deceniile ce au urmat, peste 100 de enzime aufost folosite, drept biocatalizatori selectivi inrealizarea de biosenzori. Cercetatorii in domeniu aurealizat ca nu numai enzimele singulare se pot folosi,ci si tesuturi ce care sunt sensibile la prezenta unoraminoacizi sau alte biomolecule.

Un an major pentru dezvoltarea biosenzorilor afost anul 1975, cnd tehnologia acestora a cunoscut onou revoluie. Aceasta s-a datorat folosirii bacteriilorpe post de bioreceptori n aa numiii electrozimicrobieni (folosii iniial pentru msurareaalcolului). Acest moment a marcat i nceputulfolosirii biosenzorilor n controlul mediuluinconjurtor.

In 1976 Clemens a ncorporat un biosenzorde glucoz ntr-un panceas artificial.

In 1990 Gold i Ellington au fost primii careau folosit fragmente de acizi nucleici pe post debioreceptori.

Isao Kurube si Shuichi Suzuki au masuratconsumul biochimic de oxigenului, ce reprezintaun indicator al prezentei substantelor organicebiodegradabile in apa. Biosenzorul, bazat pe odrojdie, poate realiza determinari a indicatoruluimentionat in 30 minute fata de 5 zile in care seobtin rezultatele prin metode conventionale.

Clasificarea biosenzorilorO clasificare a biosenzorilor se poate realiza dup mai multe

criterii: dupa tipul traductorului folosit n prelucrarea

informaiilor preluate de la elementul biologic:- biosenzori realizai pe baza senzorilor

electrochimici(poteniometrici,amperometrici,conductometrici);- biosenzori realizai pe baza unor senzori termici;- biosenzori optici;- biosenzori piezoelectrici;- biosenzori manometrici.

Clasificarea biosenzorilor

dupa tipul de agent biologic folosit biocatalitic (enzime, celule, tesuturi) anticorp (imunosenzor) antigen (fragment de ARN).

dupa analitii sau reactiile pe care le monitorizeaza monitorizare directa monitorizare indirecta

Elemente constructive ale biosenzorilor Elementul biologic sensibil (material biologic -

tesut, microorganism, celule, enzime, anticorpi,acizi nucleici sau material obtinut prinintermediul stiintelor inginersesti);

Traductorul sau detectorul (optic, piezoelectric,electrochimic) care transforma semnalul rezultatdin interactiunea analitului cu elemental biologicintr-o marime fizica usor de masurat si cuantificat;

Sistemul de masurare si prelucrare asemnalelor senzoriale, astfel ca rezultatele obtinutesa poata fi exprimate intr-un mod simplu sicunoscut.

Principii de functionare (detectie)

Biosenzorii optici pot fi exemplificati prin folosireaunei radiatii laser corespunzatoare fenomenul surfaceplasmon resonance. Astfel un strat subtire de aur depus peo suprafata de sticla cu indice ridicat de refractie poateabsorbi lumina laser si produce unde de tipul surfaceplasmons pe stratul de metal. Daca un analit intra incontact cu un receptor imobilizat pe suprafata peliculei deaur, se produce un semnal masurabil.

Biosenzorii electrochimici au la baza cataliza enzimaticaa unei reactii de reducere sau de oxidare.

Biosenzorii piezoelectrici utilizeaza cristale de quartzcare se deformeaza si produc oscilatii, cand li se aplica unpotential electric.

Biosenzori electrochimici

Biosenzorii au ocupat o poziie important printre modalitileactuale de analiza i prezinta perspective promitatoare n domeniulmonitorizrii mediului nconjurtor. Astfel de dispozitive constau ndou componente: o entitate biologic care recunoate compusulinta analizat (analit) i un electrod traductor care convertesteconcentratia analitului n semnal electric utilizabil.

Fig 8. Biosenzor electrochimic: biorecunoatere i semnal de traductor

Aplicatii

Detectia pesticidelor si a altor poluanti organici din ape (fenoli, antibiotice, etc.);

Detectarea agentilor patogeni; Determinarea nivelului de substante toxice

inainte si dupa remediere; Detectia substantelor toxice din aer; Evaluarea activitatii biologice a unor

produse recent descoperite.

Biosenzori pentru detectia pesticidelor

Biosensorii pentru detectia pesticidelor, se bazeaza peinhibarea activitatii enzimatice a unor enzime de tipulcolinesteraselor imobilizate, utilizand detectori de tipelectrochimic, si respectivi detectori optici.

Acestia, au o sensibilitate destul de ridicata, darprezinta anumite dezavantaje: selectivitate relativ scazuta,determinare indirecta ce necesita mai multe etape,intermediare in procesul de analiza, inhibitie ireversibilain cazul multor compusi interferenti.

Aceste dezavantaje, pot fi inlaturate, prin utilizareadiferitelor tipuri de traductoare, cum ar fi spre exemplucele capacitive, realizat pe siliciu macroporos.

Biosenzor clasic pentru determinarea D-glucozei

Fig.9 Dispozitivul consta dintr-un receptor conectat la un canal ionic implantat intr-o membrana modificata chimic.

Biosenzorii prezinta o serie de avantaje, in afara desensibilitate si selectivitate ridicata dupa cum urmeaza:

in cazul in care analitul prezinta mai multi izomeri, prezintaselectivitate diferita, permitand determinarea separata afiecaruia.

timpul necesar unei analize folosind biosenzori esteincomparabil mai scurt, fata de metodele clasice (timpul deanaliza se poate reduce la 1-3 minute.)

prin co-imobilizarea enzimelor si a coenzimei in realizareabiosenzorilor, se asigura reutilizarea acestor reactivi pentrudeterminari multiple, scazind astfel pretul unei analize sisimplificand procedura.

protocolul de lucru este, in cazul metodelor enzimatice,mult mai simplu decit in cazul metodelor chimice.

Concluzii Biosenzorii integrati in microcircuite electronice

prezinta marele avantaj al posibilitatii de realizare a unorinstrumente analitice ieftine, reproductibile, care pot fiproduse in serie larga.

Timpul de raspuns scazut al biosenzorilor, conducela variante de analiza mai economice, datorat utilizrii uneisingure enzime n cantiti foarte mici.

Realizarea senzorului este extrem de simpla.

Deosebit de importante din punct de vedere practicsunt etapele care privesc calibrarea si modalitatea defurnizare a unor rezultate (cu grad de incertitudinedeterminat si admisibil), care sa permita stabilireadomeniul de concentratii, pentru care sa se obtinarezultate cat mai apropiate de standard, la masuratori peprobe cu matrice complexa, asa cum sunt cele reale.

Exemple de biosenzori electrochimicipentru analize de mediu

Analize Recunoatere Proces de recunoatere Element de traductor

Benzine Activitate microbian Celule ntregi Amperometrie

Cianuri Inhibare enzimatic Tirozinaz Amperometrie

Hidrazine Electrocataliz Cataliz cu rutheniu Amperometrie

Plumb Recunoatere ion Ionofori macrociclici Poteniometrie

Mercur Preconcentraie Eter Voltametrie

Nichel Preconcentraie Dimetilglioxin Voltametrie

Nitrii Preconcentraie Schimbtori de ioni Voltametrie

Nitroamine Electrocataliz Cataliz de rutheniu Amperometrie

Peroxizi Biocataliz Peroxidaze Amperometrie

Pesticide Inhibare enzimatic Acetilcolin-esteraz Amperometrie

Fenol Biocataliz Tirozinaz Amperometrie

Sulfii Biocataliz Sulfit-oxidaz Amperometrie

Uraniu Preconcentraie Nafion Voltametrie

DETECIA I CONTROLUL RADIOACTIVITAII

Prin radiatie ionizanta se intelege radiata emisa de sursele radioactive(care pot fi de origine naturala sau artificiala). Astfel suntem permanent expusila un nivel sczut de radiaie ionizant din surse naturale care poate provenidin:1.radiaia cosmic2.radiaia terestr3.radon4.radiaia natural din interiorul organismelor noastre

Radiaia ionizant provenind din aceste surse constituie ceea cenumim radiaie de fond. In plus, suntem expusi i la o radiaie artificial,provenind din:

- expunere medical din radiografdfiile medicale i dentare cu razeX, i din tratamentele de iradiere cu cobalt sau cu iod radioactiv.

- diverse alte surse producerea de energie electric att n instalaiiclasice ct i n cele nucleare, transportul i depozitarea substanelor nucleare,programele de testare a armamentului nuclear, ct i din alte activiti umane,cum ar fi fumatul, arderea gazului pentru nclzire i gtit, utilizarea fosfailor cafertilizatori i privitul la televizor color.

In functie de tipul de sursa exista mai multe tipuri de detectoare, carese vor prezenta in cadrul cursului

ANALIZA CALITII AERULUI

In cele ce urmeaza vor fi prezentati senzorii destinati monitorizarii indicatorilormeteorologici ai aerului atmosferic, dupa care se va face referire la senzoriidestinati masurarii principalilor indicatorii de calitate ai atmosferei [NOx, SOx,COV, PM (10 sau 2.5)].Senzori de umiditate

Umiditatea se refer la vaporii de ap coninui n aer. Msurtorilepentru umiditate pot fi condiionate de o serie de termeni sau uniti. Cei treitermeni folosii de obicei sunt: umiditatea absolut, punctul de rou iumiditatea relativ (RH).Punctul de rou

Punctul de rou este exprimat in C sau F, este temperatura ipresiunea la care gazul incepe s condenseze intr-un lichid.Umiditatea relativ

Este prescurtat RH, umiditatea relativ se refer la raportul (exprimatin procente) a coninutului n umiditate din aer n comparaie cu umiditateasaturat la aceeai temperatur i presiune.

Criterii pentru selectarea unui senzor pentru masurarea umiditatii

Aceast discuie a principiilor de operare capacitive,rezistivitate si termo-conductive folosite la msurarea umiditii vascoate n eviden avantajele, dezavantajele i aplicaiile posibile.1. Senzori capacitivi de umiditate

Umiditatea relativ senzorii capacitivi de umiditate relativ(RH) (a se vedea figura) sunt folosii foarte mult n aplicaii industriale,comerciale i telemsurarea parametrilor meteorologici.

Fig.10 .Senzori capacitivi RH sunt produi ntr-o mare varietate dedimensiuni i forme, cu diferite caracteristici,

prin incapsulare in circuite electronice integrate