Создание электронного носа определения наркотических веществ
Введение
Распространение наркотиков в РФ в настоящее время приобрело масштаб явления, которое охватило все стороны жизни российского общества. По данным экспертов ежегодный оборот российского наркобизнеса оценивается примерно в 10 — 13 миллиардов долларов США. Правоохранительные органы перехватывают до 40% поступающего в страну героина, а ежесуточно в стране изымается не менее 10 кг героина.
Поиск и обнаружение наркотических веществ, как составляющая оперативной задачи поиска и обнаружения предметов контрабанды, в настоящее время приобрела особую актуальность. Все увеличивающийся объем потребления наркотических веществ в разных странах, а следовательно их перемещение через государственные границы, вступление нашей страны в международный Совет таможенного сотрудничества и вытекающие из этого обязательства потребовали от наших таможенных служб более целенаправленной организации работы по выявлению в перемещаемых через госграницу объектах - наркотических веществ (НВ).
Целью данной р
Оглавление
Введение 3
1. Анализ известных технических решений 4
1.1 Электронный нос с сенсорами, изготовленными из проводящих органических полимеров 4
1.2 Электронный нос с сенсорами, изготовленными из металлооксидных полупроводников 6
1.3. Электронный нос с сенсорами, изготовленными на основе кварцевых микровесов. 6
1.4 Электронный нос с сенсорами на поверхностных акустических волнах 7
1.5 Электронный нос с оптико-волоконными сенсорами 8
1.6 Выбор и обоснование технического решения 9
2. Теоретико-расчетный раздел 12
2.1 Разработка структурной схемы 12
2.2 Разработка функциональной схемы 12
2.3 Разработка и расчет принципиальной схемы, выбор и обоснование применяемой элементной базы 13
2.3.1 Выбор датчика для матрицы чувствительных элементов 13
2.3.2 Выбор полимеров для полимерного покрытия датчиков 14
2.4 Выбор аналоговых ключей 21
2.5 Выбор и расчет аналогового неинвертирующего усилителя 24
2.6 Выбор смесителя частот 26
2.7 Выбор и расчет фильтра низких частот 28
2.8 Выбор микроконтроллера 30
2.9 Связь с ЭВМ 31
2.11 Расчет погрешности прибора 35
3. Конструкторско-технологический раздел 37
3.1 Расчет ширины проводников 37
3.2 Расчет площади печатной платы 38
3.3 Обоснование и выбор материала печатной платы 40
3.3.1 Технологическая оснастка изготовления печатной платы 40
3.3.2 Выбор материала печатной платы 41
3.3.3 Металлизация печатной платы 42
3.3.4 Нанесение защитного рельефа и паяльной маски на печатную плату 45
3.3.5 Травление заготовки печатной платы 46
4. КП программной направленности 48
4.1 Разработка алгоритма частотомера на базе микроконтроллера 48
4.2 Разработка алгоритма черчения радиальной диаграммы 50
4.2.1 Разработка алгоритма сравнения двух радиальных диаграмм 51
Заключение 56
Список использованных источников 57
Список использованных источников
1. Учебник Прошина
2. Статья из википедии по электронному носу
3. Статья из википедии по электропроводящим полимерам
4. Статья из википедии по MOSFIT-датчикам
5. Л.А. Обвинцева – Полупроводниковые металлооксидные сенсоры для определения химчески активных газовых примесей в воздушной среде.
6. Рембеза С.И., Просвирин Д.В., Викин О.Г., Викин Г.А., Бу-
слов В.А., Куликов Д.Ю. Сенсор, 2004, No 1, c. 20—28.
7. Статья на википедии о кварцевых микровесах.
8. Р.Ф. Фахруллин, З.И. Абрамова, О.А. Коновалова, М.Х. Салахов - ИЗУЧЕНИЕ МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ДНК И ПОЛИЛИЗИНА МЕТОДАМИ НАНОГРАВИМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА И АТОМНО-СИЛОВОЙ МИКРОСКОПИИ
9. Л.Ф. Щербакова – Сенсорные системы для экспресс-определения токсичных химикатов
10. РК457 ТУ 6321-011-07604008-07
11. Амфетамины – статья из википедии
12. Постановление Правительства РФ от 30.06.1998 N 681 (ред. от 15.06.2022) "Об утверждении перечня наркотических средств, психотропных веществ и их прекурсоров, подлежащих контролю в Российской Федерации"
13. Спецификация на высоковольтный аналоговый ключ 5400ТР054-001
14. https://jumas.ru/information/kniga-manometry/5.1.4.php
15. Справочник пьезокерамических материалов различных фирм
16. Спецификация на смеситель частот
17. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BC%D0%B5%D1%81%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C_(%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B0)
Поливинилацетат – данный полимер используется для определения производных такого наркотического вещества как 3-метилтиофентанил
14. Дициклогексано-18-краун-6 – данный полимер используется для определения производных такого наркотического вещества как 5-Метокси-3-(2-метоксибензил)-7-пентил-2H-хромен-2-он (PSB-SB-1202)
15. 2-нонилпиридин-К-оксид – данный полимер используется для определения производных такого наркотического вещества как морферидин16. Триоктилфосфин-оксид – данный полимер используется для определения производных такого наркотического вещества как 6-Моноацетилморфин
Необходимо рассчитать нужную толщину полимерного слоя для пьезоэлементов, поскольку от толщины полимерного слоя зависит частота колебаний и чувствительность пьезокварцевых резонаторов.
Для расчетов была использована теория не