Wojskowa Akademia Techniczna - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Sensory chemiczne

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: WTCCNCSM-SCh
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Sensory chemiczne
Jednostka: Wydział Nowych Technologii i Chemii
Grupy:
Punkty ECTS i inne: 3.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
Język prowadzenia: polski
Forma studiów:

stacjonarne

Rodzaj studiów:

II stopnia

Rodzaj przedmiotu:

obowiązkowy

Forma zajęć liczba godzin/rygor:

wykład: 16 godzin/egzamin

ćwiczenia rachunkowe: 4 godziny/zaliczenie (ZAL/NZAL)

laboratoria: 12 godzin/zaliczenie na ocenę

seminaria: 14 godzin/zaliczenie na ocenę

Przedmioty wprowadzające:

PODSTAWY MIERNICTWA W CHEMII (wymagana znajomość podstawowych pojęć dotyczących przetworników pomiarowych i ich charakterystyk)

CHEMIA ANALITYCZNA (wymagana znajomość podstawowych pojęć analizy ilościowej i jakościowej)

ANALIZA INSTRUMENTALNA (wymagana znajomość podstawowej aparatury stosowanej w analizie chemicznej)

MATEMATYKA (wymagana znajomość podstaw rachunku macierzowego i rachunku prawdopo-dobieństwa)


Programy:

Chemia/Materiały niebezpieczne i ratownictwo chemiczne


Autor:

dr inż. Michał Grabka

Bilans ECTS:

Aktywność/Obciążenie w godzinach

1. Udział w wykładach/16

2. Udział w ćwiczeniach/4

3. Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych/12

4. Udział w seminariach/14

5. Przygotowanie do ćwiczeń/4

6. Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych i opracowanie sprawozdań/12

7. Przygotowanie do seminariów/8

8. Przygotowanie do zaliczenia przedmiotu/10


Obciążenia w godzinach/ECTS

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 84/3

Zajęcia z udziałem nauczyciela: 46/2

Zajęcia samodzielne: 38/1

Skrócony opis:

Przedmiot dotyczy współczesnych czujników chemicznych. Przedstawiona jest zasada działania czujników termicznych, elektrochemicznych, optycznych, grawimetrycznych i jonizacyjnych. Część zajęć dotyczy metod obróbki sygnałów z czujników, w tym prostych technik chemometrycznych. Omawiane są także metody badania i kalibracji czujników.

Pełny opis:

WYKŁADY

1. SYGNAŁY POMIAROWE I METODY ICH OBRÓBKI (4 godz.)

Właściwości sygnałów generowanych przez przetworniki. Sygnały analogowe i cyfrowe. Zastosowanie komputerów w pomiarach. Filtrowanie sygnałów. Przetwarzanie widm. Wykorzystanie arkuszy kalkulacyjnych do obróbki danych pomiarowych.

2. WYBRANE ELEMENTY CHEMOMETRII (4 godz.)

Wiadomości wstępne. Przedmiot i podstawowe pojęcia chemometrii. Planowanie doświadczeń. Modelowanie zależności. Optymalizacja doświadczalna. Analiza podobieństwa. Podobieństwo cech i próbek. Analiza przestrzeni cech. Metoda głównych składowych (PCA) i liniowa analiza dyskryminacyjna (LDA). Układy wielu czujników. Sieci neuronowe. Praktyczne przykłady zastosowań metod chemometrycznych

3. SENSORY CHEMICZNE – POJĘCIA PODSTAWOWE (1 godz.)

Definicje sensora chemicznego. Modele, parametry i charakterystyki sensorów. Klasyfikacja sensorów chemicznych. Zjawiska zachodzące w ciałach stałych i cieczach wykorzystywane w technice sensorowej.

4. SENSORY TERMICZNE I PÓŁPRZEWODNIKOWE (2 godz.)

Sensory termistorowe, pelistorowe i katalityczne. Detekcja gazów wybuchowych. Konduktometryczne sensory zbudowane z tlenków metali. Struktury półprzewodnikowe w technologii sensorów chemicznych.

5. SENSORY ELEKTROCHEMICZNE (2 godz.)

Podstawowe wiadomości z elektrochemii. Sensory potencjometryczne, amperometryczne i konduktometryczne. Selektywność sensorów elektrochemicznych. Biosensory elektrochemiczne.

6. SENSORY OPTYCZNE I GRAWIMETRYCZNE (2 godz.)

Możliwości wykorzystania optycznych widm absorpcyjnych i emisyjnych w technice sensorowej. Proste czujniki absorpcyjne. Załamanie i odbicie światła. Czujniki światłowodowe. Proste piezoelektryczne czujniki masowe. Czujniki SAW. Materiały pokryciowe.

7. TESTOWANIE I KALIBRACJA SENSORÓW CHEMICZNYCH (1 godz.)

Materiały wykorzystywane do kalibracji. Oczyszczanie i osuszanie gazów. Statyczne i dynamiczne metody wytwarzania mieszanin gazowych. Źródła par substancji organicznych. Układy do rozcieńczania.

ĆWICZENIA

W ramach ćwiczeń rachunkowych rozwiązywane są zadania dotyczące analizy sygnałów z czujników, elementów chemometrii i modelowania charakterystyk czujników.

LABORATORIA

- Badania prostych czujników chemicznych (półprzewodnikowe, elektrochemiczne)

- Badania czujników grawimetrycznych

- Badanie analizatorów NDIR

SEMINARIA

W trakcie seminariów studenci przedstawiają własne prezentacje na temat zasady działania i charakterystyk czujników chemicznych.

Literatura:

podstawowa:

• Z. Brzózka, E. Malinowska, W. Wróblewski, „Sensory chemiczne i biosensory”, PWN 2022

• Z. Brzózka, W. Wróblewski, „Sensory chemiczne”, Oficyna Wyd. Politechniki Warszawskiej 1999

• J. Mazerski, „Chemometria praktyczna”, Wyd. Malamut 2009

• S. Tumański, „Technika pomiarowa”, WNT 2007

• W. Szczepaniak, „Metody instrumentalne w analizie chemicznej”, PWN, 2010

uzupełniająca:

• P. Grundler, “Chemical Sensors”, Springer 2007

• J. Janata, ”Principles of Chemical Sensors”, Plenum Press 1989

• J.W. Robinson, "Instrumental Analytical Chemistry: An Introduction", CRC, 2021

• G.O. Nelson, ”Gas Mixtures, Preparation and Control”, Lewis Publishers, 1992

• Czasopisma naukowe dostępne w bibliotece WAT (Analytical Chemistry, Sensors & Actua-tors, Analytica Chimica Acta, Talanta i inne)

Efekty uczenia się:

W1. Po zaliczeniu przedmiotu student posiada wiedzę w zakresie teorii działania podstawowych typów sensorów chemicznych. K_W011 K_W12

W2. Student zna sposoby wykorzystania sensorów chemicznych w systemach analitycznych. K_W12

W3. Student zna podstawowe metody przetwarzania sygnałów z czujników pomiarowych oraz elementy chemometrii przydatne w planowaniu pomiarów i analizie ich wyników. KW_11

U1. Student umie przeprowadzić proste badania składu chemicznego wybranych próbek za pomocą sensorów chemicznych. K_U06

U2. Student umie przeprowadzić kalibrację sensorów oraz analizę uzyskanych wyników pomiarów analitycznych wraz z oceną niepewności pomiarowych. K_U08

K1. Student ma świadomość swojej wiedzy oraz potrafi pracować i współdziałać w grupie. K_K01, K_K03

Metody i kryteria oceniania:

- Przedmiot zaliczany jest na podstawie zaliczenia pisemnego obejmującego wszystkie zagadnienia teoretyczne przedstawione w trakcie wykładów.

- Warunkiem koniecznym uzyskania oceny pozytywnej z egzaminu jest wykazanie osiągnięcie efektów uczenia W1, W2 i W3.

- Warunkiem otrzymania oceny bardzo dobrej jest znajomość wszystkich zagadnień merytorycznych zawartych w programie przedmiotu oraz wykazanie zainteresowania przedmiotem.

- Warunkiem dopuszczenia do egzaminu końcowego jest zaliczenie ćwiczeń rachunkowych, laboratoryjnych i seminariów.

- Efekt U1 i U2 sprawdzane ustnie podczas wykonywania ćwiczeń laboratoryjnych.

Praktyki zawodowe:

brak

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2024/2025" (w trakcie)

Okres: 2024-10-01 - 2025-02-28
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 4 godzin więcej informacji
Laboratorium, 12 godzin więcej informacji
Seminarium, 14 godzin więcej informacji
Wykład, 16 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Grabka
Prowadzący grup: Michał Grabka
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie ZAL/NZAL
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Seminarium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2025/2026" (jeszcze nie rozpoczęty)

Okres: 2025-10-01 - 2026-02-28
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 4 godzin więcej informacji
Laboratorium, 12 godzin więcej informacji
Seminarium, 14 godzin więcej informacji
Wykład, 16 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Grabka
Prowadzący grup: (brak danych)
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie ZAL/NZAL
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Seminarium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Wojskowa Akademia Techniczna.
ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa 46 tel: +48 261 839 000 https://www.wojsko-polskie.pl/wat/ kontakt deklaracja dostępności mapa serwisu USOSweb 7.1.0.0-9 (2024-12-18)