МЕТОД ГЛАВНЫХ КОМПОНЕНТ КАК СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВОДОРОДА В МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЯХ
Автор: Т. В. Осипова, А. М. Баранов, И. И. Иванов
Журнал: Научное приборостроение @nauchnoe-priborostroenie
Рубрика: Математические методы и моделирование в приборостроении
Статья в выпуске: 2, 2023 года.
Бесплатный доступ
В данной работе проведено исследование возможности определения концентрации водорода в многокомпонентной газовой смеси с использованием метода главных компонент. Исходные данные получены системой, включающей 8 сенсоров, на каждом из которых измерены свои значения отклика. На основе полученных результатов было установлено, что, вне зависимости от количества сенсоров, полученные значения главных компонент образуют линейные зависимости концентрации, которые пропорциональны между собой. При этом однозначно определяется разная концентрация водорода, чистого или в многокомпонентной смеси. Определена методика исследования и представлены результаты, показавшие, что метод главных компонент позволяет как визуально различать отклики сенсоров при разной концентрации, так и с использованием дополнительных математических операций получить значение концентрации.
Термокаталитический сенсор, метод главных компонент, определение концентрации, водород, обработка данных
Короткий адрес: https://sciup.org/142236994
IDR: 142236994
Список литературы МЕТОД ГЛАВНЫХ КОМПОНЕНТ КАК СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВОДОРОДА В МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЯХ
- 1. Баранов А.М., Осипова Т.В. Современные тенденции в развитии сенсоров довзрывоопасных концентраций горючих газов и паров горючих жидкостей (краткий обзор) // Научное приборостроение. 2021. Т. 31, № 4. C. 3–29. URL: http://iairas.ru/mag/2021/abst4.php#abst1
- 2. Ma Y., Kaczynski J., Ranacher C., Roshanghias A., Zauner M., Abasahl B. Nano-porous aluminum oxide membrane as filtration interface for optical gas sensor packaging // Microelectronic Engineering. 2018. Vol. 198. P. 29–34. DOI: 10.1016/j.mee.2018.06.013
- 3. Somov A., Karelin A., Baranov A. and Mironov S. Estimation of a gas mixture explosion risk by measuring the oxidation heat within a catalytic sensor // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2017. Vol. 64, no. 12. P. 9691–9698. DOI: 10.1109/TIE.2017.2716882
- 4. Спирякин Д.Н., Баранов А.М. Идентификация горючих газов термокаталитическими сенсорами // Научное приборостроение. 2022. Т. 32, № 1. С. 21–34. URL: http://iairas.ru/mag/2022/abst1.php#abst3
- 5. Новиков С.П., Плуготаренко Н.К. Алгоритмы обработки данных отклика чувствительных элементов сенсоров газа в химически агрессивных средах // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия "Приборостроение". 2020. № 4 (133). DOI: 10.18698/0236-3933-2020-4-153-164
- 6. Kalinowski P., Wozniak L., Strzelczyk A., Jasinski P., Jasinski G. Efficiency of linear and non-linear classifiers for gas identification from electrocatalytic gas sensor // Metrology and Measurement Systems. 2013. Vol. 20, no. 3. P. 501–512. DOI: 10.2478/mms-2013-0043
- 7. Сысоев В.В., Зюрюкин Ю.А. Мультисенсорные системы распознавания газов типа "Электронный нос": краткий обзор литературы // Вестник СГТУ. 2007. Т. 2, № 1 (24). С. 111–119. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=12793666
- 8. Осипова Т.В., Баранов А.М., Иванов И.И. Метод главных компонент как альтернативный алгоритм обработки данных термокаталитических сенсоров // Научное приборостроение. 2022. Т. 32, № 1. С. 77–92. URL: http://iairas.ru/mag/2022/abst1.php#abst8
- 9. Кравченко Е.И., Петров В.В., Стегленко Д.В., Бычкова А.С. Разработка методики распознавания образцов газовых смесей с помощью мультисенсорной системы мониторинга // Инженерный вестник Дона. 2012. Т. 23, № 4 (ч. 2). URL: http://www.ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4p2y2012/1345
- 10. Попадько Н.В., Рожнятовский Г.И., Дауди Д.И. Водородная энергетика и мировой энергопереход // Инновации и инвестиции. 2021. № 4. C. 59–64. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=45723109
- 11. Декарбонизация нефтегазовой отрасли: международный опыт и приоритеты. Центр энергетики МШУ СКОЛКОВО. 2021. [Электронный ресурс]. URL: https://energy.skolkovo.ru/downloads/documents/SEneC/Research/SKOLKOVO_EneC_Decarbonization_of_oil_and_gas_RU_22032021.pdf (дата обращения: 09.02.2023).
- 12. Karpov-sensors. Производство термокаталитических сенсоров горючих газов. [Электронный ресурс]. URL: http://karpov-sensor.com/ (дата обращения 09.02.2023).
- 13. Ivanov I., Baranov A., Mironov S. and Akbari S. Selective low-temperature hydrogen catalytic sensor // IEEE Sensors Letters. 2022. Vol. 6, № 5. P. 1–4. DOI: 10.1109/LSENS.2022.3168230
- 14. Иванов И.И., Баранов А.М., Талипов В.А., Миронов С.М., Колесник И.В., Напольский К.С. Разработка эффективных сенсоров обнаружения довзрывоопасных концентраций H2 // Научное приборостроение. 2021. Т. 31, № 3. С. 25–36. URL: http://iairas.ru/mag/2021/abst3.php#abst4
- 15. Scikit-learn: machine learningin in Python. [Электронный ресурс]. URL: https://scikit-learn.org (дата обращения 09.02.2023).
