РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНО-АЛГОРИТМИЧЕСКОГО МЕТОДА ОБРАБОТКИ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕРМОКАТАЛИТИЧЕСКИХ СЕНСОРОВ ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ В ВОЗДУХЕ И МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЯХ

РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНО-АЛГОРИТМИЧЕСКОГО МЕТОДА ОБРАБОТКИ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕРМОКАТАЛИТИЧЕСКИХ СЕНСОРОВ ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ В ВОЗДУХЕ И 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: 1, 2025 года.

Бесплатный доступ

Разработан программно-алгоритмический метод обработки температурных характеристик термокаталитического сенсора для распознавания типа и определения концентрации горючих газов в многокомпонентных смесях и проведена оценка его применимости. Представлена схема программно-алгоритмического метода, проведены экспериментальные исследования однокомпонентных, двухкомпонентных и многокомпонентных смесей, состоящих из углеводородов и водорода. Результаты показали, что метод позволяет распознавать тип горючего газа и определять концентрацию с точностью до 90%.

Термокаталитический сенсор, селективность, многокомпонентные смеси, метод главных компонент, определение концентрации, водород, обработка данных

Короткий адрес: https://sciup.org/142244822

IDR: 142244822

Список литературы РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНО-АЛГОРИТМИЧЕСКОГО МЕТОДА ОБРАБОТКИ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕРМОКАТАЛИТИЧЕСКИХ СЕНСОРОВ ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ В ВОЗДУХЕ И 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. Лагутин А. С., Васильев А.А. Твердотельные газовые сенсоры // Журнал аналитической химии, 2022, T. 77, № 2. С. 100–116. DOI: 10.31857/S0044450222020098
  • 3. Singh D., Dahiya M., Kumar R., Nanda C. Sensors and systems for air quality assessment monitoring and management: A review // Journal of environmental management. 2021. Vol. 289. Id. 112510. DOI: 10.1016/j.jenvman.2021.112510
  • 4. Chen Y., Chen Z., Zhang T., et al. A two-stage gas mixture concentration detection method for electronic nose // Sensors and Actuators A: Physical. 2024. Vol. 377. Id. 115768. DOI: 10.1016/j.sna.2024.115768
  • 5. Василяк Л.М., Ветчинин С.П., Печеркин В.Я., Яненко Ю.Б. Термокондуктометрический метод детектирования водорода в многокомпонентных газовых смесях // Прикладная физика. 2019. № 2. C. 60–66. URL: https://applphys.orion-ir.ru/appl-19/19-2/PF-19-2-60.pdf
  • 6. Таймаров М.А., Ильин В.К., Чикляев Е.Г., Сунгатуллин Р.Г. Особенности применения метановодородной фракции в качестве топлива для котлов ТЭС // Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2019. Т. 21, № 3. С. 109–116.
  • DOI: 10.30724/1998-9903-2019-21-3-109-116
  • 7. Attallah O., Morsi I. An electronic nose for identifying multiple combustible/harmful gases and their concentration levels via artificial intelligence // Measurement. 2022. Vol. 199. Id. 111458. DOI: 10.1016/j.measurement.2022.111458
  • 8. Мусатов В.Ю., Вавилов В.И., Петров Д.Ю., Степанов М.Ф., Сысоев В.В. О возможности использования датчиков газа и мультисенсорных газочувствительных систем в интеллектуальных мобильных роботах // Вестник СГТУ. 2020. № 4 (87). C. 47–65. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=44688703
  • 9. Lvova L., Kirsanov D. Multisensor Systems for Analysis of Liquids and Gases: Trends and Developments // Frontiers in Chemistry. 2018. Vol. 6. DOI: 10.3389/fchem.2018.00591
  • 10. Somov A., Baranov A., Spirjakin D., Passerone R. Circuit design and power consumption analysis of wireless gas sensor nodes: one-sensor versus two-sensor approach // IEEE Sensors Journal. 2014. Vol. 14, no. 6. P. 2056–2063. DOI: 10.1109/JSEN.2014.2309001
  • 11. Brauns E., Morsbach E., Kunz S., Baeumer M., Lang W. Temperature modulation of a catalytic gas sensor // Sensors. 2014. Vol. 14, no. 11. DOI: 10.3390/s141120372
  • 12. Ivanov I.I., Baranov A.M., Spirjakin D.N., Akbari S., Mironov S.M., Karami H., Gharehpetian G.B. Expanding catalytic sensor capabilities to combustible gas mixtures monitoring // Measurement. 2022. Vol. 194. Id. 111103. DOI: 10.1016/j.measurement.2022.111103
  • 13. Spirjakin D., Baranov A., Akbari S., Phong C.T., Tuan N.N. Novel method of temperature modulation for enhancing catalytic gas sensor selectivity // 2021 IEEE Sensors Applications Symposium (SAS). 2021. P. 1–5. DOI: 10.1109/SAS51076.2021.9530079
  • 14. Производство термокаталитических сенсоров горючих газов. [Электронный ресурс] URL: https://karpovsensor.com/ (дата обращения 29.10.2024).
  • 15. 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
  • 16. Иванов И.И., Баранов А.М., Лямин А.Н., Миронов С.М. Исследование чувствительности и селективности термокаталитического сенсора водорода // Научное приборостроение. 2022. Т. 32, № 2. С. 42–54. URL: http://iairas.ru/mag/2022/abst2.php#abst4
  • 17. Малич В.О., Нестеров С.А. Методы снижения размерности для задач анализа данных // SAEC. 2023. № 3.
  • URL: https://cyberleninka.ru/article/n/metody-snizheniyarazmernosti-dlya-zadach-analiza-dannyh (дата обращения: 19.12.2024).
  • 18. Баймуратов И.Р. Методы автоматизации машинного обучения. СПб.: Университет ИТМО, 2020. 40 с.
  • 19. Осипова Т.В., Иванов И.И., Баранов А.М. Разработка методики обнаружения газовых смесей при помощи метода главных компонент // Международная научнопрактическая конференция "Форум молодых исследователей", Пенза. 2021. С. 33–38. URL:
  • https://naukaip.ru/wpcontent/uploads/2021/09/%D0%9C%D0%9A-1183.pdf
  • 20. Метод скользящего окна. [Электронный ресурс] URL: https://wcademy.ru/sliding-window-method/ (дата обращения 29.10.2024).
  • 21. Осипова Т.В., Баранов А.М., Иванов И.И. Метод главных компонент как способ определения концентрации водорода в многокомпонентных смесях // Научное приборостроение. 2023. Т. 33, № 2. С. 24–34. URL: http://iairas.ru/mag/2023/abst2.php#abst3
  • 22. Osipova T., Baranov A., Ivanov I. Processing Data from Catalytic Sensors for Recognition of Hydrogen in Mixtures of Combustible Gases // 12th Mediterranean conference on embedded computing (MECO-2023), Budva, Montenegro. 2023. P. 406–410. DOI: 10.1109/MECO58584.2023.10155082
  • 23. Талипов В.А., Баранов А.М., Иванов И.И., Янян Ц. Исследование активности термокаталитических сенсоров водорода при отрицательных температурах окружающей среды // Научное приборостроение. 2023. Т. 33, № 1. С. 30–42. URL: http://iairas.ru/mag/2023/abst1.php#abst3
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp