Μέθοδος υπολογισμού παραμέτρων εξόδου πολυπαραμετρικών αισθητήρων:
Creators: name: Μανελίδης, Νικόλαος Βλαδίμηρου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2009
Subjects: Πολυπαραμετρικοί αισθητήρες
Παράμετροι εξόδου αισθητήρων
Επιλεκτικότητα αισθητήρων
Ημιαγωγοί αισθητήρες αερίων
Πρόβλημα ανίχνευσης αερίων
Multi-Parameter sensors
Semiconductor gas sensors
Detecting and measuring gases

description: Η εργασία αυτή παρουσιάζει μια μέθοδο υπολογισμού των παραμέτρων εξόδου των πολυπαραμετρικών αισθητήρων. Η έξοδος των πολυπαραμετρικών αισθητήρων εξαρτάται από ένα σύνολο παραμέτρων, και δεν είναι δυνατός ο άμεσος προσδιορισμός των τιμών των παραμέτρων που συνεισφέρουν στην τιμή εξόδου του αισθητήρα. Η μέθοδος για τον προσδιορισμό των παραμέτρων χρησιμοποιεί ένα σύνολο αισθητήρων που αποκρίνονται με διαφορετικό τρόπο σε ίδιες παραμέτρους. Ο αριθμός των αισθητήρων που χρησιμοποιείται είναι ανάλογός του αριθμού των παραμέτρων. Για τον κάθε αισθητήρα προσδιορίζονται οι εξισώσεις λειτουργίας, οι οποίες συνυπολογίζουν τον τρόπο επίδρασης της κάθε παραμέτρου στην τιμή της εξόδου. Δημιουργείται ένα σύστημα εξισώσεων το οποίο έχει ως μεταβλητές τις παραμέτρους εισόδου και δέχεται ως αρχικές συνθήκες τις τιμές εξόδου των αισθητήρων. Η επίλυση του συστήματος των εξισώσεων με την χρήση αριθμητικής ανάλυσης δίνει τις αναζητούμενες τιμές των παραμέτρων. Η μέθοδος εφαρμόστηκε σε ένα χαρακτηριστικό πολυπαραμετρικό πρόβλημα – πρόβλημα ανίχνευσης αερίων. Και συγκεκριμένα για την ανίχνευση του μεθανίου (CH4) και του μονοξειδίου του άνθρακα (CO) με ημιαγωγικούς αισθητήρες οξειδίου μετάλλων TGS 813 και TGS 822 οι οποίοι αποκρίνονται και στα δυο αέρια με διαφορετικό τρόπο. Η υλοποίηση της μεθόδου έγινε σε ηλεκτρονικό υπολογιστή και σε μικροελεγτή. Για τον υπολογιστή δημιουργήθηκε πρόγραμμα σε γλώσσα προγραμματισμού C++ το οποίο υπολογίζει τις τιμές των συγκεντρώσεων των αερίων λαμβάνοντας ως είσοδο τις τιμές εξόδων των αισθητήρων. Με τον μικροελεγκτή δημιουργήθηκε ένα αυτόνομο όργανο μέτρησης των συγκεντρώσεων των συγκεκριμένων αερίων. Ο μικροελεγκτής μετρώντας τις τιμές εξόδου των αισθητήρων και υλοποιώντας την συγκεκριμένη μέθοδο υπολογίζει τις τιμές των συγκεντρώσεων των αερίων, οι οποίες απεικονίζονται σε οθόνη.
description: This dissertation presents a processing method for the estimation of output parameters for multi parameter sensors. The output of multi parameter sensors depends on a set of parameters, and it is not possible to calculate directly the influence of each of the parameters in the sensor output value. The method for the determination of parameters uses a set of sensors that respond differently to same parameters. The number of sensors that is used is proportional to the number of parameters. The characteristic equation of operation is determined for each one of the sensors. These equations represent the effect of each input parameter to the output value. A system of equations is formed which has as input variable the value of input parameters and accepts as initial conditions the output value of sensors. Solving the system of equations with the use of numerical analysis gives the sought values of parameters. The method was applied in a characteristic multi parameter problem – the one of detecting and measuring gases, and more specifically for the detection of methane (CH4) and carbon monoxide (CO). The sensors used are metal oxide semiconductor sensors TGS 813 and TGS 822 which respond differently to the two gases. The method is implemented in two systems of different level: A pc-computer and a microcontroller. Special software has been developed in C++ language for the calculation of concentration values of the two gases. After proper verification of the proposed method, the same technique was transferred to a microcontroller based system, which operates as an autonomous instrument of the measurement of concentrations of the particular gases.