QCM sensör tabanlı taşınabilir gaz ölçüm cihazı geliştirme
Developing QCM sensor based portable gas measurement system
Yazar: ERCAN DOĞAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. AHMET ÖZMEN
Dumlupınar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu tez çalışması ile farklı gaz örneklerinden nitel bir ayrım yapabilen portatif bir cihaz geliştirilmiştir. Sistem, kullanıcının girdiği çeşitli gaz ölçüm protokollerini yerine getirebilir, bir deney sırasında gelen online örneklerini ve birkaç deneyden sınıflandırdığı gaz kümelerini gösterebilir. Sistem şu bileşenlerden oluşmaktadır: 1) bir hücre içerisinde kuvars sensör dizisinden ve verileri örnekleyip gönderebilmek için mikrodenetleyicili bir devreden oluşan giriş birimi; 2) özel olarak kodlanmış bir yazılımı tüm sistemi yönettiği bir hesaplama birimi; ve 3) verileri gösterebilmek için bir LCD ve gaz valflerini kontrol eden rölelerden oluşan bir çıkış birimi.Örnekleme devresi, düşük-seviyeli dil kullanılarak programlanmıştır, bilgisayarı programlamak için ise yüksek-seviyeli dil kullanılmıştır. Ayrık bir sistem elde etmek için işletim sistemi özel olarak şekillendirilmiştir. Sistemin tüm dağıtılmış bileşenleri (örnekleyici, ekran ve uygulama süreçleri) sistem çalıştırıldığında otomatik olarak başlatılmaktadır. Sistem gerektiğinde kolaylıkla gaz ölçüm deneyinin yapıldığı yere taşınabilmektedir.Sistem, üç endüstriyel gazın: aseton, kloroform ve metanolün, nitel ve nicel özellikleri için laboratuar ortamında kapsamlıca test edilmiştir. Sistem ile, farklı aromaların sınıflandırılmasında ve farklı konsantrasyon miktarlarındaki nicel testlerin her ikisinden de makul, iyi sonuçlar elde edilmiştir.

Abstract:
In this thesis study, a portable instrument is developed for a qualitative discrimination among different gas samples. The system is able to implement various gas measurement protocols entered by a user, display incoming online samples during an observation, and display classified gas sets from several observations. The system comprises the following: 1) an input unit, which is a quartz sensor array in a cell with microcontroller circuitry for sampling and data transfer; 2) a computational unit, which is a dedicated computer administrated with specially coded software; and 3) an output unit, which consists of relays for controlling gas valves and a liquid crystal display (LCD) for data presentation.The sampling circuitry is programmed using a low-level language, and the computer is programmed using a high-level programming language. The operating system is specifically configured to obtain a dedicated system. The distributed components of the system (the sampler, the display, and the application processes) are automatically started when the system is turned on. The system can easily be moved to a site where a gas observation is required.The system is extensively tested in a laboratory environment for the qualitative and quantitative properties of three industrial gases: acetone, chloroform, and methanol. Reasonably good results are obtained during both tests, e.g., the system successfully classified different species in qualitative tests and different concentration amounts in quantitative tests.