In this paper, a novel microstrip resonator technique for temperature sensing is proposed, designed, and implemented using a hybrid planar microstrip line and photonic band gap (PBG) structure. To implement the PBG structure of the microstrip line, a microfluidic channel with periodic form is introduced into the substrate and filled with water. The operation principle of the sensor is based on a frequency shift due to the variation in the center of the band gap, which in turn changes with the variation of the permittivity of water, which relates to the temperature. The different empirical expressions describing the complex permittivity with the resonant frequency were carried out. The proposed sensor is simple in design and low cost, which may be applied in different applications at the industrial.
Geometrycznie ciągłe pomiary światłowodowe (DFOS - distributed fiber optic sesnsing) to technologia pomiarowa, która w ostatnich latach przeżywa dynamiczny rozwój, i jest coraz powszechniej stosowana w wielu dziedzinach przemysłu, również w budownictwie. Dzięki możliwości wbudowania czujników już na etapie wytwarzania elementów z betonu sprężonego, można uzyskać istotne informacje na temat ich zachowania podczas betonowania, sprężania i dojrzewania betonu, a także pod wpływem reologii. Czujniki DFOS pozwalają na analizę zachowania konstrukcji pod obciążeniem i zmian zachodzących w czasie na poziomie dokładności nieosiągalnym dotychczas stosowanymi metodami. W artykule przedstawiono wyniki badań nad implementacją tej technologii w elementach strunobetonowych i kablobetonowych. Głównym celem badań było zweryfikowanie możliwości wykorzystania czujników DFOS do identyfikacji uszkodzeń (np. w postaci rys oraz pustek w kanałach kablowych) oraz monitorowania stanu odkształceń i przemieszczeń elementów z betonu sprężonego.
EN
Distributed Fiber Optic Sensing (DFOS) is a measurement technology that has experienced dynamic development in recent years and is increasingly used in various industries, including construction. By embedding sensors during the manufacturing stage of prestressed concrete elements, significant insights can be gained into their behavior during concrete pouring, prestressing, curing, and under rheological influences. DFOS sensors allow for the analysis of structural behavior under load and changes occurring over time with a level of accuracy previously unattainable with conventional methods. The paper presents research results on the implementation of this technology in pre-tensioned and post-tensioned elements. The main objective of the research was to verify the feasibility of using DFOS sensors to identify damages (e.g., cracks and simulated voids in cable ducts) and monitor the state of deformations and displacements in prestressed concrete elements.
The aim of the paper is to show how graduated engineering students in classical ICT view practically the advent of the QIT. The students do their theses in El.Eng. and ICT and were asked how to implement now or in the future the QIT in their current or future work. Most of them have strictly defined research topics and in some cases the realization stage is advanced. Thus, most of the potential QIT application areas are defined and quite narrow. In such a case, the issue to be considered is the incorporation of QIT components and interfaces into the existing ICT infrastructure, software and hardware alike, and propose a solution as a reasonable functional hybrid system. The QIT components or circuits are not standalone in most cases, they should be somehow incorporated into existing environment, with a measurable added value. Not an easy task indeed. We have to excuse the students if the proposed solutions are not ripe enough. The exercise was proposed as an on-purpose publication workshop, related strictly to the fast and fascinating development of the QIT. The paper is a continuation of publishing exercises with previous groups of students participating in QIT lectures.
Due to its strong affinity for chlorine gas, Cd can potentially form CdCl2. Cd-doped CuO thin films are sensitive to chlorine gas, as careful inclusion of Cd in the CuO crystal structure modifies the energy gap depending on the dopant concentration. We employed spray pyrolysis to deposit Cd-doped CuO on FTO (Fluorine Tin Oxide) while heating the substrate to 500 oC. The XRD (X-ray Diffraction) analysis revealed that Cd was interstitially incorporated in the CuO lattice structure, as verified by SEM (Scanning Electron Microscopy imaging). The photoluminescence study demonstrated that increasing the Cd concentration in CuO resulted in higher emission intensity, providing valuable insights into Cu2+ and O2- energy levels. Exposing a Cd-doped CuO thin film to chlorine gas modifies the bandgap, depending on the Cd concentration. The fluctuation in the bandgap energy of copper oxide doped with cadmium indicates the chlorine gas concentration nearby. Time-resolved measurements for the I-V characteristics of the thin film revealed considerable current variation during the exposure to chlorine gas.
W naszym kraju istnieje kilkadziesiąt aktów prawnych regulujących stosowanie urządzeń do wykrywania i pomiaru stężeń gazów toksycznych i wybuchowych. Jedne z ważniejszych to Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych z 7 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów oraz Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. z późniejszymi zmianami w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Ponadto istnieją również przepisy i instrukcje branżowe określające zasady stosowania urządzeń do wykrywania i pomiaru stężeń gazów.
W referacie przedstawiono koncepcję systemu umożliwiającego określenie bieżącej lokalizacji osoby starszej oraz identyfikację wykonywanych przez nią czynności poprzez obserwację zmian parametrów środowiskowych w pomieszczeniach, w których dana osoba przebywa. W tym celu węzły systemu lokalizacyjnego wyposażono w czujniki temperatury, wilgotności, ciśnienia atmosferycznego i stężenia gazów. W artykule zamieszczono opis koncepcji systemu oraz wyniki wstępnych badań zaproponowanego rozwiązania.
EN
The paper presents the concept of a system localizing older adults and detecting performed activities by observing changes in environmental parameters in rooms where the given person is staying. For this purpose, the localization system anchors were equipped with temperature, humidity, atmospheric pressure, and gas concentration sensors. The article contains a description of the system concept and the results of preliminary tests.
Artykuł opisuje działanie sieci sensorycznych. Pokazuje jak przesyłane są dane oraz przytacza najpopularniejsze protokoły transmisji. Następnie rozważa zalety i wady takich rozwiązań oraz podaje przykłady wykorzystania sieci sensorycznych na co dzień. Artykuł kończy opis projektu SensoPark, zakładającego użycie sensorów do utworzenia nowoczesnego systemu parkingowego połączonego z siecią Internet.
EN
The paper discusses the operation of sensor networks. It explains how data is transmitted and cites the most popular transmis sion protocols. Subsequently, the advantages and disadvantages of such solutions are considered, and examples of daily use of sensor networks are provided. The article concludes with a description of the Senso Park project, which proposes the use of sensors to create a modern parking system connected to the Internet.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono system służący do oceny stanu poszczególnych elementów towarowego taboru kolejowego w sposób zautomatyzowany. System służy do pomiaru kluczowych parametrów układu jezdnego wagonu towarowego taboru kolejowego za pomocą sensorów. Dane pomiarowe przesyłane na serwer pozwalają na detekcję uszkodzeń. Dane pomiarowe, mogą służyć do predykcji stanów awaryjnych co pozwala na wyłączenie uszkodzonego składu z użytkowania zanim spowoduje on znaczne utrudnienia w ruchu kolejowym. System oprócz wymienionych funkcji spełnia również rolę geolokalizatora taboru stosowanego w celu optymalizacji zarządzania składami towarowymi.
EN
The article presents system which is used for evaluation, work conditions of rolling stock elements in automated way. System is used to measure key parameters of rolling stock elements with the use of five types of sensors. Measurement data located on server gives the possibility to detect damage. Measurement data also could be used to predict emergency state what gives possibility to stop and repair some elements of rolling stock and that could improve security of rail traffic. In order to optimize management of rolling stock, system has the functionality of geolocation.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The present paper is the second part of our consideration of the following problem: an attempt to compare the work of the detection sensor with the visual ZFV vision system in the packaging labelling project.
PL
Niniejsza praca stanowi drugą część rozważań nad następującym problemem: próba porównania pracy czujnika detekcyjnego z wizualnym systemem wizyjnym ZFV w projekcie oznakowania opakowań.
A refractive index (RI) sensor based on micro-nano fiber (MN-fiber) with chirped fiber Bragg grating (CFBG) Fabry–Perot cavity (FP-cavity) for a microfluidic chip has been proposed. A single-mode fiber is drawn by hydrogen flame heading come into MN-fiber. Two CFBGs are written into this MN-fiber by the ultraviolet (UV) laser mask exposure method. One is at the tapered region, another is at the micro-nano region. Then a micro-nano fiber with chirped fiber Bragg grating (MN-CFBGs) FP-cavity sensor is formed. The Bragg reflection wavelengths of two CFBGs are 1620 nm, 3-dB bandwidth are above 50 nm. The reflectance of two CFBGs are 70% and 99%, respectively. The effects of reflectivity and bandwidth of the CFBGs FP-cavity, diameter and length of MN-fiber with this sensor’s optical properties are analysed is and discussed. This sensor is embedded in a microfluidic chip and the MN-fiber region is immersion microfluid in different channels. The experimental results show that refractive index sensitivity of the sensor is –986 nm/refractive index unit (RIU), and the signal of the sensor has little noise. The CFBG-FP sensor not only has high sensitivity and lager measurement range, but also high contrast resonance signal and stability.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W niniejszym artykule opisano czujnik składu gazu pozwalający na badania dowolnych mieszanin trójskładnikowych. Opisano pierwotnie planowane zastosowanie czujnika, jego zasadę działania, budowę oraz możliwości zastosowania w badaniu udziału wodoru w składzie gazu ziemnego. Podano zalety proponowanego rozwiązania jak i jego ograniczenia.
EN
This article describes the gas composition sensor that allows testing of any ternary mixtures. The originally planned application of the sensor, its principle of operation, construction and applicability in testing the proportion of hydrogen in the composition of natural gas are described. The advantages of the proposed solution as well as its limitations are given.
The article contains an analytical review and perspectives of robotic technologies in horticulture. Trends in the growth of production, implementation, and sales of robots in various regions of the world are revealed. The analysis showed a lag in the introduction of agricultural robots compared to other sectors of the economy, as well as a significant gap between the countries of the Asian region and other continents. A review of technical means of three main components of ground agricultural robots is considered: navigation systems, sensors, and platform design. Examples of constructing a tree trajectory using the A* algorithm and using the Rviz visualization tools and the Github PathFindings graphical web service are given. As a result of the conducted research, the use of Lidar sensors is recommended, which will make it possible to design the route of robotic platforms, build maps by scanning a previously unknown surrounding space and updating the resulting map at each step of the algorithm in real time. The use of existing modern sensors with an optical rangefinder with a resolution of 4.5 million pixels, a frame rate of 25 frames per second and the ability to automatically adapt to the light level in combination with stereo cameras and GPS/GLONASS navigation will improve the positioning accuracy of robotic platforms and ensure autonomous operation. To perform basic technological operations for the care of plantings with row spacing of 2.5-4 m, a tree crown height up to 3-3.5 m with intensive technologies, the following design parameters of a robotic platform are required: agro-treatment of at least 1200 mm, adjustable track width of 1840-2080 mm, weight not more than 400 kg, load capacity not less than 1000 kg, the power of the power plant is not less than 5 kW.
PL
Niniejszy artykuł zawiera przegląd analityczny i perspektywę dla technologii robotycznych w ogrodnictwie. Przedstawiono kierunki rozwoju produkcji, wdrożenia oraz sprzedaży robotów w różnych regionach świata. Analiza pokazuje przepaść między wprowadzeniem robotów rolniczych w porównaniu do innych gałęzi gospodarki oraz dużą różnicę między krajami regionu Azji a innymi kontynentami. Wzięto pod uwagę przegląd trzech głównych części naziemnych robotów rolniczych: systemy nawigacji, czujniki oraz projekty platform. Przedstawiono przykłady konstrukcji trajektorii drzewa za pomocą algorytmu A* oraz narzędzi wizualizacyjnych Rviz oraz sieciową usługę graficzną Github PathFindings. W wyniki przeprowadzonego badania zarekomendowano stosowanie czujników Lidar, co pozwoli na zaprojektowanie trasy dla platform robotycznych, stworzenie mapy przez skanowanie znanej wcześniej otaczającej przestrzeni i aktualizację takiej mapy na każdym etapie algorytmu w czasie rzeczywistym. Zastosowanie istniejących nowoczesnych czujników z optycznym dalmierzem o rozdzielczości 4,5 miliony pikseli, częstotliwości wyświetlania klatek 25 klatek na sekundę i możliwości automatycznej adaptacji do poziomu światła w połączeniu z kamerami stereo, a nawigacja GPS/GLONASS ulepszy dokładność pozycjonowania automatycznych platform i zapewni działanie autonomiczne. Aby wykonać podstawowe operacje technologiczne na nasadzeniach o rozmieszczeniu 2,5-4 m, o wysokości korony drzewa do 3-3,5 m za pomocą intensywnych technologii, następujące parametry projektu platformy automatycznej są konieczne: agro-operacja co najmniej 1200 mm, szerokość jazdy 1840-2080 mm, waga nie przekraczająca 400 kg, obciążenie nie większe niż 1000 kg, moc silnika nie mniejsza niż 5 kW.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Dzięki dużej specyficzności tworzenia się kompleksu awidyna-biotyna i jego trwałości, awidyna wykorzystywana jest jako sonda molekularna w wielu układach badawczych. Istnieje wiele technik laboratoryjnych stosowanych w celu oczyszczania białek bądź wykrywania i ilościowego oznaczania substancji takich jak peptydy czy przeciwciała, często są jednak one kosztowne i wymagają pełnej uwagi operatora. Celem niniejszej pracy jest określenie możliwości zastosowania ISFET jako czujników służących do wykrywania obecności awidyny.
EN
Due to the specificity of the formation of the avidin-biotin complex and its stability, avidin is used as a molecular probe in a grat deal of research systems. There already exist laboratory techniques used to purify proteins, or to detect and quantify substances such as peptides, antibodies and hormones but they usually require pricy equipment and a full commitment of the operator. The aim of this work is to determine the possibility of using ion-sensitive field-effect transistors (ISFET) as sensors for detecting the presence of avidin.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This article gives a broad overview of common air pollutants mainly occurring in metropolitan environments. Starting from volatile organic compounds (VOCs) and ending with particles matter concentration (PM). The main characteristics of air pollutants and areas of occurrence are discussed. Special attention was given to the acceptable ranges of occurring contaminants by discussing the main EU/WHO normative recommendations. The main area of review of the state of the art in air pollution monitoring was limited to the last few years. The shown direction of development of modern measurement systems towards low-cost sensors working in the structures of the Internet of Things reflects the latest development trends in monitoring of climatic parameters.
PL
W artykule przedstawiono szeroki przegląd zanieczyszczeń powietrza występujących głównie w środowiskach miejskich. Począwszy od lotnych związków organicznych (LZO), a skończywszy na stężeniu cząstek stałych (PM). Omówiono główne cechy zanieczyszczeń powietrza i obszary ich występowania. Szczególną uwagę zwrócono na dopuszczalne zakresy występujących zanieczyszczeń, omawiając główne zalecenia normatywne UE/WHO. Główny obszar przeglądu stanu wiedzy w zakresie monitoringu zanieczyszczeń powietrza ograniczono do ostatnich kilku lat. Wskazany kierunek rozwoju nowoczesnych systemów pomiarowych w kierunku tanich czujników pracujących w strukturach Internetu Rzeczy odzwierciedla najnowsze trendy rozwojowe w monitorowaniu parametrów klimatycznych.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule omówiono testową implementację sieci czujników LoRaWAN w budynku wielkopowierzchniowym. Krótko scharakteryzowano zasadę działania niskomocowej sieci rozległej LoRaWAN, a następnie podano sposób implementacji tego rozwiązania w opisywanym przypadku. Opisano budowę zaprojektowanego węzła sieci w postaci uniwersalnej platformy czujnikowej, a także wyniki pomiarów poboru energii tego węzła pracującego w warunkach rzeczywistych. Zastosowane rozwiązanie pozwala stwierdzić, że sieć czujnikowa LoRaWAN może być stosowana w budynkach wielkopowierzchniowych i pozwala na długoletnią pracę czujników zasilanych bateryjnie.
EN
The article discusses the test implementation of the LoRaWAN sensor network in a large-scale building. The principle of operation of the LoRaWAN low-power wide area network was briefly characterized, and then the method of implementation of this solution in the described case was given. The structure of the designed network node in the form of a universal sensor platform was described, as well as the results of measurements of energy consumption of this node operating under real conditions. The applied solution allows to conclude that the LoRaWAN sensor network can be used in large-area buildings and allows for long-term operation of battery-powered sensors.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
For e-health monitoring, concurrent data acquisition and processing of electrocardiogram and respiratory rate biosignals is needed to provide clean input signals for the detection algorithms. Given that cardiac and respiration rhythms are correlated, but they have different characteristic rates, we explored a sensor fusion approach to model the filtered future state of both signals. Therefore, a time-delayed structure with raw and filtered data fusion was used to improve the quality of the model. We apply Lasso and Ridge regression to the time-delayed data structure and study the approach using low and high sample rates for the data processing. At low sample rates, the validation for respiratory rate is high, while for electrocardiogram is comparatively low. With higher sample rates, the results are improved for both cases.
PL
W przypadku monitorowania e-zdrowia, jednoczesne pozyskiwanie i przetwarzanie danych z elektrokardiogramu i biosygnałów oddechowych jest konieczne, aby zapewnić czyste sygnały wejściowe dla algorytmów detekcji. Biorąc pod uwagę, że rytmy serca i oddychania są skorelowane, ale mają różne charakterystyczne prędkości, zbadaliśmy podejście do fuzji czujników, aby modelować przefiltrowany przyszły stan obu sygnałów. Dlatego też, w celu poprawy jakości modelu, zastosowano strukturę czasowo-opóźnioną z fuzją danych surowych i przefiltrowanych. Zastosowaliśmy regresję Lasso i Ridge do struktury danych opóźnionych w czasie i zbadaliśmy podejście wykorzystując niskie i wysokie częstotliwości próbkowania do przetwarzania danych. Przy niskich częstotliwościach próbkowania, walidacja dla częstości oddechów jest wysoka, podczas gdy dla elektrokardiogramu jest porównywalnie niska. Przy wyższych częstotliwościach próbkowania, wyniki są lepsze dla obu przypadków.
Sensitive MEMS-based thermal flow sensors are the best choice for monitoring the patient’s respiration prompt diagnosis of breath disturbances. In this paper, open space micro-calorimetric flow sensors are investigated as precise monitoring tools. The differential energy balance equation, including convection and conduction terms, is derived for thermal analysis of the considered sensor. The temperature-dependent thermal conductivity of the thin silicon-oxide membrane layer is considered in the energy balance equation. The derived thermal non-linear differential equation is solved using a well-known analytical method, and a finite-element numerical solution is used for the confirmation. Results show that the presented analytical model offers a precise tool for evaluating these sensors. The effects of flow and thin membrane film parameters on thermo-resistive micro-calorimetric flow sensors’ performance and sensitivity are evaluated. The optimization has been performed at different flow velocities using a genetic algorithm method to determine the optimum configuration of the considered flow sensor. The geometrical parameters are selected as a decision variable in the optimization procedure. In the final step, using optimization results and curve-fitting, the expressions for the optimum decision variables have been derived. The sensor’s optimum configuration is achieved analytically based on flow velocity with the analytical terms for optimum decision variables.
High reproducibility of forming processes along with high quality expectations of the resulting formed parts demand cognitive production systems. The prerequisite is process transparency, which can be improved by increased knowledge of interdependencies between forming tool and forming machine that affects the tool clamping interface behavior. Due to the arrangement as surfaces transmitting process forces, their closeness to the forming process, and yet machine inherent, tool clamping interface provide greater potential for intelligent monitoring. This paper presents a holistic analysis of the interdependencies at the tool clamping interface. Here, the elastic deflection behavior of the press table and slide with their related clamping surfaces, the frictional slip behavior between the interacting machine components and the used clamping devices are described on qualitative level and verified by simulative analysis. Based on the results, available sensor systems are assessed regarding the capability to monitor the identified phenomena inline.
The article outlines the possibilities for assessing geological conditions related to fording the beds of large lowland rivers, based on low-ceiling ad hoc aerial photos, and the current state of the art on the utilization of remote-sensing methods in geological and engineering studies. The conducted research provided a confirmation that a set of remote-sensing sensors installed onboard an aerial vehicle enables recording images, the analysis of which allows determining the geological and engineering conditions of lowland riverbed zones, to the extent adequate to make decisions on crossing them.
PL
W artykule przedstawiono zarys możliwości oceny geologicznych warunków forsowania koryt dużych rzek nizinnych w oparciu o zdjęcia lotnicze wykonywane ad hoc z niskiego pułapu oraz aktualnego stanu wiedzy dotyczącego wykorzystania metod teledetekcyjnych w badaniach geologiczno-inżynierskich. W zrealizowanych badaniach uzyskano potwierdzenie, że zestaw sensorów teledetekcyjnych, zainstalowany na pokładzie platformy powietrznej, umożliwia rejestrację obrazów, których analiza pozwala na określenie warunków geologiczno-inżynierskich stref korytowych rzek nizinnych, w zakresie odpowiednim do podejmowania decyzji o ich forsowaniu.
An article herein considers the development of a fiber-optic sensor system, based on fiber Bragg gratings. Presently, fiber-optic sensors has become world-widely known amongst sensor technologies, used for monitoring engineering and construction structures. The work is linked with developing the system from fiber-optic sensors on the basis of fiber optic gratings, its characteristics, deformation behavior and temperature, acting at fiber Bragg grating by means of computer modeling. The research is focused at the analysis of characteristics and deformation and temperature behavior of fiber-optic Bragg sensor. Fiber-optic Bragg sensor with tilted grating is used for measuring deformation of the object, the strength of which is changed, dependent on the applied force, as well, for measuring and detecting any temperature deviations, influencing at fiber Bragg grating, which might bring to fire and accidents. In the research, simulation modeling there was made in the MATLAB (Simulink) software.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.