Implementation of computer processing of relaxation processes investigation data using extended exponential function

• Autorzy: Lozovskyi Andrii , Lyashkov Alexander , Gomilko Igor , Tonkoshkur Alexander

Identyfikatory

DOI

10.35784/iapgos.5334

Warianty tytułu

PL

Implementacja komputerowego przetwarzania danych badania procesów relaksacyjnych z wykorzystaniem rozszerzonej funkcji wykładniczej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The object of research is the development of a specialized measuring information system for the study and control of relaxation processesin materials and technical systems.The purpose of the work isthe use of computer technologies to eliminate routine operations associated withthe processing of experimental data, increase the speed, accuracy and information content of the process of studying the control of gas sensors.A variant of using computer data processing to automate the processing and primary analysis of experimental data of scientific research and controlof the physicochemical parameters of gas-sensitive materials is proposed. The developed computer data processing system provides a practical opportunity to use the measurements of the kinetic characteristics of the gas sensitivity of gas sensors for their experimental research and controland, thus, to achieve higher accuracy and information content.The testing of the developed information-measuring system confirmed its operabilityand compliance with the requirements for improving the accuracy and speed of the processing process.

PL

Przedmiotem badań jest opracowanie specjalistycznego systemu informacji pomiarowej do badania i kontroli procesów relaksacyjnychw materiałach i systemach technicznych. Celem pracy jest wykorzystanie technologii komputerowych do wyeliminowania rutynowych operacji związanych z przetwarzaniem danych eksperymentalnych, zwiększenia szybkości, dokładności i zawartości informacyjnej procesu badania kontroli czujników gazu. Zaproponowano wariant wykorzystania komputerowego przetwarzania danych do automatyzacji przetwarzania i podstawowej analizy danych eksperymentalnych badań naukowych i kontroli parametrów fizykochemicznych materiałów wrażliwych na gaz. Opracowany komputerowy system przetwarzania danych zapewnia praktyczną możliwość wykorzystania pomiarów charakterystyk kinetycznych wrażliwości czujników gazu do ich badań eksperymentalnych i kontroli, a tym samym do osiągnięcia wyższej dokładności i zawartości informacyjnej. Testy opracowanego systemu pomiaru informacji potwierdziły jego funkcjonalność i zgodność z wymaganiami dotyczącymi poprawy dokładności i szybkości procesu przetwarzania.

Słowa kluczowe

EN

information-measuring systems; gas sensor; extended exponential function; hardware; software; data processing

PL

system informacyjno-pomiarowy; czujnik gazu; rozszerzona funkcja wykładnicza; sprzęt; oprogramowanie; przetwarzanie danych

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
• Rocznik: 2023
• Tom: T. 13, nr 3
• Strony: 51--55
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Lozovskyi Andrii

• Oles Honchar Dnipro National University,Department of Electronic Computing Machinery, Dnipro, Ukraine

• https://orcid.org/0009-0003-6674-0757

autor

Lyashkov Alexander

• Oles Honchar Dnipro National University,Departmentof Applied Radiophysics, Electronics and Nanomaterials, Dnipro, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0001-5779-6001

autor

Gomilko Igor

• Oles Honchar Dnipro National University,Departmentof Applied Radiophysics, Electronics and Nanomaterials, Dnipro, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0003-3256-9771

autor

Tonkoshkur Alexander

• Oles Honchar Dnipro National University,Department of Electronic Computing Machinery, Dnipro, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0002-1648-675%D0%A5

Bibliografia

• [1] Fraden J.: Handbook of Modern Sensors. Springer Verlag, 2004.
• [2] Himanen L., Geurts A., Foster A. S., Rinke P.: Data‐driven materials science: status, challenges, and perspectives. Advanced Science 6(21), 2019, 1900808 [http://doi.org/10.1002/advs.201900808].
• [3] Klimentiev A. A.: Methods for processing very large amounts of data in a distributed heterogeneous computer environment for applications in high energy physics and nuclear physics. Physics of elementary particles and the atomic nucleus 51(6), 2020, 1175–1303.
• [4] Labunets V. G., Kokh E. V., Ostheimer E.: Algebraic models and methods of computer image processing. Part 1. Multiplet models of multichannel images. Computer Optics 42(1), 2018, 84–95 [http://doi.org/10.18287/2412-6179-2018-42-1-84-95].
• [5] Makarov E. G.: Engineering calculations in Mathcad 15. Peter, Saint Petersburg 2011.
• [6] Milovanov A. V., Rasmussen J. J., Rypdal K.: Stretched-exponential decay functions from a self-consistent model of dielectric relaxation. Phys. Lett. A. 372(13), 2008, 2148–2154 [http://doi.org/10.1016/j.physleta.2007.11.025].
• [7] Niss K., Dyre J.C., Hecksher T.: Long-time structural relaxation of glass-forming liquids: Simple or stretched exponential? The Journal of Chemical Physics 152(4), 2020, 041103 [http://doi.org/10.1063/1.5142189].
• [8] Pochinok A. V., Lazurik V. T., Tseluiko F. F., Borgun E. V.: Computer processing of the measurement results of the characteristics of the plasma ultraviolet source. Bulletin of the Kharkiv National University Physical series "Nuclei, particles, fields" 859, 2008, 59–64.
• [9] Selivanova Z. M., Stasenko K. S.: Theoretical foundations for constructing intelligent information-measuring systems for tolerance control of thermal conductivity of heat-insulating materials: monograph. Publishing House of FGBOU VPO "TSTU", Tambov 2015.
• [10] Simdyankin S. I., Mousseau N.: Relationship between dynamical heterogeneities and stretched exponential relaxation. Physical Review E. 68(4), 2003, 104–110 [http://doi.org/10.1103/PhysRevE.68.041110].
• [11] Tonkoshkur A. S., Lozovskyi A. S.: Algorithm for processing gas sensor’s response kinetics data using extended exponential function without numerical differentiation. System technologies 1 (144), 2023, 24–34 [http://doi.org/10.34185/1562-9945-1-144-2023-04].
• [12] Tonkoshkur A. S., Lozovskyi A. S.: Application for calculating the parameters of a gas sensor from the experimental kinetic dependence of response. System technologies 2(133), 2021, 26–32 [http://doi.org/10.34185/1562-9945-2-133-2021-04].
• [13] Tonkoshkur A. S., Lyashkov A. Y., Povzlo E. L.: Kinetics of Response of ZnO-Ag Ceramics for Resistive Gas Sensor to the Impact of Methane, and its Analysis Using a Stretched Exponential Function. Sensors and Actuators B: Chemical 255, 2018, 1680–1686 [http://doi.org/10.1016/j.snb.2017.08.171].
• [14] Tonkoshkur O. S., Povzlo E. L.: Algorithm for data processing of response kinetics of a resistive gas sensor based on the stretched exponential function model. System technologies 1(108), 2017, 129–134.
• [15] Tonkoshkur Y. A., Glot A. B.: Isothermal depolarization current spectroscopy of localized states in metal oxide varistors. Journal of Physics D: Applied Physics 45, 2012, 465305 [http://doi.org/10.1088/0022-3727/45/46/465305].
• [16] Torgaev S. N., Musorov I. S., Chertikhina D. S., Trygub M. V.: Practical guide to programming STM-microcontrollers. Tomsk Polytechnic University, Tomsk 2015.
• [17] Trzmiel J., Weron K., Janczura J., Placzek-Popko E.: Properties of the relaxation time distribution underlying the Kohlrausch-Williams-Watts photoionization of the DX centers in Cdl-xMnxTe mixed crystals. Journal of Physics Condensed Matter 21(34), 2009, 345801 [http://doi.org/10.1088/0953-8984/21/34/345801].
• [18] Wang W. H.: Dynamic relaxations and relaxation-property relationships in metallic glasses. Progress in Materials Science 106, 2019, 10056 [http://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2019.03.006].
• [19] Yuan Q. et al.: Aging Condition Assessment of XLPE Insulated Cables in Various Laying Environments Based on Isothermal Relaxation Current. IEEE 4th International Conference on Electrical Materials and Power Equipment (ICEMPE), 2023, 1–4.
• [20] Programming in Windows Forms [https://metanit.com/sharp/windowsforms] (available: 10.06.2023

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).