Identyfikacja lotnych związków na podstawie odpowiedzi matryc czujników gazu

• Autorzy: Kalinowski, P. , Jasiński, G.

Warianty tytułu

EN

Identification of volatile compounds based on the gas sensors matrices resposonses

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono koncepcję systemu wykorzystującego wielowymiarową analizę danych, który służyć będzie do analizy odpowiedzi matrycy czujników gazu w celu identyfikacji lotnych związków występujących w powietrzu. Przedstawione podejście składa się z dwóch etapów. W pierwszym kroku wykonuje się proces kalibracji, polegający na utworzeniu w przestrzeni dwuwymiarowej grupy klas odpowiadających odpowiedziom czujników na konkretne związki. Drugi etap to identyfikacja oraz estymacja koncentracji badanej mieszaniny. Omówiono metody matematyczne wykorzystywane w procesie kalibracji i identyfikacji: metodę analizy głównych składowych (PCA), metodę cząstkowych najmniejszych kwadratów (PLS) i klasyfikatory – k najbliższych sąsiadów (k-NN) oraz Mahalanobisa. Efekt wykorzystania opisywanych metod zademonstrowano na przykładowym wielowymiarowym zbiorze danych dostępnym w literaturze.

EN

In this work, a concept of the volatile compounds identification system based on the gas sensors matrices responses was presented. Proposed approach consists of two stages: calibration and actual measurements. In the stage of calibration, feature extraction techniques transform sensors signals into the new space in order to obtain the classes of single compounds. In the second stage the procedure of identification can be performed by using pattern-recognition techniques. Those methods allow to associate measured parameters of an unknown substance to one of the calibration classes. In this paper, mathematical methods of calibration and classification such as Principal Components Analysis, Partial least Squares and classifiers based on Euclidean or Mahalanobis distance have been described as a part of an air-pollutant identification system based on a gas sensors matrices responses. The result of described mathematical methods implementation using Matlab software has been demonstrated on the prepared for general use multivariate dataset.

Słowa kluczowe

PL

proces kalibracji; system identyfikacji gazów; metoda PCA; metoda PLS

EN

calibration process; gas identification system; PCA method; PLS method

• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Wydziału ETI Politechniki Gdańskiej. Technologie Informacyjne
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 20
• Strony: 103--110
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Kalinowski, P.

• Politechnika Gdańska, Katedra Inżynierii Biomedycznej

autor

Jasiński, G.

• Politechnika Gdańska, Katedra Inżynierii Biomedycznej

Bibliografia

• [1] Guz Ł., Sobczak H.: Pomiary zanieczyszczeń odorowych wieloczujnikowym urządzeniem z tlenkowymi czujnikami gazu. Rocznik Ochrony Środowiska, t. 13, 2011, s. 1531–1542.
• [2] Szczurek A.: Pomiary lotnych związków organicznych rezystancyjnymi czujnikami gazu. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 2006.
• [3] Scott S.M., James D., Ali Z.: Data analysis for electronic nose systems. Microchim Acta 156, 2007, p. 183−207.
• [4] Chambon L., Germain J.P., Pauly A., Demarne V., Grisel A.: A metallic oxide gas sensor array for a selective detection of the CO and NH3 gases. Sensors And Actuators B: Chemical, vol. 60, no. 2-3, 23, 1999, p. 138–147.
• [5] Kemsley E.K.: Discriminant analysis of a high-dimensional data: a comparision of principal component analysis and partial least squares data reduction methods. Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, vol. 33, no. 1, 1996, p. 47–61.
• [6] Daszykowski M., Walczak B.: Analiza czynników głównych i inne metody eksploracji danych. Chemometria w analityce, IES, Kraków, 2008.
• [7] Stanimirova I., Daszykowski M., Walczak B., Metody uczenia z nadzorem. Chemometria w analityce, IES, Kraków, 2008.
• [8] Kalivas J.H., Two data sets of near infrared spectra. Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, vol. 37, 1997, p. 255–259.