It is currently Sat Mar 28, 2020 11:51 pm

НИЛ АСЭМ Научно - исследовательская лаборатория автоматизированных систем экологического мониторинга

Датчики

Подборка научных статей

by Admin » Thu Feb 20, 2020 1:56 pm

В данном разделе будут выкладываться научные статьи, посвященные датчикам, используемым для создания систем экологического мониторинга.

Image



Abstract: Особенностью сенсоров на основе диоксида олова являются высокая чувствительность, простота конструкции и сравнительно низкая цена. Основным недостатком этих сенсоров является плохая избирательность. Для исследования выбран газовый датчик на основе диоксида олова, как типичный представитель сенсоров адсорбционного типа. Статья посвящена проблеме калибровки и повышения точности газовых датчиков на основе диоксида олова, широко применяемых в системах контроля состава газовых сред. В работе разрабатываются алгоритмы калибровки и температурно-влажностного компенсирования показания газового датчика, которые позволяют калибровать подобные датчики без применения сложного оборудования, а также производить корректировку их показаний в зависимости от температуры и влажности окружающей среды. Разработанные алгоритмы увеличивают точность показаний датчика на основе диоксида олова. Предложенные технические решения основаны на известных подходах к калибровке и коррекции датчиков и конкретизируют эти результаты применительно к датчику типа MQ-135.

Main Figures:
Image

Image

References
1. Кинетика резистивного отклика тонких пленок SnO2 в газовой среде / С.В. Рябцев [и др.] // Физика и техника полупроводников. – 2008. – № 4,Т. 42. – С. 491–495.
2. Sun Y. et al. Study of influencing factors of dynamic measurements based on SnO2gas sensor // Sensors. 2004. V. 4. № 6. pp. 95–104.
3. Barsan N., Weimar U. Understanding the fundamental principles of metal oxide based gas sensors; the example of CO sensing with SnO2sensors in the presence of humidity // Journal of Physics: Condensed Matter. 2003. V. 15. № 20. pp. 813–839.
4. Andrei P. et al. Modeling and simulation of single nanobelt SnO2gas sensors with FET structure // Sensors and Actuators B. 2007. V. 128. pp. 226–234.
5. Грачева И. Е., Мошников В. А., Осипов Ю. В. Анализ процессов на поверхности газочувствительных наноструктур методом спектроскопии полной проводимости // Известия СПбГЭТУ«ЛЭТИ». Сер. Физика твердого тела и электроника. – 2008. – № 6. – С. 19–24.
Admin
Site Admin
 
Posts: 247
Joined: Wed Sep 20, 2017 9:55 am

by Admin » Mon Feb 24, 2020 1:02 pm

2. Vandana Kalra, Chaitanya Baweja, Dr. Simmarpreet, Supriya Chopra. Influence of Temperature and Humidity on the Output Resistance Ratio of the MQ-135 Sensor // IJARCSSE. – 2016. V. 6. No 4. P.423 – 429.

Abstract: Broadly, a sensor is an object whose purpose is to distinguish events and changes in its environment and then complement it with a corresponding output (typically optical or electric). Advancements in nanotechnology, micro-machinery and micro-controller platforms have expanded the usage of sensors beyond the traditional fields. Electrochemical gas sensors measure the concentration of a target gas by oxidizing or reducing it at an electrode and then computing the resulting current. MQ135 is a stable, lowelectrochemical gas sensor which uses SnO2[1] as its sensitive material. The datasheet[1] claims that the MQ135 is suitable for CO2, Alcohol, Benzene, NOx, NH3. While it is observed from the sensitivity characteristic graph[1] that the general sensitivity is roughly same for all gases. But, as CO2 is the fourth most abundant gas in the earth’s atmosphere, it is safely assumed that in a normal atmosphere, the sensor mostly detects CO2. Limited usage of MQ135 in the past years is attributed to a very poor quality datasheet which caused many researchers to conclude the sensitivity characteristic graph to be a power function[2]. Further power regression is used to find appropriate scaling and exponential factors. Our research augmented this mathematical calibration of the sensor addressing the temperature and humidity characteristics highlighted in the datasheet. We incorporate this influence in the form of a scaling factor whose values are derived from the datasheet and a comparative analysis between the two formulas is performed. All mathematical derivation is finally designed into a self-sufficient algorithm.

Main Figures:
ImageImage

Image

Image

References
[1] Datasheet1 of MQ135 Sensor
[2] “Cheap CO2 Meter using MQ135 Sensor“ http://davidegironi.blogspot.in/2014/01 ... wFXs6R97IW
[3] Datasheet2 of MQ135 Sensor
[4] J. Faber, K. Brodzik, D. Łomankiewicz, A. Gołda-Kopek, J. Nowak and A. Świątek. Temperature influence on air quality inside cabin of conditioned car. SilnikiSpalinowe. 2012. 51 49-56.
[5] M. A. Hussein. Design and implementation of a cost effective gas pollution detection system. Computer and Communication Engineering (ICCCE), 2012 International Conference on. IEEE. 2012. 7-12
[6] “Atmospheric Levels of CO2” - https://www.co2.earth/
[7] “Hazardous Gas Detector Inside a Car”, KhairunNisaBt Ahmad, UniversitiTeknologi Malaysia, 2014/2015.
[8] G. R. NimaNikzad Final report: Embedded systems for environmental sensing. Software for Embedded Systems. 2009.
[9] Z. Satterfield. What does ppm or ppb mean? On Tap. 2004.
[10] Arduino Playground – MQ Gas Sensors http://playground.arduino.cc/Main/MQGasSensors
[11] K. Rangan, T. Vigneswaran, “An Embedded Systems Approach to Monitor Green House”, (2010) IEEE
[12] S. Patil, J. Patil and M. Raste,”Air Pollutant Monitoring Using Sensor Networks”,Int.J.Adv.Research.Comm.Engg(IJARECE),Vol-3,Issue-8,Aug-2014.
[13] Design and Deployment of ARM Microcontroller Based Wireless Sensor Network to Monitor Industrial Parameters S. V. Chavan, S. K. Tilekar, B. P. Ladgaonkar, (IJARECE), Vol-5,Issue-12,Dec-2015.
[14] KamarulAriffinNoordin, Chow Chee Onn and MohamadFaizal Ismail, “Low cost weather monitoring system”, CMU. Journal (2006)
[15] Datasheet of DHT11
[16] “what-are-safe-levels-of-co-and-co2-in-rooms?” http://www.kane.co.uk/
[17] Gas Detectors – Wikipedia, the Free Encyclopedia
Admin
Site Admin
 
Posts: 247
Joined: Wed Sep 20, 2017 9:55 am

by Admin » Mon Feb 24, 2020 1:48 pm


Abstract: В статье описана концепция цифровых газовых датчиков токсичных и горючих газов для применения в портативных газоанализаторах и стационарных системах мониторинга опасных объектов. Описаны результаты разработки малопотребляющего цифрового газового датчика для определения концентрации монооксида углерода. Рассматривается структура аналогового чувствительного элемента, а также его чувствительность к различным газам и температуре окружающей среды. Представлено конструктивно-схемотехническое решение цифрового газового датчика с использованием операционных усилителей и миниатюрного микроконтроллера. Рассматривается алгоритм встроенного программного обеспечения микроконтроллера, а также процесс калибровки.

Main Figures:
Image

Image

Image

Image

Image

References
1. Beljaev, N.N., Gun'ko, E.Ju., Reshetnjak, T.P. Nauka i progress transporta.
Vestnik Dnepropetrovskogo nacional'nogo universiteta zheleznodorozhnogo
transporta. 2011. №36. pp. 141-146.
2. Kursov S.V. MNS, 2015, №6 (69), URL:
cyberleninka.ru/article/n/monooksid-ugleroda-fiziologicheskoe-znachenie-itoksikologiya.
3. Pshin'ko A. N., Beljaev N. N., Pokutneva L. V. Nauka i progress transporta.
Vestnik Dnepropetrovskogo nacional'nogo universiteta zheleznodorozhnogo
transporta, 2009, №26. URL: cyberleninka.ru/article/n/modelirovaniezagazovannosti-
obschestvennogo-pomescheniya-toksichnym-gazom.
4. Marshall V. Osnovnye opasnosti himicheskih proizvodstv: per. s angl. [The
main hazards of chemical production: transl. from English.] M. Mir, 1989, p. 672.
5. Beschastnov M.V. Promyshlennye vzryvy. Ocenka i preduprezhdenie.
[Industrial explosions. Evaluation and warning]. M. Himiya, 1991, p. 432.
6. Sukhanov A.V. Development of Autonomous Wireless Sensor Node for
Control of the Gas Environment on Industrial Facilities. International Journal of
Pharmacy & Technology. 2016, Vol.8, No.3, pp.15318-15326.
7. Sukhanov A.V., Artemova A.I., Ivanov A.V. Development of Autonomous
Sensor Node Using Gas Sensor for Systems of Industrial Safety And Ecological
Monitoring. International Journal of Applied Engineering Research, ISSN 0973-
4562 Vol. 10, No 21 (2015) pp. 42672-42676.
8. Suhanov A.V., Prokof'ev I.V., Ivanov A.V. Mikrojelektronika. 2016. Tom
45. № 2. pp. 144–148.
9. Belyaev A.O., Legin A.A. Inženernyj vestnik Dona (Rus). 2016. №4. URL:
ivdon.ru/uploads/article/pdf/IVD_85_Belyaev_Legin.pdf_e14aa106c1.pdf.
10. Ryndin E.A., Len'shin A.S. Inženernyj vestnik Dona (Rus), 2012, №4.
(chast' 2) URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4p2y2012/1360/.
11. TGS 5141 - for the detection of Carbon Monoxide. Figaro (Japan, Osaka),
URL: figaro.co.jp/en/product/docs/tgs5141_product%20infomation%28en%29_rev
04.pdf.
12. Ultra-low-power ARM Cortex-M0+ MCU with 16-Kbytes Flash, 32 MHz
CPU. STMicroelectronics (Switzerland, Geneva). URL:
st.com/resource/en/datasheet/stm32l011f4.pdf.
13. Wheeler Commercial Applications of Wireless Sensor Networks Using
ZigBee. IEEE Communication Magazine, 2007, 45(4). pp. 70–77.
Admin
Site Admin
 
Posts: 247
Joined: Wed Sep 20, 2017 9:55 am


Return to Литература по теме

cron

User Menu

Login