ALGORITHM FOR PROCESSING GAS SENSOR’S RESPONSE  KINETICS DATA USING EXTENDED EXPONENTIAL FUNCTION WITHOUT NUMERICAL DIFFERENTIATION

A.S. Tonkoshkur; A.S. Lozovskyi

doi:10.34185/1562-9945-1-144-2023-04

Автор(и)

A.S. Tonkoshkur
A.S. Lozovskyi

DOI:

https://doi.org/10.34185/1562-9945-1-144-2023-04

Ключові слова:

газовий сенсор, відгук, кінетика, розтягнута експонентна функція, алгоритм, інформаційно-вимірювальна система, програмне забезпечення

Анотація

Метою роботи є розробка програмного забеспечння для обробки експериме-нтальних даних кінетики відгуку резистивних газових сенсорів на основі алгори-тму моделі розтягнутої експоненційної функції Кольрауша-Вільямса-Уоттса. У даній статті розглядаються особливості використання комп'ютерних технологій обробки експериментальних даних для вирішення задач автоматиза-ції досліджень матеріалів для газочутливих сенсорів. У статті запропоновано алгоритм обробки кінетичної залежності відкли-кання газових сенсорів на основі моделі розтягнутої експоненційної функції, який не використовує операції чисельного диференціювання при знаходженні одного з параметрів цієї моделі. і, таким чином дозволяє: усунути наявність розкиду то-чок в координатах діаграм апроксимуючих залежностей для розрахунку одного з ключових параметрів моделі і його вплив на точність обробки; відмовитися від участі оператора при виборі оптимального часового інтервалу з кінетичних за-лежностей для більш точної оцінки всіх параметрів моделі; допускає реалізацію автоматизованої інформаційно-вимірювальної системи для аналізованого про-цесу обробки даних.

Посилання

Klimentiev A.A. Methods for processing very large amounts of data in a distribut-ed heterogeneous computer environment for applications in high energy physics and nuclear physics. Physics of elementary particles and the atomic nucleus. 2020. V. 51. Issue. 6. S. 1175-1303.

Labunets V.G., Kokh E.V., Ostheimer E. Algebraic models and methods of com-puter image processing. Part 1. Multiplet models of multichannel images //Computer Optics. - 2018. - T. 42. - No. 1.

Himanen, L., Geurts, A., Foster, A. S., & Rinke, P. Data-driven materials science: status, challenges, and perspectives. Advanced Science, 2019. V.6. No. 21. P. 1900808.1-1900808.23.

A.V. Pochinok, V.T. Lazurik, F.F. Tseluiko, and E.V. Borgun, Russ. Computer pro-cessing of the measurement results of the characteristics of the plasma ultraviolet source. Bulletin of Kharkiv National University Series of physics ≪Kernels, particles, fields≫2008. No. 859. P. 59-64.

Selivanova Z.M., Stasenko K.S. Theoretical foundations for constructing intelli-gent information-measuring systems for tolerance control of thermal conductivity of heat-insulating materials: monograph. Tambov: Publishing House of FGBOU VPO "TSTU", 2015. 200 p.

Tonkoshkur, A.S., Lyashkov, A.Y., & Povzlo, E.L. (2018). Kinetics of Response of ZnO-Ag Ceramics for Resistive Gas Sensor to the Impact of Methane, and its Analy-sis Using a Stretched Exponential Function. Sensors and Actuators B: Chemical. Vol. 255, Part 2. February, P. 1680-1686. https://doi.org/10.1016/j.snb.2017.08.171

A.S. Tonkoshkur, A.S. Lozovskyi Application for calculating the parameters of a gas sensor from the experimental kinetic dependence of response. System technolo-gies, 2021, 2(133): 26-32. DOI 10.34185/1562-9945-2-133-2021-04

Gracheva N.N., Rudenko N.B., Litvinov V.N. Specialized software for scientific re-search [Electronic resource]: textbook - Electron. Dan. - Zernograd: Azovo-Chernomorsky Engineering Institute FGBOU VO DGAU, 2018. - 127 p.

Lazurik V. T., Pochinok A. V. Model of computer processing and analysis of exper-imental data in the study of a plasma source of ultraviolet radiation. Bulletin of Kharkiv National University Series ≪Mathematical Modeling. Information technolo-gies. Automated control systems≫2008. No. 833. pp. 149-162.

Pykhalov A. A., Lam Z. V., Belozertseva O. P. Mathematical modeling for com-puter processing of scanning of solid deformable bodies in the construction and analysis of their finite element models // Bulletin of the Irkutsk State Technical Uni-versity. - 2018. - T. 22. - No. 3 (134). P. 93-111

Shmelev O. Ya., Korolev VF On computer processing of measurement results // Bulletin of computer and information technologies. - 2009. - no. 9. - pp. 50-53.

Tonkoshkur O.S., Povzlo E.L. An algorithm for processing data on the kinetics of a resistive gas sensor based on a model of an expanded exponential function. System technologies. Regional inter-university collection of science practices. - Vip. 1′(108) - Dnipropetrovsk, 2017.- P. 129-134.

Simdyankin S I. & Mousseau N. Relationship between dynamic heterogeneities and stretched exponential relaxation // Physical Review E.-2003. -68 (4). - P.104-110.

Trzmiel J., Weron K., Janczura J. & Placzek-Popko E. Properties of the re¬laxation time distribution underlying the Kohlrausch-Williams-Watts photoioni-zation of the DX centers in Cdl-xMnxTe mixed crystals // Journal of Physics Con-densed Matter. - 2009. 21'(34). - P.345801.

Milovanov A.V., Rasmussen J.J. & Rypdal K. Stretched-exponential decay func-tions from a self-consistent model of dielectric relaxation // Phys. Lett. A. - 2008. - 372 (13). - P. 2148-2154.

Akhnazarova S.L., Kafarov V.V. Methods of experiment optimization in chemical technology. - Moscow: Higher School, 1985. - 327 p.

Johnston D.C. Stretched exponential relaxation arising from a continuous sum of exponential decays // Physical Review B. - 2006. - 74'(18). -P.184430.

Hansen E.W., Gong X. and Chen Q. Compressed Exponential Response Function Aris: ng From a Continuous Distribution of Gaussian Decays - Distribution Chai ac-teristics // Macromolecular Chemistry and Physics. - 2013. - 214'(7). - I'. 844-852.