Sensör verisi birleştirme tekniklerinin çoklu kimyasal sensör için uygulaması

Abstract

Elektronik sistemlerde koku algılama işlemini yapan aygıtlara koku sensörü ya da elektronik burun denir. Kokunun havada yayılması, koku zerreciklerinin hava içerisinde ısı ve ışık gibi hareket etmesiyle gerçekleşir. Koku sensörleri, bu havadaki değişimleri algılar ve elde ettiği bilgileri karar verme birimine iletir. Karar verme birimi ise sensörlerden gelen bilgileri birleştirerek havadaki kokunun ne olduğunu tahmin etmeye çalışır. Bu tez çalışmasında gözenekli silisyum tabanlı Fabry-Perot yapıdaki kimyasal sensör kullanılarak gelen gazın kimliğine karar veren elektronik burun geliştirilmiştir. Bu sensör her kimyasal gaz için yansıma spektrumunda bir çınlama dalga boyuna sahiptir. Sensöre farklı bir organik çözelti buharı verildiğinde başlangıçtaki çınlama dalga boyu zamanla sağa doğru kayar. Dalga boyundaki bu kayma miktarından faydalanarak çözelti buharının kimliklendirilme işlemi gerçekleştirilir. Literatürde gazların kimliklendirme işlemi tek noktadan alınan dalga boyundaki kayma miktarından faydalanılarak yapılmaktadır. Bu çalışmada ise literatürden faklı olarak gazların kimliklendirme işlemi çoklu noktalardan ölçülen kayma miktarlarının değerlendirmesi (birleştirilmesi) sonucu elde edilmektedir. Bu kapsamda yapılan deneysel çalışmalar önerilen yöntemin literatürde var olan yöntemlere göre gazları kimliklendirme başarısının daha yüksek hassasiyette olduğu tespit edilmiştir.

Devices that perform odor detection in electronic systems are called odor sensors or electronic noses. The spread of the odor in the air occurs when the odor particles move in the air like heat and light. The odor sensors sense the changes in the air and transmit the obtained information to the decision-making unit. The decision-making unit, on the other hand, combines the information from the sensors to try to guess what the smell in the air is. In this thesis, an electronic nose that determines the identity of the incoming gas using a porous silicon-based Fabry-Perot chemical sensor has been developed. This sensor has a resonant wavelength in the reflection spectrum for each chemical gas. When the sensor is given a different organic solution vapor, the initial resonance wavelength shifts to the right over time. By utilizing this amount of shift in the wavelength, the identification of the solution vapor is realized. In the literature, it is indicated that the identification of gases is realized by taking advantage of the amount of shift in the wavelength taken from a single point. In this study, the identification of the gases is obtained as a result of the evaluation of shift amount measured from the multiple points of gas identification process different from the processes mentioned in the literature. Experimental studies in this context indicate that the proposed method has a higher sensitivity to gas identification than the methods available in the literature.