Uçucu organik bileşiklerin QCM sensör dizisi ile algılanarak diskriminant analiziyle tanımlanması ve sınıflandırılması

Abstract

ÖZET Savunma, güvenlik, endüstri ve çeşitli alanlarda bazı kimyasal maddeler insan yaşamı, sağlığı veya çevre açısından tehlikelidir. Bu çalışmada, özellikle kimyasal gazları/kokuları (analitleri) tanımlamak, ayırt etmek, sınıflandırmak maksadıyla kuartz kristal rezonatörler bir sensör dizisinde algılayıcı elemanlar olarak kullanılmıştır. Bu amaçla kuartz kristallerin yüzeyleri çeşitli algılayıcı kimyasal maddeler kullanılarak, jetsprey metodu yardımıyla kaplanmıştır. Uçucu organik bileşiklerin çeşitli gruplarından seçilen analitler şunlardır: Kloroform, karbontetraklorür, trikloretilen, benzen, toluen, hekzan, heptan, aseton. Sensör dizisi on dakika boyunca kuru hava akışına ve ardından on dakika boyunca seçilen analitlerin akışına maruz bırakılmıştır. Bu ölçüm süreci aynı analitin her bir konsantrasyonu için tekrar edilmiştir. Analitleri tanımlamak ve sınıflandırmak maksadıyla, kuartz kristal rezonatörlerin frekans farkları veri setleri, diskriminant fonksiyon analizi kullanılarak, SPSS programı yardımıyla analiz edilmiştir. Sonuç olarak, analitler yüksek bir yüzdeyle doğru olarak sınıflandırılmıştır. Diğer taraftan, analitlerin konsantrasyonları ise düşük bir yüzdeyle doğru olarak belirlenmiştir. ıı

ABSTRACT In defence, security, industry and various fields, some chemical substances are dangerous for human life, health or environment. In this study, especially in order to describe, discriminate and classify chemical gases/smells (analytes), quartz crystal resonators were used as sensitive components in a sensor array. For this purpose, the surfaces of the quartz crystals were coated by using various sensitive chemical materials with the help of jetspray method. The selected analytes from various groups of the volatile organic compounds: Chloroform, carbontetrachloride, tricholoroethylene, benzene, toluene, hexane, heptane, acetone. The sensor array was exposed to dry air flow for ten minutes and then selected analytes' flow for ten minutes. This process of measurement was repeated for each concentration of the same analyte. In order to describe and classify analytes, the data sets of the quartz crystal resonators' frequency differences were analyzed by using discriminat function analysis with the help of SPSS program. As a result, the analytes were classified correctly at a high percentage. On the other hand, the concentrations of the analytes were determined correctly at a low percentage. m