an intelligent detector based on temperature modulation of a gas sensor with a digital signal...

8
An intelligent detector based on temperature modulation of a gas sensor with a digital signal processor Arturo Ortega * , Santiago Marco, Alex Perera, Teodor S Ï undic, Antonio Pardo, Josep Samitier Instrumentation and Communication Laboratory, University of Barcelona, Martõ Â Franques 1, 08028 Barcelona, Spain Abstract An intelligent detector based on a hot-plate gas sensor and a digital signal processor DSP) is presented. The work comprises sensor measurements and gas identi®cation with a pattern recognition PARC) system along with a systematic veri®cation of both stages, thanks to clustering validity methods and performance tests. Commercial silicon micromachined tin-oxide sensors have been used to capture dynamic measurements modulating the sensor heater at different temperatures, waveforms and frequencies. Feature extraction is based on the spectral and transient analysis of the sensor output signals. The PARC systems are based on self-organizing maps SOM) and recent variations of these well-known neural networks. The proposed hardware is in charge of the whole system: the sensor temperature modulation and signal processing. # 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved. Keywords: Gas detection; Hot-plate sensors; Temperature modulation; Clustering validation; Digital signal processor 1. Introduction Current low cost commercial metal oxide chemical sen- sors applied to gas detection present some well-known problems low selectivity, non-linearity, drifts, etc.) which motivates active research in material science doping, con- ®guration, ®lters, etc.), different measurement strategies sensors arrays, static and dynamic measurements, etc.) and signal processing algorithms classical clustering, sen- sor modeling, neural networks, etc.). Some authors [1±3] have indicated that temperature mod- ulation of metal-oxide sensors provides more information from a single sensor than isothermal operation dynamic measurements), allowing improved research works in gas detection and electronic noses. Several investigations have been focused on dynamic sensor measurements [4,5] obtaining adequate results, and nevertheless they used non-commercial sensors and often required sophisticated heater control waveforms. Multidimensional patterns can be extracted from a single sensor output signal in a similar manner to those extracted from a sensor array featuring extraction). Several methods have been used to process the dynamic patterns from chemical sensors [2,3]: Gram±Schmidt orthogonalization, Wavelets transform, Fast Fourier Transform, etc. while others build a model of the dynamic sensor response [6] classi®ers and quanti®ers systems). Here, we include the results of our current research in different temperature modulation schemes, featuring extrac- tion and classi®cation algorithms, and we propose the use a DSP as a core of a detector to get rid of computational constraints required for some of these complex algorithms that follow the dynamic processing to operate in real-time. Along with this purpose the system is aimed to sustain future algorithms. 2. Experimental The work has been based on the device MiCS-1210P a CH 4 sensor from MicroChemical Systems SA). These devices feature a silicon micromachined substrate with an embedded heater and a SnO 2 thin ®lm allowing quick changes in his working temperature. As the initial applica- tion of the system is the detection of CH 4 and CO in a domestic environment, the concentration and ambient con- ditions of the measurements were selected according with European CENELEC drafts for CO and combustible gas detection [7,8]. The dynamic measurements were obtained with different interrogating ac signals to the heater, so the sensor output Sensors and Actuators B 78 2001) 32±39 * Corresponding author. Tel.: 34-9340-29070; fax: 34-9340-21148. E-mail address: [email protected] A. Ortega). 0925-4005/01/$ ± see front matter # 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved. PII:S0925-400501)00788-2

Upload: arturo-ortega

Post on 04-Jul-2016

214 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: An intelligent detector based on temperature modulation of a gas sensor with a digital signal processor

�� ����������� ������ � ��� � ������ ���� ���� ��� � � � ����� ���� ����� � ���� � ������

����� ����� �� � ��� � � �� ���� ����� � ���� ������������ � ��� ���� � ������

������������� �� ��������� ��������� �������� �� �������� ����� ������� �� ��� � �������� !"�

��������

�� ����������� ������ � ��� � ����� �� � � ����� �� ����� � ���� � ������ !��" �� ���������# ��� ��$ ������� �����

�� ��������� �� � � ������% ��� ���� � ����� �������� ��&'" �(���� ��� ���� �(���� �� )���% ��� � ��� �� ���� �� �$� �

��������� ) �����( ������ �� ������ �� �����# '����� � ����� ���� ����� �������� ������ � )� ���� ���� � ����� �(� ��

�� ��������� ���� ���� ��� ����� �� ��� � ��������� ������ ������ � )����� �� ���*������# +� ���� ���� ��� �� � ��� � ���

����� � �� �� ������ � �(��� � ��� ����� ����� ���� ��# ��� ��&' �(����� �� � ��� � ������� ��,��� � �� ���" �� �����

) �� ���� � ����� �����$��� ���� � �����$�# ��� ������ � ��� �� �� �� � ��� � ��� ���� �(����- ��� ����� ������ ����

���� ��� �� ���� � ��������# � .//0 1���)��� ����� 2#3# ��� ������ �����)��#

#��$����% 4 � �������5 6���� �� ������5 ������ ���� ���� ���5 '��������� ) ��� ���5 !���� � ���� � ������

� ���� ������

'������ �� �� ����� � ��� � ���� ���� � ����

��� ������ � � � ������� ������� ��� �����$���

������� �� ������)��(� ������� ���(� ������� ��#" ����

���) ��� ��)� ���� �� �� � ���� � ����� ������ ��

%��� ���� %������ ��#"� ��������� �� �������� ��� ������

������ �� (�� �� �� �� �(� �� �� ���������� ��#"

�� ���� � �������� �������� � ��� � ���������� ����

�� �������� ���� � �����$�� ��#"#

��� ����� 7089: � )� ���� ��� �� � ������ ���� ���

�� ��� � ��� ������ ������ ��)���� ��� ����� ���

��� ������ ����� �� � ������� � ��� ��� �(� ��

�� ���������"� ������ ����)�� ���� �� ��$� �� � �

������� �� ������� ����#

��)�� � ��)����� ���� � )� ���� ����� � �(� ��

����� �� ��������� 7;�<: �� ����� ��*� �� �������� ��

��)��������� ���( ���� �������� � ������ �� ����

��*����� ������� ��� �� ��� ���� � )�����#

������������� � � ������ � �� ���� ��� ��� ������

����� ����� ���� � �� ����� � � ���� � ���� ���� ���

��� ����� �� ( �� ������ ���� ���"# ��)�� � ������

� )� ���� ���� � ����� ��� �(� �� � ������ ���

���� � ������ 7.�9:- 4� �8������ ����� ��, ����

= )����� �� ������ + �� +����� �� ������ ��# �����

����� ����� ���� � ��� �(� �� ����� ������� 7>:

� ���%��� �� *� ���%��� �(�����"#

6���� �� ������ ��� ������� � �� ������ ���� �� ��

��������� ������ ���� ���� ��� ������� �� ������ ���� �

��� �� � ���% ��� ��������� �� �� ����� ��� ���

!�� � �� � ������ � ��� ��� � ���� ��� �

���� ���� ��*����� �� ��� � ����� ����� ��������

�� � ���� ��� �(� �� �������� � ��� �� �� �� ������#

���� ���� ���� ������ ��� �(���� �� ���� � ���� �� ������

��������#

� ������������

��� ��$ � � ���� � ��� � ��� ��)�� ��'��0.0/�

'6; ����� ��� ���'���� � �(����� ��"# �����

��)��� �� ���� ����� ���� ����� ������ �� ���� �

�������� �� ��� �� ���. ���� %�� ������ *��$

� ���� �� ��� ��$��� ������ ����# �� ��� ����� � ���� �

��� � ��� �(���� �� ��� ������� � '6; �� '� ��

������ ��)�������� ��� ����� ��� �� ������ ��

������ � ��� �� ��������� ���� ������� ����� ����

1���� � '1?1@1' �� ��� �� '� �� ��������� � �

������� 7A�B:#

��� �(� �� �� ��������� ���� �� ���� ���� ���������

������� ���� ���� �� � ��� �� ���� � ��� ����� �����

������ �� ��� ��� 2 AB .//0" 9.89C

� '���������� ����# ���#- �9;�C9;/�.C/A/5 � �- �9;�C9;/�.00;B#

&'�� ������- ���� D��#��#�� �# ����� "#

/C.<�;//<E/0EF 8 ��� ���� � ���� � .//0 1���)��� ����� 2#3# ��� ������ �����)��#

�GG- � / C . < � ; / / < / 0 " / / A B B � .

Page 2: An intelligent detector based on temperature modulation of a gas sensor with a digital signal processor

������ �� ������ ����% ������)��( ��%��# ��� �� ����

� )����� � )� ����- ������ ������� �� ��� ���� �� � ��

���� � ��)�� � ���*������ >/� 0// �� 9// �6," ��

������� )�� �� ) ���� � �) �� �� ��� ������� � ��� � ����

� ���# ��� �� ��� � � ������ � �� � �� �� $����� $

) ���� � �� �� ../8;./�' ������� � ��� �������)�

� ���� �# ���� �� ��������� ����� � ��� � ��� �����

������� ���� ���� � �� ����� ����� � )���� '�

���- < � � .#9< 3 �� 0/ � � /#< 3� '6; ���- 9 � �

.#9< 3� A � � /#< 3" 7C:# G� +��# 0 �� ������ �� (�� � �����

�� ���������#

� ������ �����

()�) *� "�������+ �� ������ �,������

+���� ��$ � � ��� ���� ��� �� � �������� ��� �����

����� � � �� ���������" � ��� � ���%�� �(����#

=��� �� � ������� ��� ��( ��� �������� ����� �

�������� �� ��� �� � ���� � ��� ����� �� � ��� � ���

� ��� ����� ��$��� ��� �� � ���� � � � ������ �

���� ��)��"# 2�� *��$�(� � � �� ����)�� �� +��# .� �� � �

������� ��� �� � ���� ����� � ��� � �������� �� ���

��������� � ���� � ��� ��������� � ������ �� ����� �#

� ����)� ��� ������ �� � ��� ������� �(� ��

�� ��������� ��� ���� ����� � ���� � �������� � �

��������#

�� ���� �� +��# 9� ��� �� �� � ����� ������� � ���

����� ������ �� ��( ��� ������� � '� � '6; ��

��� ��� �� �� �� �� � ��� ��� � ��� � ����� �� � ���#

G� ���� � ����)� ��� ������� �� ������� ���� �����

��- ���*���( �� � )� �� �� ��H���� � ��� �� �

���� ���� � ������� ���� ��������� �� ������ ���� ���

��������#

����� ���� �������� �( ���� ��� ��� ���� ������ � �

�� ���� ���� ��� ���� � �� ���� � )� �� ����� � � �(���

� ��� ����� ���� �� �� �)�� ���� ���� ������� ��� � ����

% ��� ����� �� ����� � ����� � ��)� +��# ;"# G� ���� ���

�� ���� ���� ��� � � � ��� � ��� ����� � � �(��� � ���

����� �������- %��� ����� � ����� �/� � � �� �A" ����

������� � ���*������ /8A// �6, �� ��� �������� � ���

�� ���� )��� �� � �������������� � �� �# � ��� ���

������� �� .! �� � �� � ����( ��� � ���� ����) ���

������ � ������ � �(��� �'�" � � ���� ����# ���

� ����� �������� ��� �'� ���� � $�� � )����( �� � ��

����� � ����� � )� �����% �� ������ �� ��� .! �� ���

����� )����#

��� ���� ��� ���( � � ���� � � ���� �� ��� �� ����

���� ��� ������� ��� ��� �����% �� ����� ���� � �

��� � �� ��� '� �� '6; � ���# G� ���� � � �����

�� � ��)� ����( � � ����� )�� ��� ���� ) �� ����-

� �� ���� �� �� � )���� ������ ������� �� ��� ���� ��

� ������ ��� ���� �"5

� �� ���� ���*���( >/� 0// �� 9// �6,"5

� )��� ��� ��, ���5

� �� ������ �� ���*���( ���� � ��������#

() ) �������+ ������

��� �) �� ��� � ��� ��������� ��� � � � �� �� �$�

� ��������� ) �����( �� ����� �� �'� ����# ������

���� 70/:� �� �� ������� � �� �� ��������� ������ �����

+��# 0# ����(�� ����� �� ��������� ���� ����� �� ��� � )����# ������ ����� ������� � ��� � ���� � ��� '6;� '� �� ��" ����� � � ��� �����

������� ���� '6; ���- 9 � � .#9< 3� A � � /#< 3"#

-) .���+ �� �) / !������ �� -������� � 0� 1 ���2 ( 3(4 99

Page 3: An intelligent detector based on temperature modulation of a gas sensor with a digital signal processor

��������� ��� ��� ��)���� �(� �� �� ��������� ��

�� ������ �����# ����� � � ������ � )� ���� �) �� ���-

���� ������ ���� ��� ��������� � � � ������ �� ����� �

���( ������� �������#

G��� ������ � � ����� �� ��� ��� � ��� ���� ���

� 1����� � ���� ��� ������� � ������ �������� � ���

� �� � �� � ������# G� ��� ��� � ��� ���� �� ���� ����

�� ,��� ������� �� � �� ��� � ������ ��� ��� � ��

+��# .# ��� ����� �� �� �� ��������� ���� '6; �"� '� �" �� �� �" �� �� ���� ��)���"# !�������� �(���� �� ���� � ��� ��� � � � ������ �� ����

��� �� �� �� ���������# ��� � ������ �� ����������� � � ���( �� � �� �� ��� ��� �� �� ���� ������ ���� ��)�� � ��� ����� �� ���� � )����#

��� � ������ �� ����� �� � �� ��� � ���#

+��# 9# ������ ������� � �� ����� � �(� �� �� ��������� � ��� '6; �� '� ���� ��� ���� � �� ���� � )����# ��� ���� ��� ��� ����� ���� ��

�� ���� ��� ��� � � ������ ���� ���( �� �� ��� ���� ��� ���� � � )���� � >/ �6,#

9; -) .���+ �� �) / !������ �� -������� � 0� 1 ���2 ( 3(4

Page 4: An intelligent detector based on temperature modulation of a gas sensor with a digital signal processor

� � �� �*� �� ��� �� � ���� ��� ��)� ) ��� ���� ���

��� ��� ������ � ����� ���� � ��� � ����� ���� ���

������#

!�������� �� ���� I*J �� ������ � ��� �� �� ��

��)� ��� � ��� ���� �� � 5 � ������ I67J �� ������

IJ ���� ��� ������ �� I J#

* � 0

5

�5

7�0

�67 � �� �0�.

��� ����� ���( ������ �� ���� I!7J ������� IJ �� I7J

������� �� �� ���� � � �� � I�7J ��� 1����� � ���� ��

��� I J ������ � I 7J"

!7 � * � *7

�7

� )���� 1����� � ���� �� ����� ��� � �� � ����

���� ��� �������� �������� � � � �)�� ���� �� � � ��

������ � �� ��� �� �����#

� ��� 0 ���� ��� ������� � )�� ��� � � ������

��� ��� ��� ��������� � ����� ���� ��� ��� ������# ���

���� ) ���� �� ��� �$�� �� ��� ������� �� �� �� ���� ���

�0 �� ��� ���� �K���)� ������������ ����� � ��� �����#

G� +��# <� �� �� ������ ��� ���� �� ������ ������ �� �����

� $��� . � � ��� ./ ����� � 0/ 6, � ������ ���*���(" �

��� ���� ������ ���� �� ������ ����� � ��� ����� �� ���

��*���� '6; ����� ���"� �� � �(,��� ��� �����

���� � ���� ��� ++�#

()() 8����� ����+����

��� ��� � ������ � � � � � �� ���� ��� ��� ��� �����

������� � ��� ������� � ���%�� �� ����� � ��&' �(����#

+��# ;# 4 � � ������ ��K���� �� ���� ���� ��� ����� � �� ����� �� ��� ���� ��� ���� � � )���� �� ++� � �� ���� ���� ��# ��� ������ ���� ���

��K���� � ���������� � � ������ ����� ��� �'� �� ����� ���# !�������� �(���� �� ���� � ��� ��� � � � ������ �� ���� ��� �(� �� �� ���������

��� ���� � � )���� �� ����"#

� ��� 0

+� ���� ���� ��� ) ��� ���

� ����� ���� ����

�)�� �� � � ����� �0 �. �9

G��� ������ ���� �� /#0<A /#>CC /#;9C

!�������� /#0;> /#></ /#;9/

����� ���( .#.0< .#9<B B#9>>

G� �� ���� ����� ����� � �� ������ ) ��� ��� � ��� � ��� �� ����� � ���� ������ ���� ��� ��������� �� ������ �� ����� ���( ������� ���������

�������# ��� ������� �� ����� � � ������ �� ���� � ����� ��� ���� �� ������ ����� � ��� ���� ���� ��� � ����� �� �������� ���� ���� � ��������

� �� �� ��� � ������"#� �0- ��� � ������ �� �� ���� � ��� ����� � � �(��� � ��� ���� ������ ���� ����� � ����� �� ���� � )����5 �.- ��� � ������ �� ��� � � ���� � �����

� ��� ���� ������ ���� ����� � ����� �� ���� � )���� �� ������ � �(���"5 �9- ��� � ������ �� ��� � � ���� � ����� � ��� �� ������ ���� ����� � �����

�� ���� � )���� �� ������ � �(���"#

-) .���+ �� �) / !������ �� -������� � 0� 1 ���2 ( 3(4 9<

Page 5: An intelligent detector based on temperature modulation of a gas sensor with a digital signal processor

G� ���� �� � ��� � ��� ��� ���*���� ������� ������ ��

������� ���� �� � ��� � � ��� � ������ 700:� ���� �

�����$� 70.:� ��� 709: � ��,,( �(����� 70;:#

=� �������� �� ����� ������ �� ������ ��� ��������

�������� ������� ��������� � ��� ��������� ����#

()()�) �� �

G� ��� � ���� ���� ��� +��# <"� ��� ��� � � ���� � �

���� ���� � �� � ��������� ��� ��&' �(����# ���

��� � �� ��� �� � ��� .! ���� � �� ���� *��$

������ � ������ ��� ���� ��� ������ � �) �� ���

� ���������� ������� � ���)� ������ � ������ �������

��# ��� ��� � �� ���� ��������� 70<:"# �� ���� ��

� ����� ��� ��� �� ������ �� +��# >#

+� �(���� �) �� ���� ��� � �� � ��� � � � �� � �� �

���������� �� ���� �� ��� ��� �� ������ � � �������� ��

) ��� ��� �������# �� ������ ���� �� � ���% ���

������� ���� �� ���� 0//L � ������% ��� �����" ����

��� ��� � .< ������#

������ �� ��� ��� �� ���� �� � ��� .#

()() ) �� ��

�� � �� ���� �� +��# ;� ��� ������� � '6; �� '� ��

)��( ��� � � � ����# ���)��� ���( �� ��)����� � ��

�� ���� ��( ��� � ���# +� ���� $��� � ������� ��� ��� �

� ����� �������� ��� ������ � ��� � �� ���� � ������ ���

� ���%�� �� ���� �� ��������� ��&' ������ �� � ��

� ���� � ��)����� ���� ��� �������# +���� �� � ��� �

�������)���� ��� ��� ���� ��� ������� �� ����� ����

���" ������� � ����� �������� ���� � ����# G� ����

������ ���� � ������� �� ���� � ����(�� �� � � � ��

� )��( �� � �� ��� �� �� ����� � ���� �� +��# A# �

��� ��� ���� ���� � ��� � ��� �������� �� ������� ��

70>:#

=��� ���� ���� ��&' ������ ��� ������� ���� ��� ��

� ��� 9 � )� ���� �� ����#

��� )�� �� ������% ��� ����� �� CCL ����� ���

������� � B ������ � �"# ��� ��� ����� ����)��� 0//L

����� ���� ;/ ������#

+��# <# 4 � � ������ ��K���� �� ���� ��� ++� �������� � ��� ���� ������ ���� ����� � ��� ����� �� ���� � )����# ��� ������ ���� ��� ��K����

� ���������� � � ������ ����� ��� �'� �� ����� ���# !�������� �(���� �� ���� � ��� ��� � � � ������ �� ���� ��� �(� �� �� ��������� �����

� )���� �� ����"#

� ��� .

������ �� � ��� ��&' �(���� ��

G���� � � �(���� �����

'6; '� ���

'6; 0< / /

'� / .> /

��� / / B

'������ � ���� ������� ������ � ���� � ������"#� ��� � ��� ���� ��� ������� � ��� �������� ��&' �(����# ��� �(����

���������� � � ����� ���� � ����� �� ������ ��� � � � ��#

� ��� 9

������ �� � ��� ��&' �(���� ��

G���� � � �(���� �����

'6; '� ���

'6; ;0 / /

'� 0 ;0 /

��� / / 9.

'������ � ���� ������� ������ � ���� � ������"#� ��� � ��� ���� ��� ������� � ��� �������� ��&' �(����# ��� �(����

���������� � � ����� ���� � ����� �� ������ ��� � � � ��#

9> -) .���+ �� �) / !������ �� -������� � 0� 1 ���2 ( 3(4

Page 6: An intelligent detector based on temperature modulation of a gas sensor with a digital signal processor

� ������ ��������������

�� ������ ��� �(����� ���� ��� �����( � �������� ���

� ������ � ��� �� ���� � ��� � ���� ���� ����� � �

��������# ���( ����� � ��)��� ���� ����- ��� �����

�� ��� !��#

G� ��� � ��� ������� ���� �� � � ���� ����� �( �

��������� �� )( � � �������� �������� � ++� ��

����%� � ?��� � ?����$�# ������ ���� ���� � � �� ���

�������� � �� � ���� ��� ����� �������� ��� � ��� ��

�� � ��� � ��� �!���.0/>0 ��� �� �� !�)��� �� �

���� �� ������ ��������� ��� � ��� ��������# G� ��

+��# ># ��� ��� < � < ������� '6; �"� '� �" �� �� "� ��� ����� �"" �� � � � ������ .; � ������ ������ �(����"# G� �� ���� ��� ��K���� � ��

�������� � ������ � �������" � ��� �����$� ���� ��� �� ����� � � ��� � � ������# @ ����� ������ �� �� �� � ��� �(���� �� ����� ��������� ���

������� � ���� � ��� ��� ���# �� ����� � ������ �� ���� �� ������ �(����#

+��# A# ��� �������� �(����� B � 0 ������" �� � � � ������ ������ 00< � �����"# ����� �����)���� ��� �������� �� ������# @ ����� ������ ��

�� �� � ��� �(���� �� �� ����� � ������ �� ���� �� ������ �(����#

-) .���+ �� �) / !������ �� -������� � 0� 1 ���2 ( 3(4 9A

Page 7: An intelligent detector based on temperature modulation of a gas sensor with a digital signal processor

9.���� H ���� ���� ������ ���� .< �� (�� ���� �� ���

�6�&' ��������� �������� ���� � ������� �� ��)����

0/.; ���� ++� �� /#;> ��# ��� !�� ���� �� �������-

++� ��������� ���� � ��� ���� ��� � ����� ��� ������

�� ��� � ���% ��� �������# ������� ��(� �� ���� � )��

��� ���� � �� ������ ��� �� ��� ���� �� ������

������ ���� ���� � ��� � � �����#

� �����������

��� ����( ����� )�� ��� �(� �� �� �� �� �� �����

����� � � ����� � ������� �� ��� �) �� ��� � ���

����� �� ����� �� ���� � �� �� ��� � ����, ��� � ���

����� ��� ���� ��� ��� ������ � � �����# 1���������

� � ���� �� ���� � �������� ���� ������ ������ � ���

� ���% ��� ������ �� � ��� � ��� ����� �����#

2������� �(���� �� � ��$ � � ���� ��������� �� ���

������� � ��� ���� ���� ��� �� �� �� �(� �� �� �

������ )��� ��� ��, ���� ���� � ��������� ��#" ���� ���

) ��� ��� � ��� ��������� ���� ����� ��� � ���% ���

�� ��#

������ � ��� )��� ��� ��, ��� ���� �� ���� ���

��������� ������� � ����) �� ������� � �� ������

��# ���( �� ����� ��� � � � )��� ������ ����

��� �� �� �� ��)� ��� ���� ������,��� ��� ��� ��)�

���� �� �� ���� � ����� ) ����# ��� ���� ����� ���� ��

��� � ��� %��� �� ��� ��� ������ �� ��������� �� ���

�� ������"# � ����� �� ����� ��� ���� �� ������ �� �� ��#

� �� ���� %� � �������#

G� �������� � ��� ���� ��� ��������� ��� �� � � �

������" �� � � ���� ������� �� ��� ���� ��� �

�(� �� �� ��������� � � � ������ ���� � � ����

��&' �������� �� �� ������� � �������( ��)�� � � ��� ��

� �������� ���� ���� ������ � ���� �����( MCCL"#

+�� ��(� ��� � ��� �� ������� ������ � � ���� � $��

��� ���� �� �� � � ���� ������ �(���� ���� ��� ��

��� ��������� ��� � ��� ������� ������,��� � ��� �� �

������ � � ����� �� !�� ������� �� ������ ���

������� � ������ ������ �� ��� ����� ���

������ � �� ���� � ���� ���� ������ �� �������#

+�� ���)��� ��$� �� ������ ���� ���� ��� ���� ���

���� �� ����������� ��� �� � �� ������ �(����

�������� � ����� ������ ���� ����� � ��)��� �����

�������"5 ��� ������ �� ��� ���� ���� �� ������ �����

��� ��*����� ������� ��� �� �� �� � )����� �

���� � ��� � ����� ��� �������� � � �����"5 ��� ��$

��� � � �� ��������� ����� �� ��&' ��������5 ��

��� �������( � �) �� �� ��� �� ������ �� � ���% ���

�� ���#

����������

70: �#�# @��� 2#�# &���(� ������ ���� ���� ��� �� ��������� � �

�������� ����# ��� ��� 2 >/ 0CCC" 9<8;.#

7.: �# 6������ ?# 2 �� �� �#=# 4 ������ �� �#� 4 � �������� ��� �(

���� ���� ������ ����� � ���.�� ��� ���$ ���� ������� ����#

��� ��� 2 ;9 0CCA" ;<8<0#

79: @# & ���� �# N���� �� �#� � �� � ��)� ����( � ���� � ��������

�����*��� �� ��������� �������� � � ����� ���� �� ��� �

������ � ���"� ����# ��� ��� 2 ;0 0CCA" 0/<80./#

7;: �#�# N���� @# & ���� �#�# ��)(� ��- =# ������( 6���� 1�#"� �

�(���� �� ���� � �� ������ ������� �� '���� � 4 �

������# 1������ ?��� O ����� ��� (�2 ��� �(������ !�����

�� ����� ����� ��#!# ������� +�G'� 0CCC� ��# 0/980..#

7<: &#1# ' )���� �#�# ������� N#4# N������� �# 4 �� �� ������,��

������ ���������� ��*����� �� ��� ������ � ���� ��( ������

������� � ������ ��� �������� �� � � ������� ����# ��� ��� 2

99 0CC>" 0;980;>#

7>: P# N �� N# P���$ � � �# N��� � ������ �������������� �(� ��

������� �� ���� ��� *� ���� ��� �� *� ����� ��� � � ��� �(

������ ������ ����# ��� ��� 2 ;/ 0CCA" 9989A#

7A: '1?1@1' ����� � '������� �' 00>� 1����� � ��� � ��� ��

��� !������ � '����� ��� 4 ��� �� !����� ��������� ��</0C;�

+�� � !� �� 1���� � �� �� ��� ���( 0CCA#

7B: '1?1@1' ����� � '������� 1����� � ��� � ��� �� ���

!������ � ' ��� ������ �� !����� ��������� ��</.C0�

+�� � !� �� 1���� � �� �� ��� ������ 0CCA#

7C: ����(�� ! � ������ ���� �� 4 � ����� ��'��0.0/� �� ' ���

������4 ��������'��000/�����'���� ��(�������� 0CCC#

70/: !#@# ! )���� !#=# 2������ � ������ ��� � ��� �� ����� G111

�� ��# � ����� �� �# � ���� G�����# ���G�0 ." 0CAC" ..;8..A#

700: �#=# 4 ������ �#?# 2 ������ ������ �� �����( �(����� �� �

1������ ?��� N����� � ���� ����������� !������� 0CC0#

70.: 1# @����� �# 2��,���� �� �#� Q� ��� ��)� �� *� ���� ��)� � �(��� �

)� ���� �� �� ������ ����� �� ������ ������� �� ��� �(��� ��

�������� � ���$����� ��� ���� � � ����� �� (� ����# ��� ��� 2

;0 0CCA" 098.0#

709: '# !� ? � ��� �# � �� �� �� �#� 1���������� �������� ��

� � � �(��� ����� ������� ��,��� � �� �� �# ��# �����# B

0CCA" 0.9>80.;9#

70;: =# ����� R# ���� � �)�� �������� ����� �� ������� ���

����� ������ � ���� � �����$ �� ��,,( ��������� ����#

��� ���# 2 9A 0CC>" 0>C80A;#

70<: �# � �� �# ����� � �# � ��� �# � ������� 4 � �������� ��� ���� ���

���� ����� �� ( �� ���� �� ��,��� � ��- � ���)� ������ �

������ ������ G111 �� ��# G������# �� �# ;A 0" 0CCA" 90>89.0#

70>: �# ����� � �# � �� �# ������� �# � ������� �� ������ � �����

�������� �(���� �� ������� ����� ��- ��������� � ��� >��

G����� ��� � �(������ � ��� ��� O 1������ ?��� ��S�������

4��� �(� ./8.. ��������� 0CCC� ��# 0A<80AB#

������!���

-����� .���+ ����)�� ��� 21 �� ��������� ���� 1���������� ���

��� & �� @���� T��)�����(� 0CC.� �� �� 1������ 1���������� ���

2 ���� T��)�����(� 0CC<# ���� 0CC>� �� � � ���� ��$��� �� ��� ���

��! ������ �� ����������� � � �������# 6� �� � ����� �� ������� ��

����� � ���� � ��������# 6�� � �� �� � � �������� �� �) ��� ���� �

�������� �����*��� �� � ����� �������� ������ � ������� ����#

!��+� ���� �� ���� �� ������� � ��� T��)����� � �� 2 ����

���� 0CC<# 6� ����)�� ��� 2� ������ �� ��(��� ��� 2 ����

T��)�����( �� 0CBB� �� �� 0CC9� ��� ��! ��� ��� !�� �� ���� �� +UV��

���� � � 1����W�� T��)����� � �� 2 ���� "# 6�� ������ ���� ��

�������� �� ��� ��������� ����� ��� �� ���� � ����(����� �� ���

��)������� � ����������� � � ����� �� (�#

-��, 8���� ����)�� ��� 2� ������ �� ��(��� ��� T��)�����( �

2 ���� �� 0CC> �� ��� 11 ������ �� 0CCC# ��� ���� ���� (� � �� � �

9B -) .���+ �� �) / !������ �� -������� � 0� 1 ���2 ( 3(4

Page 8: An intelligent detector based on temperature modulation of a gas sensor with a digital signal processor

���� ��$��� �� ��� ��! ������ �� ��� ��� ������� ����# 6�� � �� �� �

� �������� �� � ����� ��������� ���� � �������� �� �������� �(�����#

9����� !:���� ����)�� ��� 21 �� 1������ 1���������� ��� ���

T��)�����( � 2���� ��� P���� )� �� 0CC># ���� ��� � �� (� �� �� � � ����

��$��� �� ��� ��� ��! ������ �� ������� ���� �� ������� ������ ��

��� T��)�����( � 2 ���� # 6�� � �� �� � � �������� �� ������ � ���� �

�����$� �� ��,,( ����� ��� ���� � �������� �����*���#

-����� 8��� ����)�� ��� !���� �� ��(��� �� 0CC0 �� ��� ��! ���

��� !�� �� ���� �J1����W�� �� ./// ��� � T��)����� � �� 2 ���� "#

6� �� � ������ �� ������� �� 1������ 1���������� �� ��� ������

���� �� �� ����� � ���� � �������� �� � � ������ �� � �����

��������#

;���" !���� �� +��� ������� � ��� T��)�����( � 2 ���� ����

+���� �( 0CC<# �� ��� �������� �� ��� ���� ��� ��K��� �� 1������

G��������� ��� � ��� 1������ 1���������� &O! ��)�����# 6� ����)��

��� ��! �� 0CB> ��� ��� T��)�����( � 2 ���� # '������ ���� �� ��

��)����� ��K��� ���� ��� ������� ���� �� ���� � ��������� �

����(����� �� ��� ������ � ������ � ������ �� ������ ��

����(�����#

-) .���+ �� �) / !������ �� -������� � 0� 1 ���2 ( 3(4 9C