Please use this identifier to cite or link to this item: http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/79178
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorDamorn Bundhurat-
dc.contributor.authorPhongprapan Kantakaewen_US
dc.contributor.otherViboon Changrue-
dc.contributor.otherNatawut Neamsorn-
dc.date.accessioned2023-11-13T16:07:12Z-
dc.date.available2023-11-13T16:07:12Z-
dc.date.issued2023-08-
dc.identifier.urihttp://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/79178-
dc.description.abstractThe objective of this research is to design the gas flow pattern entering an array of gas sensors to achieve the highest signal response from the sensor group or the maximum efficiency. Additionally, the study aims to develop methods for analyzing signal data from the gas sensor group during periods of maximum slope changes (transient features). The researchers designed and constructed an electronic nose chamber capable of installing flow pattern adjustment models, along with designing gas flow pattern adjustment devices for the electronic nose chamber in 4 formats. These formats include 1 laminar flow pattern and 3 turbulent flow patterns. Subsequently, all 4 pattern models were utilized to perform computational fluid dynamics simulations of the airflow entering the electronic nose chamber at a flow rate of 0.4 l/min. using the ANSYS program. The obtained results align with the research objectives. Afterward, physical models were fabricated using three-dimensional printing techniques and subjected to testing with real devices. Smoke tests were conducted to observe the behavior of the airflow entering the electronic nose chamber. The observed behavior closely matched the characteristics of the developed computational fluid dynamics model, thus enhancing the credibility and reliability of the simulation model. Subsequently, samples of rancid odor in brown rice were prepared by subjecting the rice to light-induced aging and accelerating the reaction with oxygen gas at a temperature of 40 oC over a period of 1 month. The non-rancid odor in brown rice samples were then tested using the electronic nose equipped with the flow pattern adjustment device. The obtained samples were sent to a laboratory to analyze the chemical components using the SPME-GC-MS method to confirm the quality of the samples used for testing. Following this, the researchers initiated olfactory tests using the electronic nose, conducting a total of 800 tests. The resulting data were processed and refined to ensure smooth signal values. This processing was done to extract the response signal values from the sensor group during both the transient state and steady state. As a result of this processing, the dataset expanded by a factor of 2, resulting in a total of 2,400 data points. Subsequently, the gathered data were analyzed to establish relationships, and prediction equations were created using Partial Least Square Regression (PLSR) technique in The Unscrambler software. Upon careful consideration and comparison of the accuracy of the predictive equations, it was found that the model adjusted for flow pattern and signal data range had the most accurate and high-precision predictions. Specifically, Turbulent Flow Model 1 at 50% transient state based on the maximum signal slope demonstrated the highest accuracy. With a decision coefficient (R-squared) value of 0.9749 and a minimal Bias value of 0.000181, it excelled in capturing the dynamics of the signal. However, it's important to note that using signals from the steady-state range also yielded results with similar efficiency, providing good outcomes for all the remaining flow pattern models, which approached an R-squared value of nearly 1, in general.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherChiang Mai : Graduate School, Chiang Mai Universityen_US
dc.titleEffectiveness improvement of electronic nose by modifying flow pattern of gas carrier combined with transient data analysisen_US
dc.title.alternativeการปรับปรุงประสิทธิผลของจมูกอิเล็กทรอนิกส์โดยการปรับเปลี่ยนรูปแบบการไหลของแก๊สพาหะร่วมกับการวิเคราะห์ข้อมูลช่วงเวลาชั่วครู่en_US
dc.typeThesis
thailis.controlvocab.lcshGas-
thailis.controlvocab.lcshGas flow-
thailis.controlvocab.lcshElectronic nose-
thesis.degreedoctoralen_US
thesis.description.thaiAbstractงานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อการออกแบบรูปแบบการไหลของแก๊สพาหะที่เข้าสู่กลุ่มเซ็นเซอร์แก๊สแล้วให้ผลสัญญาณการตอบสนองจากกลุ่มเซ็นเซอร์สูงสุด หรือมีประสิทธิภาพมากที่สุด รวมถึงการพัฒนาวิธีการวิเคราะห์ข้อมูลสัญญาณจากกลุ่มเซ็นเซอร์แก๊สในช่วงการเปลี่ยนแปลงความชันสูงสุด (transient features) โดยผู้วิจัยได้ออกแบบและสร้างห้องจมูกอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถติดตั้งแบบจำลองการปรับรูปแบบการไหล ร่วมกับการออกแบบอุปกรณ์การปรับรูปแบบการไหลของแก็สพาหะสำหรับห้องจมูกอิเล็กทรอนิกส์ไว้ 4 รูปแบบ ประกอบไปด้วย รูปแบบการไหลแบบราบเรียบ จำนวน 1 รูปแบบ และรูปแบบการไหลแบบปั่นป่วน จำนวน 3 รูปแบบ แล้วจึงนำรูปแบบทั้งหมด 4 รูปแบบไปคำนวณเชิงพลศาสตร์ของไหลในการจำลองรูปแบบการไหลของกระแสอากาศที่ไหลเข้าสู่ห้องจมูกอิเล็กทรอนิกส์ ด้วยอัตราการไหลที่ 0.4 ลิตรต่อนาที ด้วยโปรแกรม ANSYS ซึ่งได้ผลลัพธ์เป็นไปตามวัตถุประสงค์ จากนั้นได้ทำการขึ้นรูปด้วยวิธีการพิมพ์สามมิติแล้วนำไปทดสอบกับอุปกรณ์จริง ด้วยการใช้ควันทดสอบเพื่อสังเกตพฤติกรรมของกระแสอากาศที่ไหลเข้าสู่ห้องจมูกอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งมีลักษณะสอดคล้องกับแบบจำลองการไหลเชิงพลศาสตร์ที่ได้ทำขึ้น และทำให้แบบจำลองมีความน่าเชื่อถือ จากนั้นได้นำตัวอย่างข้าวกล้องที่มีกลิ่นหืน โดยการเตรียมข้าวกล้องด้วยวิธีการบ่มด้วยแสง และทำการเร่งปฏิกิริยาด้วยแก็สออกซิเจน ที่อุณหภูมิ 40 องศาเซลเซียส ใช้เวลา 1 เดือน และในส่วนข้าวกล้องที่ไม่มีกลิ่นหืนมาทดสอบกับจมูกอิเล็กทรอนิกส์ที่ติดตั้งอุปกรณ์การปรับรูปแบบการไหลที่ทำไว้ แล้วจึงนำตัวอย่างไปส่งตรวจคุณสมบัติขององค์ประกอบทางทางเคมี ในห้องปฏิบัติการ ด้วยวิธี SPME-GC-MS เพื่อใช้ยืนยันถึงคุณภาพตัวอย่างที่นำมาใช้ทดสอบ หลังจากนั้นผู้วิจัยจึงเริ่มทำการทดสอบการดมกลิ่นด้วยเครื่องจมูกอิเล็กทรอนิกส์ ทั้งหมด 800 ครั้ง และได้นำข้อมูลที่ได้มาสังเคราะห์และปรับข้อมูลสัญญาณให้มีความราบเรียบ เพื่อจะได้ค่าสัญญาณการตอบสนองจากกลุ่มเซ็นเซอร์ไปพิจารณาช่วง transient state 2 ช่วง และ steady state ซึ่งจะส่งผลให้มีข้อมูลตัวอย่างเพิ่มขึ้นอีก 2 เท่าจากเดิม รวมมีข้อมูล 2,400 ข้อมูล แล้วจึงนำข้อมูลดังกล่าวมาวิเคราะห์สหสัมพันธ์ รวมไปถึงการสร้างสมการการทำนายด้วยโปรแกรม The Unscrambler ด้วยเทคนิคการวิเคราะห์กำลังสองน้อยสุดบางส่วน (PLS-Regression) และพิจารณาเปรียบเทียบความถูกต้องของสมการการทำนายที่ได้โดยพบว่าแบบจำลองที่ปรับรูปแบบการไหลและช่วงของข้อมูลสัญญาณที่ใช้ที่ส่งผลให้สมการการทำนายที่ให้ความถูกต้องแม่นยำสูงสุด คือ แบบจำลองการไหลแบบปั่นป่วนที่ 1 ในช่วง transient state ที่ 50 เปอร์เซ็นต์ของความชันสัญญาณสูงสุดของสัญญาณการตอบสนอง พิจารณาจากค่าสัมประสิทธิ์การตัดสินใจพหุคูณ R2 = 0.9749 และมีค่า Bias = 0.000181 อย่างไรก็ตามการใช้สัญญาณการตอบสนองที่ช่วง steady state ก็มีประสิทธิภาพใกล้เคียงกัน และยังให้ผลลัพธ์ที่ดีสำหรับ แบบจำลองการปรับรูปแบบการไหลที่เหลือ ซึ่งมีค่า R2 เข้าใกล้ 1 โดยรวมทั้งหมดen_US
Appears in Collections:ENG: Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
600651018-Phongprapan Kantakaew.pdf5.5 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy


Items in CMUIR are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.