Iskanje po katalogu digitalne knjižnice

Opis: Diplomsko delo opisuje razvoj in izdelavo vgrajenega sistema za odkrivanje in javljanje požarov, ki s pomočjo optičnega senzorja zazna začetni požar in nas na to opozori preko zvočnega signala in sms sporočila preko gsm vmesnika. Glavna naloga sistema za odkrivanje in javljanje požarov je, da uspešno in učinkovito zazna potencialen požar v čim bolj zgodnji fazi požara in nas na to v čim krajšem času opozori, da je moč še uspešno ukrepati in preprečiti katastrofo. V diplomskem delu so na kratko predstavljeni nekateri osnovni pojmi za razumevanje in uspešno načrtovanje javljalnika požara. Opisano je celotno načrtovanje vgrajenega sistema ter nekateri glavni elementi sistema.
Ključne besede: vgrajen sistem, požar, odkrivanje in javljanje požara, gsm vmesnik, optični senzor
Objavljeno v DKUM: 11.12.2019; Ogledov: 1678; Prenosov: 316
Celotno besedilo (1,69 MB)

Opis: Pri spremljanju kvalitete vode moramo upoštevati mnogo različnih kemijsko-fizikalnih parametrov. V tem magistrskem delu se podrobneje dotaknemo vsebnosti dveh nutrientov; dušika in fosforja (oziroma amonijaka in fosfatnih ionov), kot predstavnikov anorganskih parametrov vode. Pri obeh analitih (amonijak - NH3 in fosfatni ion - PO43-) se soočamo tudi s problematiko njunega zaznavanja v vodnih medijih. V primeru NH3 trenutne razpoložljive metode ne omogočajo določevanja neioniziranega amonijaka (NH3), ločeno od amonijevega iona (NH4+), ki je znatno manj toksičen. V primeru PO43-, ki je znan povzročitelj evrofikacije, se poslužujemo spektrometrijske metode z amonijevim molibdatom, ki pa prav tako ne omogoča neposrednega in kontinuiranega zaznavanja analita v vodi. V predloženem magistrskem delu smo predstavili razvoj novih senzorskih receptorjev za optično zaznavanje in določevanje koncentracije neioniziranega amonijaka (NH3) in fosfatnih ionov (PO43-) v vodi. Uporabljeni indikatorji, ki so občutljivi na amonijak in fosfate, so kolorimetrični indikatorji (bromofenol modro – BPB, bromokrezol zeleno – BCG) oziroma lantanidni kompleksi (evropijev-tetraciklinski kompleks in terbijev kompleks), ki smo jih preko sol-gel postopka imobilizirali v polimerno osnovo ter nanesli na stekleni nosilec. Optični analizni metodi, ki smo ju uporabljali za zaznavanje analitov pa sta absorpcija in fluorescenca (oziroma fosforescenca). Razviti senzorski receptorji za zaznavanje NH3 omogočajo določevanje koncentracij analita v območju med 0,1 in 67,7 mg/L NH3 in v pH območju relevantnem po slovenski zakonodaji (pH 6,5-9). Pri razvoju senzorskih receptorjev za zaznavanje PO43- pa smo naleteli na nekaj težav, zato poleg rezultatov podajamo tudi možnosti in usmeritve za nadaljnje izboljšave.
Ključne besede: amonijak, fosfatni ion, optični kemijski senzor, sol-gel, absorpcija, fluorescenca.
Objavljeno v DKUM: 24.03.2016; Ogledov: 2984; Prenosov: 155
Celotno besedilo (2,80 MB)

Ključne besede: organofosfati, optični kemijski senzor, sol-gel membrana, patent
Objavljeno v DKUM: 10.07.2015; Ogledov: 4206; Prenosov: 33
Povezava na celotno besedilo

Opis: Doktorska disertacija je razdeljena na več sklopov, v katerih smo poskušali poglobiti dosedanje raziskave na področju optičnega senzorja kisika na osnovi 4,7 - difenil - 1,10 - fenantrolin rutenijevega(II) diklorid kompleksa - (Ru(dpp)3). Namen doktorskega dela je bila izboljšava optičnih lastnosti in odziva senzorjev na osnovi Ru(dpp)3. Lastnosti senzorja smo dodatno raziskali s poudarkom na preučevanju različnih tehnik izdelave senzorjev, spreminjanja koncentracij barvila, aplikacije različnih polimernih nosilcev, vpliva potencialnih interferenčnih plinov in vključevanja nanodelcev. Izdelali smo tankoslojne optične senzorje kisika s pomočjo različnih tehnik nanosa senzorskih raztopin (»spin coating« tehnike, s pomočjo naprave za tanke nanose in s pomočjo mehanskega nanosa). Namen je bil pripraviti najbolj homogen nanos senzorske raztopine in tako dobiti najbolj optimalne lastnosti senzorjev. Nanašanje senzorske raztopine s pomočjo mehanskega nanosa je enostavna in cenovno najbolj ugodna tehnika. Vendar se ta tehnika ni izkazala kot najprimernejša, saj je težko zagotoviti popolnoma homogen nanos po celotni senzorski površini. Ugotovili smo, da je glavna prednost uporabe »spin coating-a« ta, da je tehnika hitra, enostavna za uporabo in primerna za nanos majhnih volumnov. Omogoča izdelavo več serij senzorjev z različnimi lastnostmi ob minimalni porabi reagentov. »Spin coating« se je izkazal kot učinkovita metoda za nanos senzorskih raztopin v laboratorijskem merilu, vendar je po celotni senzorski površini težko pripraviti popolnoma homogen nanos (150 µL senzorske raztopine, 80 mg Ru(dpp)3, kloroform, silikon E41, folija Dataline, program na »Spin coater-ju«: 1. korak: 750 obr.  3 s, 2. korak: 300 obr.  3 s in 3. korak: 150 obr.  3 s). Kot najprimernejša tehnika za nanos senzorskih raztopin se je izkazala metoda nanosa senzorske raztopine s pomočjo naprave za tanke nanose, kjer smo nanašali senzorske raztopine v debelini: 10 µm, 15 µm, 20 µm, 25 µm, 30 µm, 40 µm in 50 µm. Ta način izdelave omogoča najbolj homogen nanos senzorske raztopine, postopek je hiter, enostaven in omogoča izdelavo večjih količin senzorjev s ponovljivimi lastnostmi. Ugotovili smo, da so se z dodajanjem različnih kovinskih nanodelcev in Triton - X, karakteristike senzorjev izboljšale. Pri uporabi senzorjev v realnih pogojih smo spremljali vsebnost kisika med postopkom biološke razgradnje, kjer imajo elektrokemijski senzorji omejitve. Elektrode iz plemenitih kovin, ki reagirajo s korozivnimi plini, zato niso primerne za tovrstne aplikacije. S pomočjo optičnega senzorja kisika na osnovi Ru(dpp)3 smo spremljali koncentracijo kisika pri razgradnji organskih odpadkov; le-ta je ključnega pomena pri proizvodnji komposta. Študirali smo tudi razgradnjo mešanih organskih odpadkov s pomočjo mikroorganizmov v avtomatskem kompostniku, ki je učinkovitejši način, v kolikor se odločimo za kompostiranje na domu. Za optimalno delovanje avtomatskega kompostnika so potrebne še dodatne študije, ki bodo vključevale drugačne pogoje kompostiranja (različne substrate in mešanice substratov, selekcionirane mikroorganizme, spremljanje nastanka plinov itd.). Tretjo uporabnost razvitega senzorja smo preizkusili na področju meritev sestave bioplina. Merjenja, ki se lahko izvajajo on-line ali in-situ nam lahko povedo bistveno več o samem procesu in tako dajejo možnost vplivanja ter optimizacije procesa nastanka bioplina. Z merjenjem koncentracije kisika v pilotnem bioreaktorju smo dokazali, da je optični senzor kisika primeren tudi za merjenje kisika v bioplinu. Senzor ima sledeče prednosti: je enostaven za uporabo in omogoča meritve v vodi ali v plinskih fazi, je eksplozijsko varen in z njim lahko izvajamo meritve v vrtinah, kjer je podtlak ali nadtlak.
Ključne besede: 4, 7 - difenil-1, 10-fenantrolin rutenijev(II) diklorid kompleks, optični senzor kisika, spin coating, kisik, bioplin, interference, mešalna komora, kompost, mešanje plinov, nanodelci
Objavljeno v DKUM: 29.11.2013; Ogledov: 2937; Prenosov: 241
Celotno besedilo (4,84 MB)

Opis: V doktorski disertaciji raziskujemo nove pristope, ki za nemoteče spremljanje človekovih vitalnih funkcij temeljijo na razgradnji optičnih interferenčnih in inercijskih signalov. Uporabljamo optični interferometer. Gre za izredno občutljiv senzor, ki je ob posrednem ali neposrednem stiku s človeškim telesom sposoben zaznati še tako majhne perturbacije, povzročene z mehanskimi in akustičnimi vplivi človekovih vitalnih funkcij. Njihovi prispevki so superponirani v interferenčnem signalu. Uvajamo nove dekompozicijske postopke, ki iz takega sestavljenega signala izluščijo prispevke posameznih opazovanih vitalnih funkcij. Inercijske signale, ki opredeljujejo človekovo gibanje, zajemamo s pospeškometrom. Izmerjeni pospeški so primerni za analizo in identifikacijo hoje. Analizni postopek poudarja ciklostacionarne lastnosti hoje s pomočjo statistik višjih redov. V začetnem poglavju pregledamo trenutno stanje tehnike na področju nemotečega spremljanja in analize vitalnih funkcij. Razložimo fiziološke značilnosti, ki so pomembne pri spremljanju človekovih vitalnih znakov. Razpoznavamo jih z razvitimi algoritmi iz nemotečih meritev, hkrati pa jih uporabljamo za referenco. Posvečamo se predvsem srčnemu utripu, dihanju in gibanju. V posebnem poglavju podrobneje predstavimo tudi optični interferometer, ki ima kot senzor najpomembnejšo vlogo pri naših raziskavah. Pri snovanju metodološkega aparata smo morali najprej razviti različne pristope za demodulacijo interferenčnih signalov. Ti so namreč frekvenčno modulirani, zato pomeni demodulacija uvodni korak v njihovo razgradnjo. Metode za razgradnjo optičnih interferenčnih signalov temeljijo na različnih fizioloških značilnosti vitalnih funkcij, katerih energijska vsebina prevladuje v različnih frekvenčnih pasovih. Pristopi, ki smo jih razvili in raziskali, temeljijo na skupinah filtrov, časovno-frekvenčni analizi, časovno-merilni analizi, nelinearnem razširjanju in večkanalni dekompoziciji, nevronskih mrežah ter nazadnje še večmetodnem pristopu. Točnost razpoznavanja srčnih utripov dodatno izboljšamo z optimiziranim določanjem njihovih pojavljanj v času. Optimizacijo opravimo s statističnima analizama dvodimenzionalnih histogramov in največje izkustvene verjetnosti. Predstavimo tudi nov postopek za analizo hoje, ki temelji na statistikah višjih redov in je sposoben razpoznavati različne osebe in načine hoje, hkrati pa sklepati o njihovi medsebojni podobnosti. Uspešnost razvitih metod ovrednotimo z več eksperimenti. Optični interferometer uporabljamo kot posteljni in telesni senzor, meritve pa smo izvedli v nadzorovanih laboratorijskih pogojih. Sledili smo dvema protokoloma: opazovanci so mirovali ali pa so bili telesno aktivni, tako da smo dosegli spremenljiv pulz. S pospeškometri smo merili tudi parametre hoje. Potrdili smo, ali je možno samo iz pospeškov pri hoji ugotavljati identiteto opazovancev in razločevati med njihovimi različnimi načini hoje, pa tudi, kakšen vpliv imajo na hojo različne trdne podlage. Rezultati, ki smo jih dobili z ovrednotenjem eksperimentalnih podatkov, so pokazali visoko učinkovitost in točnost. Predlagani pristopi za razgradnjo optičnih interferenčnih signalov so povsem primerljivi z rezultati obstoječih metod za nemoteče spremljanje vitalnih funkcij ali pa jih celo presegajo. Podobno pokažemo tudi za postopek, ki analizira in identificira hojo.
Ključne besede: biomedicinska tehnika, obdelava signalov, sestavljeni biomedicinski signali, posteljni senzor, telesni senzor, optični senzor, interferometrija, pospeškometer, človekove vitalne funkcije, razpoznavanje srčnega utripa, razpoznavanje dihanja, analiza hoje, balistokardiogram, fonokardiogram, elektrokardiogram, filtri, časovno-frekvenčna analiza, večločljivostna analiza, indeks aktivnosti, kompenzacija konvolucijskih jeder, nevronske mreže, večmetodni pristop, največja izkustvena verjetnost, statisti
Objavljeno v DKUM: 12.04.2013; Ogledov: 2510; Prenosov: 263
Celotno besedilo (9,56 MB)