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2021 年度 研究成果報告書

部分空間Prony法に基づく信号成分の同定に基づく匂いセンシングの実現

研究課題

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研究課題/領域番号 19K04445
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21040:制御およびシステム工学関連
研究機関金沢工業大学

研究代表者

竹井 義法  金沢工業大学, 工学部, 教授 (30350755)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードガスセンサ / 部分空間法 / 信号処理
研究成果の概要

本研究は,匂いセンサシステムの実現に向けて,フロー系を模擬したステップ入力に対するガスセンサ応答モデル,すなわち,ガス供給からガスセンサへの導通経路に至る測定系全体の特性を内包するガスセンサ応答波形の伝達特性について,センサ特性の変化やフロー系に起因するオーバーシュートやドリフト成分と,ガス・ガスセンサ素子(材料)の組合せで決定される反応速度定数を,部分空間Prony法によって推定,分離することを検討し,工高次の応答モデルとなるガスセンサ応答波形からガス種依存の特徴抽出が可能となることを明らかにした.

自由記述の分野

システム同定,化学センサシステム

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,匂いセンサシステムの構築に向けたガスセンサの応答解析手法を検討したものである.ガスセンサから得られるステップ応答波形から,その構成成分を推定,分離することは単に応答波形の良い近似が得られるだけでなく,その結果が解釈可能なものでなければならない.本研究では,ガスセンサ表面とガス分子との吸着過程が一次応答となる等の実システムにおいて考慮すべき前提条件を先験情報として用いることで解釈可能なガスセンサ応答モデルのパラメータ推定が可能であることを示した.今後は,ターゲットとなる成分以外に排除すべき成分を同時に含んでいることが想定される呼気診断の実現等への応用を検討する予定である.

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公開日: 2023-01-30  

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