Чувствительность с повышенной флуктуацией - Fluctuation-enhanced sensing

Чувствительность с повышенной флуктуацией (ФЭС) представляет собой особый тип химического или биологического зондирования, в котором стохастическая составляющая, шум, сигнала датчика.[1] Каскады, следующие за датчиком в системе FES, обычно содержат фильтры и предусилитель (ы) для извлечения и усиления стохастических компонентов сигнала, которые обычно представляют собой микроскопические временные флуктуации, которые на несколько порядков слабее сигнала датчика. Затем выбраны статистические свойства усиленного шум анализируются, и генерируется соответствующий шаблон как стохастический отпечаток обнаруженного агента. Часто спектр плотности мощности стохастического сигнала используется в качестве выходного паттерна, однако FES оказалась эффективной и с более продвинутыми методами, такими как статистика высшего порядка.

История

В течение 1990-х годов несколько авторов (например, Бруно Нери и его коллеги, Питер Готвальд и Бела Сентпали) предложили использовать спектр измеряемого шума для получения информации об окружающих химических условиях. Однако первое систематическое предложение по универсальному электронный нос использование химических сенсоров в режиме FES и соответствующий математический анализ с экспериментальной демонстрацией были выполнены только в 1999 г. Ласло Б. Киш, Роберт Вайтай и К.Г. Гранквист[2] в Уппсальский университет. Название «зондирование с усилением флуктуаций» было придумано Джоном Аудией (ВМС США ), в 2001 году, узнав об опубликованной схеме.

В течение многих лет FES был разработан и продемонстрирован во многих исследованиях с различными типами сенсоров и агентов в химических и биологических системах. Бактерии также были обнаружены и идентифицированы с помощью FES либо по запаху в воздухе, либо по запаху.[3][4] или "СЕПТИК «метод в жидкой фазе.

В период 2006–2009 гг. Signal Processing Inc (Чиман Кван) разработал портативное устройство FES в сотрудничестве с Техасский университет A&M (Ласло Б. Киш) и Сегедский университет (Золтан Гингл и Питер Хеслер ). Усилия исследовать статистика высшего порядка для целей ФЭС возглавили Януш Смулко.[5] SPAWAR (ВМС США ) связанные с FES проекты возглавлял Габор Шмера (см. ВМС США патентный сайт ниже).

Рекомендации

  1. ^ Роберт Мингес; Золтан Гингл; Акос Куковец; Золтан Конья; Кристиан Кордас; Ханну Мойланен (2011). «Компактная USB-система измерения и анализа для улучшенного определения флуктуаций в реальном времени». 2011 21-я Международная конференция по шуму и колебаниям. 21. С. 385–388. arXiv:1102.2446. Дои:10.1109 / ICNF.2011.5994350. ISBN  978-1-4577-0189-4. S2CID  41705045.
  2. ^ Киш Л., Вайтай Р., Гранквист С. (ноябрь 2000 г.). «Извлечение информации из спектров шума химических датчиков: односенсорные электронные носы и языки» (PDF). Датчики и исполнительные механизмы B: химические. 71 (1–2): 55–59. Дои:10.1016 / S0925-4005 (00) 00586-4.
  3. ^ Хун-Чжи Чанг; ФУНТ. Киш; M.D. King; К. Кван (2009). «Чувствительность к бактериальным запахам с повышенной флуктуацией». arXiv:0901.3100 [Physics.ins-det ].
  4. ^ Чанг, Хун-Чжи; Киш, Ласло; Король, Мария; Кван, Чиман (5 января 2010 г.). «Бинарные отпечатки пальцев при распознавании с усилением флуктуации». Датчики. 10 (1): 361–373. Дои:10,3390 / с100100361. ЧВК  3270846. PMID  22315545.
  5. ^ ФУНТ. Киш; Г. Шмера; К. Кван; Я. Смулько; П. Хеслер; К.Г. Гранквист (2007). Макуччи, Массимо; Vandamme, Lode K; Чиофи, Кармин; Вайсман, Майкл Б. (ред.). «Чувствительность с усилением флуктуации». Протоколы SPIE. Шум и колебания в схемах, устройствах и материалах. 6600: 66000В. arXiv:0705.0160. Дои:10.1117/12.726838. S2CID  119601788.

внешняя ссылка