I nte rna t io na l J o urna l o f   Rec o nfig ura ble a nd   E m be dd e d Sy s t e m s   ( I J R E S)   Vo l.   6 ,   No .   3 No v em b er   201 7 ,   p p .   133~ 149   I SS N:  2 089 - 4 864 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j r es . v6 . i3 . p p 1 3 3 - 1 4 9          133       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JR E S /in d ex   M etal O x ides  Se m ico ndu ctor S ens o rs for Od o r Clas sifica tion       Ny a y u L a t if a h H us ni 1 ,   Ade  Sil v ia 2 ,   Siti  Nur m a ini 3 ,   I rsy a di Ya ni 4   1 ,2 S c h o o o f   El e c tri c a En g in e e rin g   a n d   In f o rm a ti c s In stit u T e k n o l o g Ba n d u n g ,   I n d o n e sia   3 Ro b o ti c   a n d   Co n tro l   Re se a rc h   Lab ,   F a c u lt y   o f   Co m p u ter S c ien c e ,   Un iv e rsitas   S riw ij a y a ,   In d o n e sia   4 M e c h a n ica En g in e e rin g   De p a rt m e n t,   F a c u lt y   o f   En g in e e rin g ,   Un iv e rsitas   S riw ij a y a ,   In d o n e sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u l y   1 5 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   Sep   1 6,   2 0 1 7   A cc ep ted   Sep   3 0 ,   2 0 1 7       T h e   p e rf o r m a n c e   o f   g a s e n so w il d iff e a n d   v a r y   d u e   to   th e   su rro u n d in g   e n v iro n m e n c h a n g in g ,   th e   w a y   o f   i m p le m e n tatio n ,   a n d   th e   p o sit io n   o f   th e   se n so rs  to   th e   so u rc e .   T o   re a c h   a   g o o d   re su lt   o n   g a se n so rs  im p le m e n tatio n ,   a   p e rf o r m a n c e   tes o n   se n so rs  is  n e e d e d .   T h e   re su lt o f   th e   tes ts  a re   u se f u f o r   c h a ra c teriz in g   th e   p ro p e rti e o f   th e   p a rti c u lar  m a teria o d e v ic e .   T h is  p a p e d isc u ss e th e   p e rf o r m a n c e o m e tal  o x id e se m i c o n d u c t o (M OS se n so rs.   T h e   se n so rs  a re   tes t e d   to   d e term in e   th e   se n so rs'   ti m e   re sp o n se ,   se n so rs'   p e a k   d u ra ti o n ,   se n s o rs'   se n siti v it y ,   a n d   se n so rs'   sta b il it y   o f   th e   se n so w h e n   a p p li e d   to   th e   v a rio u so u rc e a d if f e re n ra n g e .   T h re e   so u rc e w e r e   u se d   in   e x p e ri m e n tal  tes t,   n a m e l y :   e th a n o l,   m e th a n o l,   a n d   a c e to n e .   T h e   g a se n so rs   c h a ra c teristics   a re   a n a l y z e d   in   o p e n   sa m p li n g   m e th o d   in   o r d e to   se e   th e   se n so rs'   se n siti v it y   to   th e   u n c e rtain ty   d istu rb a n c e s,  su c h   a w in d .   T h e   re su lt   sh o w th a m e tal  o x id e se m ic o n d u c to se n s o w a r e sp o n siv e   to   th e   3   so u rc e s n o o n ly   in   sta ti c   b u a lso   d y n a m ic   c o n d it i o n s.   T h e   e x p e c te d   o u tco m e   o f   th is  stu d y   is  to   p re d ict  th e   M OS  se n so rs'   p e rf o rm a n c e   w h e n   th e y   a re   a p p li e d   i n   ro b o ti c   im p le m e n tatio n .   T h is  p e rf o rm a n c e   w a c o n sid e re d   a th e   train in g   d a tas e ts  o f   th e   se n so f o o d o c las sif ica ti o n   in   th is  re se a rc h .   F ro m   th e   e x p e rime n ts,   It  w a g o t,   in   d y n a m i c   e x p e rime n t,   th e   se n ro rs  h a a v e ra g e   o f   p re c isio n   o f   9 3 . 8 - 9 7 % ,   th e   a c c u ra c y   9 3 . 3 - 9 6 . 7 %,   a n d   th e   re c a ll   9 3 . 3 - 9 6 . 7 %.   T h is  v a lu e in d ica tes   th a th e   se n so rs  w e re   se lec ti v e   to   th e   o d o   th e y   se n se d .   K ey w o r d s :   C las s i f icatio n   E - n o s e   MO S se n s o r   Su p p o r t v ec to r   m ac h i n e       Co p y rig h ©   2 0 1 7   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Siti  N u r m ai n i ,   R o b o tic  an d   C o n tr o l Res ea r c h   L ab ,   Facu lt y   o f   C o m p u ter   Sci en ce ,   Un i v er s it y   o f   Sri w ij a y a   J alan   R a y P r ab u   I n d er ala y a,   P alem b a n g ,   So u th   Su m ater a ,   I n d o n esia     E m ail:  s iti_ n u r m a in i @ u n s r i.a c. id       1.   I NT RO D UCT I O N   I n   r ec en t   y ea r s ,   s e n s o r s   h av r ec eiv ed   p eo p le’ s   at ten t io n   as   o n o f   t h i m p o r tan d ev ices  i n   elec tr o n ic  s y s te m s   a n d   en o r m o u s   ca p ab ilit y   f o r   i n f o r m at io n   p r o ce s s i n g   h a s   b ee n   d e v elo p ed   w i th i n   t h e   elec tr o n ics i n d u s tr y   [ 1 ] - [ 4 ] .   Of   all   s e n s o r s ,   g as   s e n s o r s   a n d   l ig h t se n s o r s   h a v b ee n   m o s t a ctiv el y   s t u d ied .   Ga s   s en s o r s   ar d ef in ed   as a   d ev ic th at  ca n   s u b s t itu te  h u m an   o l f ac tio n .   I t is in cl u d ed   as a n   e - n o s e.     A ir   q u a lit y   m o n ito r in g   [ 5 ] - [ 7 ] ,   g as lea k ag lo ca lizatio n   [ 8 ] ,   [ 9 ] ,   f o r est  m o n ito r i n g   [ 1 0 ] ,   [ 1 1 ] ,   m ilit ar y   [ 1 2 ] ,   [ 1 3 ] ,   ar s o m e   ex a m p le s   o f   g as  s e n s o r   ap p licatio n s .   I n   g etti n g   t h i n f o r m atio n   o f   t h ap p licatio n s   ab o v e,   s o m s e n s o r s   ar n ee d ed   in   o r d er   to   c o n v er th e n v ir o n m e n p h y s ica p h en o m e n o n   ( in   t h i s   ca s te m p er at u r e,   h u m id it y ,   an d   p o llu ta n co n ce n tr atio n )   in to   elec tr ical  s ig n al s .   As  s u c h ,   s e n s o r s   r ep r esen p ar o f   th in ter f ac e   b et w ee n   th p h y s ical  w o r ld   an d   th w o r ld   o f   elec tr ical  d ev ic es,  s u c h   as c o m p u ter s   [ 6 ] .   Gas  s e n s o r   in teg r ated   to   m o b ile  r o b o ts   ca n   g i v s o m ad v an tag e s ,   i n clu d i n g   s a f et y ,   s ec u r it y ,   a n d   en v ir o n m e n tal   i n s p ec tio n   [ 1 4 ] .   T h r o b o ts   ca n   b e m p lo y ed   to   th d a n g er o u s   ar ea   w i th   h ig h   co n ce n tr atio n   o f   o d o r   co n ta m i n atio n   w it h o u b ein g   a f r aid   o f   to   b e   k illed   b y   t h p o is o n o u s   g as.   T h e y   ca n   also   b u s ed   to   m o n ito r   t h en v ir o n m e n tal  ai r   q u alit y   co n t in u o u s l y   w it h o u b ein g   tire d   an d   g iv i n g   i n ac cu r ate  in f o r m at io n .   Mo r eo v er ,   tr ain   th r o b o ts   ar ch ea p er   th an   h u m a n   o r   an i m al s   [ 1 5 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4 864     I J R E S   V o l.  6 ,   No .   3 N o v e m b er   2 0 1 7   :   1 3 3     1 4 9   134   T h in teg r atio n   o f   t h g a s   s e n s o r s   is   n o o n l y   to   th g r o u n d   m o b ile  r o b o b u also   to   t h u n d er - w ater   r o b o t   [ 1 6 ]   an d   th f l y in g   r o b o ts ,   s u ch   as  U A V s   [ 1 7 ] ,   [ 1 8 ] .   E ac h   o f   th e m   h a s   d if f er e n p u r p o s es   an d   g iv e s   d if f er e n b en e f it s .   Fo r   th u n d er w ater   r o b o ts '   ap p licatio n ,   th g o al s   ar f o r   s ea r ch i n g   t h en v ir o n m e n tall y   in ter esti n g   p h e n o m e n a,   u n e x p lo d ed   o r d n an ce ,   u n d er s ea   wr ec k ag e,   a n d   s o u r ce s   o f   h az a r d o u s   ch e m icals  o r   p o llu tan t s   [ 1 6 ] .   I n   s i m ilar   w a y ,   th U AVs  ap p licatio n 's  g o a ls   ar f o r   m o n i to r in g ,   s ea r ch i n g ,   a n d   lo ca lizin g   a   h az ar d o u s   c h e m ical.   So m r esear ch er s   d ev e lo p ed   th r ese ar ch   o f   e - n o s i n   d if f er e n m an n er s .   I n   o r d er   to   in cr ea s th ab ilit y   o f   t h s en s o r s ,   s o m o f   r e s ea r ch er s   co n d u cted   r esear ch es  in   t h ar ea   o f s en s o r   n et w o r k s   [ 1 9 ] ,   s en s o r   ar r ay s   [ 2 0 ] ,   [ 2 1 ] ,   an d   ev en   s en s o r   p er f o r m an ce   en h a n ce m en ts   [ 2 2 ] ,   [ 2 3 ] .   Me tal  Ox id Se m ico n d u c to r   ( MO S)  s en s o r s   ar o n o f   th m o s i n v e s ti g ated   g r o u p s   o f   g as  s en s o r s .   T h er ar lo o f   r esear ch e s   u s ed   t h e m   as   th e ir   s e n s o r s   [ 2 0 ] ,   [ 2 4 ] [ 2 7 ] .   T h r ea s o n s   o f   ch o o s in g   t h i s   s e n s o r   ar d u to lo w   co s an d   f le x ib ilit y   as s o ciate d   to   th eir   p r o d u ctio n ,   s i m p licit y   o f   t h eir   u s e,   lar g n u m b er   o f   d etec tab le  g ases /p o s s ib le  ap p licatio n   [ 2 8 ] ,   r o b u s t,  lig h w ei g h t,  f ast  r esp o n s [ 2 9 ] .   Ho w e v er ,   th er w a s   o n l y   litt le  atte n tio n   o f   r esear c h er s   o n   MO S P er f o r m a n ce .   T h d ep lo y m en t   o f   g a s   s en s o r s   i n   r ea e n v ir o n m en t   ( i n d o o r   o r   o u td o o r )   f ac es  s o m p r o b lem s ,   s u ch   as  th p h e n o m e n o n   o f   p atc h es   an d   ed d ies  th at  o cc u r   d u to   th tu r b u le n a ir f lo w   o f   th w i n d   [ 3 0 ] ,   [ 3 1 ] .   W h en   m o lecu le s   m o v e   a w a y   f r o m   t h s o u r ce ,   t h co n ce n tr atio n   d e cr ea s es,  h e n ce   m o lec u lar   d if f u s io n   a n d   tu r b u len t   d if f u s io n   p r o ce s s es  h av t h m ai n   r o le  in   d eter m i n i n g   t h s h ap o f   p lu m e.   Mo lecu lar   d if f u s io n   ca u s es r an d o m   m o tio n   o f   th e   m o lec u le s   to   m o v g r ad u all y   ap ar t,  w h ile  tu r b u len t   d if f u s io n   tear s   ap ar t h clo u d   o f   m o lecu le s   p h y s icall y   b y   air   tu r b u le n ce   [ 3 2 ] .   Mo lecu lar   d if f u s io n   e f f ec o n   th p lu m s h ap ca n   b n e g l ec ted   [ 3 1 ]   d u to   its   s m al ef f ec o n   th e   p lu m s h ap e.   I is   co n tr ad icti v w it h   t u r b u le n d i f f u s io n   t h at  ca n   c h an g t h s h ap o f   th p lu m e.   T h er ef o r e,   th tu r b u len d if f u s io n   t h at  d o m in ate s   t h d is p er s io n   o f   o d o r   m o lec u les  b ec o m es  cr u cial   p ar am eter   i n   o d o r   lo ca lizatio n .   So m r esear ch er s   h a v i n v esti g ated   t h o d o r   ch ar ac ter is tic s   i n   air f lo w   e n v ir o n m e n [ 3 3 ] - [ 3 5 ]   an d   tu r b u le n ce   e n v ir o n m e n [ 3 6 ] ,   [ 3 7 ] .   Ho w e v er ,   th e x p er i m e n ts   w er d o n i n   ex p er i m e n tal  s i m u latio n ,   n o t   in   r ea l   ex p er i m en ta e n v ir o n m en t.  A l th o u g h ,   t h er w er e   also   s o m e   r ea e x p er i m e n ts   i n   o d o r   an al y s e s ,   n o n o f   th e m   a n al y ze d   th p er f o r m a n c o f   th MO s en s o r   to   th o d o r   d is p er s io n .   A li  Ma r j o v in   [ 3 1 ] ,   [ 3 8 ]   d is cu s s ed   ab o u th e   co v er ag ar ea   o f   th e   s en s o r s .   Ho w ev er ,   t h is   e x p er i m en w as   also   d o n e   i n   s i m u lat io n .   I n   m o s o t h er   s en s o r   p er f o r m an ce   tes ts ,   t h e   d ata  w a s   ta k e n   u s i n g   a   ch a m b er   [ 3 9 ] - [ 4 1 ]   w h er t h s e n s o r s   w er p lace d   i n   a   ch a m b er   an d   t h s o u r ce s   w er e   in j ec ted   to   th ch a m b er   u s in g   tu b to   p ass   t h r o u g h   ti n y   i n   th c h a m b er .   As  m en tio n   ab o v e,   in   o d o r   class i f ica tio n ,   t h f ir s t   s tep   th at   s h o u ld   b p aid   atte n ti o n   is   th e   p er f o r m a n ce   o f   g as  s en s o r s .   T h er ef o r e,   in   th is   p ap er ,   th r esp o n s o f   t h MO S   s e n s o r s   w a s   a n al y ze d .   Fro m   th p r ev io u s   r esear c h es   it  ca n   b co n clu d ed   t h at  t h d ata  g o f r o m   M OS  s en s o r   in   co n d i tio n ed   en v ir o n m e n ( co n tr o lled   tem p er at u r e,   h u m i d it y   an d   s a m p li n g )   w ill  b d if f er en w i t h   t h d ata  in   r ea en v ir o n m en t.   Ma r co   T r in ca v elli  i n   [ 4 2 ]   s tated   th a t   in   r ea l - w o r ld   a n d   d y n a m ic   en v ir o n m e n t,  t h s tead y   s tat o f   th e   s e n s o r s   is   al m o s t   n e v er   r ea c h ed .   T h an a l y s i s   o f   t h s y s te m   ca n   o n l y   b d o n b ased   o n   t h tr a n s ie n t   p h ase  o f   t h s i g n al.   T h u s ,   in   t h i s   r esear ch ,   f o r   h a v i n g   t h r es u lt  o f   q u ite  t h s a m e   w it h   t h r ea s it u atio n ,   g a s   s e n s o r s '   p er f o r m a n ce   in   th is   r esear ch   w er te s ted   in   o p en   en v ir o n m e n t.    T h co n tr ib u tio n   o f   th i s   p ap er   is   to   p r o v id p er f o r m a n ce   o f   MO S se n s o r s   t h at  ca n   b u s ed   d atab ase  d eter m in at io n   o f   t h s e n s o r s   f o r   th o d o r   class i f icatio n   ap p licatio n .   T h is   p ap er   co n s is t s   o f   6   p ar ts ,   i.e . p ar 1   d escr ib es  th b ac k g r o u n d   o f   t h r esear ch ,   p ar 2   in tr o d u ce s   co m p o n e n a n d   p ar a m eter s   i n   o d o r   lo ca lizatio n   task s ,   p ar 3   ex p lain   th e x p er i m en tal  s et u p ,   p ar 4   d is p lay s   th r es u lt  a n d   th d is c u s s io n   o f   th ex p er i m e n t,   p ar t 5   in d icate s   th f u t u r w o r k ,   an d   p ar t 6   is   th co n cl u s io n   o f   th r esear ch .       2.   CO M P O NE NT S   A ND  P AR AM E T E R S I O DO CL A SS I F I CAT I O T A SK S   2 . 1 .   E - no s es   E - n o s e s   ar t h s en s o r s   m ad b y   th e   r esear ch er s   f o r   i m ita tin g   t h h u m a n   o l f ac tio n .   T h e y   h av e   b ee n   ap p lied   in   w id v ar iet y   o f   ap p licatio n s ,   s u ch   as:   h ea l th ,   m i li tar y ,   f o o d ,   ag r icu lt u r e,   air   q u a lit y ,   etc.   ( s ee   T ab le  1 ) .   T h e y   m a y   co n s i s o f   s i n g le   s en s o r   o r   o f   s o m e   s e n s o r s   to   b u ild   s e n s o r   ar r a y s .   T h m ater ial  u s ed   in   m a k i n g   th e m   co m e   f r o m   m a n y   m a ter ial s ,   s u c h   as   p o l y m er s   [ 4 3 ] - [ 4 5 ]   an d   m etal   o x id [ 1 1 ] ,   [ 4 6 ]   ( as  p r esen ted   i n   T ab le  1 ) .   T h ese  m ater ial  w   o r k s   u n d er   th c h an g e   o f   r esis ta n ce   o r   co n d u ctan ce .   W h en   t h er is   a   p h y s ical/c h e m ical  ch a n g i n   th p r o p er ty   o f   th s e n s o r s   m ater ial,   as  th r esu lt  o f   th e m er s io n   o f   d etec ted   o d o r ,   th r esis ta n ce   o r   th co n d u ctan ce   o f   t h s e n s o r   w ill c h an g [ 4 7 ] .   A cc o r d in g   to   J .   W .   Gar d n er   [ 4 8 ] ,   s o m m ater ial s   u s ed   in   e - n o s es  co m f r o m   in o r g a n ic  s e m ico n d u cti n g   m ater ials ,   s u c h   as   o x id es  a n d   ca tal y tic  m et als.  I n   o x id es,  t h v er s io n   ca n   b i n   t h f o r m   o f   th ic k   an d   t h i n   f il m .   T h s e n s o r s   m ad o f   th is   m ater ial  t y p ca n   w o r k   i n   t h te m p er atu r o f   1 00 - 600 0 C   u n d er   th s en s iti v it y   o f   0 . 1 - 1 0 0   p p m   [ 4 8 ] .   Oth er   m ater ials   th a ca n   al s o   b u s ed   i n   m a k i n g   t h e - n o s ar in   t h e   o r g an ic  f o r m s ,   s u ch   a s   p o ly m er s   an d   b io lo g ical  lip id .   T h p o ly ( p y r r o le)   an d   p o l y ( an il in e)   ar th s a m p les  o f   p o ly m er s   m ater ial s .   T h s en s o r s   m ad f r o m   o r g an ic  m ater ial  ca n   b o p er ated   at  te m p er atu r 2 0 - 60 0 C   an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J R E     I SS N:  2089 - 4864       Meta l O xid es S emic o n d u cto r   S en s o r s   fo r   Od o r   C la s s i fica tio n ( N ya yu   La tifa h   Hu s n i ) 135   th eir   s e n s it iv i t y   i s   0 . 1 - 1 0 0   p p m   [ 4 8 ] .   A s   m e n tio n ed   ab o v e,   r esear ch er s   ch o s MO s en s o r   d u to   th eir   l o w   co s an d   s i m p lic it y   i n   u s e.   So m m o r ad v a n tag e s   an d   d is a d v an ta g es  o f   MO m ater ia ls   an d   o th er   e - n o s es m ater ial  ar lis ted   i n   T ab le  2 .         T ab le  1 .   A p p licatio n s   o f   Se n s o r   A r r a y s   A p p l i c a t i o n   A r r a y   Ty p e   R e f e r e n c e s   H e a l t h   C a n c e r   D e t e c t i o n   8   a mp e r o me t r i c   e l e c t r o - c h e mi c a l   se n s o r s,  2   n o n - d i s p e r si v e   i n f r a - r e d   o p t i c a l   d e v i c e s a n d   a   1 p h o t o - i o n i s a t i o n   W O L F   [ 5 1 ]   R e sp i r a t o r y   I n o r g a n i c   c o n d u c t o r   a n d   i n s u l a t i n g   o r g a n i c   p o l y me r   C y r a n o se   3 2 0 ®   [ 4 4 ]   W o u n d   I n sp e c t i o n   1 5   S e n so r s a r r a y s   TG S ,   M Q ,   W S P ,   Q S ,   S P 3 S ,   A Q   [ 5 2 ]   F o o d   R e d   w i n e s   1 4   g a a r r a y s o f   i n o r g a n i c   me t a l   o x i d e   ( M O X )   [ 2 4 ]   M u s h r o o m   1 2   M e t a l   O x i d e   S e n so r s   F O X   3 0 0 0   [ 5 3 ]   O l i v e   O i l s   M e t a l   O x i d e   S e n so r s   A l p h a M o [ 2 5 ]   C o c o n u t   O i l   P o l y m e r s   [ 4 5 ]   O n i o n s   M O S   c h e mi c a l   g a s se n so r s   I S EN o s e   2 0 0 0   [ 2 6 ]   A i r   Q u a l i t y   I n d o o r   T h i n   f i l m o f   me t a l   o x i d e   se mi c o n d u c t o r   [ 2 0 ]   O u t d o o r   Tw o   se n so r s a r r a y w i t h   6   F i g a r o   se n s o r s e a c h   ( M O X )   [ 2 7 ]   L o c a l i z a t i o n       A g r i c u l t u r e   P o st   h a r v e st   1 0   d i f f e r e n t   me t a l   o x i d e   se n so r s   P EN   3   [ 1 1 ]     C o n d u c t i n g   p o l y m e r   [ 5 4 ]   C o mp o st   1 0   d i f f e r e n t   me t a l   o x i d e   se n so r s (M O S )   P EN   3   [ 4 6 ]   M i l i t a r y   W a r f a r e   a g e n t   O x i d e   t h i n   f i l m   [ 1 2 ]       1 5   se n so r s,  M O S   [ 1 3 ]       T ab le  2 .   A d v an ta g es a n d   Dis a d v an ta g es o f   E - No s Ma ter ial s   M a t e r i a l s   A d v a n t a g e s   D i sad v a n t a g e s   I n o r g a n i c   -   I n e x p e n si v e   [ 4 8 ] .   -   U sab l e   l i f e - sp a n   o f   3   t o   5   y e a r [ 5 5 ] .   -   q u i t e   se n s i t i v e   t o   t h e   c o mb u st i b l e   mat e r i a l   [ 4 8 ] .   -   H a s h i g h   se n si t i v i t y   [ 5 5 ] .   -   l o w   su sce p t i b i l i t y   t o   c h a n g i n g   e n v i r o n me n t a l   c o n d i t i o n s   [ 5 5 ] .   -   c o n s u me   mu c h   mo r e   p o w e r   [ 5 5 ] .   -   su f f e r   f r o m p o o r   st a b i l i t y   [ 4 8 ] .   -   i n se n s i t i v e   t o   t h e   su l p h u r   a n d   n i t r o g e n   [ 4 8 ] .   -   sl o w   r e c o v e r y   a f t e r   t h e   t a r g e t   g a s i s   r e mo v e d   ( 1 5 - 7 0   s)   [ 5 5 ] .   -   p o o r   se l e c t i v i t y   [ 5 5 ] .   O r g a n i c   -   c o n su me   l e ss p o w e r   [ 5 5 ] .   -   M u c h   w i d e r   c h o i c e   o f   mat e r i a l   [ 4 8 ] .   -   C a n   i n t e r a c t   w i t h   d i f f e r e n t   c l a sse s o f   o d o r a n t   mo l e c u l e [ 4 8 ] .   -   Ea si e r   t o   p r o c e ss  [ 4 8 ] [ 5 5 ] .   -   e f f e c t s o f   a g i n g   w h i c h   m a n i f e st s i n   se n so r   d r i f t   .   -   [ 5 5 ] .   -   a   p o o r   u n d e r st a n d i n g   o f   t h e   me c h a n i s m b e h i n d   t h e   c o n d u c t i n g   p o l y m e r [ 5 5 ] .   Q u a r t s   c r y st a l   ( p i e z o - e l e c t r o n i c   su b s t r a t e )   -   o f f e r   r a p i d   r e sp o n se   ( 1 0   s)   [ 5 5 ] .   -   L o w   p o w e r   c o n su mp t i o n   [ 5 5 ] .   -   L o n g   l i f e   t i me   [ 5 5 ] .   -   p o ssi b i l i t y   t o   c o n t r o l   t h e   se l e c t i v i t y   o v e r   a   w i d e   r a n g e   [ 5 5 ]   -   l o w   se n si t i v i t y   t o   t h e   t a r g e t   g a [ 5 5 ] .   -   N o t   r o b u s t   i n   t h e   v a r i a t i o n s   o f   h u mi d i t y   [ 5 5 ] .   -   C o mp l e x   f a b r i c a t i o n   p r o c e sse s   [ 5 5 ] .   -   P o o r   si g n a l   t o   n o i se   p e r f o r man c e   [ 5 5 ] .       B y   d ep o s itin g   m etal  o x id f i l m   o n to   s u b s tr ate,   s u c h   as  g l ass   o r   ce r am ic,   m etal   o x id e   g a s   s e n s o r s   ( MO S - t y p e - n o s e)   ca n   b m ad e.   T h elec tr o d es   ca n   b m ad b y   p lat in u m ,   s il v er   o r   alu m i n u m   t h at   ar also   d ep o s ited   o n to   th s u b s tr ate.   T h h ea tin g   ele m en is   p r in te d   o n   th b ac k .   MO S - t y p e - n o s es  ar w id el y   u s ed   f o r   d etec tin g   m u ltip le  o d o r   s o u r ce s   m i x t u r es.   I ts   s e n s o r   ar r ay s   ar ca p ab le  o f   d etec tin g   m u ltip le  to x ic   co m p o u n d s ,   p ar tic u lar l y   in o r g an ic  a n d   o r g an ic   t y p es   [ 4 9 ] .   T h o p er atio n   o f   m etal   o x id s en s o r s   d ep en d s   o n   th c h an g o f   t h o x id co n d u ctan ce   w h e n   t h e y   i n ter ac w it h   t h o d o r .   T h is   ch a n g is   u s u all y   p r o p o r tio n al  to   th co n ce n tr atio n   o f   t h o d o r   [ 4 7 ] .   T h s en s o r s   co m f r o m   t h is   m ater ial  ( in   t h i s   ca s t h n - t y p m ater ial)   w ill   o p er ate  as  f o llo w s th o x y g e n   co m es  f r o m   th air   r ea cts  w i th   th s u r f ac o f   t h s e n s o r .   T h f r ee   elec tr o n s   o n   th s u r f ac o r   at  th g r ain   b o u n d ar ies  o f   th o x id g r ai n s   w il b tr ap p ed .   I p r o d u ce s   lar g r esis tan ce   i n   th ese   ar ea s   d u to   th lack   o f   ca r r ier s   an d   th r esu lti n g   p o ten tia b ar r ier s   g as  lik p r o d u ce d   b et w ee n   th g r ain s   in h ib it  t h ca r r ier   m o b ilit y .   W h en   s e n s o r   is   i n tr o d u ce d   to   r ed u cin g   H2 ,   C H4 ,   C O,   C 2 H 5   o r   H2 S   [ 4 7 ]   [ 5 0 ] ,   th r esis tan ce   o f   th s en s o r   w il b ec o m lo w er   b ec au s t h g a s   th a r ea cts  w it h   th o x y g e n   w il r elea s an   elec tr o n .   Du to   th i s   s itu at io n ,   th e   p o ten tial  b ar r ier   b ec o m es  lo w er .   T h at  w i ll  allo w   t h elec tr o n s   to   f lo w .   T h er ef o r e,   th co n d u ctiv it y   i n cr ea s es [ 4 7 ] .   C o n d u ct in g   p o l y m er s   ca n   b e   p r o d u ce d   u s in g   c h e m ical  an d   elec tr o ch e m ica d ev elo p m en t.   T h eir   m o lecu lar   s eq u e n ce   s tr u ct u r ca n   b ch a n g ed   s u itab l y   b y   co - p o l y m er izatio n   o r   s tr u ct u r al  d er iv atio n s   [ 3 ] .   T w o   elec tr o d es  th at  ar s ep ar ated   b y   g ap   ca n   b m ad u s i n g   m i cr o - f ab r icatio n   tec h n iq u e s .   T h en ,   th e   co n d u ct in g   p o ly m er   i s   elec tr o - p o l y m er ized   b et w ee n   t h elec tr o d es  b y   c y cli n g   t h v o ltag e   b et w ee n   th e m   [ 3 ] .   Var y i n g   t h e   v o ltag e   s w ee p   r ate  a n d   ap p l y i n g   s er ie s   o f   p o l y m er   p r ec u r s o r s   h a s   p u r p o s to   e n lar g e   t h v ar iet y   o f   ac ti v m ater ials .   T h elec tr ical  co n n ec tio n s   w il b estab lis h ed   b etw ee n   t h t w o   p ar allel  elec tr o d es.   T h is   co n n ec tio n   p er m i ts   t h r elativ r esi s ta n ce   ch an g to   b m ea s u r ed .   T h h ea ter   is   r eq u ir ed   w h e n   m eta l   o x id es  ar u s ed   as  th s en s i n g   m ater ial  b ec a u s e   v er y   h ig h   te m p er at u r es  ar e   r eq u ir ed   f o r   ef f ec t iv e   o p er atio n   o f   m e tal  o x id Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4 864     I J R E S   V o l.  6 ,   No .   3 N o v e m b er   2 0 1 7   :   1 3 3     1 4 9   136   s en s o r s   [ 4 7 ] .   R esp o n s ti m is   in v er s el y   p r o p o r tio n al  to   th p o l y m er 's  th ick n es s .   I n   o r d er   to   in cr ea s th e   r esp o n s ti m es,  m icr o m eter - s i ze   co n d u cti n g - p o l y m er   b r i d g e s   ar f o r m ed   b et w e e n   t h co n tact  elec tr o d es  [ 3 ] .   A r s h a k   [ 4 7 ]   s h o w s   t h r esp o n s ti m f o r   co n d u cti n g   p o l y m er   co m p o s ites   in   4   ca te g o r ies,  i.e 1 .   <2 - 4   s ;   2 .   6 0   s ; 3 .   1 8 0 - 2 4 0   s ; 4 .   2 0 - 2 0 0   s .   T h u s ,   it c an   v ar y   f r o m   s ec o n d   in to   m i n u tes.   B esid es  co n d u ct in g   m ater ial s ,   th er ar s o m e   o th er   m ater i als  u s u all y   u s ed   i n   m a k i n g   a n   e - n o s es   s en s o r .   L ilie n t h al  i n   [ 5 5 ]   s tated   th at  th e   d etec tio n   o f   a n   o d o r   ca n   also   b d o n u s in g   o p tic al  s en s o r s ,   s u r f ac e   ac o u s tic  w a v s e n s o r s ,   g as  s en s it iv f ield   e f f ec tr an s is to r s   an d   q u ar tz  m icr o b alan ce   ( QM B )   s en s o r s .   An   ac o u s tic  w av s e n s o r   is   u s u a ll y   m ad o f   p iezo - elec tr o n ic   s u b s tr ate,   i.e .   q u ar t.  An   alter n ati n g   elec tr ic  f ield   i s   ap p lied   to   g en er ate  an   elasti w a v in   th q u ar tz  cr y s tal .   T em p o r ar ily   ab s o r b ed   m o l ec u les  p er tu r b   t h e   p r o p ag atio n   o f   t h ac o u s tic  w a v es  d u to   t h e f f ec o f   t h ad d ed   m as s   a n d   b y   c h an g in g   th e   v i s co elastic   p r o p er ties   o f   th co atin g   la y er .   T h r esu ltin g   s h i f o f   th f u n d a m e n tal  f r eq u e n c y   o f   th q u ar tz  cr y s tal  is   t h e n   m ea s u r ed   as th o u tp u t o f   t h s en s o r   [ 5 5 ] .   Th s tr u ctu r o f   e - n o s co n s i s ts   o f   s o m e   p ar ts ,   n a m el y   s e n s o r   ar r ay ,   s ig n al  tr a n s d u ce r ,   a n d   p atter n   r ec o g n itio n .   T h is   o lf ac to r y   s y s te m   ca n   b s ee n   i n   Fig u r 1 .   Sen s o r   ar r ay s   ar th e   f ir s p a r o f   th o l f ac to r y   s y s te m   t h at  h as  f u n ctio n   to   d etec o r   s en s th i n p u o f   t h s y s te m .   T h in p u o f   th s y s te m   is   u s u all y   i n   t h e   f o r m   o f   o d o r an m o lec u les.  I n   t h s ec o n d   p ar t,  th er is   s i g n al  tr a n s d u ce r   t h at  h a s   f u n cti o n   to   tr an s d u ce   t h e   co n d u cti v it y   o f   m ater ial  i n to   e lectr ical  s i g n al.   T h at  s ig n al  w i ll  b p r e - p r o ce s s ed   a n d   co n d it io n ed   in   t h s ig n al  tr an s d u ce r .   At  t h e n d   p ar o f   th o l f ac to r y   s y s te m ,   s i g n al   will  b a n al y ze d   u s i n g   p atter n   r ec o g n itio n   i n   o r d er   to   d eter m i n t h co n ce n tr at io n   o f   th o d o r   b ein g   m ea s u r ed .           Fig u r 1 .   Olf ac to r y   s y s te m   ( a)   E - n o s e,   ( b )   Ma m m al       T h MO s en s o r s   ar s u itab l f o r   r ec o g n izi n g   ei th er   r ed u c in g   o r   o x id izi n g   g ase s   b y   o r   co n d u cti v e   m ea s u r e m e n t s   [ 5 6 ] .   Sen s o r ' s   p er f o r m an ce   is   o n o f   th i m p o r tan p ar ts   o f   t h s e n s o r   ap p licatio n .   B y   k n o w i n g   th p er f o r m an ce ,   it  ca n   b e asil y   ap p lied   to   an   ap p r o p r iate  ap p licatio n   w i th   ce r tain   li m itatio n   a n d   s co p e.   A cc o r d in g   to   V.   E .   B o ch e n k o v   [ 5 7 ] ,   So m e   o f   p ar a m eter s   s h o u ld   b p aid   atten t io n   i n   o r d er   to   ch ar ac ter ize  s en s o r   p er f o r m a n ce ,   n a m el y :   s en s i tiv it y ,   s e lectiv it y ,   s tab ilit y ,   d etec tio n   li m it,  d y n a m i r an g e ,   lin ea r it y ,   r eso lu tio n ,   r esp o n s ti m e,   r ec o v er y   ti m e,   w o r k i n g   te m p er at u r e,   h y s ter esi s ,   an d   li f e - c y cle.   P ar 2   o f   th is   p ap er   g iv e s   m o r ex p la n atio n   o f   th ese  p ar am e ter s .     2 . 2 .   Dis per s io n   M o del   T h g as  ca n   m o v ea s i l y   f r o m   o n p lace   to   an o th er   p lac d u to   th w in d   o r   th d if f er en ce   o f   co n ce n tr atio n   i n   o n p lace .   T h lo n g er   t h d i s tan ce   o f   t h g as  f r o m   th e   s o u r ce   is ,   th e   s m aller   t h e   co n ce n tr atio n   w i ll  b e.   I n   o th er   w o r d ,   th co n ce n tr atio n   n ea r   th s o u r ce   w il b h ig h er   t h a n   th co n ce n tr atio n   o f   th g as  f ar   f r o m   t h s o u r ce .   T h tu r b u len ce   a n d   th d i f f u s io n   th at  ca n   ca u s t h g a s   to   m o v ar i n f l u e n ce d   b y   t h en v ir o n m en tal  co n d itio n ,   esp ec iall y   t h w in d   ch ar ac t er is tics .   T h m o v e m en o f   t h g as  f r o m   i ts   s o u r c e   to   th ar ea   ar o u n d   it  w ill  p r o d u ce   co n ce n tr atio n   p atter n   o r   alw a y s   ca lled   as  th p l u m d is p er s io n .   T h e   ch an g o f   th co n ce n tr atio n   p atter n   w ill   co n ti n u o u s l y   h ap p en   i n   ac co r d an ce   w it h   th e   o cc u r r en ce   o f   th w i n d   th at  m o v es i n   t h s a m d ir ec tio n   o r   in   th d if f er en t d ir ec tio n .     T h p lu m d i s p er s io n   ca n   b e   m o d eled   u s in g   m at h e m atic  e q u atio n .   I n   g e n er al,   t h m o d e ls   ca n   b d iv id ed   in to   t w o   f o r m s ,   i.e . ,   1 .   B asic  Mo d el;  an d   2 .   Di f f u s io n   Mo d el.   I n   b asic  m o d el,   t h g as  o n l y   m o v es  d u e   to   th air   f lo w   s p ee d .   T h co n ce n tr atio n   u s i n g   t h is   m o d el  is   co n s id er ed   to   b c o n s ta n t.   T h u s ,   th e   co n ce n tr atio n   i n   o n p lace   i n   o n ti m is   th s a m w it h   t h e   co n ce n tr atio n   i n   an o t h er   p lac in   d i f f er e n ti m e.   T h b asic m o d el  u s es t h eq u a tio n   as r ep r esen ted   in   E q u atio n   1 .     C t + u C x = 0                   ( 1 )     w h er e:   =   g as c o n ce n tr atio n   ( k g / m 3 )   =   air   f lo w   s p ee d   ( m /s )     =   ti m ( s )   =     co o r d in am ( m )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J R E     I SS N:  2089 - 4864       Meta l O xid es S emic o n d u cto r   S en s o r s   fo r   Od o r   C la s s i fica tio n ( N ya yu   La tifa h   Hu s n i ) 137   Fo r   th d if f u s io n   m o d el s ,   th er ar lo o f   r esear ch er s   o f f er ed   s o m s o l u tio n .   I n   p ap er   [ 5 8 ] ,   it   d is cu s s ed   ab o u Gau s s ia n   m o d els  an d   Far r el's  f ila m e n to u s   m o d el.   T h ese  m o d els  a s s u m e d   th m eteo r o lo g ical   co n d itio n   a n d   p lu m e   e m i s s io n   ar s tatio n ar y .   Fo r   th e   2   d i m en s io n   r o o m ,   t h co n ce n tr atio n   o f   t h g as  w o u ld   b th s a m w i th   E q u a tio n   2 ,   w h ile  f o r   3   d im e n s io n   r o o m   t h eq u atio n   w o u ld   b th s a m w it h   E q u at io n   3.     ( , , ) = 4   ( ( 0  ) 2 4   ( 0  ) 2 4   )         ( 2 )     ( , , , ) = ( 4  ) 3 / 2  ( ( 0  ) 2 4   ( 0  ) 2 4   ( 0  ) 2 4   )     ( 3 )     2 . 3 .   Sens o r's   P er f o r m a nce   Sen s o r   p er f o r m an ce s   ar r ea ll y   n ee d ed   f o r   o d o r   class if icati o n .   By   h av i n g   s e n s o r   p er f o r m an ce ,   th e   d atab ases   f o r   class i f icat io n   ca n   b g o an d   t h o d o r   lo ca liz atio n   ca n   b ac h ie v ed .   So m o f   th r esear c h er s   d is cu s s ed   th tr ai n in g   d ata  o f   t h s e n s o r s   ar d escr ib ed   in   th e   n ex t p ar ag r ap h s .   Ma r co   T r in ca v elli  i n   [ 4 2 ]   i n v e s ti g at ed   th o d o r   class i f i ca tio n   in   co n ti n u o u s   m o n ito r in g .   T h e   elec tr o n ic  n o s e 's  r esp o n s e s   wer an al y ze d   i n   f iv e   p h ase s ,   i . e. ,   b aselin m an ip u latio n ,   s e g m e n tat io n ,   f ea tu r e   ex tr ac tio n ,   d ata  n o r m aliza tio n ,   an d   clas s i f icatio n .   T h d atab ases   o f   t h s e n s o r s   w er e   d iv i d ed   in to   f o u r   s a m p li n g   p h ases ,   n a m e l y b as lin e,   tr an s ie n t,  s tead y   s tate,   an d   r ec o v er y .   I n   co n tr o lled   ti m an d   o d o r   s o u r ce s ,   th 4   p h ase s   ca n   b g o ea s il y .   I w a s   co n tr ad icti v e,   w h e n   t h s en s o r s   w er e m p lo y ed   i n   u n co n tr o lled   o n e,   t h s tead y   s tate  co u ld   n o b r ea ch ed .   I w as  d u to   t h s e n s o r s   w er n o co n tin u o u s l y   e x p o s e d   f o r   lo n g   en o u g h   ti m to   th o d o r   s o u r ce s .   Ma r co   T r in ca v elli  u s ed   t h tr an s ie n r esp o n s d ata  to   s o lv e   th d y n a m ic  o d o r   p r o b lem .   T h class if icat io n   was  d o n b y   m ac h i n lear n i n g   R elev a n ce   Vec to r   Ma ch in ( R VM ) .   He  clai m ed   th at  R V w a s   m o r p o w er f u th a n   SVM  i n   esti m ati n g   th p o s ter io r   p r o b ab ilit ies.   He  s tated   th at  th e   esti m atio n   o f   t h p o s ter io r   p r o b ab ilit ies  w as  i m p o r tan i n   c o n s id er in g   co n f id e n ce   m ea s u r o f   t h d ec is io n   m ad b y   th cl a s s i f ier   [ 4 2 ] .     Am y   L o u t f [ 6 0 ]   also   tr ied   to   s o lv t h p r o b lem   o f   o d o r   class if ica tio n   u s i n g   th tr an s ie n r esp o n s o f   th s e n s o r s .   I n   th at  r esear ch ,   t h s en s o r s   w er as s u m ed   to   b in   s tate  o f   tr an s itio n   d u to   w h e n   th r o b o ts m o v i n g ,   th c u r r en co n ce n tr a tio n   v al u es  w er u n k n o w n .   T h in p u to   th cla s s i f icatio n   a lg o r ith m   w a s   tak e n   f r o m   t h co m p ar is o n   b et w ee n   b aselin an d   s tead y   s tate.   T h s tep s   o f   class if ica tio n   i n clu d e:   1.   co llectin g   th e   tr ain i n g   d ata,   2.   d o in g   th e   f r a ctio n al  b asel in e   m a n ip u latio n ,   3 .   Dec o m p o s in g   th e   in p u s i g n als   to   t h tr ai n in g   alg o r ith m   in to   th e   f ea t u r u s i n g   Deb au c h ie s   W av e let  T r an s f o r m s .   4.   I n p u tti n g   t h to tal   w a v elet   co ef f icie n ts   o f   ea ch   o d o r s   in to   P r in cip al   C o m p o n e n t   A n a l y s is   ( P C A ) ,   5 .   C las s i f y i n g   t h d ata  u s i n g   S u p p o r Vec to r   Ma ch i n ( SVM) .   T h class i f icatio n   o f   t h d ata  w a s   o p tim ized   b y   t h Mitc h ell - De m y an o v - Ma lo ze m o v   alg o r ith m   u s i n g   Ga u s s ia n   K er n el  Fu n ctio n .     Osu n [ 5 0 ]   d ev elo p ed   t h r es ea r ch   m ad b y   J   W   Gar d n er   [ 6 1 ] .   He  u s ed   4   d atab ase s   o f   o d o r s   w it h   d if f er e n n u m b er   o f   cl as s es a n d   v ar io u s   co m p le x itie s .   He  s ta ted   th at  i n   th co m p r ess io n   o f   th d ata,   th s en s o r   tr an s ie n r e s p o n s e   d id   n o i m p r o v th e   ac cu r ac y   p r ed ictio n   b u i m p air   th e   ac cu r ac y .   I c o u ld   b co n cl u d ed   th at  t h d atab ase  w a s   o v er   f i ttin g   [ 5 0 ] .   I n   th at  r esear ch ,   t h e y   co n c lu d ed   th at  t h s tead y   s tate  d ata  o f   t h e   s en s o r s   co u ld   p er f o r m   w ell  in   s ep ar atin g   t h cla s s es.   Ho w e v er ,   in   th a r esear ch ,   th eir   g o a w as  o n l y   to   s h o w   th m eth o d o lo g y   th a allo w ed   th ev a lu at io n   o f   t h tec h n iq u r ath er   t h an   d eter m i n in g   t h b est  tech n iq u e s .   T h er ef o r e,   th eir   co n clu s io n   ab o u t th b est d atab ases   f o r   th o d o r   class if icatio n   w a s   s til l v a g u e.     An o th er   r esear ch   b y   Os u n et  al  [ 6 2 ]   r ev ie w ed   4   m u lti   ex p o n en tial  m o d els,  n a m el y Gar d n er   tr an s f o r m ,   m u l ti  ex p o n e n tial  t r an s ie n s p ec tr o s co p y ,   P ad L a p lace ,   an d   P ad Z   tr an s f o r m .   T h eir   p u r p o s w a s   to   m o d el  th tr a n s ie n r esp o n s o f   co n d u ctiv it y - b ased   g a s   s en s o r s   f o r   o d o r   r ec o g n itio n .   T h e y   co n cl u d ed   th at   Gar d n er   tr an s f o r m   w as  e x tr em el y   s en s iti v to   th d is p er s i o n   p ar am eter ,   w h ile  t h P ad L ap lace   an d   P ad Z   m et h o d s   w er les s   s en s iti v to   ex p er im e n tal  n o is th a n   th e   s p ec tr al  tech n iq u e s   an d   d id   n o r eq u ir lo w - p as s   f ilter i n g .   So m p ar am e ter s   in   s en s o r   p er f o r m a n ce s   th at  ca n   b an al y ze d   ( as  m en t io n ed   in   s u b   ch ap ter   2 . 1 . )   [ 5 7 ]   a r d escr ib ed   as f o llo w s :     2 . 3 . 1 .   Sens it iv it y   Sen s iti v it y   is   c h an g o f   m e asu r ed   s i g n a p er   an al y te  co n ce n tr atio n   u n it  [ 5 7 ] .   Xin   Z h o u   in   [ 6 3 ]   an al y ze d   t h s en s iti v it y   o f   t h g as  s e n s o r   b ased   o n   Z n Fe2 O4   s p h er es  a n d   Z n Fe2 O4   n a n o p ar ticles.   T h g a s   s en s o r ' s   r esp o n s to   th 3 0   p p m   an d   1 0 0   p p m   ac eto n w er r ec o r d e d .   T h g as se n s o r ' s   r es p o n s to   th ac eto n e   v ar ied   w i th   t h c h an g o f   t h e   te m p er atu r e.   Gas  s e n s o r   g av lo w   r esp o n s to   t h ac eto n e   at  lo w   te m p er at u r e   ( 2 0 0 o C )   d u to   ac eto n m o le cu les   ca n n o e f f ec ti v el y   r ea ct   w it h   t h s u r f ac ab s o r b ed   o x y g e n   s p ec ie s .   T h r esp o n s es  o f   p o r o u s   Z n Fe2   O4   s p h er es  w er g o o d   at  h ig h er   te m p er atu r at  o p er atin g   te m p er atu r 2 0 0 o C   an d   2 3 7 . 5 o C.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4 864     I J R E S   V o l.  6 ,   No .   3 N o v e m b er   2 0 1 7   :   1 3 3     1 4 9   138   2 . 3 . 2 .   Select iv it y   A cc o r d in g   to   V.   E .   B o ch en k o v   [ 5 7 ]   s elec tiv it y   is   c h ar ac ter i s tics   t h at  d eter m in w h et h er   s en s o r   ca n   r esp o n d   to   g r o u p   o f   an al y t es  s elec ti v el y   o r   ev en   to   s in g le  an al y te  s p ec if ical l y .   Se lectiv it y   i s   o n o f   ess e n tial  p ar a m eter s   in   o d o r   i d en tific atio n   [ 6 4 ] .   Selectiv it y   w il b ea s y   i f   th o d o r s   to   b id en ti f ied   ar r ea lly   d if f er e n t.   I is   co n tr ad ictiv wh en   t h o d o r s   ar e   q u iet  s i m ila r   as  in   p ap er   [ 6 5 ] .   T h s elec tiv it y   o f   th s e n s o r s   w il l b b etter   b y   ad d itio n al  m e th o d s   o r   tech n iq u es,  s u c h   as th in teg r at io n   o f   P C A ,   L D A ,   N N,   SVM,   etc.       2 . 3 . 3 .   Sta bil it y     Stab ilit y   i s   th ab ilit y   o f   s e n s o r   to   p r o v id r ep r o d u cib le  r esu lt s   f o r   ce r tain   p er io d   o f   ti m e.   T h is   in cl u d es  r etain i n g   th s e n s iti v it y ,   s elec ti v it y ,   r esp o n s e,   an d   r ec o v er y   ti m e.   On o f   th g as  s en s o r 's  s tab ilit y   w a s   co n d u cted   b y   Z h e n   W e n   [ 6 6 ] .   T h e y   te s ted   s e v er al  g a s   s e n s o r ' s   p ar a m eter s   in   t h eir   r esear ch ,   s u c h   a s s en s iti v it y ,   d etec tio n   li m it,  wo r k in g   te m p er at u r e,   r esp o n s e/ r ec o v er y   k i n etic s ,   s elec ti v it y ,   an d   s tab ilit y   o f   th e   s en s o r .   I n   t h at  r esear c h ,   t h e y   g o t h at  R h o m b ic  C o 3 O4   n a n o r o d   ( NR )   ar r ay - b ased   g as   s en s o r   h ad   g o o d   s tab ilit y   o v er   th 3   m o n th s   tes t.     2 . 3 . 4 .   Det ec t io n L i m it   Dete ctio n   li m it  i s   th e   lo w est   co n ce n tr atio n   o f   t h a n al y te  t h at  ca n   b e   d etec ted   b y   th e   s e n s o r   u n d er   g iv e n   co n d itio n s ,   p ar tic u lar l y   at  g i v en   te m p er at u r e.   On o f   th s e lectiv e   d etec tio n   r esear c h es  w a s   o f f er ed   b y   Qia n q ian   i n   [ 6 7 ] .   T h ey   o b s er v ed   Z n g a s   s e n s o r   to   th ac eto n s o u r ce s .   T h e y   g o th a d etec tio n   li m it  f o r   th e   ac eto n w a s   0 . 2 5   p p m .       2 . 3 . 5 .   Dy na m ic  Ra ng e   D y n a m ic  r a n g r ef er s   to   th a n al y te  co n ce n tr atio n   r an g b et w ee n   th d etec tio n   li m it  a n d   th h i g h e s t   li m it in g   co n ce n tr atio n .     2 . 3 . 6 .   L inea rit y   L i n ea r it y   r ef er s   to   t h r ela tiv e   d ev iatio n   o f   a n   e x p er i m e n tall y   d eter m in ed   ca lib r atio n   g r ap h   f r o m   a n   id ea l stra ig h t li n e.     2 . 3 . 7 .   Reso lutio n   R eso l u tio n   m ea n s   t h lo w e s t c o n ce n tr atio n   d if f er en ce   t h at  ca n   b d is tin g u is h ed   b y   s e n s o r .     2 . 3 . 8 .   Respo ns T i m e   R esp o n s e   ti m is   th e   ti m r eq u ir ed   f o r   s e n s o r   to   r esp o n d   to   s tep   co n ce n tr atio n   c h a n g f r o m   ze r o   to   ce r tain   co n ce n tr atio n   v al u e.   Qian q ia n   [ 6 7 ]   as  m e n tio n ed   in   s u b   c h ap ter   2 . 3 . 4 ,   also   an a l y ze d   t h r esp o n s e   ti m o f   t h Z n s e n s o r   to   th ac eto n e.   T h r esp o n s ti m o f   th s e n s o r   w as a s   s h o r t a s   3   s .     2 . 3 . 9 .   Rec o v er y   T i m e   R ec o v er y   ti m i s   t h e   ti m it   tak e s   f o r   t h s e n s o r   s i g n al   t o   r etu r n   to   it s   i n itial   v a lu e   a f ter   a   s tep   co n ce n tr atio n   ch a n g f r o m   c er tain   v al u to   ze r o .     2 . 3 . 1 0 .   Wo rk ing   T e m p er a t ure   W o r k in g   te m p er at u r is   t h te m p er at u r t h at  co r r esp o n d s   to   m ax i m u m   s en s iti v it y .   As i n   t h ex a m p le  m en tio n ed   i n   S u b   C h ap ter   2 . 3 . 1 ,   p o r o u s   Z n Fe2   O4   s p h er e s   w er g o o d   at  o p er atin g   te m p er atu r 2 0 0 o C   an d   2 3 7 . 5 o C ,   it  m ea n s   t h at  t h w o r k i n g   te m p er at u r r an g o f   t h at   s en s o r   w as  2 0 0 o C   u n til  2 3 7 . 5 o C.   I i s   d u to   th e   s en s iti v it y   o f   t h s en s o r   b ec o m q u ite  h i g h   i n   t h at  r a n g e.   An o th er   ex a m p le  o f   w o r k i n g   te m p er atu r ca n   b e   s ee n   f r o m   t h r esear ch   o f   Z h en   W en   [ 6 6 ]   ( as  s tated   in   s u b   ch ap ter   2 . 3 . 3 )   th at  an al y ze d   s o m p ar a m eter s   i n   g as  s en s o r 's  p er f o r m a n ce s .   E th an o a n al y te  w a s   ch o s e n   a s   th g as  s o u r ce   i n   t h eir   r es ea r ch .   T h o p tim al   w o r k i n g   te m p er at u r o f   R h o m b ic  C o 3 O4   n an o r o d   ar r ay   b ased   g as  s e n s o r   f o r   m a x i m u m   s e n s it iv i t y   w a s   at   160 o C.   T h r esp o n s o f   th s e n s o r   in cr ea s ed   w it h   th o p er atin g   te m p er atu r an d   t h en   d ec r ea s ed   w it h   f u r th er   r is o f   th e   o p er atin g   te m p er at u r e.   T h p h e n o m e n w er e x p lain ed   b y   Z h e n   W en   u s i n g   t h ad s o r p tio n   a n d   d eso r p tio n   k i n etics   o n   th e   s u r f ac o f   t h s e m ico n d u cti n g   m etal  o x id es.   W h en   th e   w o r k i n g   te m p er atu r w a s   s m al ( b elo w   1 5 0 o C ) ,   th c h e m ical  ac tiv a tio n   w as  al s o   s m all;  t h er ef o r t h r esp o n s w a s   also   s m all  ( b elo w   1 0 ) .   W h en   th o p er atin g   te m p er atu r w a s   r ea ll y   h ig h   ( ab o v 2 0 0 o C ) ,   th ad s o r b ed   g as   m o lecu le s   escap ed   b ef o r th ei r   r ea ctio n t h er ef o r e,   th r esp o n s w o u ld   also   d ec r ea s ( b elo w   1 0 ) .   T h w o r k i n g   te m p er atu r w a s   b et w ee n   1 5 0 o C   u n t il 2 0 0 o C ,   w ith   t h h i g h est s e n s iti v it y   at  1 6 0 o C .             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J R E     I SS N:  2089 - 4864       Meta l O xid es S emic o n d u cto r   S en s o r s   fo r   Od o r   C la s s i fica tio n ( N ya yu   La tifa h   Hu s n i ) 139   2 . 3 . 1 1 .   H y s t er esis   H y s ter e s is   m ea n s   t h m a x i m u m   d if f er e n ce   i n   o u tp u t   w h e n   t h v al u i s   ap p r o ac h ed   w i th   an   in cr ea s i n g   a n d   d ec r ea s in g   an al y te  co n ce n tr atio n   r a n g e.     2 . 3 . 1 2 .   L if Cy cle   L i f c y cle  i s   t h p er io d   o f   tim o v er   w h ich   t h s e n s o r   w ill c o n tin u o u s l y   o p er ate.       3.   E XP E R I M E NT A L   SE T UP   I n   th is   r esear ch ,   t h r esp o n s e   p atter n   o f   th s en s o r s '   ar r a y   ( T GS  2 6 0 0 ,   T GS  2 6 0 2 ,   an d   T GS  2 6 0 0 )   w a s   a n al y ze d   i n   t h r ea l   en v ir o n m e n in   o r d er   to   s ee   th e   ch a r ac ter is tics   a n d   p er f o r m an ce   o f   ea c h   s en s o r   ( T h e   u s o f   m o r th a n   o n s en s o r   in   o d o r   class if ica tio n   i s   v er y   i m p o r ta n t.   I is   d u to   t h o u tp u o f   o n s en s o r   ca n   r ef er   to   d if f er en co n ce n tr at io n   o f   v ar io u s   an a l y te s   [ 3 9 ] ) .   T h m ai n   g o al  o f   t h i s   r esear ch   is   to   an al y ze   t h e   ac tiv co v er ag ar ea   o f   g as  s en s o r s   i n   o r d er   to   s ee   th r o b u s t n ess   o f   t h s en s o r s .   B y   h av i n g   th s en s o r 's   p er f o r m a n ce   d ata,   p la n n i n g   o f   u s i n g   a n   ap p r o p r iate  m et h o d   f o r   p l u m e   f in d i n g   p r ed ictio n   in   o d o r   lo ca lizatio n   ap p licatio n   ca n   b e   b u ilt.     T o   th au th o r ' s   k n o w led g e,   t h er is   n o   o n d is cu s s ed   ab o u t   th p er f o r m an ce   o f   g as  s e n s o r s   f o r   th o d o r   class if icatio n .   I n   t h is   r es ea r ch ,   th d ata  o f   t h s e n s o r   p er f o r m a n ce   w i ll  b an al y ze d   in   f o u r   ca teg o r ies ,   n a m e l y :   s e n s o r s ti m r esp o n s e,   s e n s o r s '   p ea k   d u r atio n ,   a n d   s en s o r s s e n s i tiv it y   an d   s en s o r s s tab ilit y .   T h e   te m p er atu r o f   t h s en s o r   w ill  n o b d is c u s s ed   in   d etail  d u e   to   th d ata  g o f r o m   th e   f ir s s t ep   in   t h is   r esear ch   w o u ld   b s u p p lied   as t h d ata  b ases   o f   o d o r   class if icatio n   wh ich   w as   d o n i n   t h r ea l e n v i r o n m e n t.   T h er ef o r e,   in   t h i s   r esear ch ,   th e   en v ir o n m en tal  te m p er atu r e   w as   t ak e n   a r o u n d   2 8   0 C   u n til  3 1   0 C   a s   t h r ea te m p er atu r e   m ea s u r ed   in   t h ex p er i m en tal  r o o m .     3 . 1 .   T he  E x peri m ent a l En v ir o n m e nt   T h ex p er i m en w as  d o n in   a   r o o m   4   m   x   1 0   m .   T h r esp o n s e s   o f   t h s e n s o r s   w er m ea s u r ed   u s i n g   2   s ce n ar io s .   A f ir s s ce n ar io ,   th s o u r ce   w as  e x p o s u r to   th en v ir o n m e n f o r   2 0   s .   T h d is ta n ce   o f   t h e   s en s o r s   to   t h s o u r ce s   w as   v ar ied   b y   6 0   c m   f o r   ea c h   p o s itio n .   I n   t h e   s ec o n d   s ce n ar io ,   th e   s o u r ce   w as   s w i tch ed   in to   o n   an d   o f f   co n d itio n   to   s e th s e n s iti v it y   o f   t h s e n s o r s .     3 . 2 .   G a s   So u rces   T h g as  s o u r ce s   w er eth a n o l,   m eth a n o an d   b u ta n o l.   T h e x p er i m e n tal  s o u r ce   w a s   s et  as   s h o w n   i n   Fig u r 2 .   T h is   s o u r ce   s et - u p   i m itated   t h o d o r   s o u r ce s   in tr o d u ce d   b y   T h o m a s   L o c h m atter   [ 1 5 ] .   T h s o u r ce s   u s ed   i n   th i s   e x p er i m e n ts   ar e th an o l   ( C 2 H6 O) ,   m eth a n o ( C H3 OH) ,   an d   ac eto n e   ( C 4 H1 0 O) .   T h eir   m o lecu lar   w ei g h ts   ar h ea v ier   th a n   air   ( 2 8 . 9 7   g / m o l) ,   n a m el y 4 6 . 0 6 8 4 4   g / m o f o r   eth a n o l,  3 2 . 0 4   g / m o f o r   m e th a n o l,   an d   5 8 . 0 8   g /m o f o r   ac eto n e.   T h er ef o r e,   T h ey   ca n   ev ap o r ate  q u ick l y   d u to   th e ir   lo w   b o ilin g   p o in ( 7 8 0 C ,   6 4 0 C ,   5 6 0 C   r esp ec tiv el y ) .   T h er ef o r e,   T h eir   p lu m e   te n d s   to   b in   t h g r o u n d .   I n   ad d itio n ,   th eir   lo w   b o ilin g   p o in ts   en ab les  to   m a k g as  s o u r ce s   in   s p o n ta n eo u s   e v ap o r atio n   w ith o u h ea ti n g .   L iq u id   s o u r ce s   w er tr an s f o r m ed   to   b g as  u s in g   t h h elp   o f   t h w ic k   an d   t h f r es h   air   s u p p lied   to   th s o u r ce s '   c h a m b er .   T h w ic k   an d   p iece   o f   tu b ( f o r   th f r esh   air   i n let)   w er u s ed   to   in cr ea s th air - eth a n o i n ter f ac s u r f ac e.   E v ap o r ated   eth an o w a s   m ix ed   w it h   t h ai r   o n   th to p   p ar o f   th ch a m b er .   T h is   m ix ed   g a s   w as  t h e n   p u m p ed   to w ar d   th e   g as o u t let.   T h air   p u m p   u s ed   as  th ex p er i m en tal  s o u r ce s   i s   ca p ab le  to   ex h au s 1 4 . 0   L ittre   liq u id   s o u r ce   in   m i n u te.   I h as   s i x   o u tp u t s   t h at   en ab le  th e   d ep lo y m e n t s   o f   t h s o u r ce s   to   a n y   p o s s ib le   an d   d esire d   p o in ts .   T h e   p r e s s u r o f   t h p u m p   i s   m o r th an   0 . 0 1 6   MP (   m o r th a n   2 . 3 2   p s i)   w i th   5 0 - 6 0   Hz  f r eq u en cies.   T h t y p o f   th p u m p   i s   d iap h r ag m   p u m p   th at  al lo w s   t h o u tp u t   ( in   th i s   ca s e th a n o co n ce n tr atio n )   t o   b co n tr o lled .   I n   ad d itio n ,   it  is   eq u ip p ed   w it h   k n o b   th at   c an   b tu r n ed   ar o u n d   f r o m   th e   lo w est   p r ess u r to   th e   h i g h est   o n e.   T h is   co n d itio n   g a v t h ea s i n e s s   o f   co n tr o lli n g   th co n ce n tr a tio n   to   b u s ed .           Fig u r 2 .   T h g as so u r ce s   s et u p   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4 864     I J R E S   V o l.  6 ,   No .   3 N o v e m b er   2 0 1 7   :   1 3 3     1 4 9   140   3 . 3 .   G a s   Sens o rs   T h r ee   Me tal  Ox id es  g a s   s e n s o r s   u s ed   i n   th is   e x p er i m e n w er e   T GS  2 6 2 0 ,   T GS  2 6 0 2 ,   an d   T GS  2 6 0 0 .   T h ese  s en s o r s   ar co m b i n ed   t o g eth er   i n   o r d er   to   m a k an   ar r ay   s e n s o r .   T h s en s i n g   ele m en in   T GS  2 6 0 0 ,   2 6 2 0 ,   an d   T GS  2 6 0 2   is   m ad o f   m etal   o x id s e m ico n d u cto r   la y er   f o r m ed   o n   t h al u m i n s u b s tr ate  o f   a   s en s in g   c h ip   to g e t h er   w it h   an   in te g r ated   h ea ter .   T h co n d u ctiv it y   o f   t h s e n s o r   w il ch a n g w h e n   t h er is   a   d etec ted   g as.  T r o u g h   s i m p le  elec tr ical  cir cu it,  t h is   c h an g w ill  b co n v er ted   i n t o   an   o u tp u s i g n al   co r r esp o n d   to   th g as c o n ce n tr atio n .     T h T GS  2 6 0 0   h as  h ig h   s e n s iti v it y   to   lo w   co n ce n tr atio n s   o f   g aseo u s   air   co n ta m i n an t s   s u c h   as   h y d r o g e n   an d   ca r b o n   m o n o x id w h ich   e x i s t in   ci g ar ette  s m o k [ 6 8 ] .     T h T GS  2 6 2 0   h as  h ig h   s en s it iv it y   to   t h v ap o r s   o f   o r g a n ic   s o lv e n ts   a s   w el as   o th er   v o lat ile  v ap o r s .   I also   h as  s e n s iti v it y   to   v ar iet y   o f   co m b u s tib le  g a s es  s u c h   as  ca r b o n   m o n o x id e,   m a k i n g   it  g o o d   g e n er al  p u r p o s s en s o r   [ 6 9 ] .     T GS  2 6 0 2   h as  h ig h   s e n s iti v it y   to   lo w   co n ce n tr atio n   o f   o d o r o u s   g ase s ,   s u c h   as  a m m o n i an d   H2 g en er ated   f r o m   w aste  m ater ial   [ 7 0 ] .     3 . 4 .   B lo ck   Dia g r a m     T h s im p le  b lo ck   d iag r a m   o f   th g a s   s en s o r   d ev elo p m e n is   s h o w n   i n   Fig u r 3 .   T h ch e m ical   s o u r ce s   d etec ted   b y   s en s o r s   ar r ay   w er b ein g   co n v er te d   in to   p h y s ical  p ar a m eter .   T h is   p ar a m eter   w as  p r o ce s s ed   in   m icr o co n tr o ller   an d   s en d   to   t h o u tp u d is p la y .   In   th i s   r esear ch ,   t h o u tp u w a s   also   s e n to   t h e   co m p u ter   b y   m ea n s   o f   w ir ele s s   co m m u n icatio n .   T h A D C   d ata  o f   t h s en s o r s   w er e   o b s er v ed   an d   p r o ce s s e d   to   g et  th v alu o f   s e n s o r 's r es p o n s e.             Fig u r 3 .   T h b lo ck   d iag r am   o f   s e n s o r s   ar r a y   d ev elo p m e n t       4.   RE S U L T A ND  D I SCU SS I O N   4 . 1 .   Sens o P er f o r m a nce    I n   th is   s u b   ch ap ter ,   th s en s o r s '   p er f o r m a n ce s   th at  w er m ea s u r ed   w er f o c u s ed   o n   th s e n s o r s '   ti m e   r esp o n s e,   s e n s o r s '   p ea k   r esp o n s d u r atio n ,   t h s e n s iti v it y   a n d   th e   s tab ilit y   r esp o n s o f   t h s en s o r ,   w h ile   th e   s elec ti v it y   p er f o r m a n ce   o f   t h g as  s e n s o r s   w a s   d ete r m in ed   in   th e   s u b   ch ap ter   4 . 3 .   T h s elec tiv it y   p er f o r m an c e   w a s   in d icate d   b y   th ab ilit y   o f   th s en s o r   in   d eter m in i n g   an d   class i f y i n g   th o d o r   th at  th e y   s e n s ed .   I n   t h is   r esear ch ,   SVM  tec h n iq u w as  u s ed   in   o r d er   to   en h a n ce   th a b ilit y   o f   g as se n s o r s   in   clas s i f y in g   t h o d o r .     T h s p ee d   o f   th s e n s o r ' s   r e s p o n s m ea s u r ed   in   d i f f er e n t   p o s itio n   w as  s h o w n   i n   Fi g u r 4 ,   th e   s en s o r s '   p ea k   r esp o n s d u r ati o n   w a s   r ep r esen ted   i n   f i g u r 5 ,   th s en s iti v it y   an d   s tab il i t y   r es p o n s o f   th e   s en s o r s   w a s   d is p la y ed   i n   Fig u r 6   an d   Fig u r 7 .   E ac h   o f   th e   s en s o r s   i n   r esp o n s ti m tes ti n g   s h o w ed   th at  t h e   r esp o n s o f   t h e m   b ec o m s lo w er   d u to   t h lo n g er   o f   th e   d is tan ce   o f   t h s o u r ce s   to   r ea ch   t h s en s o r s .   I i s   also   th s a m w it h   th s e n s o r s '   p ea k   r esp o n s d u r atio n .   T h d u r atio n   o f   th p ea k   r esp o n s w o u ld   b s h o r ter   w h e n   th d is ta n ce   b et w ee n   th e   s o u r ce   an d   th g as se n s o r s   b e co m lo n g er .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J R E     I SS N:  2089 - 4864       Meta l O xid es S emic o n d u cto r   S en s o r s   fo r   Od o r   C la s s i fica tio n ( N ya yu   La tifa h   Hu s n i ) 141         ( a)       ( b )           ( c)   Fig u r 4 .   Sen s o r ' s   ti m r esp o n s es to   s o m s o u r ce s ( a)   to   th e th an o l,  ( b )   to   th m et h a n o l,  an d   ( c)   to   th ac eto n e             ( a)       ( b )           ( c)   Fig u r 5 .   Sen s o r ' s   p ea k   d u r ati o n   r esp o n s es  f o r   3   d if f er en s o u r ce s   ( a)   eth an o l,  ( b )   m et h an o l,  ( c)   ac eto n e       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4 864     I J R E S   V o l.  6 ,   No .   3 N o v e m b er   2 0 1 7   :   1 3 3     1 4 9   142           ( a)       ( b )           ( c)   Fig u r 6 .   Sen s o r ' s   s e n s iti v it y   f o r   3   d if f er en t so u r ce s   ( a)   eth a n o l,  ( b )   m et h an o l,  ( c)   ac eto n e             ( a)       ( b )             ( c)     ( d )   Fig u r 7 .   Sen s o r ' s   s tab il it y   f o r   3   d if f er en t so u r ce s   ( a)   eth a n o l,  ( b )   m eth a n o l,  ( c)   ac eto n e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.