Development of an Odor Compass: 2D Thermal Anemometer with Olfactory Information

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Caetano, José Miguel Marques
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10316/83123
Resumo: Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia
id RCAP_2c5093ccd907a77c3b4165cf47990875
oai_identifier_str oai:estudogeral.uc.pt:10316/83123
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository_id_str 7160
spelling Development of an Odor Compass: 2D Thermal Anemometer with Olfactory InformationDesenvolvimento de um Compasso de Odores: Anemómetro Térmico 2D com Informação OlfactivaLocalização de Fontes OdoríferasCompasso de OdorNariz EletrónicoAnemometria TérmicaMedição de Fluxo em FluidosOdor Source LocalizationOdor CompassThermal AnemometryElectronic NoseFluid Flow MeasurementDissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaMuitos animais usam o olfato como um sentido de orientação combinando a informação sobre a concentração de um odor específico, presente no ar, e a velocidade do vento. Este tipo de deteção está ligado aos conceitos de deteção baseados em quimiotaxia e anemotaxia, uma vez que se consideram as propriedades químicas e eólicas aquando da localização da origem de um odor. No entanto, o olfato é muitas vezes desprezado, pelos seres humanos, como um sentido de orientação, não sendo, portanto, objeto de profunda investigação e/ou desenvolvimento. Assim, esta tese pretende dar uma contribuição nesta área através do desenvolvimento de um compasso de odores baseado em métodos térmicos, para medir as propriedades de um fluido, e um sensor de gás eletroquímico, de forma a medir a concentração do odor. Os compassos de odor são adequados para o uso em robôs móveis, possibilitando o rastreamento ativo de um odor, e em redes de sensores ambientais, permitindo um rastreamento estático de odor. Estes podem, portanto, ser usados em aplicações como o controlo de ambientes de vida e de trabalho num edifício, inspeção de ambientes perigosos utilizando robôs móveis, deteção de drogas e explosivos, e deteção precoce de incêndios florestais. Para desenvolver tal dispositivo, foram colocados vários termístores, também designados de elementos aquecidos, em torno de uma estrutura triangular, permitindo que a relação entre as suas respostas possa ser utilizada para determinar a direção da origem de um odor enquanto se usa um sensor de gás de óxidos metálicos para medir a concentração do mesmo.Testes em laboratório realizados com etanol, de forma a produzir a quantidade desejada de odor, e um processo de calibração completamente automatizado, mostraram que o sensor desenvolvido consegue indicar a direção da origem de um odor com precisão, medindo a velocidade do fluxo de ar com um erro absoluto médio de 0,0245 m/s e a direção do fluxo de ar com um erro absoluto médio de 3%.Many animals use olfaction as a sense of orientation by combining the information regarding the concentration of a specific odor present in the air and the velocity of the wind. This type of detection is linked to the concepts of chemotaxis and anemotaxis based detection, since both chemical and wind properties are considered when locating the source of an odor. However, olfaction is often disregarded by humans as a sense of orientation, thus not being subject of deep research and/or development. Therefore, this thesis intends to give a contribution in this area through the development of an odor compass based on thermal methods for measuring the flow properties of a fluid and an electrochemical gas sensor for measuring its odor concentration. Odor compasses are suitable for usage in both mobile robots, in order to perform an active odor tracing, and environmental sensor networks, allowing for a static odor tracing. They can, therefore, be used in applications like control of living and working environments in a building, inspection of dangerous environments with mobile robots, drugs and explosives detection and earlier detection of active wildfires. To develop such a device, multiple thermistors, also referred to as heated elements, were placed around a triangular structure, so that the relation between their responses can be used to determine the direction of the odor source, while a metal oxide gas sensor was used to measure the odor concentration.Indoor experiments realized with ethanol, in order to produce the desired amount of odor, and a fully automated calibration process showed that the developed sensor could indicate the direction of the odor source with precision, measuring the airflow velocity with a mean absolute error of 0.0245 m/s and the airflow direction with a 3% mean absolute error.2017-03-01info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://hdl.handle.net/10316/83123http://hdl.handle.net/10316/83123TID:202123987engCaetano, José Miguel Marquesinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2020-01-29T10:25:17Zoai:estudogeral.uc.pt:10316/83123Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:04:56.026512Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
dc.title.none.fl_str_mv Development of an Odor Compass: 2D Thermal Anemometer with Olfactory Information
Desenvolvimento de um Compasso de Odores: Anemómetro Térmico 2D com Informação Olfactiva
title Development of an Odor Compass: 2D Thermal Anemometer with Olfactory Information
spellingShingle Development of an Odor Compass: 2D Thermal Anemometer with Olfactory Information
Caetano, José Miguel Marques
Localização de Fontes Odoríferas
Compasso de Odor
Nariz Eletrónico
Anemometria Térmica
Medição de Fluxo em Fluidos
Odor Source Localization
Odor Compass
Thermal Anemometry
Electronic Nose
Fluid Flow Measurement
title_short Development of an Odor Compass: 2D Thermal Anemometer with Olfactory Information
title_full Development of an Odor Compass: 2D Thermal Anemometer with Olfactory Information
title_fullStr Development of an Odor Compass: 2D Thermal Anemometer with Olfactory Information
title_full_unstemmed Development of an Odor Compass: 2D Thermal Anemometer with Olfactory Information
title_sort Development of an Odor Compass: 2D Thermal Anemometer with Olfactory Information
author Caetano, José Miguel Marques
author_facet Caetano, José Miguel Marques
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Caetano, José Miguel Marques
dc.subject.por.fl_str_mv Localização de Fontes Odoríferas
Compasso de Odor
Nariz Eletrónico
Anemometria Térmica
Medição de Fluxo em Fluidos
Odor Source Localization
Odor Compass
Thermal Anemometry
Electronic Nose
Fluid Flow Measurement
topic Localização de Fontes Odoríferas
Compasso de Odor
Nariz Eletrónico
Anemometria Térmica
Medição de Fluxo em Fluidos
Odor Source Localization
Odor Compass
Thermal Anemometry
Electronic Nose
Fluid Flow Measurement
description Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia
publishDate 2017
dc.date.none.fl_str_mv 2017-03-01
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10316/83123
http://hdl.handle.net/10316/83123
TID:202123987
url http://hdl.handle.net/10316/83123
identifier_str_mv TID:202123987
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron:RCAAP
instname_str Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
collection Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository.name.fl_str_mv Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1799133941272150016

Registros relacionados