prof. dr hab. inż. Janusz Smulko
Employment
- Head of Department at Department of Metrology and Optoelectronics
- Professor at Department of Metrology and Optoelectronics
Research fields
Publications
Filters
total: 188
Catalog Publications
-
Pitting corrosion characterization by electrochemical noise measurements on asymmetric electrodes. [DOI 10.1007/s10008-008-0643-y]
PublicationObecność korozji wżerowej może być wykryta na podstawie występowania charakterystycznych przebiegów prądu płynącego między dwiema elektrodami, których wyprowadzenia są zwarte. Autorzy proponują nową metodę, która zachowuje informacje o stałej czasowej tych charakterystycznych dla procesów wżerowania przebiegów. Metoda została zastosowana do analizy szumów występujących podczas korozji stali 0H18N9 pod wpływem 1M roztworu FeCl3...
-
Third harmonic index as a diagnostic tool of high-voltage varistors
PublicationThe recommended methods for standard testing of high-voltage varistors demand application of high voltages and intensive currents that is inconvenient and needs extensive power consumption. These methods require metallization of the prepared ZnO structures that increases costs of testing. Another method of varistor quality and endurance evaluation by the third harmonic index measurement at relatively low voltage range has been...
-
Diagnostics of high-voltage varistor quality using resonant ultrasound spectroscopy
PublicationResonant spectroscopy is an effective nondestructive testing method focused on defects detection in tested objects. Resonance spectrum contains an information about the mechanical properties and particularly about the structural homogeneity of the whole object. A swept frequency method has been used to measure the selected resonant frequencies range. The system for measurement of resonant ultrasound spectroscopy of high-voltage...
-
Dwa zastosowania procesorów sygnałowych w układach przetwarzania i akwizycji danych
PublicationW ciągu ostatnich kilku lat nastąpił skokowy wzrost liczby aplikacji stosujących mikrokontrolery i mikroprocesory w układach pomiarowych. Ten wzrost dotyczy także zastosowań procesorów sygnałowych, pozwalających na wstępne przetwarzanie rejestrowanych danych w czasie rzeczywistym. Możliwość wstępnego przetwarzania istotnie ogranicza liczbę przechowywanych lub przesyłanych do nadrzędnego komputera parametrów w stosunku do liczby...
-
System do badań nieniszczących warystorów metodą rezonansowej spektroskopii ultradźwiękowej
PublicationW prezentowanym systemie pomiarowym wykorzystano metodę ''przemiatania'' częstotliwości do identyfikacji częstotliwości rezonansowych, które zależą od właściwości struktury badanego warystora. Jako kryterium zastosowano parametr jakości Q, na podstawie którego proponuje się eliminację wadliwych elementów we wczesnej fazie ich produkcji.
-
Methods of quality characterization of foil-based capacitors
PublicationJakość kondensatorów wykonanych z folii aluminiowej jest zależna od wielu parametrów podczas ich produkcji. Istniejące metody oceny ich jakości nie są doskonałe. Stąd istnieje potrzeba propozycji nowych metod. W pracy przedstawiono wyniki badań zawartości trzeciej harmonicznej oraz emisji akustycznej występującej pod wpływem naprężenia mechanicznego zwijek foliowych z jakością wytworzenia tych zwijek.
-
Określenie położenia za pomocą sieci bezprzewodowej w standardzie ZigBee
PublicationMimo wprowadzenia systemu nawigacji GPS, nadal istnieje zapotrzebowanie na inne, tańsze systemy lokalizacji położenia, w szczególności pracujące w pomieszczeniach, gdzie często nie dochodzi sygnał z satelity. Taki system można zrealizować za pomocą bezprzewodowej sieci czujników w standardzie ZigBee za pomocą kilku różnych metod. W pracy przedstawiono metodę RSSI (ang.: Received Signal Strength Indicator) oceny odległości za pomocą...
-
Resonant ultrasonic spectroscopy in high-voltage varistor spectroscopy
PublicationResonant spectroscopy is an effective non-destructive testing method focused on defects in tested objects. The testing procedure, based on the resonant pattern, allows rejection of the tested samples with defects which do not fit the pattern. A sweeping frequency method has been used to measure the spectrum of resonances in high-voltage varistors. As a result we can observe resonances that depend directly on inhomogeneity of the...
-
Quality assessment of high voltage varistors by third harmonic index
PublicationHigh voltage varistors that consist of grained ZnO have to be tested before assembling into a surge arrester. The existing methods demand a usage of high voltages and intensive currents that is inconvenient, destructive and needs extensive power consumption. Additionally, these methods require metallization of the prepared varistor structures that increases costs. We propose another method of varistors quality assessments by a...
-
Electrochemical noise analysis methods for the investigation of corrpsion processes
PublicationProcesy korozji mogą być badane przez obserwacje przepływu ładunków między elektrolitem a korodującą elektrodą metalową. Przepływy te są obserwowane jako fluktuacje prądu i napięcia nazywane szumem elektrochemicznym. Różne rodzaje procesów korozji mogą być identyfikowane za pomocą szumów elektrochemicznych. Szybkość korozji jednorodnej jest określana przez estymację rezystancji polaryzacji występującej między elektrolitem a metalem....
-
Fluctuation - enchanced chemical sensing
PublicationCzułość i selektywność sensorów gazu może ulec poprawie jednocześnie gdy wykorzysta się informację zawartą w szumach występujących w sensorze. W pracy opisano szczegółowo kilka metod stosowanych do analizy szumów sensorów gazu. Przedstawiono wyniki ostatnich eksperymentów przeprowadzonych na komercyjnych sensorach gazu Taguchi, sensorach SAW oraz MOS-FET.
-
On accurracy of polarization resistance estimation by electrochemical noise measurements
PublicationPrzedstawiono sposób estymacji rezystancji polaryzacji, wykorzystywanej do oceny szybkości procesów korozji. Zaproponowano formułę określającą błąd losowy estymacji rezystancji polaryzacji. Przytoczono i przedyskutowano eksperymentalne wyniki estymacji rezystancji polaryzacji na podstawie pomiarów szumów elektrochemicznych w układzie trzech elektrod pomiarowych.
-
Przykłady zastosowania zestawu uruchomieniowego TMS320C6711 DSK z procesorem sygnałowym do realizacji stanowisk laboratoryjnych w laboratorium procesorów sygnałowych. Zastosowanie Komputerów w Nauce i Technice. Gdańsk 2003. XIII cykl seminariów zorganizowanych przez PTETiS, Oddział Gdańsk.
PublicationPrzedstawiono dwa stanowiska laboratoryjne wykorzystujące zestawy ze zmiennoprzecinkowym procesorem sygnałowym TMS320C6711. Jedno z nich realizuje analizator widma a drugie demonstruje algorytmy kodowania sygnałów podczas ich transmisji. Oba przygotowane stanowiska opracowano przy wykorzystaniu środowiska Code Composer Studio.
-
Uniform corrosion monitoring of carbon steel in concrete.
PublicationW przypadku korozji prętów zbrojeniowych w żelbecie zaobserwowane zostały obszary wzmożonego zaatakowania. Pomiar prądowego i napięciowego szumu elektrochemicznego umożliwia wyznaczenie szybkości korozji ogólnej a zmiany parametrów statystycznych przebiegów szumowych umożliwiają detekcję występowania przestrzennych rejonów intensyfikacji korozji. Przedstawione rezultaty, oparte na wykorzystaniu odpowiedniego układu zastępczego,...
-
Higher-Order Statistics for Fluctuation-Enhanced Gas-Sensing.
PublicationPrzedstawiono wyniki badań eksperymentalnych wykrywania wybranych mieszanin gazów za pomocą analizy fluktuacji rezystancji obserwowanych w sensorach gazu. Do analizy obserwowanych fluktuacji wykorzystano gęstość widmową mocy oraz funkcję bispektrum.
-
Fluctuation-enhanced sensing: electronic dog nose identifies odors and counts molecules.
PublicationPrzedstawiono koncepcję wykrywania mieszanin gazów za pomocą analizy fluktuacji rezystancji sensora gazu. Porównano proponowaną ideę do wykorzystywanej w naturze przez zmysł węchu, w którym do mózgu dociera szereg pojedynczych impulsów elektrycznych wywołujących odczuwane wrażenie zapachowe.
-
Gas sensing by resistance fluctuations in PdxWO3 nanoparticle films.
PublicationPrzedstawiono wyniki badań sensorów gazu wykonanych z nanocząstek WO3 z dodatkiem Pd. Stwierdzono, że badanie fluktuacji rezystancji tych sensorów może istotnie zwiększyć czułość wykrywania gazu w porównaniu z obserwacją wyłącznie rezystancji stałoprądowej.
-
Resistance Noise Higher-Order Spectrums in Nanoparticle Gas Sensors.
PublicationPrzedstawiono badania fluktuacji rezystancji sensora gazu wykonanego z nanocząstek WO3. Stwierdzono występowanie składowych o rozkładzie prawdopodobieństwa różnym od rozkładu Gaussa. W celu zwiększenia czułości i selektywności wykrywanych gazów zastosowan do analizy obserwowanych fluktuacji spektra wyższych rzędów.
-
Enhanced visible light-activated gas sensing properties of nanoporous copper oxide thin films
PublicationMetal oxide gas sensors are popular chemoresistive sensors. They are used for numerous tasks, including environmental and safety monitoring. Some gas-sensing materials exhibit photo-induced properties that can be utilized for enhanced gas detection by modifying the sensor selectivity and sensitivity when illuminated by light. Here, we present the gas sensing characteristics of highly nanoporous Cu2O thin films towards both electrophilic...
-
Pitting corrosion in steel and electrochemical noise intensity
PublicationPrzedstawiono analizę szumu elektrochemicznego, rejestrowanego w obecności korozji wżerowej. Stwierdzono korelację pomiędzy intensywnością szumu a ubytkiem mas elektrod stalowych. Rejestry szumowe rozłożone zostały na składowe częstotliwościowe za pomocą przekształcenia falkowego. Dla pewnych składowych stwierdzono silniejszą korelację z ubytkiem mas korodujących elektrod. Pasmo częstotliwościowe powyższych składowych odpowiada...
-
Procesory sygnałowe w laboratoriach cyfrowego przetwarzania sygnałów. Zastosowanie Komputerów w Nauce i Technice.XII cykl seminariów zorganizowanych przez PTETiS, Oddział Gdańsk.
PublicationPrzedstawiono problematykę ćwiczeń laboratoryjnych realizowanych przez studentów z zastosowaniem zestawów uruchomieniowych z procesorami sygnałowymiTMS320C5x, ADSP-21xx oraz TMDS320C6711 w ramach laboratoriów cyfrowego przetwarzania sygnałów. Z uwagi na stopień złożoności, jak i możliwości techniczne, najwięcej uwagi poświęcono zestawom zawierającym procesory sygnałoweTMS6711 oraz środowisku programistycznemu Code Composer...
-
Metoda diagnozowania korozji metali na podstawie pomiarów szumów elektrochemicznych
PublicationPrzedstawiono metodę diagnozowania korozji metali przy wykorzystaniu wyników obserwacji fluktuacji prądu i napięcia (szumów elektrochemicznych), powodowanych reakcjami chemicznymi występującymi na powierzchni metali. Przedstawiono sposób pomiaru szumów elektrochemicznych za pomocą przygotowanych systemów pomiarowych. Podano wybrane metody analizy obserwowanych szumów, stosowane do oceny szybkości oraz rodzaju procesów korozji.
-
Sposób segmentacji przebiegu losowego, złożonego z szumu białego i impulsów prostokątnych o stałych amplitudach oraz przypadkowych czasach trwania i przerw
PublicationPodano sposób segmentacji sygnału losowego o składowej stacjonarnej będącej szumem białym oraz niestacjonarnej w formie impulsów prostokątnych o stałych amplitudach oraz przypadkowych czasach trwania i przerw. Obserwowany sygnał jest dzielony na N segmentów, w których składowa niestacjonarna, impulsowa posiada ustaloną amplitudę. Momenty czasu, w których zaczynają się i kończą kolejne segmenty określono przez wyznaczenie minimum...
-
Methods of non-stationary components detection of random fluctuations
PublicationPrzedstawiono problem detekcji składowych niestacjonarnych dla kilku rodzajów sygnałów losowych reprezentujących zjawiska szumowe w systemach fizycznych. Zaproponowano zastosowanie kilku specyficznych metod detekcji na podstawie analizy w dziedzinie częstotliwości i przedyskutowano uzyskane wyniki potwierdzające efektywność tych metod. Bardziej złożona obliczeniowo metoda z zastosowaniem transformaty falkowej daje lepsze rezultaty...
-
Higher-Order Spectra in Nanoparticle Gas Sensors.
PublicationPrzedstawiono wyniki badań rezystancji fluktuacji w rezystancyjnych sensorach gazu wykonanych z nanocząstek Pdx(WO3)1-x dla x=0.01 oraz x=0.12. Rozkład prawdopodobieństwa obserwowanych fluktuacji wskazywał na występowanie składowej o rozkładzie różnym od rozkładu normalnego. Do jego scharakteryzowania wykorzystano spektra wyższych rzędów oraz ich przekroje.
-
Higher-order spectra for harmonics detection in nonlinear systems at presence of Gaussian noise.
PublicationPrzedstawiono metodę wykrywania harmonicznych w ukladach nieliniowych za pomocą funkcji bispektrum. Przebadano skuteczność proponowanej metody w porównaniu z metodą wykorzystującą gęstość widmową mocy. Badania przeprowadzono dla sygnałów będących sumą sygnału harmonicznego i realizacji szumu białego.
-
Gas sensing by thermoelectric voltage fluctuations in SnO2 nanoparticle films
PublicationPrzedstawiono eksperymentalne wyniki wykrywania gazów za pomocą badania fluktuacji napięcia termoelektrycznego w warstwie SnO2 przygotowanej z jednorodnych ziaren o średnicy 20 nm. Obserwowano fluktuacje napięcia bez zewnętrznej polaryzacji warstwy SnO2. Intensywność obserwowanych fluktuacji przekraczała 1000-krotnie intensywność szumów termicznych. Obserwowane zjawisko może byc wykorzystane do zwiększenia czułości wykrywania...
-
Correlation between destruction of the metal surface caused by pitting corrosion and intensity of the observed electrochemical noise.
PublicationPrzedstawiono wyniki badań korelacji między intensywnością szumów elektrochemicznych obserwowanych podczas występowania procesów korozji wżerowej a zmianami obserwowanymi na powierzchni metalu.Badania przeprowadzono dla elektrod metalowych o powierzchni eksponowanej na środowisko korozyjne poniżej 1 mm2. Do wykrywania uszkodzeń powierzchni wykorzystano oprogramowanie MatLab, wykrywające uszkodzenia powierzchni metalu w formie okręgów...
-
Gas detection in semiconductor sensors using fluctuation phenomena
PublicationRozpatrzono problemy pomiaru szumów, kóre należy rozwiązać, gdy szumy traktuje się jako dodatkowe źródło informacji o gazach. Metoda szumowa (spektroskopia szumów rezystancyjnych, widma wyższych rzędów) daje więcej informacji polepszając czułość i seleKtywność czujnika.
-
Problems of gas detection by resistance fluctuations in gas sensors
PublicationPrzedstawiono problemy budowy dystrybutora gazów oraz próbek zapachowych do badań sensorów gazu. Podano układ elektroniczny wykorzystywany do rejestracji fluktuacji rezystancji obserwowany w czujnikach gazu. Załączono przykładowe wyniki obserwacji sygnałów losowych.
-
Transmisja danych pomiarowych przez sieć Internet z wykorzystaniem środowiska LabVIEW
PublicationPrzedstawiono sposób transmisji danych pomiarowych za pomocą sieci Internet, przy wykorzystaniu oprogramowania LabView firmy National Instruments. Biblioteki do programu LabView stanowiły podstawę przygotowania przyrządów wirtualnych realizujących transmisję danych przez Internet. Transmisja dotyczy przesyłania danych między przygotowanym systemem kontrolno-pomiarowym na bazie mikrokontrolera dołączonego do komputera IBM PC za...
-
Probability distribution of flicker noise in AuNPdecorated graphene–Si Schottky barrier diode
PublicationWe present results of the probability distribution analysis of flicker noise generated in Au nanoparticle (AuNP) decorated graphene–Si Schottky barrier diodes with and without yellow light illumination (592 nm), close to the localized surface plasmon resonance in the AuNPs (586 nm). The AuNPs occupy imperfections in the single-layer graphene and reduce the flicker noise intensity generated in the graphene layer. The estimated probability...
-
Flicker Noise in Resistive Gas Sensors—Measurement Setups and Applications for Enhanced Gas Sensing
PublicationWe discuss the implementation challenges of gas sensing systems based on low-frequency noise measurements on chemoresistive sensors. Resistance fluctuations in various gas sensing materials, in a frequency range typically up to a few kHz, can enhance gas sensing by considering its intensity and the slope of power spectral density. The issues of low-frequency noise measurements in resistive gas sensors, specifically in two-dimensional...
-
Problemy wytwarzania i testowania kondensatorów z folii metalizowanej
PublicationKondensatory są powszechnie stosowanymi elementami biernymi w układach i urządzeniach elektronicznych, elektrotechnicznych oraz energetycznych. Stąd, istotnym jest, aby koszty produkcji były możliwie jak najniższe równocześnie przy zachowaniu ich wysokiej niezawodności. W pracy przedstawiono problemy napotykane podczas wytwarzania oraz testowania kondensatorów produkowanych na bazie folii polipropylenowych metalizowanych. Szczegółowo...
-
Testowanie jakości warystorów niskonapięciowych
PublicationWarystory są powszechnie stosowanym elementem zabezpieczającym przed przepięciami sieć energetyczną. Stąd, jakość tych elementów jest bardzo istotna, aby zabezpieczenie było skuteczne. Warystory są wykonywane z taniego i powszechnie stosowanego materiału - tlenku cynku wraz z dodatkami innych substancji, stanowiącymi zwykle tajemnicę producenta i decydującymi o końcowej jakości wyrobu. Produkty opuszczające fabrykę spełniają narzucone...
-
Problemy wytwarzania i testowania kondensatorów z folii metalizowanej
PublicationKondensatory są powszechnie stosowanymi elementami biernymi wukładach i urządzeniach elektronicznych, elektrotechnicznych oraz energetycznych. Stąd, istotnym jest, aby koszty produkcji były możliwie jak najniższe równocześnie przy zachowaniu ich wysokiej niezawodności. W pracy przedstawiono problemy napotykane podczas wytwarzania oraz testowania kondensatorów produkowanych na bazie folii polipropylenowych metalizowanych. Szczegółowo...
-
Testowanie jakości warystorów niskonapięciowych
PublicationWarystory są powszechnie stosowanym elementem zabezpieczającym przed przepięciami sieć energetyczną. Stąd, jakość tych elementów jest bardzo istotna, aby zabezpieczenie było skuteczne. Warystory są wykonywane z taniego i powszechnie stosowanego materiału - tlenku cynku wraz z dodatkami innych substancji, stanowiącymi zwykle tajemnicę producenta i decydującymi o końcowej jakości wyrobu. Produkty opuszczające fabrykę spełniają narzucone...
-
Noise measurement setups for fluctuations enhanced gas sensing
PublicationObserwacje zjawisk fluktuacyjnych w sensorach gazów pozwala zwiększyć czułość i selektywność detekcji gazów. Problemem jest budowa prostego i taniego systemu do obserwacji tych zjawisk. W artykule przedstawiono dwa systemy pozwalające na obserwacje szumów w rezystancyjnych sensorach gazów dostępnych na rynku i prototypowych, wykonanych z warstwy nanocząstek o zbliżonych wymiarach.
-
Resistive gas sensors – Perspectives on selectivity and sensitivity improvement
PublicationResistive gas sensors are very popular and relatively inexpensive; they can operate at elevated or room temperature for years on end. The main disadvantage of resistive gas sensors is their limited selectivity and sensitivity, but various methods have been applied to improve their behavior. The composition of the porous gas sensing layer, or changes in the sensor’s operating temperature, can enhance the gas detection ability. Furthermore, emerging...
-
AUTOMATED SYSTEM FOR FLUCTUATION ENHANCED GAS SENSING
PublicationResistance gas sensors exhibit random phenomena (resistance noise) which can be utilized to improve gas sensitivity and selectivity. That new emerging technique has to be investigated to recognize optimal parameters for gas detection. It means that a measurement system has to have ability of numerous parameters adjustment (e.g., sampling frequency, heater voltage, polarization current, voltage noise amplification). That fact induced...
-
Fluctuation enhanced gas sensing using UV irradiated Au-nanoparticle-decorated WO3-nanowire films
PublicationWO3 nanowires (WO3-NWs) decorated with gold nanoparticles (AuNPs) were utilized in resistive gas sensor devices to detect ethanol by use of fluctuation enhanced sensing (FES). The experimental system records both DC resistance and fluctuations of the sensing film. Our data verify that the sensitivity and selectivity of the gas sensor are improved by applying FES when the sensor is stimulated with a combination of UV light and heating....
-
SAMPLE-AND-HOLDING METHOD FOR GAS SENSING APPLIED FOR RESISTANCE GAS SENSORS
PublicationThe DC resistance of a Taguchi gas sensor is influenced by the ambient gas. To improve the selectivity and sensitivity of a sensor the fluctuation enhanced sensing (FES) was used. The paper proposes a novel methodology of utilizing FES technique that sample composition of an ambient atmosphere and hold it for further processing (sample-and-holding technique). The method uses the heated gas sensor to sample an ambient atmosphere...
-
Computational complexity and length of recorded data for fluctuation enhanced sensing method in resistive gas sensors
PublicationThis paper considers complexity and accuracy of data processing for gas detection using resistance fluctuation data observed in resistance gas sensors. A few selected methods were considered (Principal Component Analysis – PCA, Support Vector Machine – SVM). Functions like power spectral density or histogram were used to create input data vector for these algorithms from the observed resistance fluctuations. The presented considerations...
-
Sensing of anesthetic drugs in blood with Raman spectroscopy
PublicationA proof-of-concept study of a Raman spectroscopy-based approach for measuring the content of anesthesia drugs in blood is presented. Spectra of spiked blood from several patients exhibit prominent changes in regions associated with the drug.
-
Method of selecting the LS-SVM algorithm parameters in gas detection process
PublicationIn this paper we showed the method of resistive gas sensors data processing. The UV irradiation and temperature modulation was applied to improve gas sensors’ selectivity and sensitivity. Noise voltage across the sensor’s terminals (proportional to its resistance fluctuations) was recorded to estimate power spectral density. This function was an input data vector for LS-SVM (least squares – support vector machine) algorithm, which...
-
Fluctuation-Enhanced Sensing
PublicationFluctuation-enhanced sensing (FES) is an exciting and relatively new research field that promises to extend the range of information that can be extracted from a single sensor. In FES, the stochastic fluctuations of the sensor signal, rather than its average value, are recorded and analyzed. Typical components of such fluctuations are due to interactions at the microscopic level. Proper statistical analysis provides optimum sensory...
-
Influence of silver-core gold-shell nanoparticle parameters on the variation of surface-enhanced Raman spectra
PublicationThe detection of molecules by surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) is dependent on the nanomaterial used to induce the enhancement effect. This depends on a variety of parameters of the substrate such as the metal used for their creation, their shape, size and size distribution, concentration, as well as the parameters of the solution, such as packing of the nanoparticles, the complexity of the sample, the solvent, etc. It...
-
Ocena jakości superkondensatorów wybranymi metodami, wykorzystując zjawiska losowe i badania rozkładu temperatury
PublicationW artykule przedstawiono metody analizy jakości wykonania próbek superkondensatorów na podstawie pomiarów szumów generowanych w ich strukturach oraz rozkładów temperatury na ich powierzchni. Prezentowane metody zostały porównane z obecnie stosowanymi parametrami oceny jakości tych elementów. Wyniki uzasadniają wprowadzenie dodatkowych parametrów, pozwalających oceniać jakość superkondensatorów.
-
Advanced operating methods
PublicationSelected operating methods of resistive gas sensors were presented. The methods utilize flicker noise (1/f noise), which gives additional information about ambient gas when compared with the recorded changes of DC resistance only. Methods of flicker noise measurements were outlined. Recently developed prototype gas sensors comprising golden nanoparticle functionalized with organic ligands can generate intense flicker noise induced...
-
Effects of mechanical stress on electrical arameters and noise of supercapacitors
PublicationResults of noise and electrical parameters measurements of prototype electrochemical double layer capacitors (EDLC) are reported at the presence of selected mechanical stress. This issue is of great importance due to future applications in wearable technology. The measurement results are compared, and we may conclude than flicker noise is more sensitive to any stress than other considered electrical parameters.
seen 6683 times