Оптимізація передачі даних в сенсорних мережах для посилення контролю ефективності озонатора

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.318585

Ключові слова:

сенсорні мережі, керування в режимі реального часу, ефективність озонатора, вплив тиску та температури, концентрація озону, енергоефективність, надійність системи

Анотація

Основним об’єктом дослідження є ефективність керування озонатором у режимі реального часу на основі сенсорних мереж. Дослідження стосувалося проблеми низької ефективності систем керування озонаторами та недостатньої надійності та швидкості передачі даних у реальному часі. Дослідження показало, що зміни тиску і температури безпосередньо впливають на концентрацію озону. Ця знахідка дозволила підвищити продуктивність озонатора на 15 %, зменшити енергоспоживання на 10 % і підвищити надійність системи на 20 %. Ключові характеристики результатів включають можливість моніторингу рівня озону в режимі реального часу, підтримання стабільності озонатора та оптимізацію його продуктивності. Крім того, сенсорні мережі забезпечували швидку та точну передачу даних, підвищуючи енергоефективність і надійність системи. Ці результати були пояснені на основі експериментальних даних, які продемонстрували як зміни тиску та температури впливають на концентрацію озону. Використання сенсорних мереж сприяло підвищенню стабільності системи, зниженню споживання енергії та підвищенню точності керування. Отримані результати можуть бути застосовані до озонаторних систем та інших галузей, що потребують моніторингу та контролю навколишнього середовища в режимі реального часу. Методи, запропоновані в дослідженні, надають можливості для оптимізації промислових процесів, зниження витрат і досягнення цілей сталого розвитку

Біографії авторів

Askar Abdykadyrov, Satbayev University

Candidate of Technical Sciences

Department of Electronics, Telecommunications and Space Technologies

Sunggat Marxuly, Satbayev University

Doctoral Student

Department of Electronics, Telecommunications and Space Technologies

Gulzhaina Tolen, Satbayev University

Senior Lecturer

Department of Electronics, Telecommunications and Space Technologies

Ainur Kuttybayeva, Satbayev University

Candidate of Economic Sciences

Department of Electronics, Telecommunications and Space Technologies

Mukhit Abdullayev, Satbayev University

Candidate of Technical Sciences

Department of Radio Engineering, Electronics and Space Technologies

Gulnar Sharipova, Satbayev University

Master of Science in Engineering

Department of Radio Engineering, Electronics and Space Technologies

Посилання

  1. Sydykova, G., Umbetova, S., Baimakhanova, Z., Abieva, G., Kurmanbayev, G. (2023). Modern Applications of Ozone Technology. Joint Journal of Novel Carbon Resource Sciences & Green Asia Strategy, 10 (04). https://doi.org/10.5109/7160908
  2. Abdykadyrovk, A., Marxulyk, S., Baikenzheyeva, A., Bakyt, G., Abdullayev, S., Kuttybayeva, A. E. (2023). Research of the Process of Ozonation and Sorption Filtration of Natural and Anthropogenicly Pollated Waters. Journal of Environmental Management and Tourism, 14 (3), 811. https://doi.org/10.14505/jemt.v14.3(67).20
  3. Abdykadyrov, A., Marxuly, S., Kuttybayeva, A., Almuratova, N., Yermekbayev, M., Ibekeyev, S. et al. (2023). Study of the Process of Destruction of Harmful Microorganisms in Water. Water, 15 (3), 503. https://doi.org/10.3390/w15030503
  4. Draginsky, V. L., Alekseeva, L. P., Samoilovich, V. G. (2007). Ozonation in water purification processes. Moscow: Delhi Print, 190.
  5. Brodowska, A. J., Nowak, A., Śmigielski, K. (2017). Ozone in the food industry: Principles of ozone treatment, mechanisms of action, and applications: An overview. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 58 (13), 2176–2201. https://doi.org/10.1080/10408398.2017.1308313
  6. Chys, M., Audenaert, W. T. M., Stapel, H., Ried, A., Wieland, A., Weemaes, M. et al. (2018). Techno-economic assessment of surrogate-based real-time control and monitoring of secondary effluent ozonation at pilot scale. Chemical Engineering Journal, 352, 431–440. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.07.041
  7. Petani, L., Koker, L., Herrmann, J., Hagenmeyer, V., Gengenbach, U., Pylatiuk, C. (2020). Recent Developments in Ozone Sensor Technology for Medical Applications. Micromachines, 11 (6), 624. https://doi.org/10.3390/mi11060624
  8. Manfredi, J. (2019). Ozone Applications in Biotech and Pharmaceuticals. Filtration and Purification in the Biopharmaceutical Industry, 609–626. https://doi.org/10.1201/9781315164953-24
  9. İbanoğlu, Ş. (2023). Applications of ozonation in the food industry. Non-Thermal Food Processing Operations, 55–91. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-818717-3.00003-2
  10. Iqbal, M. M., Muhammad, G., Hussain, M. A., Hanif, H., Raza, M. A., Shafiq, Z. (2023). Recent trends in ozone sensing technology. Analytical Methods, 15 (23), 2798–2822. https://doi.org/10.1039/d3ay00334e
  11. Petruci, J. F. da S., Barreto, D. N., Dias, M. A., Felix, E. P., Cardoso, A. A. (2022). Analytical methods applied for ozone gas detection: A review. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 149, 116552. https://doi.org/10.1016/j.trac.2022.116552
  12. Williams, D. E., Henshaw, G. S., Bart, M., Laing, G., Wagner, J., Naisbitt, S., Salmond, J. A. (2013). Validation of low-cost ozone measurement instruments suitable for use in an air-quality monitoring network. Measurement Science and Technology, 24 (6), 065803. https://doi.org/10.1088/0957-0233/24/6/065803
  13. Thomas, G. W., Sousan, S., Tatum, M., Liu, X., Zuidema, C., Fitzpatrick, M. et al. (2018). Low-Cost, Distributed Environmental Monitors for Factory Worker Health. Sensors, 18 (5), 1411. https://doi.org/10.3390/s18051411
  14. Yi, W., Lo, K., Mak, T., Leung, K., Leung, Y., Meng, M. (2015). A Survey of Wireless Sensor Network Based Air Pollution Monitoring Systems. Sensors, 15 (12), 31392–31427. https://doi.org/10.3390/s151229859
  15. Rodríguez-Peña, M., Barrios Pérez, J. A., Lobato, J., Saez, C., Barrera-Díaz, C. E., Rodrigo, M. A. (2022). Influence of pressure and cell design on the production of ozone and organic degradation. Separation and Purification Technology, 297, 121529. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.121529
  16. Homola, T., Pongrác, B., Zemánek, M., Šimek, M. (2019). Efficiency of Ozone Production in Coplanar Dielectric Barrier Discharge. Plasma Chemistry and Plasma Processing, 39 (5), 1227–1242. https://doi.org/10.1007/s11090-019-09993-6
  17. Lewis, A., Peltier, W. R., von Schneidemesser, E. (Eds.) (2018). Low-cost sensors for the measurement of atmospheric composition: overview of topic and future applications. World Meteorological Organization. Available at: https://eprints.whiterose.ac.uk/135994/1/WMO_Low_cost_sensors_post_review_final.pdf
  18. Chang, M. B., Wu, S.-J. (1997). Experimental Study on Ozone Synthesis via Dielectric Barrier Discharges. Ozone: Science & Engineering, 19 (3), 241–254. https://doi.org/10.1080/01919519708547304
  19. Park, Y., Dong, K.-Y., Lee, J., Choi, J., Bae, G.-N., Ju, B.-K. (2009). Development of an ozone gas sensor using single-walled carbon nanotubes. Sensors and Actuators B: Chemical, 140 (2), 407–411. https://doi.org/10.1016/j.snb.2009.04.055
  20. Janssen, C., Simone, D., Guinet, M. (2011). Preparation and accurate measurement of pure ozone. Review of Scientific Instruments, 82 (3), 034102. https://doi.org/10.1063/1.3557512
  21. Kaiser, H.-P., Köster, O., Gresch, M., Périsset, P. M. J., Jäggi, P., Salhi, E., von Gunten, U. (2013). Process Control For Ozonation Systems: A Novel Real-Time Approach. Ozone: Science & Engineering, 35 (3), 168–185. https://doi.org/10.1080/01919512.2013.772007
  22. Kalandarov, P., Murodova, G. (2024). Study on microprocessor control of agricultural greenhouse microclimate. E3S Web of Conferences, 497, 03026. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202449703026
  23. Jodzis, S., Baran, K. (2022). The influence of gas temperature on ozone generation and decomposition in ozone generator. How is ozone decomposed? Vacuum, 195, 110647. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2021.110647
  24. Majewski, J. (2012). Methods for measuring ozone concentration in ozone-treated water. Przegląd Elektrotechniczny (Electrical Review), 88, 253–255. Available at: http://pe.org.pl/articles/2012/9b/61.pdf
  25. Nakagawa, H., Okazaki, S., Asakura, S., Shimizu, H., Iwamoto, I. (2001). A new ozone sensor for an ozone generator. Sensors and Actuators B: Chemical, 77 (1-2), 543–547. https://doi.org/10.1016/s0925-4005(01)00696-7
  26. Abdykadyrov, A. A., Korovkin, N. V., Tashtai, E. T., Syrgabaev, I., Mamadiyarov, M. M., Sunggat, M. (2021). Research of the process of disinfection and purification of drinking water using ETRO-02 plant based on high-frequency corona discharge. 2021 3rd International Youth Conference on Radio Electronics, Electrical and Power Engineering (REEPE), 1–4. https://doi.org/10.1109/reepe51337.2021.9388046
  27. Abdykadyrov, A. A., Korovkin, N. V., Mamadiyarov, M. M., Tashtay, Y., Domrachev, V. N. (2020). Practical Research of Efficiency of the Installation Etro-02 Ozonizer Based on the Corona Discharge. 2020 International Youth Conference on Radio Electronics, Electrical and Power Engineering (REEPE), 1–5. https://doi.org/10.1109/reepe49198.2020.9059150
  28. Kozhaspaev, N., Makanov, U., Bokanova, A. A., Abdykadyrov, A. A., Dagarbek, R., Kodzhavergenova, A. K. (2016). Experience in application of ozonic technology for sewage treatment in the Kumkul region of Kazakhstan. Journal of Industrial Pollution Control, 32 (2), 486–489. Available at: https://www.icontrolpollution.com/articles/experience-in-application-of-ozonic-technology-for-sewage-treatment-in-the-kumkul-region-of-kazakhstan.php?aid=79551
  29. Ando, M., Biju, V., Shigeri, Y. (2018). Development of Technologies for Sensing Ozone in Ambient Air. Analytical Sciences, 34 (3), 263–267. https://doi.org/10.2116/analsci.34.263
  30. Abdykadyrov, A. A., Kozhaspaev, N. K., Dagarbek, R., Rakhimov, D. T., Turdybek, B. (2014). Innovation Pat. No. 28562. Device for obtaining an ozone-air mixture "ETRO-02". Available at: https://kz.patents.su/patents/abdykadyrov-askar-ajjtmyrzaevich
  31. Nakagawa, H., Okazaki, S., Asakura, S., Iwamoto, I., Shimizu, H. (2001). Sensing characteristics of a newly developed ozone sensor. Analytical Sciences/Supplements, 17, i253–i256. https://doi.org/10.14891/analscisp.17icas.0.i253.0
Оптимізація передачі даних в сенсорних мережах для посилення контролю ефективності озонатора

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-12-25

Як цитувати

Abdykadyrov, A., Marxuly, S., Tolen, G., Kuttybayeva, A., Abdullayev, M., & Sharipova, G. (2024). Оптимізація передачі даних в сенсорних мережах для посилення контролю ефективності озонатора . Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(2 (132), 83–94. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.318585

Номер

Том 6 № 2 (132) (2024): Інформаційні технології. Системи управління в промисловості

Розділ

Системи управління в промисловості

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Askar Abdykadyrov, Sunggat Marxuly, Gulzhaina Tolen, Ainur Kuttybayeva, Mukhit Abdullayev, Gulnar Sharipova

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.