ระบบวัดก๊าซสำหรับจำแนกชนิดและวัดปริมาณของแอลกอฮอล์ โดยใช้โครงข่ายประสาทจำลอง

Abstract

ศึกษาและพัฒนาระบบวัดและวิเคราะห์ก๊าซ เพื่อนําไปใช้จําแนกชนิดและหาปริมาณความเข้มข้นของสารละลายแอลกอฮอล์ 4 ชนิด ได้แก่ เมทานอล เอทานอล โพรพานอลและบิวทานอล แอลกอฮอล์แต่ละชนิดจะถูกเจือจางด้วยน้ำ DI ให้มีปริมาณความเข้มข้นอยู่ในช่วงร้อยละ 0.001-0.1 โดยปริมาตร ในการวัดจะใช้วิธีวัดแบบ Headspace คือ การใช้ก๊าซพาห์พาเอาไอระเหยของสารตัวอย่างไปยังหัววัดก๊าซทั้ง 4 ตัว ซึ่งหัววัดก๊าซแต่ละตัวนั้นเป็นหัววัดก๊าซชนิดสารกึ่งตัวนํา การใช้ตัวแทนของสัญญาณจากหัววัดก๊าซแต่ละตัวจะใช้ค่าความไว (Sensitivity) โดยค่าความไวที่รวบรวมได้จากหัววัดก๊าซในแต่ละตัว จะถูกนําไปประมวลผลด้วยระบบโครงข่ายประสาทจําลองซึ่งแบ่งเป็น 2 ส่วนคือ โครงข่ายสําหรับการจําแนกชนิดและโครงข่ายสําหรับการหาปริมาณความเข้มข้น โดยใช้วิธีการเรียนรู้แบบ Backpropagation จากการทดลองพบว่าการใช้วิธีการประมวลผลข้อมูลในเบื้องต้น (Data Pre-processing) นั้นมีความสําคัญมาก ซึ่งจะช่วยให้ระบบโครงข่ายประสาทจําลอง สามารถจําแนกชนิดและหาปริมาณความเข้มข้นได้เป็นอย่างดี จากการทดสอบการจําแนกชนิดและหาปริมาณความเข้มข้นของข้อมูลแอลกอฮอล์ ที่มีความเข้มข้นร้อยละ 0.005-0.1 โดยปริมาตรที่อยู่ในกลุ่มเดียวกัน ระบบโครงข่ายประสาทจําลองสามารถจําแนกชนิดได้ถกต้องร้อยละ 98 และสามารถหาปริมาณความเข้มข้นได้ถูกต้องร้อยละ 95 และเมื่อคิดเป็นประสิทธิภาพรวมได้ร้อยละ 93 สําหรับการทดสอบกับข้อมูลต่างกลุ่มประสิทธิภาพการจําแนกชนิด จะมีความถูกต้องลดลงอย่างมากคือ ร้อยละ 42 แต่สามารถปรับปรุงได้โดยการใช้ค่าความไวมากสุดและน้อยสุด ของข้อมูลกลุ่มทดสอบมาใช้ในการประมวลผลข้อมูลในเบื้องต้น ซึ่งทําให้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของการจําแนกได้เป็นร้อยละ 60 ส่วนการหาปริมาณความเข้มข้นของข้อมูลต่างกลุ่มยังคงมีความถูกต้องร้อยละ 90 ดังนั้นจึงสามารถสรุปถึงความเป็นไปได้ในการใช้ระบบวัดก๊าซ ที่มีหัววัดก๊าซหลายตัวมาวิเคราะห์ เพื่อจําแนกชนิดและวัดปริมาณความเข้มข้นของแอลกอฮอล์ และมีแนวโน้มที่จะพัฒนาเพื่อให้สามารถนําไปวิเคราะห์แอลกอฮอล์ ที่มีอยู่ในผลิตภัณฑ์อาหารได้