Pla docent de l'assignatura

 

 

Català English Tanca imatge de maquetació

 

Imprimeix

 

Dades generals

 

Nom de l'assignatura: Anàlisi de Dades i Processament de Senyals per a la Detecció Química

Codi de l'assignatura: 573780

Curs acadèmic: 2019-2020

Coordinació: Santiago Marco Colas

Departament: Departament d'Enginyeria Electrònica i Biomèdica

crèdits: 5

Programa únic: S

 

 

Hores estimades de dedicació

Hores totals 125

 

Activitats presencials i/o no presencials

60

 

-  Teoria

Presencial

 

22.5

 

-  Pràctiques de problemes

Presencial

 

7.5

 

-  Pràctiques de laboratori

Presencial

 

30

Treball tutelat/dirigit

25

Aprenentatge autònom

40

 

 

Recomanacions

 

Cal haver cursat assignatures d’instrumentació, processament de senyals i estadística.

 

 

Competències que es desenvolupen

 

— Capacitat per aplicar el sensor químic adequat en cada sistema de sensors químics prop del pacient.

 

— Capacitat per dissenyar plans de calibratge per a sistemes de multisensors i per triar-ne les condicions i la seqüència més idònies.

 

— Capacitat per explicar oralment el disseny i la comprovació d’un sistema de multisensors químics.

 

 

 

 

Objectius d'aprenentatge

 

Referits a coneixements

— Ser capaç de descriure el principi de funcionament de les tecnologies de sensors químics més comunes.

 

— Comprendre i saber interpretar correctament els paràmetres de qualitat dels mesuraments químics.

 

— Familiaritzar-se amb els blocs bàsics d’un algoritme d’un model predictiu multivariable.

 

— Comprendre els conceptes de validació interna i externa i la funció que fa cadascuna.

 

Referits a habilitats, destreses

— Ser capaç de seleccionar un sensor químic per a un escenari predeterminat després d’haver definit l’espectrometria esperada.

 

— Ser capaç de calcular la incertesa d’un mesurament.

 

— Ser capaç de calcular els errors de mesurament fent ús de càlculs de propagació d’incertesa o mètodes de Montecarlo.

 

— Crear un flux de treball bàsic de processament de dades de senyals en un llenguatge de programació d’alt nivell per implementar el processament de dades associat a un sistema de multisensors químics.

 

 

Blocs temàtics

 

1. Introducció als sensors químics

1.1. Teoria de detecció de senyals

1.2. Calibratge lineal

1.3. Incertesa de mesura

1.4. Introducció als models de calibratge no lineals

1.5. Fonaments dels sensors

2. Introducció al mostratge

2.1. Fonaments de les mostres

2.2. Mostratge de gasos i compostos orgànics volàtils

2.3. Mostratge de líquids

2.4. Mostratge de sòlids

3. Components del control de flux

3.1. Vàlvules

3.2. Bombes

4. Tecnologies de sensors

4.2. Sensors mecanicoquímics

4.3. Sensors de temperatura

4.4. Sensors òptics

4.5. Sensors electroquímics

4.6. Sensors de fotoionització

4.7. Detectors cromatogràfics

5. Senyals de sensors químics

5.2. Reducció de la dimensionalitat

5.3. Processament de senyals

6. Introducció als models predictius multivariables

6.1. Tècniques de validació de models

7. Calibratge multivariable

7.1. Regressió de components principals, regressió de mínims quadrats parcials, regressió ridge i regressió LASSO

7.2. Regressió de vectors de suport

8. Introducció als classificadors

8.1. Classificadors quadràtics

8.2. Mínims quadrats parcials i anàlisi discriminant

8.3. Perceptró multicapa

8.4. Boscos aleatoris

 

 

Metodologia i activitats formatives

 

La metodologia d’aprenentatge combina:

— Classes teòriques.

— Aprenentatge autònom i resolució de problemes.

— Pràctiques a l’ordinador.

— Exercicis guiats de disseny d’instrumentació.

L’assignatura s’imparteix íntegrament en anglès.

 

 

Avaluació acreditativa dels aprenentatges

 

— Qüestionaris sobre les lectures: 20 % de la nota final.

— Informe de laboratori: 20 %.

— Treball breu: 20 %.

— Examen: 40 % (cal obtenir una nota igual o superior als 5 punts sobre 10 per aprovar l’assignatura).

 

Avaluació única

— Examen: 100 % de la nota final. 

 

 

Fonts d'informació bàsica

Consulteu la disponibilitat a CERCABIB

Llibre

Danzer, Klaus. Analytical chemistry: theoretical and metrological fundamentals. Springer Science & Business Media, 2007.

Tagawa, Tatsuo, Toshiyo Tamura, and P. Ake Oberg. Biomedical sensors and instruments. CRC press, 2011.

Comini, Elisabetta, Guido Faglia, and Giorgio Sberveglieri, eds. Solid state gas sensing. Vol. 20. Springer Science & Business Media, 2008.

Kohl, Claus-Dieter, and Thorsten Wagner, eds. Gas sensing fundamentals. Vol. 15. Springer, 2014.

Rouessac, Francis, and Annick Rouessac. Chemical analysis: modern instrumentation methods and techniques. John Wiley & Sons, 2013.

Adams, Mike J. Chemometrics in analytical spectroscopy. Royal Society of Chemistry, 2007.

Wehrens, Ron. Chemometrics with R: multivariate data analysis in the natural sciences and life sciences. Springer Science & Business Media, 2011.

Varmuza, Kurt, and Peter Filzmoser. Introduction to multivariate statistical analysis in chemometrics. CRC press, 2016.

Kuhn, Max, and Kjell Johnson. Applied predictive modeling. Vol. 26. New York: Springer, 2013.

Orfanidis, Sophocles J. Introduction to signal processing. Prentice-Hall, Inc., 1995.

Kirkup, Les, and Robert B. Frenkel. An introduction to uncertainty in measurement: using the GUM (guide to the expression of uncertainty in measurement). Cambridge University Press, 2006.