Geri Dön

Filtre radyometresinin tasarımı karakterizasyonu ve detektör tabanlı ulusal tayfsal ışınım düzeyi ölçeğinin kurulması

Characterization of constructed filter radiometer and establishment of detector based national spectral irradiance scale

  1. Tez No: 171064
  2. Yazar: MURAT DURAK
  3. Danışmanlar: Y.DOÇ.DR. HASAN ASLAN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2005
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 99

Özet

ÖZET Optik ölçümlerin doğruluğu ölçeklerin oluşturulmasında kullanılan cihaz ve tekniklerle doğrudan bağlantılıdır. Elektriksel yerine koyma düşük sıcaklık radyometresinin (ESCR) geliştirilmesi bilim adamlarına optik ölçümleri daha doğru olarak gerçekleştirme olanağı sağlamıştır. Bu sayede optik güç 1 x 1 0 ~* seviyesinde belirsizlikle ölçülebilir duruma gelmiştir. Bu doğruluk optik ölçümlere son dönemlerde geliştirilmiş tuzak detektörler kullanılarak transfer edilmiştir. Bu detektörler optik radyometrideki spektral duyarlılık, spektral ışıma, spektral ışınım düzeyi ölçeklerinin gerçekleştirilmesi ve bu ölçeklerin test detektörler üzerinden transferi için kullanılır. Bu sayede izlenebilirlik zinciri kısaltılmış olur ve spektral ışınım düzeyi, ışık şiddeti, ve aydınlık düzeyi birimleri filtre radyometreler kullanılarak düşük belirsizlikle oluşturulmuş olur. Bu birimlerin oluşturulması ve bir yüksek sıcaklık siyah cisminin spektral ışıması ve sıcaklığının belirlenmesi amacıyla laboratuarda yansıtma tip tuzak detektör temelli filtre radyometreler tasarlanmıştır. Bu çalışmada geliştirilen filtre radyometreler kullanılarak TUBÎTAK-Ulusal Metroloji Enstitüsü (UME) optik standartları laboratuarında yapılan birincil seviye fotometrik ve radyometrik birimlerin oluşturma çalışmaları aktarılmaktadır. Çalışmanın başlangıcında tayfsal olarak kalibreli tuzak detektör, spektral geçirgenliği ölçülmüş filtre ve alanı bilinen foto aralıktan oluşan filtre radyometresinin tasarımı hakkında bilgiler verilmektedir. Filtre radyometrenin komple karakterizasyonu bu sıralamada gerçekleştirilmiştir. İlk olarak homojenlik, polarizasyon bağımlılığı, doğrusallıktan sapma, ve yansıtma ölçümlerinden oluşan optik karakterizasyon ölçümleri geliştirilen sistemler kullanılarak sağlanmıştır. Metrolojik uygulamalarda kullanmak amacıyla filtre radyometrelerin mutlak duyarlılıkları 360 nm ile 900 nm dalga boyları aralığında mutlak olarak belirlenmiştir. Bu amaç için elektriksel yerine koyma düşük sıcaklık radyometresistemi ve yoğunluğu kararlaştırılmış dikey polarize sabit (632.8 nm) ve ayarlanabilir i (543.2 nm, 593.8 nm, 604.5 nm, 611.7 nm ve 639.9 nm) He-Ne, ayarlanabilir (457.1 nm, 488.0 nm and 514.5 nm) gaz lazeri ve çiftlenmiş Nd:YAG (532vQsnm) ;V^ katı hal lazerleri kullanılmıştır. Spektral duyarlılık ölçeği ise fiziksel modeller kullanılarak belirtilen dalga boyu aralığında elde edilmiştir. Zamana bağlı olarak sıcaklık kararlılığı filtre radyometreler için en temel özelliklerden biridir. Bundan dolayı filtre radyometrenin ön bakır modülünün sıcaklık kararlılığı zamana bağlı olarak gözlemlenmiş ve geliştirilmiş olan Labview yazılım temelli program kullanılarak kaydedilmiştir. Foto aralıkların efektif alanları geliştirilmiş olan optik temelli ölçüm sistemi kullanılarak 1.6 x 10“4 belirsizlikle belirlenmiştir. Filtrelerin spektral geçirgenliklerinin ölçülmesi amacıyla otomatik geçirgenlik sistemi kullanılmıştır. 286 nm ile 901 nm dalga boyu aralığında spektral ışınım düzeyi ölçeğini oluşturmak amacıyla bir teknik geliştirilmiştir. Referans standart olarak kullanılmak üzere FEL tip kuvars halojen lambalar için özel olarak tasarlamış soğutucu sistem yapılmış ve lambalar yaşlandırılmıştır. Bu metot da filtre radyometrenin düşük sıcaklık radyometresine doğrudan izlenebilirliği, görülür ve yakın kızılötesi bölgedeki ölçümlerde önemli avantajlar sağlamaktadır. Lamba fılamanı ile foto aralık yüzeyi arasındaki interferometrik mesafe ölçüm sistemi ise kurulan sistemin diğer bir avantajıdır. Spektral ışınım düzeyi ölçümlerindeki genişletilmiş belirsizlik (k=2) 400 nm dalga boyunun üzerinde % 0.6 düzeyindeyken morötesi bölgede bu değereler % 1.5 ile % 2.3 arasındadır. Işık şiddeti birimi kandela 2.88 x 10”3 genişletilmiş belirsizlikle oluşturulmuş ve fotometrik ölçek detektör temelli teknik kullanılarak yüksek doğrulukla kurulmuştur. Kandela biriminin gerçekleştirilmesi optik düzenekte geleneksel Osram Wi41/G tip gaz boşalmak ışık kaynaklan ve laboratuar tarafından geliştirilmiş filtre radyometreler kullanılarak sağlanmıştır.

Özet (Çeviri)

SUMMARY Accuracy of the radiometric measurements depends directly on the techniques and devices used in the realization of the scales. The development of the electrical substitution cryogenic radiometer (ESCR) allowed the scientists to make more accurate optical measurement. Hence measurement of optical power can be made with an uncertainty of about 1 x 1 0 ~*. This accuracy can be transferred to optical calibrations by the developed trap detectors. These detectors are used for the realization of spectral responsivity, spectral radiance, spectral irradiance scales in optical radiometry and transferring the scales to test detectors because of their important optical properties. Consequently the traceability chain is shortened and realization of units of spectral irradiance, luminous intensity and illuminance can be obtained with the lowest uncertainties by using filter radiometers. For the realization of these units and for the determination of the temperature and spectral radiance of a high- temperature black body, reflection type trap detector based filter radiometers have been constructed in the laboratory. In this study, primary realization studies of photometric and radiometric quantities performed at TÜBİTAK-Ulusal Metroloji Enstitüsü Optical Standards Laboratory by using developed filter radiometers are presented. At the beginning, the design of the developed filter radiometer that consists of a spectrally calibrated trap detector, a filter with measured transmittance and an aperture with known area are described. Complete characterization of the filter radiometer was performed with this order. First, Optical characterization studies of the trap detector, which are uniformity, polarization sensivity, non-linearity and reflectance measurement were obtained by using the established systems. Absolute responsivities of filter radiometers have been determined between 360 and 900 nm wavelength ranges to use them in applications of metrology. For this purpose, electrical substitution-cryogenic radiometer system and intensity stabilized vertically polarized fixed (632.8 nm) and tuneable (543.2 nm, 593.8 nm, 604.5 nm, 611.7 nm[ft.+ and 639.9 nm) He-Ne and tuneable Ar+ (457.1 nm, 488.0 ran and 514.Ş nm),gas- ], > lasers and a doubled Nd:YAG (532.0 nm) solid state laser were used. îhe^spebtrâl, *; j i responsivity scale was determined by using physical models. Temperature stability versus time is one of the main important features for the filter radiometers. Therefore, stability of the copper front-module of filter radiometer was observed for performance testing. Changes of the temperature were observed and recorded automatically by using developed Labview based software during operating time. Effective areas of the apertures were attained with an uncertainty of l.oxlO“4 by using established optical based measurement set-up. An automated spectral-transmittance measurement facility was used for measuring of the spectral transmittance of filters. A technique is introduced for realizing spectral irradiance in the range between 286 nm to 901 nm. FEL-type quartz halogen lamps were seasoned to be used as reference standards. In this method, direct traceability of the radiometer to the cryogenic radiometer gives an important advantage in the visible and the near infrared region. Another advantage of this system is the measurement procedure of distance between the lamp filament and aperture surface of the filter radiometer. The expanded uncertainty (k=2) of spectral irradiance measurement is between 2.3 % and 1.5 % in the UV region, while the uncertainty is of order 0.6 % above 400 nm. Luminous intensity unit of candela was realized with an expanded uncertainty of 2.88x1 0”3 and photometric scale was re-established depending on this detector-based realization. Candela realization was performed on optical bench using traditional Osram Wi41/G type incandescent light source and the developed filter-radiometer.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    46269

    Milimetre dalga boyunda yüzgeç hat karıştırıcı tasarımı

    Balanced finline mixer design in millimeter wawe band

    DEMET SEVİL ARMAĞAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1995

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. OSMAN PALAMUTÇUOĞLU

  2. Tez No

    244014

    Effects of filter ratio and operation mode on the efficiency of anaerobic filter treating molasses wastewater

    Filtre malzemesi oranı ve işletim modunun melaslı atıksu arıtan anaerobik filtrenin verimi üzerindeki etkisi

    EZGİ ÖZGÜNERGE

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2008

    Çevre MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Bölümü

    YRD. DOÇ. DR. SEVGİ TOKGÖZ GÜNEŞ

  3. Tez No

    912057

    Linseed oil loaded antimicrobial air filters to be used in refrigerators

    Buzdolaplarında kullanılmak üzere keten tohumu yağı yüklü antimikrobiyal filtreler

    EVŞEN DENİZ CANAT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Gıda MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SERPİL ŞAHİN

  4. Tez No

    69957

    Normal işitenlerin ABR değerlendirmesinde filtrelemenin dalga amplitüdleri üzerine etkisi

    Filter effects on wave amplitudes in ABR evaluation of normal hearing individuals

    ASUMAN YAVUZOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Kulak Burun ve BoğazHacettepe Üniversitesi

    Odyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SONER ÖZKAN

  5. Tez No

    167221

    Determination of contact angles of powders by capillaric dewatering of filter cakes

    Filtre keklerinin susuzlandırılması özelliklerinden yararlanarak katı taneciklerinin sıvılarla temas açılarının belirlenmesi

    ÖZLEM DENİZ ERATAK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2005

    Maden Mühendisliği ve MadencilikOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Maden Mühendisliği Bölümü

    PROF.DR. ÇETİN HOŞTEN

Geri Dön