Plastic fiber optic humidity and gas sensor
Plastik fiber optik nem ve gaz sensörü
- Tez No: 200248
- Danışmanlar: PROF.DR. NACİ İNCİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 59
Özet
Bu çalısmada %13 ve % 95 bagıl nem aralıgında duyarlı olan basit ve ucuza mal edilebilecek bir plastik fiber optik nem sensörü betimlenmistir. Bu nem sensörünün duyarlılık mekanizması, kılıf tabakası kazınmıs olan fiber üzerine kaplanan polimer filmin kırılma indisinin degismesi prensibine dayanmaktadır. Bagıl neme baglı olarak fiberin kırılma indisi degistigi zaman, fiber çıkıs voltajı da önemli ölçüde degisir. Fiber üzerine kaplanacak polimer olarak, yüksek oranda suyu-seven bir polimer olan Gammaisocyanatopropyltriethoxysilane polyethylene glycol (PEG-Si) kullanılmıstır. Düsük nem seviyelerinde, PEG-Si yarıkristal bir yapıya sahiptir ve polimer tarafından emilen su molekülleri miktarı arttıkça PEG-Si' nin kırılma indisi yavasça azalmaktadır. Bagıl nemin % 80'e ulastıgı noktada, fiber çıkıs voltajı artmaya baslar ve bir dönüm noktası olusur. Bunun nedeni % 80 bagıl nem degerinden sonra polimerin yarıkristal yapısının erimesi ve kırılma indisinin aniden azalmasıdır. Bu kararsızlık probleminin üstesinden gelebilmek için, PEG-Si polimeri hidrojen ile zenginlestirilir. Hidrojene edilmis olan PEG-Si ile kaplanmıs olan fiberin çıkıs voltajında görülen dönüm noktası daha yüksek bagıl nem degerlerine dogru kaymıstır ve böylece sensör çıkısının neme baglı duyarlılıgı lineer ve tekrarlanabilir bir yapıya sahip olur. PEG-Si kaplanmıs olan fiberin aseton, metanol, heksan, toluen ve benzen olmak üzere çesitli gazlara olan etkisi de incelenmistir. Aseton, metanol ve heksan fiber çıkıs voltajını arttırırken, toluen ve benzen, halka moleküler yapısına sahip oldukları ve kırılma indisleri yüksek oldugu için, çıkıs voltajını azaltmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, a simple and low cost plastic optical fiber (POF) sensor with a humidity sensing range from 13 % to 95 % relative humidity (RH) is described. The sensing mechanism of POF humidity sensor is based on the alterations of refractive index of a polymeric thin film which is coated directly onto a polished segment of plastic optical fiber as cladding layer. When the refractive index of the cladding layer of POF changes, due to the relative humidity, fiber output voltage changes significantly. Gammaisocyanatopropyltriethoxysilane end-capped polyethylene glycol (PEG-Si), which is a highly hydrophilic polymer, is used as the coated polymer film. At low humidity levels, PEG-Si has a semicrystalline form; therefore, its refractive index slowly decreases with respect to increase in the amount of absorbed water molecules. As a result, the fiber output voltage decreases linearly up to 80 % RH; then, it shows a turning point and fiber output voltage starts to increase. Since PEG-Si melts from the semicrystalline form to a gel form, its refractive index shows a sudden decrease. To overcome this instability problem, PEG-Si polymer layer is enriched with hydrogen. The turning point in the hydrogenated PEG-Si shifts to higher values of relative humidity and the sensor output gives a linear and repeatable response to the humidity. The response of PEG-Si to various gases such as acetone, methanol, hexane, benzene, and toluene is also studied. It is observed that when acetone, methanol, and hexane vapors are increased, the fiber output voltage increased; whereas toluene and benzene decreased the output voltage due to their ring structure and their high refractive index.
Benzer Tezler
- Volgram ağır alaşımlarında başlangıç toz özelliklerinin sıvı gaz sinterlemesi yoluyla yoğunlaşma süreçlerine olan etkileri
Effects of initial powder characteristics on densificatıon processes via liquid-phase sintering in based heavy alloys
BURAK ÖZKAL
- Kısa ve uzun liflerin tümü selüloz olan kompozit malzemenin termo-mekanik özellikleri üzerine etkisi
The effect of short and long fibers on thermo-mechanical properties of all cellulose composite
AYYÜCE GÜZİDE TEKE
Doktora
Türkçe
2022
Ormancılık ve Orman Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaOrman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CELİL ATİK
- Isı yalıtımı uygulamaları için cam nanolif üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of glass nanofibers for thermal insulation applications
AHSEN ÜNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SADRİYE OSKAY
- Electrochemical composite formation of thiophene and N-methylpyrolle onto carbon fiber microelectrodes and their characterizations
Tiyofen ve N-metilpirolün karbonfiber mikroelektrot üzerine elektrokimyasal kompozit oluşturulması ve karakterizasyonu
HÜLYA GEYİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF.DR. SEZAİ SARAÇ