Ultra low noise fiber optic acoustic sensor for underwater applications
Sualtı uygulamaları için ultra düşük gürültülü fiber optik sensor
- Tez No: 395462
- Danışmanlar: PROF. DR. EKMEL ÖZBAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 69
Özet
Fiber optik sensörler geleneksel sensör teknolojilerine göre elektromanyetik uyumluluk, hafiflik, esnek geometrik tasarım, uzak noktada sinyal algılama, sinyal algılama alanında elektriksel bağlantı bulunmaması, sensör çoğullama kolaylığı ve fiber optik iletişim ile uyumluluk gibi bir çok avantaja sahiptir. Fiber optik teknolojilerin su altı akustik alanında kullanımına yönelik deneysel çalışmalar mevcuttur. Bu tezde mandrel tipi interferometrik su altı akustik sensörlerin tasarımları gürültü performansı açısından ve tasarım parametrelerinin gürültü performansı üzerindeki etkileri açısından incelenmiştir. Akustik sinyaller fiber optik prob üzerinde faz değişimi oluşturmaktadır ve faz değişimi interferometre yardımı ile algılanmaktadır. Deneysel bir düzenek ile sensör tasarımı emüle edilmiş ve farklı komponentler kullanılarak gürültü performansı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Faz algılama metodu olarak fazda üretilmiş taşıyıcı metodu incelenmiştir. Son olarak tasarımı emüle eden deneysel bir düzenek ile gürültü ölçümü yapılmıştır. Gürültü seviyesi yaklaşık -100 db re rad/√Hz civarında ölçülmüştür ve sensör hassasiyeti (-140 dB re rad/µPa) kullanılarak gürültü birimi basınca çevrilmiş ve yaklaşık 40 dB re µPa=√Hz gürültü seviyesi elde edilmiştir. Bu seviye deniz durumu 0 (SS0) okyanus ortam gürültü seviyesine yakındır. Deniz durumu 0 seviyesi rüzgar, dalga ve gemi trafiğinin olmadığı durumdur. Bu durumda deniz ortam gürültüsü en düşük seviyededir ve bulunması çok ender bir durumdur. Bu yüzden tasarlanan fiber optik sensörün sinyal algılaması kendi iç gürültüsü ile değil ortam gürültüsü ile sınırlıdır. Ortam gürültüsü üzerindeki herhangibir akustik sinyal tasarlanan fiber optik akustik sensör ile algılanabilir.
Özet (Çeviri)
Fiber optic sensor have many advantages over the conventional sensor technologies such as electromangnetic compatibility, light weight, exible geometric design, sensing signal at a remote point and no electrical signal at the signal detection point, easy sensor multiplexing,compatibility to fiber optic communication. Experimental studies have been available for underwater acoustic sensor with using fiber optics. In this thesis mandrel type interferometric fiber optic acoustic sensor design is analyzed in terms of noise performance characteristics and design parameters' contribution to noise performance is evaluated. Acoustic signals create phase change at the fiber optic acoustic probe and phase change is detected by using an interferometer. Experimental setup is used to emulate the design of the sensor and different components are used to evaluate the effect on the noise performance. Phase generated carrier method is evaluated for phase detection method. Finally noise measurement is done with a experimental setup emulating the design. Noise level is measured around -100 db re rad/√Hz and responsivity of the sensor(-140 dB re rad/µPa) is used to convert noise unit to pressure units and 40 dB re µPa=√Hz noise level in terms of pressure is obtained. This level of noise floor is close to sea sate 0 (SS0) noise level of the ocean. Sea state 0 is the state where there is no wind, wave or shipping traffic. This state is the lowest possible ambient noise available in the ocean and it is quite rare to find such state of the ocean. Therefore self noise of the designed fiber optic acoustic sensor is not the limiting factor for acoustic signal detection. Any signal over the ambient noise of the ocean can be detected using the designed fiber optic acoustic sensor.
Benzer Tezler
- Yutma sorunu olan hastalarda ses analizlerinin değerlendirilmesi
Patlents swallowlng dlsorders of evaluatlon wlth acoustic volce analysls
EBRU ŞANSAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Kulak Burun ve BoğazGazi ÜniversitesiKulak Burun Boğaz Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN YILMAZ
- Miniaturized fiber optic transmission system for magnetic resonance imaging signals
Manyetik rezonans görüntüleme sinyalleri için minyatür fiber çelik iletim sistemi
ÖMER GÖKALP MEMİŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN AYTÜR
PROF. DR. ENGİN ATALAR
- Numerical modeling, design, and time-frequency metrology applications of low-noise optical frequency combs
Düşük gürültülü optik frekans taraklarının sayısal modellenmesi, tasarımı, ve zaman-frekans metrolojisi uygulamaları
ÇAĞRI ŞENEL
Doktora
İngilizce
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET BURÇİN ÜNLÜ
- Ultra-low noise fiber laser systems and their applications
Ultra-düşük gürültülü fiber lazer sistemleri ve uygulamaları
İBRAHİM LEVENT BUDUNOĞLU
Doktora
İngilizce
2014
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Bölümü
DOÇ. DR. FATİH ÖMER İLDAY
- Waveguide-integrated germanium photodetector design and optimization for sensing and telecom applications
Dalgakılavuzu ile tümleşik germanyum fotodedektörlerin sensör ve telekom uygulamaları için tasarım ve optimizasyonu
HASAN FIRAT YILDIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET CENGİZ ONBAŞLI