Wireless metamaterial-inspired rotation sensors
Kablosuz metamalzemeden ilham alınan dönüş algılayıcıları
- Tez No: 467619
- Danışmanlar: PROF. VAKUR BEHÇET ERTÜRK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektromanyetik Alanlar ve Mikrodalga Tekn. Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 53
Özet
Son yıllarda, yapısal taşıyıcı sistemi çelik olan yapılar, inşaat hızı ve kolaylığı gibi sebeplerle daha fazla dikkat çekmektedir. Ancak bu yapılardaki olası hasarların saptanması için uzun vadeli ve ucuz yapısal sağlık izleme çözümlerine ihtiyaç vardır. Bu yapıların yük taşıyan elemanlarında (kiriş gibi) oluşan dönme tabanlı eğilme hareketi yukarıda bahsedilen potansiyel hasarlara bir örnektir. Bu tezde çelik ve benzeri yapılardaki eğilme davranışı kaynaklı çok küçük dönme miktarlarını (10^(−4) ∼ 10^(−5) radyan) ölçebilecek yüksek çözünürlük ve hassasiyete sahip yeni kablosuz bir algılama sistemi önerilmekte ve gösterilmektedir. Bu sistem iki elemandan oluşmaktadır: sorgulamayı yapan bir anten ve parmak arası yapısında iki katmandan oluşan bir algılayıcı. Bu sistem anten ve algılayıcının yakın alan bağlaşması prensibini baz alarak çalışmaktadır. Kısaca, algılayıcının katmanlarından birini diğerine göre döndürerek, katmanlar arasındaki elektromanyetik bağlaşma değişmekte ve bunun sonucunda da rezonans frekansı kaymaktadır. Bu frekans değişimi, antenin S11 cevabında görünen resonans çukurlarını takip ederek kaydedilir. Bu tezde, önerilen algılama sistemini nitelemek amacı ile sistematik olarak farklı deneyler gerçekleştirilmiştir. 20 mikro-radyan mertebesinde yüksek bir dönme çözünürlüğü, 28 MHz/derecelik bir harika hassasiyet ve 40 derece civarında genis bir dinamik menzil elde edilmiştir. İlaveten, ölçüm sonuçlarının geçerliliği, tam dalga elektromanyetik benzetim programları ve iki boyutlu ölçümler için dijital resim korelasyon metodu ile doğrulanmıstır.
Özet (Çeviri)
Recently steel construction structures have been attracting increasingly more attention due to the speed and ease of their construction. However, to detect potential damages in these structures, long-term and cost-effective health monitoring solutions are required. A rotation-based bending movement, which typically occurs in the load carrying elements of these structures (such as beams), is an example of the aforementioned potential damage. In this thesis, for measuring small bending rotations (10−4 ∼ 10−5 radians) in the structures made of materials such as steel, a novel wireless rotation sensing system with a high level of sensitivity and resolution is proposed and demonstrated. This system consists of two elements: an interrogating antenna and an interdigital double-layer sensor. The proposed sensing system operates based on the principle of near-field coupling between the antenna and the sensor. Briefly, by rotating one layer with respect to the other, the electromagnetic coupling between the layers changes and the resonance frequency is consequently shifted. This frequency shift can be recorded by tracking the resonance dips in the S11 response of the antenna. In the thesis work, various experiments were systematically performed to characterize the sensing system. A high rotation resolution of 20 µ-radians, an excellent sensitivity level of 28 MHz/degree, and a large dynamic range extending over 40◦ were measured. Furthermore, the validity of measurement results was verified by using full-wave electromagnetics simulator and applying digital image correlation (DIC) method for 2D measurements.
Benzer Tezler
- Metamaterial-inspired antenna designs for IoT/5g applications
IoT/5G uygulamaları için metamalzemeden esinlenen anten tasarımları
DUYGU NAZAN GENÇOĞLAN
Doktora
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAdana Alparslan Türkeş Bilim Ve Teknoloji ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞULE ÇOLAK
PROF. DR. MERİH PALANDÖKEN
- Wireless radio frequency sensors for structural health monitoring
Yapısal sağlık izlemeye uygun kablosuz radyo frekansı sensörleri
HATİCE ERTUĞRUL
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR
DOÇ. DR. VAKUR B. ERTÜRK
- Analysis of electromagnetic band gap structure for isolation improvement of microstrip patch antennas
Mikroşerit antenlerin izolasyon artımı için elektromanyetik bant aralıklı yapı analizi
SAMAT TURDUMAMATOV
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖLGE HATİCE ÖGÜCÜ
- A novel design reconfigurable antenna based on the metamaterial for wearable applications.
Giyilebilir uygulamalar için meta malzemeye dayalı yeni bir tasarım yeniden yapılandırılabilir anten.
MOHAIMEN QAHTAN AL-GBURI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Mühendislik BilimleriAltınbaş ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMAD ILYAS
- Novel wireless RF-biomems implant sensors of metamaterials
Metamalzeme özgün kablosuz RF-biyomems implant sensörler
ROHAT MELİK
Doktora
İngilizce
2010
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR