Development and characterization of a direct detection fiber optic distributed acoustic sensor
Doğrudan algılama bir fiber optik dağıtık akustik sensörün geliştirilmesi ve karakterizasyonu
- Tez No: 527868
- Danışmanlar: PROF. DR. EKMEL ÖZBAY, DOÇ. DR. İBRAHİM TUNA ÖZDÜR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- 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: 104
Özet
Faz-duyarlı optik zaman alanı reflektometresi (phi-OTDR) tabanlı dağıtık akustik sensör (DAS) sistemleri, sivil altyapıları, demir yolları, petrol ve gaz boru hatları, sınır boyları vb yapıların sağlamlığının izlenmesi ve güvenliğinin sağlanması gibi pek çok askeri ve endüstriyel uygulamalarda dikkate değer avantajları nedeniyle son yıllarda artan bir ilgi çekmiştir. Bu sistemler fiberin bir bölümü boyunca titreşimleri ölçer ve ihlalleri tespit eder. Phi-OTDR sistemlerini gerçekleştirmek ve bu sensörlerden gelen verileri işlemek için farklı yaklaşımlar benimsenmiştir. Bu tezde, uzun algılama menziline ve yüksek sinyal-gürültü oranına (SGO) sahip phi-OTDR mimarisine dayalı bir DAS gösterilmiştir. Kritik sistem bileşenlerinin testleri ve karakterizasyonu, bunları sisteme entegre etmeden önce yapılmıştır. Test fi beri boyunca titreşim olaylarının yerinin tespit edilmesi ve incelenmesi için ardışık olarak algılanan phi-OTDR izlerinin analiz edildiği laboratuvar testlerinin sonuçları sunulmuştur. Saha testleri kazma, yürüme ve motor titreşimi gibi farklı harici olaylarla gösterilmiştir. Bu testlerde karşılaşılan Rayleigh geri saçılımının rastlantısal niteliği ve sönümlenme etkisi göz önünde bulundurularak, sistem performanslarını değerlendirmek ve karşılaştırmak için yeni bir performans ölçütü olan Mean SNR önerilmiştir. Ayrıca, hem laboratuvar testleri hem de saha testleri için farklı mesafelerde titreşim olaylarının SGO'sunun istatistiksel özellikleri deneysel olarak ölçülmüştür. Bir phi-OTDR tabanlı fi ber sensörde, kendiliğindenyükseltilmiş emisyon gürültüsü varlığındaki foton istatistikleri, teorik olarak modellenmiş ve deneysel olarak ortaya konmuştur.
Özet (Çeviri)
Phase-sensitive optical time domain reflectometer (phi-OTDR) based distributed acoustic sensor (DAS) systems have attracted increasing attention in recent years due to their remarkable advantages in a wide range of industrial and military applications such as health monitoring and security of civil infrastructures, railways, oil and gas pipelines, borders, and so on. They measure vibrations and detect perturbations along a section of fiber. Different approaches have been adopted to realize the phi-OTDR systems and process the data from these sensors. In this thesis, a direct detection DAS based on phi-OTDR architecture with long sensing range and high signal-to-noise ratio (SNR) is demonstrated. Testing and characterization of critical system components is conducted before integrating them into the system. The results of laboratory tests are presented, in which the detected traces are successively analyzed in order to localize and investigate the perturbation events along the test fi bers. The field tests are demonstrated with different external events such as digging, walking, and motor vibration. Considering the random nature of Rayleigh backscattered light and fading effect encountered in these tests, a new performance metric, which is Mean SNR, is proposed for assessing and comparing the system performances. Besides, statistical characteristics of the SNR of the vibration events in different distances for both laboratory tests and fi eld tests is experimentally measured. The photon statistics of Rayleigh backscattered signal in a phi-OTDR based fi ber sensor in the presence of ampli fied spontaneous emission noise is theoretically modeled and experimentally demonstrated, as well.
Benzer Tezler
- Yüksek hızlı atomik kuvvet mikroskobu (YH-AKM) geliştirilmesi ve çeşitli uygulamaları
Development of high speed atomic force microscopy and its applications
ÜMİT ÇELİK
Doktora
Türkçe
2017
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN ÖZGÜR ÖZER
- Development of solid phase microextraction (SPME) fibers for various analytical applications: (I) selenium speciation in waters (II) separation and determination of triclosan and triclocarban in waters
Çeşitli analitik uygulamalar için katı faz mikroekstraksiyon (SPME) fiberlerinin geliştirilmesi: (I) sularda selenyum türlemesi (II) sularda triklosan ve triklokarban ayrımı ve tayini
ESEN ZİYANAK
Doktora
İngilizce
2016
Kimyaİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET EMİN EROĞLU
- Optimization of fragmentation behaviour of brittle phase in a ductile matrix during mechanical alloying for the production of nano composite powders and final products
Mekanik alaşımlama sırasında gevrek fazın sünek matris içerisindeki ufalanma davranışlarının optimize edilmesi ve nano kompozit tozu nihai ürün üretimi
AYDIN ŞELTE
Doktora
İngilizce
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURAK ÖZKAL
- Pestisit tayinine yönelik biyosensör geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of biosensor for the pesticide analysis
SUNA TİMUR
- Menzil profili modunda çalışan radarla otomatik hedef sınıflama
automatic target classification with radars operating in range profilling
CENK GÖKBERK
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERCAN TOPUZ