FBG tabanlı sıcaklık kompanze gerinim sensörünün üretimi, paketlenmesi ve gerçek zamanlı endüstriyel uygulaması
Designing, manufacturing and implementing real-time industrial application of temperature compensated FBG based strain sensor
- Tez No: 713239
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÖKAY BAYRAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 79
Özet
Fiber Bragg ızgara (Fiber Bragg Grating=FBG) sensörler yeni nesil sensör tiplerinden bir tanesi olarak literatürde yerini almış ve kullanımının son yıllarda ivmeli bir şekilde arttığı gözlemlenmiştir. Fiber optik tabanlı olan bu sensörler rakipleri ile mukayese edildiğinde ultra hafif yapısı, radyo frekans ve elektromanyetik sinyal duyarsızlığı, kompozit yapıların içerisine gömülebilme ve çoklu sayılardaki sensör yapılarını tek bir fiber hattı üzerinde barındırabilme gibi özellikleri ile ön plana çıkmaktadır. Günümüzde kendisine birçok farklı uygulama alanı edinebilmiş olan FBG sensörler, savunma sanayinde, rüzgar türbinlerinde, sinyalizasyon sistemlerinde ve yapısal sağlık izleme sistemlerinde alt yapı elemanı olarak kullanılmaktadır. Bu bağlamda, her ne kadar statik ölçüm parametreleri olarak adlandırılan gerinim ve sıcaklık ölçümü için kullanılıyor olsalar da, amaca uygun üretim şekilleri ve paket yapıları kullanıldığında bu sensörler titreşim ve ivme gibi dinamik ölçüm parametrelerin takibinde de kullanılmaktadır. Öte yandan, FBG sensörün yazılı olduğu fiber optik kablonun uç kısmına yerleştirilen adaptörler vasıtası ile gerinim, sıcaklık, titreşim ve ivme gibi parametreler tek bir kanal üzerinden takip edilebildiğinden, literatürde bu sensörlerin hibrit ölçüm kombinasyonları ile de sık sık karşılaşılmaktadır. FBG sensörlerin çıktılarının takip edilmesi ve yorumlanmasını sağlayan sorgulama sistemleri (interrogator) genel olarak tünellenebilir bir mod özelliğine sahip olmadığından, statik ve dinamik ölçüm parametrelerinin ayrı ayrı irdelenmesi önem arz etmektedir. Bu bağlamda, mevcut çalışma çerçevesinde öncelikli olarak 5kHz'lik bir sorgulama ünitesi modülü kullanılmış ve daha sonra statik ölçümlerdeki değişikliklerin yakın gözlemi için 2Hz'lik sorgulama ünitesi çalışmaya dahil edilerek tasarımı yapılan sensör yapısının çıktıları doğrulanmıştır.
Özet (Çeviri)
Fiber Bragg Gratings (FBG) sensors have been considered as one of the novel sensing structures. At this point, investigations showed that usage of the corresponding sensors have been dramatically increased in the last decades. On the other hand it is worth to mention that, FBG sensors as compared to the conventional sensors seen in the literature have great advantages such as being ultra light sensing structures, immunity to RF and EM signal interferences, allowance to arrayed sensor structures and compatibility with various types of composites. In this manner, FBG sensor structures are mostly used aerospace industry, defence industry, wind turbines, signalization systems and etc. Although, FBG sensors are mostly known as to be used in terms of static measurements, they can also be used for dynamic measurements by simply considering proper manufacturing and sensor packing methods. Fiber Bragg gratings are obtained by inscribing core of the optical fiber and hence resulting refractive index modulation that is following a certain pattern. As an outcome of the manufacturing process, FBG sensors have the capability of meaningfull reactions to each and every physical change within the optical fiber. In this context, in order to consider FBG sensors as a sustainable product and operate it in continuous manner, ones need to consider some certain physical coverages within the FBG sensor structure. In this work, one of the mostly reviewed and preffered approaches which is packing FBG sensor structure is considered. In order to achieve mentioned purpose, a sensor package had been designed, manufactured and tested. Moreover, in the literature maximum measurable point of FBG strain sensors are known to be around 3500μɛ in the main time whilst,obtained results in this work showed that packaged FBG sensors have the capability to measure up to 15000 μɛ while maintaining measurement resolution. By that, proposed package promises to suitability of packaged FBG sensors in harsh environment applications as well. Last but not least, designed sensor is suitable for conventional and harsh environment applications, but further investigation and improvement shall be considered to enhance the usage of proposed package in composite based applications such as aerospace, railways and wind turbines.
Benzer Tezler
- Eşzamanlı sıcaklık ve gerilim algılayabilen eğik fiber bragg sensör tasarımı ve simülasyonu
Design and simulation of the tilted fiber bragg sensor capable of simultaneously detecting temperature and strain
SELİN ECE KİPRİKSİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT YÜCEL
- WDM hattı üzerinde FBG sensörü tabanlı performans uygulamaları
Fbg sensor based performance implementation on WDM line
SÜLEYMAN ALTINKAYNAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ VEYSEL GÖKHAN BÖCEKÇİ
- Structural health monitoring of composite materials with FBG sensors: Damage detection and remaining useful life prediction
FBG sensörler ile kompozit malzemelerin yapısal sağlık gözetimi: Hasar tespiti ve kalan kullanılabilir ömür tahmin etme
TALHA BOZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Mekatronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET YILDIZ
- Demiryolu güvenliği için fiber optik sensör tasarımı
Fiber optical sensor design for railway safety
NAİL FERHAT ÖZTÜRK
Doktora
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT YÜCEL
- Development of simulation tool for FBG-based phase-OTDR vibration sensors
Faz-OTDR ile sorgulanan FBG tabanlı titreşim algılayıcılar için simülasyon aracı geliştirilmesi
ERTUNGA BURAK KOÇAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KIVILCIM YÜKSEL ALDOĞAN