Optical scattering based random forest assisted particle detection and classification
Optik saçılma temelli rastgele orman destekli parçacık tespiti ve sınıflandırılması
- Tez No: 817162
- Danışmanlar: DOÇ. DR. KUTAY İÇÖZ, DR. ÖĞR. ÜYESİ TALHA ERDEM
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Abdullah Gül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 82
Özet
5 mm'den küçük boyutlara sahip küçük plastik parçacıklar olan mikroplastikler, plastik kirliliği nedeniyle genellikle okyanuslarda, nehirlerde, göllerde ve atmosferde bulunur. Zehirli kimyasallar salan mikroplastikler çevreyi tehdit etmekte, su canlılarına ve insanlara zarar vermektedir. Özellikle yayılmaları ve daha büyük organizmaların daha küçük organizmaları tüketmesi sonucunda besin zinciri üzerinde zararlı olabilirler. Mikroplastikleri tespit etmek çok önemli ama aynı zamanda zordur. Yıllar boyunca, araştırmacılar farklı tespit yöntemleri geliştirmişlerdir. Standart yöntemlerden biri, Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ve Raman spektroskopisi gibi spektroskopi araçlarını kullanmaktır. Bu teknikler, mikroplastiklerin kaynaklarını ve potansiyel etkilerini belirlemeye yardımcı olabilecek kimyasal bileşimini tanımlayabilir. Diğer bir yöntem ise numunelerdeki mikroplastiklerin görselleştirilmesine ve sayılmasına izin veren mikroskopi kullanımıdır. Ancak bu teknikler maliyetli altyapı gerektirir ve bu enstrümanların boyutlarının büyük olması taşınabilirliği önemli ölçüde sınırlar. Maliyet ve taşınabilirlik sorunlarına bir çözüm olarak, bu tezde, mikroplastiklerin boyutunu, konsantrasyonunu ve kırılma indeksini tespit etmek için düşük maliyetli, taşınabilir bir sistem öneriyor ve sunuyoruz. Sistemimiz, mikroplastiklerin sulu ortamdaki saçılma modellerini kaydetmek için düşük maliyetli ve düşük ağırlıklı bileşenlerden oluşur. Ölçülen saçılma modelini Mie teorisi ile ilişkilendiren bir Rastgele Orman Algoritması kullanarak, belirli bir dalga boyunda mikropartiküllerin boyutuna ve kırılma indisine ilişkin başarılı tahminler gösteriyoruz. Ayrıca, mikroplastiklerin malzemesini belirlemek için çeşitli dalga boylarındaki kırılma indislerini de kullanıyoruz. Mikroplastiklerin kolay, hızlı, düşük maliyetli ve yerinde tespit edilmesini sağlayan önerdiğimiz sistemimizin, çevredeki mikroplastiklerle mücadelede faydalı bir araç olacağına inanıyoruz.
Özet (Çeviri)
Microplastics, tiny plastic particles with sizes smaller than 5 mm., are often found in oceans, rivers, lakes, and atmosphere due to plastic pollution. Microplastics releasing toxic chemicals threaten the environment and harm the aquatic life and humans. Especially, the accumulation of microplastics can have detrimental effects on the food chain as a result of larger organisms consuming smaller organisms. Detecting the microplastics is crucial but also challenging. Over the years, researchers have developed different detection methods. One of the standard methods is using spectroscopy tools such as Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and Raman spectroscopy. These techniques can identify the chemical composition of microplastics, which can help determine their sources and potential impacts. Another method is the use of microscopy, which allows for the visualization and counting of microplastics in samples. However, these techniques require costly infrastructure, and these instruments being large in size significantly limits the mobility. As a remedy to the cost and mobility problems, in this thesis, we propose and demonstrate a low-cost, portable system to detect size, concentration, and refractive index of microplastics. Our system comprises of low-cost and low-weight components which are utilized for recording the scattering patterns of microplastics in aqueous media. We demonstrate successful predictions of the size and refractive index of microparticles at a given wavelength using a Random Forest Algorithm which relates the measured scattering pattern with the Mie theory. We further employ the refractive index information at various wavelengths for determining the material type of microplastics. We believe that our proposed system enabling an easy, fast, low-cost, and on-site detection of microplastics will be a beneficial tool for the fight against microplastics in the environment.
Benzer Tezler
- Pseudothermal light based\\quantum random number generator
Başlık çevirisi yok
ABDULRAHMAN DANDAŞİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KADİR DURAK
- Optical classification and reconstruction through multimode fibers
Çok modlu fiberler üzerinden optik sınıflandırma ve yeniden oluşturma
ŞAHİN KÜREKCİ
Doktora
İngilizce
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMRE YÜCE
- Performance evaluations of single mode optical receiver for degraded visual field and photonic lantern based coherent detection
Bozulmuş görsel alan ve fotonik fener tabanlı eş fazlı algılama için tek modlu optik alıcı performans değerlendirmesi
ABDULLAH ORAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAbdullah Gül ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İBRAHİM TUNA ÖZDÜR
PROF. DR. EKMEL ÖZBAY
- Controlling light inside a multi-mode fiber by wavefront shaping
Dalga önü şekillendirmesi ile çok modlu fiberde ışık kontrolü
HALİL İBRAHİM BİNİCİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. EMRE YÜCE
YRD. DOÇ. DR. SERDAR KOCAMAN
- Theoretical and computational aspects of emissivity of clouds
Bulut emisyon oranlarının teoride ve pratikte elde edilmesi
MUSTAFA EMRE AYDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. Ş. SELİM ŞEKER