Manyetostriktif seviye vericisi tasarımı
Magnetostrictive level transmitter design
Yazar: ŞÜKRÜ ÇEVİK
Danışman: PROF. DR. SALİH GÜNEŞ
Konya Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Akaryakıt = Fuel oil ; Basınç sensörleri = Pressure sensors ; Manyetik zorlanım = Magnetostriction ; Sıvı seviye sistemleri = Liquid level systems ; Sıvı seviyesi = Liquid level ; Tümdevre tasarımı = Integrated circuits design

Özet:
Sanayi ve endüstride sıvı seviye ölçer sınıfına giren teknolojilerden en kararlı ve yüksek çözünürlüğe sahip algılayıcılardan birisi de manyetostriktif sensörler(MsS)'dir. Yüksek kararlılığı, bakım- onarıma çok fazla gerek duymaması ve kurulum maliyetlerinin uygun olması, satın alma maliyetinin de benzer amaçlı alanlardaki farklı sensörlere kıyasla daha az olması sebebiyle manyetostriktif teknolojiye olan ilgi sürekli artmaktadır.
Sensör, medikal ve inşaat gibi alanlarda kullanılsa da özellikle akaryakıt istasyonlarında yeraltı envanter seviye takibi için kullanılmaktadır. Akaryakıt tankı ve saha bölgeleri, patlayıcı ve riskli alanlardır. MsS'ler, bu alanlar için kullanılabilecek en güvenli algılayıcılar olduğundan dolayı akaryakıt sektöründe sıklıkla tercih edilmektedir.
MSV, manyetik alanın ferromanyetik materyalin boyutunda veya şeklinde değişiklik oluşturmasına dayanan manyetostriksiyon yöntemine göre çalışır. Yöntem kapsamında mıknatısın konumu, dalganın çıkışından geri dönüş anına kadarki süre hesaplanarak tespit edilmektedir.
Bu çalışmada, endüstri için oldukça önem arz eden tankların içindeki akaryakıt seviyesinin, sıcaklığın ve tank dibinde kalan su miktarının eş zamanlı olarak kararlı şekilde ölçülmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda, zorlu ortam şartlarına karşı dirençli olan, ölçüm ve algılama teknolojilerinin başında gelen manyetostriktif seviye vericisi (MSV) gerçek zamanlı olarak tasarlanmıştır. Ayrıca riskli bölgede çalışan MSV'nin, tehlike durumunu azaltması için komponentlere gönderilen gerilim ve akımın sınırlandırıldığı zener bariyer uygulaması da sisteme entegre edilmiştir.
Tasarım, gerçek zamanlı olarak farklı ortam şartlarında testlere tabi tutulmuştur. Donanımsal ve yazılımsal olarak tamamen özgün tasarımlı sensörden elde edilen sonuçlar tatmin edici düzeydedir. Ayrıca sensörün yerli üretimi ve kullanımı, bu alandaki ithalat sorununu büyük ölçüde çözecektir.

Anahtar Kelimeler: Akaryakıt, endüstri, manyetostriksiyon, manyetostriktif sensör(MsS), zener bariyer

Abstract:
Magnetostrictive sensors (MsS) are one of the most stable and high resolution sensors among the technologies that fall into the liquid level meter class in industry and trade. The interest in magnetostrictive technology is constantly increasing due to its high stability, not requiring much maintenance and low cost of installation, and lower purchasing cost compared to different sensors in similar purpose areas.
Despite the sensor is used in areas such as medical and construction, it is especially used for underground inventory level monitoring at fuel stations. Fuel tank and field areas are explosive and risky areas. MsS's are frequently preferred in the fuel industry as they are the safest sensors to be used for these areas.
MLT works according to the magnetostriction method, which is based on the magnetic field creating a change in the size or shape of the ferromagnetic material. Within the scope of the method, the position of the magnet is determined by calculating the time from the wave's exit to the return moment.
In this study, it is aimed to simultaneously measure the fuel level, temperature and the amount of water remaining at the bottom of the tank, which are very significant for the industry, in a stable manner. In this context, the magnetostrictive level transmitter (MLT), which is resistant to harsh environmental conditions and is one of the leading measurement and sensing technologies, has been designed in real time. In addition, the zener barrier application, which limits the voltage and current sent to the components, has been integrated into the system in order to reduce the danger situation of the MLT working in the risky area.
The design has been tested under different environmental conditions in real time. The results obtained from the completely uniquely designed sensor in terms of hardware and software are at a satisfactory level. In addition to , the domestic production and use of the sensor will largely solve the import problem in this area.

Keywords: Fuel oil, industry, magnetostriction, magnetostrictive sensor(MsS), zener barrier