QCM tabanlı sıvı ortam algılama sistemi tasarımı
QCM-based liquid media sensing system design
Yazar: PINAR ÖZEN
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET ALİ EBEOĞLU
Dumlupınar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Devre tasarımı = Circuit design ; Kuvars kristal = Quartz crystal ; Sensörler = Sensors

Özet:
Günümüzde endüstriyel işlemler sırasında çevremiz bilinçli veya bilinçsiz olarak kimyasallarla büyük miktarlarda kirletilmektedir. Atmosfer ve içme/kullanma sularının kalitesi sürekli denetlenmelidir. Sulardaki kirleticilerin belirlenmesi ve denetlenmeleri çevre denetimleri için kaçınılmazdır. Olası kimyasal kirleticilerin neler olabileceği bilinmektedir. Bu kirleticileri nitelik ve nicelik olarak belirleyebilmek için sistemlere gereksinim vardır.Bu çalışmada sıvılardaki kirleticileri belirleyebilmek için sensör dizisinden oluşan bir sistem tasarlanmıştır. Sistem sekiz adet Quartz Crystal Microbalance (QCM)'den oluşan sensör dizisi ve sensörlerin sıvı ile temasını sağlayan ve sıvı dolaşımına imkan sağlayan bir sıvı hücresinden oluşmaktadır. QCM sensörün kirlenmiş sıvı ile temasında değişen salınım frekansını algılamak için arayüz devresinde osilatör devreleri kullanılmıştır. Her bir sensörün farklı algılayıcı ile kaplanması, aynı kirleticiye her bir sensörün farklı frekans tepkileri oluşturmasını sağlamaktadır. Tüm sensörlerden alınan frekans kaymaları, kirleticinin nitelik ve nicelik bilgisini taşımaktadır. Bir mikrodenetleyici ile her bir osilatör devresinin frekans bilgisi 1 s lik periyotlarla taranarak PC'ye aktarılmaktadır. Böylece geliştirilen sistem sulardaki kirleticileri belirleyebilecek ve denetimlerde kullanılabilecektir.Bu çalışma Dumlupınar Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri (BAP) 2010-11 nolu proje ile desteklenmiştir.Anahtar Kelimeler: Frekans Kayması, QCM Sensör Dizisi, Sıvı Hücresi.

Abstract:
Today, our environment is still contaminated with chemicals during industrial processes consciously or unconsciously. The atmosphere and drinking / using water quality should be supervised continuously. Determination and supervision of pollutants in waters are essential for environmental controls. The possible chemical contaminants have been known. Systems are needed to determine the quality and quantity of these pollutants.In this study, a system consisting of the sensor array has been designed to identify contaminants in liquids. The system consists of a liquid vessel which provides sensors to contact with liquid and allows the circulation of liquid and a sensor array which consists of eight Quartz Crystal Microbalance (QCM) sensors. Oscillator circuits have been used in interface circuits to detect the changing frequency of oscillation of QCM sensor in contact with contaminated liquid. Coating each sensor with different sensing material provides each sensor to generate different frequency responses to the same pollutant. The frequency shifts from all the sensors include quality and quantity information of the pollutant. With a microcontroller, frequency information of each oscillator circuit is transferred to PC by scanning with 1 s intervals. Thus the developed system can determine the pollutants in water and can be used in controls.This work was supported by fund with the project number of 2010-11, Dumlupınar University Scientific Research Projects.Keywords: Frequency Shifts, QCM Sensor Array, Liquid Vessel.