Düşük manyetik alan algılama için fluxgate manyetometre tasarım ve optimizasyonu
Fabrication and optimization of fluxgate sensor for detection of low magnetic fields
Yazar: EMEL ÖZKÖK
Danışman: PROF. DR. FEDAİ İNANIR ; DOÇ. DR. UĞUR TOPAL
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Fizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Manyetik sensörlere artan talep, sensör yapıları hakkındaki çalışmaları  ivmelendirmiştir. Diğer tür sensörlerle karşılaştırıldığında fluxgate sensörlerin geniş kullanım alanına sahip olmaları, yüksek hassasiyetleri, düşük gürültü seviyeleri ve yüksek sıcaklık kararlılıkları gibi daha fazla avantajları vardır. Sayılan özellikler bu sensörlerin 1930 yılından bu yana süren popülerliğini garantilemektedir. 
Farklı ürünlerin geniş çapta pazarını araştıran uluslar arası bir kuruş olan,   Markets&Markets'in araştırma raporuna göre 2010 yılı içinde manyetik alan sensörlerine olan talep 3,67 milyar parça (parasal karşılığı 1,1 milyar dolar) olmuş ve bunun 2016 yılında 7,16 milyar parça'ya (parasal karşılığı 2,0 milyar dolar) ulaşması beklenmektedir. Bu büyüklükte bir pazardan ülkemizin faydalanamadığını görmek çok üzücüdür.
Manyetik alan sensörü üretimine yönelik hiçbir ticari kuruluş olmadığı gibi bu alanda son ürüne yönelik bilimsel çalışmalarda bulunan bilim insanı sayısı da yok denecek kadar azdır. Piyasadaki manyetik alan sensörleri içinde ise en çok rağbet gören sensörlerin fluxgate manyetometre olduğunu biliyoruz. Fluxgate manyetometrelerin uydularda konum ve yönelim belirleme uygulamalarının yanı sıra metallerde tahribatsız muayene (NDT), trafik yoğunluğu kontrolü, mayın arama detektörü, denizaltı ve deniz mayını tespiti gibi stratejik ve geniş bir spektrumda uygulama alanı mevcuttur. Avrupa Uzay Ajansı verilerine göre fluxgate manyetometreler uzay geçmişi olan ve birçok görevde başarılı sonuçlar vermiş tek manyetometre tipidir. Fluxgate sensörlerin sahip olduğu tüm bu stratejik konumlardan ötürü ülkemizin milli imkanlar ile sensör tasarlaması zorunluluk haline gelmiştir.
Bütün bu nedenlerden ötürü bu çalışmada özellikle uzay koşullarında fonksiyonunu yitirmeyecek şekilde çevresel parametrelerden etkilenmeyen, yarış-pisti fluxgate manyetometre tasarımı gerçekleştirdik. Sensör nüvesinin kat sayısının sensor performansı üzerindeki etkilerini araştırdık.

Abstract:
An increasing demand of magnetic sensors gives rise to many studies in the improvement of sensor structures. Comparing other types of sensors, fluxgate sensors have much more advantages such as applications on large areas, having high sensitivity, low noise, and high temperature stability. These features ensure their continuous popularity since the 1930s. 
Based on the reports of Markets&Markets, which is an international organization searching the markets of different products in a wide spectrum, the demand on magnetic sensors in 2010 was 3.67 billion units (corresponding to 1.1 billion $) and it is expected to reach 7.16 billion units (corresponding to 2.0 billion $) in 2016. Unfortunately, it is very sad to see that our country does not benefit from such a huge market.
 In addition to the absence of commercial companies dealing the fabrication magnetic sensors there is almost no scientist making researchs towards final product. We know that fluxgate magnetometer is one of the most popular one in the market.
In addition to its usage in satellites as an attitude and orientation determination equipment it has also applications in metal industry as a nondestructive texturing method (NDT) and the traffic control systems. Besides, the fluxgates can also be used for detection of earth and sea mines and the submarines. 
According to European Space Agency (ESA) the fluxgates has a good history in sattellite applications comparing with other magnetometers. Because of the critical position they have, designing of the fluxgate sensors by national sources is in case of emergency. 
Due to the above stated reasons, in this study we have suggested a fluxgate magnetometer at race-track geometry which will be robust against external factors like temperature, radiation and vacuum. We have investigated the influence of the number of core layers on the sensor performance.