Fiber optik manyetik sensörlerle algılama
Sensing with fiber optic magnetic sensors
Yazar: ÖMER GALİP SARAÇOĞLU
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SEDAT ÖZSOY
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 1995
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Fiber optik = Fiber optics ; Sensörler = Sensors

Özet:
ÖZET Haberleşme sistemlerine iletim ortamı olarak giren optik fiberler, haberleşme için dezavantaj olan özelliklerinin geliştirilmesiyle, aktif ve pasif elemanlar olarak sensör sistemlerinde kullanılmaya başlanmıştır. Fiber optik sensörler; geleneksel sensör sistemlerinin yetersiz kaldığı uygulamalarda, manyetik alan ve elektrik akımı ölçmelerine de girmiştir. Bu tez çalışmasında da, yüksek frekanslı manyetik alanların ve elektrik akımının fiber optik sensörler kullanılarak ölçülmesi için geliştirilen metodlar incelenmiştir. Tez çalışması dört bölümden oluşmaktadır: Birinci bölümde; optik fiberlerle algılama kavramının daha iyi anlaşılabilmesi için optik fiber çeşitleri; bağıl kırılma indis farkı, normalize frekans, kabul açısı ve nümerik açıklık gibi temel kavramlar; zayıflama, dispersiyon ve kutuplanma gibi iletim karakteristikleri incelenmiştir. İkinci bölümde; fiber sensör teknolojisinin tarihi gelişimi, optik fiberlerin algılamada kullanılan özellikleri ve bu özellikleri kullanılarak türetilen extrinsic (dış etkileşimli), evanescent (sızan alanlı) ve intrinsic (iç etkileşimli) sensör tipleri hakkında bilgi verilmiştir. Üçüncü bölümde; yüksek frekanslı manyetik alan ve elektrik akımı algılamada kullanılan; temeli, Faraday dönmesine dayanan Faraday etkili sensörler; temeli, uygulanan manyetik alanla dönüştürücü malzemedeki gerilmeye dayanan manyetostriktif sensörler ve temeli, uygulanan manyetik alanın akım taşıyan iletkenlerde meydana getirdiği Lorentz kuvvetine dayanan Lorentz kuvvet sensörleri incelenmiş; bunlara ait son bağıntılar çıkarılmış ve bu sensörlerle yapılan düzenlemeler verilmiştir. Sensör tiplerinin; hassasiyet, kararlılık ve kullanılabilirlik kriterleri göz önüne alınarak yapılan değerlendirmeler dördüncü bölümde toplanmıştır.

Abstract:
VI ABSTRACT Optical fibers have some properties that are disadvantages in communication systems. The development of these properties has led to the use of optical fibers in sensor applications. As conventional sensor systems become insufficient fiber optic sensors have been also entered magnetic field and electric current measurements. In this study the methods developed for measurement of high frequency magnetic fields and electric currents using fiber optic sensors have been investigated. This study includes four chapters. In the first chapter basic concepts of optical fibers such as relative refractive index difference, normalized frequency, acceptance angle and numerical aperture, and their transmission characteristics such as attenuation, dispersion and polarization have been described so that the fiber optic sensing concept becomes clear. In the second chapter, the historical development of fiber sensor technology, the properties of optical fibers that are used in sensing and extrinsic, evanescent and intrinsic sensor types that uses these properties are discussed. In the third chapter, Faraday effect sensors based on Faraday rotation, magnetostrictive sensors based on strain in transducer material due to applied magnetic field, Lorentz force sensors based on Lorentz force produced by current carrying conductors due to applied magnetic field which uses in sensing high frequency magnetic field and electric current have been discussed. Final expressions have been obtained and device configurations using these sensors have been introduced. Conclusion of sensitivity, stability and availability criteria of sensor types is in the fourth chapter.