Bilimsel Araştırma Projeleri (BAP - Celal Bayar Üniversitesi)
Proje no: 2007-087 - Araştırmacı
Proje Adı: Bilgisayar Kontrollu Gerçek Zamanlı Sıcaklık Veri Toplama Sistemi
Özet:
Ölçme yöntemlerinin güvenirliliği, doğru ölçme metodlarının kullanılmasıyla beraber ürün, gözlemci, cihaz ve çevre gibi etkileşimlerden ortaya çıkabilecek ölçüm okuma hatalarının en aza indirgenmesiyle sağlanmaktadır.
Bunlar içersinde termokupl ölçme elemanı ile yapılan sıcaklık ölçümleri, önemli bir yer tutmaktadır. Sıcaklık ölçümlerinde kullanılan gerçek zamanlı ölçme metoduyla, ölçüm noktasındaki sıcaklık değişimlerinin, nanosaniye seviyesindeki bir tepkime hızıyla bilgisayar destekli olarak ölçülmesi, teknolojik gelişmelerin geldiği boyut hakkında bize fikir vermektedir.
Konuyla ilgili olarak, National Instruments firmasının geliştirmiş olduğu konfigüre edilebilir gömülü sistem donanımlarından ve LabView adındaki sanal enstrumantasyon program geliştirme araçlarından faydalanılarak, Bilgisayar Kontrollu Gerçek Zamanlı Sıcaklık Veri Toplama Sistemi adında bir uygulama yapılmıştır.
Bilgisayar Kontrollu Gerçek Zamanlı Sıcaklık Veri Toplama sistemiyle bilgisayar tabanlı sıcaklık ölçüm izleme ve kontrol ekranı oluşturulmuş, sıcaklık ölçümlerinin bilgisayar ortamında kayıt altına alınması sağlanmıştır.
Durumu: Tamamlandı.
----------
Proje no: 2008-064 - Araştırmacı
Proje Adı: Bilgisayar Destekli Gerçek Zamanlı Ölçme ve Kontrol Sistemi
Özet:
Bu çalışmada, bilgisayar destekli gerçek zamanlı ölçme ve kontrol sistemi deney düzeneği oluşturulmuştur. Bu sistem genel amaçlı bir ölçme ve kontrol sistemi olup sıcaklık, basınç, şekil değişikliği(strain) gibi birçok fiziksel büyüklük ile akım, gerilim gibi elektriksel değişkenlerin ölçülmesi, verilerinin kaydedilmesi ve analizi gibi işlemlerin yapılabilmesi amacıyla kullanılabilecek yapıdadır.
Bu amaçla, LabVIEW görsel yazılımı aracılığıyla farklı uygulamaların yer aldığı veri toplama ve kontrol uygulamaları yapılmıştır. Yapılan çalışmalar arasında, farklı noktalardan sıcaklık verilerinin izlenmesi, bir doğru akım elektrik motorunun hız kontrolü, iki eksenli pnömatik manipülatör kolunun kontrolü, servopnömatik deney seti üzerinden yapay sinir ağı tabanlı arıza teşhisi yapabilmek amacıyla veri toplama, güneş pilleri kullanılarak Celal Bayar Üniversitesi Turgutlu Meslek Yüksekokulu binası üzerinden günlük güneş verilerinin dakikalık ve saatlik ortalamalarla toplanması gibi uygulamalar bulunmaktadır.
Durumu: Tamamlandı.
----------
Proje No: 2012-014 - Yönetici
Proje Adı: Sayısal Sinyal İşleme Sistemi ile Yüksek Çözünürlüklü Radyasyon Spektroskopisinin Elde Edilmesi.
Özet:
Doğal ve yapay yoldan elde edilen Alfa, beta, gamma ve X-Işını gibi radyasyonlar, tıbbi, endüstriyel, araştırma, eğitim, güvenlik ve tüketici ürünleri gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Tıbbi alandaki radyasyon uygulamaları, radyasyonla görüntü elde edebilme ve radyasyonun hücre veya tümörleri yok edebilme özelliğine göre hastalıkların teşhis ve tedavisinde önemli rol oynar. X ve Gama ışınlarından yararlanılarak röntgen filmleri çekilen endüstriyel ürünlerin (borular, buhar kazanları, makine aksamları, döküm vs.) hatalarının tespit edilmesinde kullanılması radyografi olarak adlandırılır. Özellikle üretim aşamalarında demir, çelik, lastik, kağıt, sunta, şeker, iplik, cam gibi malzemelerin yoğunluğunun, kalınlığının ve ağırlığının ölçülmesinde radyografiden yararlanılmaktadır. Hava alanı, kargo, gümrük, liman gibi yerlerde kolilerin, bagajların görüntülenmesi için yaygın olarak X-ışını kullanılmaktadır. Çimento, bakır, demir gibi maden çıkarma, öğütme ve üretimlerinde, cevher ve mamul maddelerde hassas içerik analizleri, radyasyon kaynakları kullanılmakla yapılır. Tıbbi alet ve araçların strelizasyonunda, taze gıdaların ömürlerinin uzatılmasında, kuru gıdaların korunmasında, plastik malzemelerin fiziksel özelliklerinin iyileştirilmesinde de iyonlayıcı radyasyondan yararlanılmaktadır.
Birçok kullanım amacına hizmet eden yapay radyasyon kaynaklarının doğru olarak ölçülmesi, yapılacak çalışmalarda yanılgıyı ortadan kaldıracak, özellikle tedavi ve tanı çalışmalarında doğru yaklaşımlar elde edilecektir.
Bu bilimsel projeyle oluşturulan sayısal sinyal işleme (DSP) sistemiyle, yüksek çözünürlüklü spektroskopi ölçümleri bilgisayar destekli olarak gerçekleştirilmiş, yapay radyasyon kaynaklarından elde edilen ışınların hassas, doğru, hızlı ve birçok örnekleme teknikleri ile tanımlanması yapılmıştır. Işın spektral ölçme sisteminde, ölçülecek ışına duyarlı dedektörden alınan sinyal, ön yükselteç ile yükseltilerek belirli seviyede analog sinyal elde edilmiştir.
Elde edilen bu analog sinyal, bir sayılaştırıcı elektronik devre tarafından sayısallaştırılarak, bilgisayar üzerinde toplanmış, Labview adlı arabirim algoritma yazılımlarıyla, ışın analizlemeleri spektral olarak yapılabilmiştir. Bu çalışmada, Çek Cumhuriyeti, Palacky Üniversitesi, Bölgesel İleri Teknolojileri Merkez laboratuvarlarında bulunan kalibrasyonlu 22Na, 137Cs, 60Co radyasyon kaynakları kullanılmıştır.
Durumu: Tamamlandı.
----------
Proje No: 2015-016 - Yönetici
Proje Adı: Piezoelektrik Sensörlerin Tasarımı, Üretilmesi ve Karakterizasyonu
Özet:
Günümüzde piezoelektrik sensörler, HSM (Health Structure Monitor) sistemleriyle bina yapısının sağlamlık kontrollerinde, mekanik enerjinin elektrik enerjisine çevrilmesiyle elde edilen elektriğin depolanmasında (Harvesting), hava araçlarının gövde yapılarında, mekatronik sistemlerdeki hareketli kısımların kontrol edilmesinde, sesli uyarıcı (buzzer), mikrofon, kulaklık uygulamalarında ve sualtı kablosuz ultrasonik haberleşme sistemleri gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Piezoelektrik özelliklere sahip akıllı materyaller, teknolojide, endüstride ve diğer araştırma departmanlarında kendine çeşitli uygulama alanları bulur. Kurşun zirkon titanat (PZT) ailesi, piezoelektrik sabiti dij, piezo duyarlılık dij/ƐƐ0, Young kaysayısı (Y), mekanik kalite sabiti Qm, elektromekhanik sabiti Kij gibi yüksek piezoelektrik özelliklerinden ve düşük tanjant kayıplarından dolayı bu alanda çok yaygın olarak kullanılmıştır. PZT hakkında bir çok çalışma alanları ve bunların uygulamaları vardır. Ayrıca bu çalışmalara ilaveten bazı bilim adamları, PolyVinyliDeneFluoride (PVDF) kullanarak elde edilen PZT kompozit materyaller üzerinde çalışmışlar ve onların elektromekanik özelliklerini araştırmışlardır. PZT ve PVDF kompozit materyalleri, ayrı ayrı veya beraber olarak değerlendirip karşılaştırıldığında, farklı piezoelektrik özellikler sergilerler.
Bu projede ilk aşamada, programlanabilir lojik kontrolör (PLC) kullanılarak 250Kgf lik bir endüstriyel hidrolik presin tasarımı gerçekleştirilmiş, ikinci aşamada ise PLC ile kontrol edilen bu hidrolik pres sistemi ile yerli üretim PZT+PVDF sensörler üretilmiştir. Daha sonra bu sensörlerin piezoelektrik sabiti (d33) ve kapasite değerleri (C), sırasıyla d33 metre ve LCR metre kullanılarak tanımlanmıştır. Buna ek olarak, titreşim ölçüm sistemine entegre edilmiş piezoelektrik sensör örneklerinin frekans-voltaj karakteristikleri belirlenmiştir. Üretilen piezoelektrik sensörlerin, 10 Hz’lik rezonans frekansında genelde 2,5 ile 3,7 Volt gerilim ürettikleri gözlenmiştir. Sözü edilen sensörlerin d33 değerlerinin de 8,5 ile 10,5 arasında olduğu karakterize edilmiştir.
Alçak frekanslarda maksimum 4 Voltluk gerilim üreten bu piezeoelektrik sensörler, gerilme sensörü, titreşim sensörü ve atomik kuvvet mikroskoplarında kolon destek sensörü olarak kullanılabilir.
Durumu: Tamamlandı.
----------
Proje No: 2015-127 - Yönetici
Proje Adı: Lazer Tabanlı Sayısal Ölçüm Sistemi ile Piezoelektrik Sensörlerin Titreşim Özelliklerinin Belirlenmesi
Özet:
Günümüzde piezoelektrik sensörler, piezoelektrik patchler kullanılarak çelik yapıların sağlamlık kontrollerinde, mekanik enerjinin elektrik enerjiye çevrilmesiyle güç hasat toplama üniteleri için gerekli elektrik depolamalama sistemlerinde, uçak gövde yapılarının izlenmesinde ve mekatronik sistemlerin hareketli aksamları gibi birçok alanda kullanılmıştır. Aynı zamanda piezoelektrik sensörler, buzzer olarak ses simülatörlerinde, mikrofonlarda, kulaklıklarda, basınç ölçümlerinde, sualtındaki kablosuz ultrasonik haberleşme sistemlerinde ve medikal ekipmanlarında da kullanılmıştır.
Bu proje, bir vibrometre olarak lazer yer değiştirme sensör tabanlı dijital (sayısal) ölçüm sisteminin yenilikçi bir tasarımını açıklar. Bu lazer yer değiştirme sensörü, uyartılmış titreşime bağlı dinamik bir yer değiştirme tepkimesini ölçebilecek kapasitededir. Bir piezoelektrik diskin frekans tepkimesi, bir kişisel bilgisayar tarafından sürülen işaret üreteci ve sayısallaştırıcı kart tarafından sağlanan giriş/çıkış sinyallerinin işlenmesiyle elde edilmiştir. Titreşimin rezonans frekansları, lazer yer değiştirme sensörü tarafından ölçülen sinyal tepkimesindeki süpürmeli sinusiodal uyartımlarını izleyen pik değerlerinden faydalanılarak ölçülmüştür. Maksimum yer değiştirmeye sahip rezonans frekans sonuçları, büyük ölçüde piezoelektrik diskin sabitlenmesine bağlıdır. Test ölçüm sonuçları göstermektedir ki, sistem, piezoelektrik diskin rezonans frekanslarını 20 MHz’e kadar 1 Hz’lik çözünürlükte ölçerek ayırt edebilir. Aynı zamanda piezoelektrik diskin d33 piezoelektrik katsayısı ve bu katsayının uyartım voltaj genliği boyunca lineeritesi, bazı uygulanmış methodlar yardımıyla hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar, piezoelektrik disk üreticisi tarafından deklare edilen frekans değerleriyle uyumludur.
Bu projenin bir diğer amacı, tek serbestlik dereceli mekanik model kullanılarak piezoelektrik disk için temel bir matematik modeli tanımlamak ve buna bağlı olarak piezoelektrik diskin elastkiyet katsayısını tahmin etmektir. Piezoelektrik diskin normal lineer çalışma aralığı dikkate alındığında, deneysel değerler ile matematiksel modellemearasındaki uyum, 0,5V ile 3,5 V uyartım genlikleri arasında %80 ile %97 aralığında gerçekleşmiştir. Tipik olarak piezoelelektrik diskle ilgili histerizis nonlineer dinamiklerini, saturasyonu ve lineer titreşim dinamiklerinin içeren zıt etkiler vardır. Eğer piezoelektrik disk 3,5V üzerindeki uyartım voltajlarına maruz kalırsa, disk’in sınırlı kapasitesinden dolayı doğrusal olamayan nonlineer çalışma şartları meydana gelir. Nonlineer çalışma şartlarında, piezoelektrik disk üzerindeki sözü edilen zıt etkiler, performans kaybına ve rezonans frekansının kaymasına neden olur. Elde edilen matematiksel modelleme, sadece piezoelektrik disk’in elastikiyet katsayısının belirlenmesinde değil aynı zamanda piezo tabanlı materyallerin lineer / nonlineer çalışma aralıklarının tespiti için de önemlidir.
Durumu: Tamamlandı.
