Fiber bragg ızgara (FBG) sensör tabanlı fiber optik izleme sistemleri tasarımı

Abstract

Haberleşmenin, hayatın her alanında etkin bir biçimde kendine yer bulduğu günümüzde fiber optik haberleşme bilginin hızlı iletilebilirliği, güvenilirlik, gerçek zamanlı cevap alabilme olanakları gibi avantajları sayesinde gün geçtikçe kullanıcılar tarafından daha çok talep edilir olmuştur. Fiber optik haberleşmenin anahtar elemanlarından biri olan sensörler ise özellikle acil tespit ve müdahele gerektiren uygulamalarda düşük maliyetleri, elektromanyetik girişimden etkilenmedikleri için düşük gürültülü olmaları, yüksek hassasiyet ve hatasızlık oranları ile yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Hızla gelişen teknoloji ile birlikte çok yakın bir gelecekte kendine çok daha fazla alanda kullanım alanı bulacaktır.Dalga boyunda meydana gelen değişimleri inceleyerek algılama yapabilme özelliğine sahip Fiber Bragg Izgara (FBG) tabanlı sensörler yardımıyla, algılanmasına ihtiyaç duyulan parametrelerdeki değişim sonucu ortaya çıkan dalga boyu kayması çeşitli demodulasyon yöntemleri ile incelenerek gerekli bilgiye çok hızlı ve yüksek hatasızlıkla ulaşılabilmektedir. Bunun yanısıra teknolojik olarak en önemli avantajlarından biri olan çoğullanabilirliği, ağ yapısına olanak tanıyarak birçok FBG'nin tek hat üzerine konumlandırılarak aynı sistem üzerinden farklı noktalardan eş zamanlı ölçüm alınıp tek bir bilgisayarla izlenebilmesidir.Bu projede, literatürde yer alan yüksek voltaj ve yüksek akım içeren sistemler için manyetostriktiflik özelliğine sahip Terfenol-D gibi bir malzeme kullanılarak hazırlanmış FBG tabanlı fiber optik izleme çalışmaları incelenmiştir. Özellikle şalt sahaları gibi insan eliyle düzenli olarak kontrol edilme imkanı olmayan alanlarda, verimli bir şekilde uzaktan denetleme imkanı sağlayan bu sistemler herhangi bir kısa devre benzeri hata durumunda, hat boyunca birden fazla kullanılabilen sensörler aracılığıyla hatanın olduğu bölgenin kendisini yada bölgeye en yakın noktayı tespit etme olanağı sağlamaktadır.Bu çalışma ile ilgili alanda bugüne kadar yapılan yayınlar incelenip derlenerek yüksek voltaj ve yüksek akım sistemleri üzerine çalışmak isteyecek araştırmacılara kapsamlı ve anlaşılır bir kaynak oluşturulmaya çalışılmıştır.

In todays world, communication efficiently takes place in every aspect of life. With the advantage of fast information communicability, reliability and real-time response features, fiber optic communication gradually becomes more demanable. Sensors, which are one of the key elements of fiber optic communication, are widely in used and prefered because of their specialities such as low cost, immune to electromagnetic interference, high sensitivity and accuracy rates in the field of application especially that needs immadiate detection and intervention. In a very near future by the rapidly developing technology this kind of sensors will have more area of usage.With the help of Fiber Bragg Grating (FBG) based sensors that able to sense wavelength shift as a result of alternation in parameters needed to be detected by examining the changes in wavelength by the use of various demodulation methods, required information can be acquired fastly and high accurately. Beside this, ability to multiplexing, which is technologically one of the most important advantages, allows to localize numerous FBG sensors on just one fiber line and to take measurements through the same system but from different spots simultaneously and to monitor via one computer. Throughout this project, FBG based fiber optic monitoring works that take place in the literature for high voltage and high current systems which are prepared with a magnetostrictive material such as Terfenol-D are examined. Especially at the fields such as substations that are not able to control continuously without human intervention, in case of fault like short circuit, this kind of systems efficiently enable to remote surveillance the fields and to detect the location of the fault occured or the closest location by means of multiple sensors used in the same fiber line.By this survey, at the related fields of work, the up to present articles are examined and edited for the ones who is/are going to study on the high voltage and high current systems. An extensive and a comprehensible source is tried to be consituted for the researchers.