Optimization of magnetically actuated steel scanner systems

Abstract

Bu tez, 2 boyutlu dik tarama yapan, manyetik hareket ettirilen yeni tasarlanan tarayıcının optimizasyonunu sunmaktadır. Birçok tarayıcının tasarımı ve benzetimi yapılmıştır. İstenilen özelliklere en uygun, 16 mm x 16 mm boyutunda, 570 µm kalınlığındaki, iki boyutlu tarama yapabilen tarayıcı seçilmiştir. Manyetik hareketini sağlamak amacıyla bobin kullanımı tercih edilmiştir. Bu bobin tanımlanan parametreler kullanılarak manyetik alan formülü elde edilmiştir. Bu parametrelere uygun olarak çelik mikro tarayıcının en iyi şekilde manyetik hareketini sağlamak amacıyla tasarlanmıştır. Manyetik hareketi sağlayan bobin, 4 mm yarıçapında ve 12 mm uzunluğundadır. Sonuç olarak, olabilecek en yüksek optik tarama açısını elde edebilmek amacıyla, tarayıcı ve bobinin x, y ve z eksenlerinde ve θ açısına en uygun konumu bulunmuştur.

This thesis presents optimization of a novel two dimensional magnetically actuated scanner design. Various scanners are conceived and simulated. Then the best new scanner design is chosen. Purposed scanner dimensions are 16 mm x 16 mm and 570 µm thickness. This scanner offers two dimensional orthogonal scanning features.Within the context of magnetic actuation of scanner is provided by and electro-coil. This electro-coil parameters are expressed analytically and then an electro-coil is designed in accordance with these parameters in order to ensure magnetic actuation of stainless steel scanner. Finally, magnetic actuation is provided by an electro-coil of 4 mm radius, 8 mm of diameter and 12 mm length. Consequently, for more appropriate position for electro-coil in x, y and z directions and angle with respect to scanner are optimized for having a relatively high total optical scan angle.