Kompozit Malzemelerin Ekranlama Etkinliği Ölçümü için Yeni Bir Test Cihazı Geliştirilmesi ve Optimizasyonu
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2016
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Ebru Seza Türksoy
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Ömer Galip SARAÇOĞLU
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Medeniyetin ilerlemesi ile elektrikli ve elektronik cihazlar günlük hayatımızda çok daha önemli bir konuma gelmiştir. Yaşamımızın her safhasına girmiş olan bu cihazların kullanımı, hayatımızı kolaylaştırmakla birlikte elektromanyetik çevre kirliliği sorununu da beraberinde getirmiştir. Elektromanyetik radyasyondan korunmada kullanılan başlıca yöntemlerinden birisi ekranlamadır. Günümüzde klasik ekranlama malzemelerinin sınırlı esneklik, ağırlık, korozyon ve ekranlama verimliliğini ayarlama zorluğu gibi dezavantajlarından dolayı ekranlamada daha hafif, esnek ve daha düşük maliyetli tekstil esaslı malzemeler tercih edilmektedir. Ayrıca artan sağlık ve çevre bilinci ile elektromanyetik ışımanın zararlı etkilerinden korunmak amaçlı tekstil esaslı yapıların geliştirilmesi ile ilgili bilimsel çalışmaların sayısı da sürekli artmaktadır. Malzemelerin ekranlama etkinliği (SE-Shielding Effectiveness) uygulama alanını belirleyen bir parametredir. Klasik metal malzemeler için ekranlama etkinliği, sadece materyalin elektrik ve manyetik parametrelerine bağlı olarak kolayca hesaplanabilirken; kompozit materyaller ve/veya tekstil esaslı yapıların SE değeri sadece fiili olarak ölçülerek belirlenebilir. Ekranlama amacıyla geliştirilen tekstil esaslı malzemelerin ekranlama etkinliği ölçümünde kullanılan en yaygın iki metot; yankısız oda ve koaksiyel tutucu metodudur. Tez çalışması üç aşamadan oluşmaktadır: Birinci aşama, ASTM D 4935 standardına dayalı koaksiyel tutucunun ölçme hatalarını giderecek modelleme çalışmasıdır. Bu çalışma, Farksal Gelişim Algoritması kullanarak, geliştirilen model parametrelerinin optimizasyonuna dayanmaktadır. Tez çalışmasının ikinci aşamasında, yine ASTM D 4935 standardını esas alan, ancak malzemesi ve boyutları değiştirilerek, ölçüm yapılabilen frekans üst sınırının yükseltildiği yeni bir test aparatı geliştirilmiştir. Tasarlanan yeni test aparatı ile 10 MHz-5.25 GHz frekans aralığında sağlıklı SE ölçümleri yapılabilmektedir. Ayrıca bu cihazın diğer bir avantajı da SE ölçümlerinde diğerlerine göre nispeten daha küçük boyutlu numunelerin kullanılmasına imkân vermesidir. Tez çalışmasının üçüncü aşamasında, yeni geliştirilen test aparatının ölçüm hatalarının giderilmesi için yeni bir model önerilmiş, yine Farksal Gelişim Algoritması kullanarak bu modelin parametrelerinin de optimizasyonu yapılmıştır. Tezin birinci ve üçüncü aşamasında önerilen ve optimize edilen her iki model de, yankısız oda ölçüm sonuçları ile mükemmel uyum sağlamıştır. Tez çalışması sırasında geliştirilen test aparatının, hafif, geniş frekans aralıklı, pratik kullanımlı ve hızlı ölçümlere imkan vermesi en çarpıcı yönleridir. Ancak, en önemli sorunu, söz konusu geniş frekans aralığı boyunca bazı frekans bölgelerinde beklenen davranıştan sapmasıdır. Dolayısıyla bu tez çalışmasında, bu sorunu da ortadan kaldırmak için, ekranlama etkinliği sonuçlarını doğrusal olmayan bir modelle düzelterek, standart ölçümlerle uyumlu hale getirilmesi sağlanmıştır. Model geliştirme ve optimizasyon için rasgele seçilmiş bir hibrit kumaşa ait standart ölçüm sonuçları kullanılmış ve diğer kumaşların standart ölçümleri, optimize edilmiş modelle test edilmiştir. Test sonuçlarının, standart ölçüm sonuçları ile mükemmel uyum sergilediği gözlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Elektromanyetik radyasyon, metal içerikli kompozit iplikler, iletken kumaşlar, ekranlama etkinliği(SE)