Endüstriyel Isıtma Sistemlerinde Fiber Optik Sensör Uygulaması

Abstract

Bu tezde(*), endüstriyel mikrodalga ısıtma sistemlerinde oluşan dengesiz ısı dağılımı problemlerini çözmek ve olası yangınları tespit etmek için fiber optik Bragg (FBG) sensör tabanlı bir izleme sistemi geliştirildi ve değerlendirildi. Proje kapsamında, modifiye edilmiş mikrodalga sisteminde hem laboratuvar tipi fırın testleri hem de kontrollü deneyler gerçekleştirildi. Politetrafloroetilen (PTFE) paketlenmiş ve paketlenmemiş fiber konfigürasyonları sıcaklık kalibrasyonlarında test edildi ve sensörlerin hassasiyet katsayıları elde edildi. Mikrodalga fırın sisteminde uygulanan mermer blok testlerinde, yeni kavite tasarımının ısıyı daha homojen bir şekilde dağıttığı gösterildi. Yangın algılama testlerinde, CuO kaplamalı IR duyarlı FBG sensörlerinin entegrasyonunun test alevlerine hızlı ve seçici bir yanıt verdiği gösterildi. Elde edilen sonuçlar, mikrodalga teknolojilerinde FBG sensörlerinin hem ısıtma sürecini optimize etmek hem de sistem güvenliğini artırmak için etkili ve güvenilir bir çözüm olabileceğini kanıtladı. (*): Bu çalışma, TÜBİTAK 1071 (Türkiye) tarafından 121N476 ve 121N535 proje numaraları ve SPW (Valonya/Belçika) tarafından 2110128 proje numarası altında finanse edilen FOSASMICROHEAT (Fiber Optik Sensör Destekli Güvenli Endüstriyel Mikrodalga Isıtma Sistemi) projesi kapsamında gerçekleştirildi (27. IraSME programı).

In this thesis(*), a fiber optic Bragg (FBG) sensor-based monitoring system was developed and evaluated to solve the unstable heat distribution problems that occur in industrial microwave heating systems and to detect possible fires. Within the scope of the project, both laboratory type furnace tests and controlled experiments were conducted in the modified microwave system. Polytetrafluoroethylene (PTFE) packaged and unpackaged fiber configurations were tested in temperature calibrations and the sensitivity coefficients of the sensors were obtained. In the marble block tests applied in the microwave furnace system, it was shown that the new cavity design distributed the heat more homogeneously. In the fire detection tests, the integration of CuO coated IR-sensitive FBG sensors were shown to give a fast and selective response to the test flames. The obtained results proved that FBG sensors in microwave technologies can be an effective and reliable solution for both optimizing the heating process and increasing the system safety. (*) This work was a part of the FOSASMICROHEAT (Fiber Optic Sensor Supported Safe Industrial Microwave Heating System) project funded by TÜBİTAK 1071 (Türkiye) under project numbers 121N476 and 121N535 and by SPW (Wallonia/Belgium) under project number 2110128 (in the framework of 27th IraSME call).