Optik & Işık

[MC_Skywalker]

100KA nasıl ölçülür konusunda konuşmaya başladığımız ışık ve optik konusunu kendina ait bir başlı olursa kanımca daha derli toplu olur.

[HAKKITANIR]

Şimdi bu yöntemle kabacada olsa, herhangibir akım çeşidi, teorikde de olsa ölçülebiliyor mu?
DC olur AC olur yüksek frekanslı olur, yüksekçe bir akım ölçümü mümkün müdür. Işık dalgasıyla.

[muhendisbey]

Yöntemlerden biri de manyetooptik. Manyetik alan ile polarizasyonun değişmesi.
Gerilim ölçümü için elektrooptik kullanılabilirken, akım ölçümü için manyeto optik etki kullanılabilir. Ya da bara üzerine düşen gerilimden de elektrooptik etki ile ölçüm alınabilir.

[HAKKITANIR]

Akım ölçümü için, bir çalışma yapmak isterim,
nasıl bir yöntem ile başlangıç yapmalıyım,
yazılı-görsel kaynak var mı dır ki bu alanda?
Ne tavsiye edebilirsiniz? Ne yapacağımı bilmiyorum.
Bu konu bana çok yabancı geldi.
Daha yazılanları bile anlayamadım.
 

[muhendisbey]

Başlangıç olarak ışık kaynakları, ışığın kutuplanması ve optik modülatörler kısmını incelemelisiniz.

Optik sistemler, elektromanyetik gürültüden en az etkilenen sistemler olduğu için özellikle yüksek gerilim ve yüksek akım ölçümleri daha sağlıklı yapılabilir. Optik elemanlar iletken olmadığı için daha güvenli ölçümler alınabilir.

[mustafa_cmbz]

Başlangıç olarak ışık kaynakları, ışığın kutuplanması ve optik modülatörler kısmını incelemelisiniz.

Optik sistemler, elektromanyetik gürültüden en az etkilenen sistemler olduğu için özellikle yüksek gerilim ve yüksek akım ölçümleri daha sağlıklı yapılabilir. Optik elemanlar iletken olmadığı için daha güvenli ölçümler alınabilir.

Ölçületn veriyi iletim hattı olarak optik mi yoksa ölçüm aşamasında sensör yapısında bir optik ten mi bahsediliyor tam anlayamadım. Belki diğer konuda kalmıştır öncesi

[muhendisbey]

Ölçüm aşaması kısmı optik zaten. Burada sadece algılama kısmında opto elektrik eleman kullanılır. Veriyi iletirken de isterseniz kullanabilirsiniz.

[JOKERAS]

@muhendisbey , Optik Elektronikle ile ilgili bir çok kişi
ufak tefek bazı sistemlerin nasıl çalıştıklarını bilir sanırım.
Şu uzaktan Sıcaklık ölçen Cihazlar,Laser Barkod sistemleri nasıl çalışıyor?
Sizin söyleminize göre Akım'da ölçülebiliyormuş nasıl oluyor bunlar?
Bilginiz varmı bu konuda.Varsa bizleri aydınlatırmısınız?


 

[yas]

Bu konu 100kA nasıl ölçülür den türedi, optik yöntemlerle ısı ölçümü başarılı olarak yapılabiliyor bunu az çok herkes biliyordur. Benim merak ettiğim kısım bara dan geçen akımın ısı etkisi gözlemlenerek nasıl net bir değerlendirme yapılabilir? (kaba bir değerlendirmeye sözüm yok). Öyle bara sistemleri var ki içerisinde soğutma sıvısı dolaşmakta bu durumlarda ölçümün doğruluğu tartışılır. Bara ya bağladığınız ilave bir iletken bile ısı değişimine neden olacak. Ayrıca OG ve YG iletim hatlarında öyle zannedildiği binlerce kA yada MA akımlar akmamakta. Zaten iletim hatlarında yüksek gerilim kullanılmasını birinci sebebi gerilim düşümü iknci sebebi ise bu gerilim düşümüne sebep olan akımın azaltılması bu sayede iletken kesiti inceliyor 50kVA lık bir og trafosuna 2A koruma sigortası kullanılabiliyor. Optik yöntemler çok yüksek akımların ölçülmesi bu durumda sadece izole ortamlarda kullanılabilir gibi geliyor. 34kV gerilimde 3 amper akım çeken bir yükün barası üzerindeki sıcaklık değişimi akımın düşüklüğünden dolayı küçük bir büyüklük olacaktır ve bu değişim çevreden fazlasıyla etkilene bilecek bir referans olacaktır. İnfrared ısı ölçümü, termal kamera çalışma prensibi gibi konularda yüzeysel bilgilerim var acaba bilmediğim neler öğreneceğim yorumlardan merakla konuyu takipteyim.

[HAKKITANIR]

işimiz direkt ısıya kalıyorsa, zor iş.
ciddi soğutucu elbette oluyor bu tür bir sistemde.
su kurtarmayıp kimyasal pembe-mavi sıvıları gezdirenler bile var iletken içlerinde.
kaynak türleri ve indüksiyon sistemlerinde voltajlar düşük oluyor,
zaten işlem esnasında ortada voltaj falanda kalmıyor sanıyorum.
voltaj göçüp akım şiddetlice artıyor.
kabaca ölçsek yüzde 5 bile yeterli olur aslında.
ama ben mantığını başka sanıyordum, bu kısmı kaçırmışım herhalde.
ısı üzerinden gidiliyorsa yüksek akım tespiti, sıkıntılı olur düşüncesindeyim.
yine simit halkaya kaldık. kültürümüze de uygun, çok severiz kendisini.

ben yapmamda, birde aklıma şu geldi. şimdi uçan cihazlar, rf-radyo frekansı ile haberleşiyor.
genelde açık ortamlarda uçurulup uçan cihazla kumanda birbirini gören vaziyet de oluyor.
bu tür bir işte rf karıştırıcı ile cihaz düşürülebiliyor, kontrolü kaybedilebiliyor diye biliyorum.
bu tür sistemde rf yerine karşılıklı optik gözler konup çalışma yapılsa nasıl olur,
hem sisteme dış müdahale olmaz hemde daha güvenli olur diye düşündüm.
optik ışık sinyal karıştırıcıları olabiliyor mu? aynı ışık dalga boyunu yakalarsa olur belki ama, nasıl yakalayacak o dalga boyunu değilmi? bu frekans değilki dalga boyu.

[MC_Skywalker]

Optik ölçüm için bildik ölçme sitemi temel olarak ikiye ayırabilirz;

1- Kendinden ışık yayan cisim için doğruda cisimden gelen ışığı ölçmek. Fotodiyot/Fotodirenç, işlemsel yüksetici, Analog sayısal dönüştürücü, işlemci ve gösterge şekliden bir yapı.

2- Kendinden ışık yaymayan cisim için kendi kaynağımızdan cisime ışık gönderip yansıyan ışıktaki değişiklikleri ölçmek. (Kuvvetli ve stabil bir ışık kaynağından yaralanmak örn:Lazer ölçümümüze uygun dalga boyunda ve güçte ışık sağlar.)
İletkenlerin, iletim anında ki ışımasının manyetik ışıma olduğunu ve manyetik duyarlı yöntemler ile ölçtüğümüzü biliyoruz.
İşte benim burda takıldığım konu diye bilirim. Belli frekansta, belli genlike  sinyal ile sürüğümüz lazerin ışığını ölçüp yapacağımız cisme ki burada çok yüksek akım taşıyan yalıtımı/yalıtımsız iletkene belli mesafenden gönderiyoruz. Tıpkı kendinden ışık yana cisimlerde olğu gibi ölçme/okuma işini busefre cisimden yansıyan bizim belli freknas ile molüe ettiğimiz ışğı, Fotodiyot/Fotodirenç, işlemsel yüksetici, Analog sayısal dönüştürücü, işlemci ve gösterge ile görselleştiyoruz.

Daha önceki konuda şimdiye kadar yazılanlardan benim anlaığım bu.

[muhendisbey]

Soru cevap şeklinde mi gitmek mantıklı yoksa konu konu mu emin olamadım.
Optik en az elektronik kadar geniş, ancak bilinmeyenleri elektronikten daha fazla olan bir alan. Galiba ışığı sevdiğim için bu alana yöneldim. Ancak bu her cihazın nasıl çalıştığını bilmemi sağlamıyor.

@muhendisbey , Optik Elektronikle ile ilgili bir çok kişi
ufak tefek bazı sistemlerin nasıl çalıştıklarını bilir sanırım.

Bildikleri kısım buz dağının görünen kısmıdır. Optiğin paket haline yani elemana dönüşmüş halini kullanarak nasıl çalıştığını bilebilir, fikir yürütebilirler. Gerçekler düşündüğünüzden daha karmaşık.

Şu uzaktan Sıcaklık ölçen Cihazlar,Laser Barkod sistemleri nasıl çalışıyor?
Sizin söyleminize göre Akım'da ölçülebiliyormuş nasıl oluyor bunlar?
Bilginiz varmı bu konuda.Varsa bizleri aydınlatırmısınız?

Uzaktan sıcaklık ölçen sistemler Boltzmann Siyah Gövde Işıması kanununa göre sıcaklığı olan cisimlerin ışık yayması mantığında ölçüm alırlar. Burada kullanılan sıcaklık ölçüm hücreleri orta kızılötesi ve uzak kızılötesi bölgelerinde yer alır. Gözle görebileceğimiz alanın çok daha dışarısında. Termal kameralar bu hücrelerin matris halinde dizilmesi ile yapılırlar. Mesela demiri ısıtırsanız bir süre sonra kırmızı daha da ısıtırsanız sarı renk görürsünüz. Yani madde ısındıkça yapılan ışımanın dalgaboyu azalır ve görünür bölgeye kadar ilerler.

Buna benzer olarak bir madde yakıldığında yapmış olduğu ışıma, madde hakkında bilgi verir. Alev spektroskopisi bu mantıkla çalışır.

Barkod sistemlerinin çalışma mantığı basittir. Diyot lazer ışını, hareketli bir ayna üzerine barkoddan daha küçük bir çapta ya da çizgi halinde düşürülür. Buradaki ayna DC bir motorla hareket ettirilebildiği gibi, piezoelektrik olarak da hareket ettirilebilir. Bu tipteki bir birleşim aslında Galvonometre olarak adlandırılır. Tabi buradaki galvonometre ölçüm aleti olan değil, optikte kullanılandır bu nedenle karıştırılmaması için "galvo" da denir. Ayna yaptığı hareketle çizgisel bir tarama meydana getirir. Bu sıkça barkod makinelerinde gördüğünüz çizgidir, ancak aslında noktadır. Noktalar fotoreseptör vasıtasıyla hızla değerlendirildiğinde lojik bir karşılık meydana gelir. Bunun değerlendirilmesi ile barkod okunmuş olur.

Elektronikte olduğu gibi optikte de kristal önemli bir yere sahiptir. Kimi zaman titreşim oluşturmak, kimi zaman titreşimi hissetmek (Lazer madde ile etkileşime girdiğinde titreşim oluşturabilir.), kimi zaman da optik olarak ışığı modüle etmek için.
Işığın 3 temel modülatörü vardır. Bunlar akusto-optik (ses ile uyartım oluşturarak modüle etmek), elektro-optik (elektrik alan ile uyartım oluşturarak modüle etmek) ve manyeto-optik (manyetik alan oluşturarak modüle etmek).
Bu modülasyonlardan elektro optik 2 farklı etki ile çalışır. Bunlar da Pockel ve Kerr etkileridir.
Manyeto optik ise faraday ve kerr etkisi ile çalışmaktadır.
Bu etkileri uzun uzuna yazmak için soru-cevap değil konu olması gerekli.
Elektro optikte Pockel kristali, manyeto optikte de Faraday aktif kristali kullanılır.
Temelde benzer mantıkta çalışır. Kutuplanmış bir ışık kristale gönderildiğinde elektrik alanın ya da manyetik alanın büyüklüğüne göre kutuplanma yönü değişir. Bu etkiler ne kadar büyürse iki kutup arasındaki açı giderek artar.

Işık nasıl kutuplanır yahu? +'sı -'si mi var?
Işıktaki kutuplama böyle birşey değil. Polarize gözlük aldınız. Size bir görsel gösterdi gözlükçü ve o da ne boş kağıtta resim çıktı ortaya
Neyse güzelmiş dediniz aldınız. O da ne? Gözlüğünüzü taktığınızda LCD'deki görüntüler değişiyor. Ekran kah renkleniyor, kah kayboluyor. Ekran mı bozuldu diyorsunuz gözlüğü çıkarıyorsunuz, cam gibi net.

İşte bu durum ışığın yatay, dikey ya da belli bir açıda kutuplanması sonucunda farklı bir kutuplama yönünde bakıyorsunuz olarak düşünün.
2 adet asetatı alıp ikisine de fotokopi makinesinde kağıdı dolduracak şekilde 1mm siyah 1mm renksiz şeklinde çıktı aldınız.
iki asetatı üst üste koyduğunuzda siyahlar üst üste gelirse karşıyı görürsünüz. Tam üst üste gelmezse netlik arada gelir gider şekilde görürsünüz. Birbirine 90 derece olacak şekilde çevirirseniz 1mm karelik noktalar kalır. yani arkayı neredeyse göremezsiniz.
Eğer siz de polarizasyon yönünü 90 derece yaparsanız zaten kutuplanmış olan LCD ışığını göremezsiniz. Hatta LCD'nin önündeki polarizatörü de sökerseniz polarize gözlüğü olanlar dışında monitördekileri kimse göremez. (Aha bunu haberlerde duyduğumuz gözlüğe çip taktım benden başkası ekranı göremiyor diyen dayı haberi)

[JOKERAS]

Güzel Anlatmışsın mühendisbey, Eline sağlık.

Uzaktan Sıcaklık okuyan Sensörler için Özel Sensör diyebilirmiyiz?
Tıpkı PIR Sensörler gibi.Böyle bir Sensörün veri çıktısı nasıl oluyor?
Analog yada dijital bir çıktımı veriyor?
Sensör Temelde nasıl çalışıyor?Kzıl ötesi Işın gönderip Nesneden gelecek
olan Yansımayımı algılıyor?

Laser sistemlerinde Laser ışığı ile bir yeri taradığımızda Sistem bunu,
yanı Laserin taradığı noktadaki farklılıkları nasıl algılıyor?
Öyle ya,ışığı sadece gönderdik,ışığın geri dönüşü nasıl oluyor?
Laser metrelerde Işığın gidiş geliş hızımı ölçülüyor?
Öyle ise Aynı şekilde Laser ışığı geri nasıl dönüyor vs?

[muhendisbey]

Uzaktan sıcaklık ölçen sensörlerin dedektörlerinin bant genişliği orta ve uzak kızılötesi bölgeye tekabul eder. Özel sensör demek bu konuda tartışılabilir. Normalde aldığımız her fotodiyotun algılama spektrumu vardır. Yani bazı renkteki ışıkları çok iyi algılayabilirken bazılarını ya algılamaz ya da değerlendirilemeyecek kadar kötü algılar.

Nedeyse tüm sensörlerin dedektörleri analog çıkış üretir. Dijital sensörler bu çıkışı içerisine bulunan yükseltici, ölçeklendirici, ADC ve haberleşme modülü vasıtasıyla dijitale çevirirler. PIR dedektörü için çıkış çoğunlukla analog olup schmitt trigger devresi vasıtasıyla algılama yapılmaktadır. PIR, pasif kızıl ötesi sensördür. Cisimlerin yaymış oldukları kızılötesi ışımaların hareketine duyarlıdır. Bir nevi çok basit termal kamera gibi.

Işık için birkaç farklı yayılım çeşidi vardır.
Absorbans
Reflektans
Flüoresans
Transmitans

Absorbans maddenin absorbe ettiği ışık miktarını ifade eder Beer Lambert yasası ile ortaya çıkmıştır.

Reflektans, reflektörden aklınıza gelsin yansıyan ışın miktarını ifade eder.

Flüoresans, uyarılan (elektrik alan, manyetik alan, sıcaklık, yüksek enerjili foton... gibi etkilerle uyarılabilir) maddenin kendisinin yaptığı ışıma miktarıdır.

Transmitans, maddenin absorbe ettikten sonra geçirdiği ışık miktarıdır.

Lazer noktası barkodun üzerine düştüğünde siyah yerlerde çok az yansıma olurken (reflektans), beyaz noktalarda oldukça yüksek yansıma yapar. Bu da hızlı bir fotodiyot vasıtasıyla algılanır.

Işığın gidiş geliş hızı, bazı lazer mesafe ölçerlerde kullanılmaktadır. Ancak ışık çok hızlı olduğu için bu tip ölçümler çoğunlukla kısa mesafeler için tercih edilmezler. TDC (Time To Digital Converter) entegreleri kullanılması gerekir.

Ucuz olan lazer metreler ise açı farkına bakarlar. Lazer belli bir açıda gider belli açıda gelir. İşte buradaki lazerin çıktığı ve döndüğü nokta arasındaki mesafeye göre trigonometrik olarak hesaplanır.

[Endorfin35+]

Ucuz olan lazer metreler ise açı farkına bakarlar. Lazer belli bir açıda gider belli açıda gelir. İşte buradaki lazerin çıktığı ve döndüğü nokta arasındaki mesafeye göre trigonometrik olarak hesaplanır.

Lazermetre nin çalışma teorisini bilmekle beraber kafamı karıştıran şöyle bir durum var. Presinp çizimleri hep duz bir duvar/panel üzerinden yansıyan ışın olarak görüyorum. Fakat lazer metre düz olmayan açılı yüzeylerden de mesafe ölçüyor sanırım (metrem yok). O halde Laser ışınının bir kısmı ölçülecek  olan nesne üzerinden geliş açısına göre yansırken bir kısmıda nesne üzerinden her yöne mi yansıyor. Heralde öyle hafif buzlu bir ayna düşünün lazer yansıtalım. lazer ışınını hem ayna hemde aynadan yansıyıp çarptığı noktada görüyoruz. Ayrıca başka bir konumdan gözlem yaparsak ışınları yine görüyoruz. Gördüğümüz ışınların  gözümüze yansıyan kısmı ise her yöne yayılım var diye düşünüyorum.

Esas denemek istediğim polarize ışık. Şöyleki; elimizde örn 400nm çalışan bir lazer metre olsun. Ortamıda(izole)  400nm ışık ile aydınlatalım. Bu durumda Lazermetre düzgün çalışmaz sanıyorum. Ortam aydınlatması ve lazermetre ışığını bir birinden farklı açılar ile polarize edersek ölçüm alır mıyız?

Başka bir soru ise lazermetre yi duvardaki aynaya yansıtsak aynanın mesafesini mi yoksa aynadan gördüğümüz cismin mesafesini mi verir. Bana cisim olur gibi geliyor. Peki durum buysa aynanın metreye olan mesafesi ölçülebilir mi? veya iki ölçümde alınabilir mi?