Design, analysis and production of temperature sensor using microstereolithography technique
Mikrostreolitografi tekniği kullanılarak sıcaklık sensörünün tasarımı, analizi ve üretimi
- Tez No: 711508
- Danışmanlar: PROF. DR. SEZGİN ERSOY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Akustik dalga, FEM/BEM yaklaşımı, Katmanlı üretim, Rayleigh dalgası, Yüzey dalgaları, Yüzey sıcaklığı, Acoustic wave, FEM/BEM approach, Additive manufacturing, Rayleigh wave, Surface waves, Surface temperature
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Sensör teknolojilerindeki hızlı gelişmeler, son birkaç on yılda nanoelektronik yapı üretim tekniklerimde yapılan teknolojik ilerlemeden olumlu yönde etkilenmiştir. Mikro fabrikasyon tekniklerinin kullanılması performans ve güvenilirliği artırırken diğer yandan fiziksel boyut, hacim, ağırlık ve maliyetin azaltılmasına da yardımcı olmuştur. 3D baskı teknikleri ve ekipmanları alanındaki sürekli gelişmeler, elektronik yapı, devre ve cihaz imalatı alanında ve diğer birçok alanda kullanılmasını sağlamıştır. Bu ilerleme, silikon bazlı mikro ve hatta nano elektronikler kullanılarak bir entegrasyon yoluyla sensörlerin potansiyel olarak yazdırılmasını mümkün kılmıştır. Halihazırda bu tür cihazların ve yapıların üretimi ve ambalajlanması, ağır bir şekilde yavaş olabilen ve önemli işleme gereksinimleri içerebilen litografiye bağlıdır. Bu tezin temel amacı, İki Foton Polimerizasyon tabanlı 3B baskı tekniği yöntemlerinden biri olan Doğrudan Lazer Yazı üretim yöntemini kullanarak sıcaklık algılayıcı bir IDT yapısı tasarlamak, analiz etmek ve imal etmektir. Buna ek olarak, geliştirilen algılama yapısının Sonlu Elemanlar Analizi ve modellenmesi ve sıcaklıktaki değişimler kullanılarak karakterizasyonu bu çalışmanın en önemli amaçları arasındadır. Yüzey akustik dalgası kullanılarak sıcaklık algılamanın çalışma prensibi detaylı olarak araştırılmış ve son imalat sürecinden önce algılama yapısının tasarımını optimize etmek için sonlu eleman tabanlı çalışmalar yapılmıştır. Simülasyon yoluyla elde edilen sonuçlar ışığında IDT yapıları üretilmiştir. Üretilen yapılar daha sonra üretim sırasında herhangi bir kusur olup olmadığını kontrol etmek için elektron mikroskobu kullanılarak incelendi. Daha sonra, bir vektör ağ analizörü kullanılarak rezonans frekans tepkileri ölçüldü. Buna ek olarak, fabrikasyon algılama yapılarının karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Son olarak, bu çalışmanın ön sonuçları sunulmuş ve simülasyon ve pratik testler ile karşılaştırması yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
The rapid advancements in sensor technologies have been affected positively by the technological progress that has been made my nanoelectronics structure fabrication techniques over the last few decades. The use of micro-fabrication techniques has increased the performance and reliability, while on the other hand, it has also helped in reducing the physical size, volume, weight, and cost. Continuous developments in the field of 3D printing techniques and equipments have enabled its usage in the field of electronics structures, circuits, and devices fabrication as well beside many other fields. This advancement has enabled the potential printing of sensors, via integration using silicon-based micro or even nanoelectronics. Currently, the manufacturing and packaging of such devices and structures are heavily reliant on lithography, which can be slow and can involve substantial processing requirements. The main aim of this thesis is to design, analyze and fabricate a temperature sensing IDT structure by employing the Direct Laser Writing fabrication method which is one of the forms of Two-Photon Polymerization based 3D printing technique methods. In addition to that, Finite Element Analysis and modeling of the developed sensing structure and the characterization using changes in temperature are among the most important objectives of this study. The working principle of temperature sensing using surface acoustic wave was researched in detail and finite element-based studies were performed to optimize the design of the sensing structure before the final fabrication process. In the light of the results obtained through simulation, the IDT structures were fabricated. The fabricated structures were then inspected using an electron microscope to check for any defects during the fabrication. Afterward, their resonant frequency response was measured using a vector network analyzer. In addition, the characterization of the fabricated sensing structures was performed. Finally, the preliminary results of this study are presented and the comparison with the simulation and practical testing is performed.
Benzer Tezler
- Moleküler baskılı polimerik nanomalzemelerin optik biyotarayıcı uygulamaları için tasarım ve üretimi
Design and production of molecularly imprinted polymeric materials for optical biosensing applications
ZEHRA OLUZ
Doktora
Türkçe
2019
Polimer Bilim ve TeknolojisiTobb Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. HATİCE DURAN DURMUŞ
- Bir traktör kabininde klimadan çıkan havanın hız, nem ve sıcaklık dağılımının hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemi ile modellenmesi
A tractor cab air conditioning speed of the air leaving the humidity and temperature distribution of computational fluid dynamics method and modeling
SERHAT ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
ZiraatNamık Kemal ÜniversitesiBiyosistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. POYRAZ ÜLGER
- Hibrit üç yönlü periyodik minimal yüzeyli üç boyutlu grafen yapıların mekaniği ve tasarımı
The mechanics and design of hybrid triply periodic minimal surfaces of three dimensional graphene
OSMAN FURKAN YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUT KIRCA
- Tren setlerinde frenleme sistemi ve kompozit fren balatalarının termo-mekanik sonlu elemanlar analizine dayalı incelenmesi
Investigation of braking system and composite brake pads in train sets based on thermo-mechanical finite element analysis
ABDÜLKADİR ÜNAL
Doktora
Türkçe
2022
Mühendislik BilimleriMarmara ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİHAT AKKUŞ
- Elektrikli araçlarda kullanılan 18650 Li-iyon pillerin soğutma analizi ve kontrolü
Cooling analysis and control of 18650 Li-ion batteries used in electric vehicles
OSMAN TAHA KÜTÜK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN GÖKAŞAN