Eren BAŞARANElektronik Yüksek Mühendisi (İ.T.Ü.)Boğazköy - Girnee-posta : erenbasaran@yahoo.com

1. ÖZETÇE:Bu yazıda, özellikle endüstriyel

uygulamalarda metal detektör ve seviyedenetleme devrelerinden bahsedilecektir. Buuygulamalarda yaygın olarak kullanılan bellibaşlı iki LC osilatörünün - Colpitts ve Clapposilatörünün osilasyon frekanslarının bağıntılarıverilecektir. Bu iki LC osilatörü, metal detektöruygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır.Bu yazıda bu osilatörleri gerçekleştirirkengözetilecek hususlara değinilmiştir. İç-içe geçmişsilindirik bir sıvı haznesinin içindeki sıvı veyakatı madde değişirken, kapasite hesaplanmasıörnek olarak verilmiştir.

Amerika Birleşik Devletleri’nde veİngiltere’de metal detektör kullanımı serbesttir.Eğlence amacıyla kişiler metal detektörleriniplajlara götürmekte ve kuma sakladıklarısikkeleri (metal paraları İng. coins) ve metalleri,metal detektörlerle bulmaya çalışmaktadırlar. Budurumu kataloglarında da görmekteyiz. Böylecemetal detektörler bir eğlence aracı olarak dakullanılmaktadır. Kıbrıs’ın kuzeyinde maalesef“metal detektör” bulundurmak yasaklanmıştır.Dolayısıyla metal detektörler konusunda bilimselçalışmalar yapılması da bilvesile kösteklenmekteve engellenmektedir. Bu yasakçı zihniyetsonucunda, tarlalarda mayın aramabecerisinden insanlarımız yoksun olmaktadır vegünü geldiğinde de beceri eksikliğinden ötürü bugibi işlerin yabancılara ihale edilmesi zorunluolmaktadır. Yasakçı zihniyet bu tutumuylaekonomik bakımından bindiği dalı dakesmektedir.

2. SIVI VEYA KATI MALZEMESEVİYESİNİN DENETİMİ:

Mekanik olarak sıvı seviyesi denetimi yapan birdüzeneğin şematik gösterilişi Şekil 1’de görülüyor.Bu sistem arabalardaki benzin tankıdır. Tankiçerisindeki benzin seviyesi belirli bir seviyeye

geldiği zaman, şamandıra yukarıya doğruyükselecektir ve iğneli tıkaç benzin giren deliğitıkayacaktır. Bilahare aşağıdaki çıkış deliğindenbenzin akacağından, şamandıra aşağıya doğrualçalacaktır ve böylece iğneli tıkaç, benzin girişdeliğini tıkayamayacaktır. Bu sefer de tank içerisineyukarıdaki giriş deliğinden benzin akacaktır. Tankiçerisindeki benzin belirli bir seviyeye yükselirse,yine iğneli tıkaç vasıtasıyla, benzinin girdiği deliğitıkayacaktır. Böylece tank içerisinde otomatik olaraksıvı seviyesi ayarlanmış olacaktır.

Şekil 1 Mekanik olarak yaplan sv seviyesi denetimi

Bu şamandıralı mekanik sıvı seviyesi ayarıyapan düzenekler neredeyse her evde mevcuttur.Evlerimizin çatısında bulunan su tanklarında,tanktaki su seviyesini ayarlamak üzere veya belirlibir seviyede tutmak üzere, şamandıralı bir sistemvardır. Yaklaşık 50 cm uzunluğunda bir çubuğunucunda plastik bir top vardır. Su tankında şamandıravazifesi gören bu top yukarıya doğru yükselirse,tanka su giriş deliğini tıkamaktadır ve su tankınıntaşması önlenmektedir. Şamandıra vazifesi gören butop aşağıya doğru çökerse, bu giriş deliği serbestkalmakta ve su tankı içerisine bol bol sugirebilmektedir. Böylelikle, su tankındaki suseviyesi ayarlanmaktadır.

Ayrıca, tuvaletlerdeki klozetlerde ( niyagaralarda) da sıvı seviyesi bir şamandıra vasıtasıyla kontroledilmektedir. Hatta sıvı seviyesini muayyen birdeğerde tutabilmek için vidalı bir ayarlama düzeneğivardır... Suyun taşmasını önlemek için, seviyeayarlarının yapılması gerekiyor.

EMOBİLİM 55

Elektronik Seviye DenetlemeDevreleri ve Metal DedektörlerElectronic Level ControlCircuits And Metal Detectors

Şekil 2 Haznedeki sv seviyesinin elektriksel yolla denetimi

Şekil 3 Solenoit vanann prensip şemas

3. SİLİNDİRİK HAREKETLİKONDANSATÖRLE SIVI VEYAKATI SEVİYESİNİN DENETİMİ:

Bu amaçla iç-içe geçmeli silindirik bir tankkullanılacaktır. Tank içerisindeki sıvı seviyesi veyakatı seviyesi değiştikçe silindirik kondansatörünkapasitesi değişecektir. Bu değişen kapasitevasıtasıyla, seviye kontrolünü otomatik olarakyapabileceğiz. Şimdi iç-içe geçmeli bu silindiriktankın veya kondansatörün yapısından bahsedeyim:

İç-içe geçmeli (Konsentrik ) SilindirikKondansatör Yapımı:

Pratik olarak deneme amacıyla böyle bir devreyigerçekleştirmek isteyenler, tenekeden yapılmış birkonserve kutusundan yararlanabilir. Örneğin birdomates salçası kutusunu ele alabilirler. Konservekutusunun içine yaklaşık bir cm çapında metal birçubuk konabilir. Bu çubuk altta kesilmeyen tenekekısma değmeyecektir. Bu çubuk ortada sabittutturulacaktır. Sıvı olarak petrol veya kömür de

kullanılabilir. Aşağıdaki bağıntılarda Şekil 4’degösterilen simgelere sadık kalınmıştır. KonsentrikSilindirik Kondansatörün hareketli kısmı şekildegösterilmiştir. Hareketli malzemenin (sıvı veya katı)değişmesi halinde, kondansatörün toplam sığasını(kapasitesini) veren formül aşağıda gösterilmiştir:Bu ifadede t(m), h (m), Ln doğal logaritma (yani etabanına göre logaritma) ve εo =8.85x10-12F/m.

2πεo[t+(εr-1)⟨⟨h]Ct =—————————————( Farad )

Ln(b/a)

0.556[ t+( εr - 1) ⟨⟨ h ]Ct =———————————( piko farad )

Ln (b/a)

Burada uzunluk birimleri t ve h için cm olarakalınmıştır. t (cm) olarak silindirin yüksekliğidir.Silindirin içinde sıvı veya katı malzeme olabilir.Sıvı malzeme petrol olabilir ve katı malzeme dekömür olabilir. Bu yükseklik içinde bulunan sıvıveya katı malzemeye göre hareketli bir yüksekliktirve bunu da h simgesiyle gösteriyoruz. Silindirin dışçapı 2 b ( cm) ve silindirin iç çapı 2a (cm) olarakalınmıştır. Dolayısıyla bu silindiri; iç-içe geçmiş birsilindir olarak göz önüne alıyoruz.

Havanın bağıl ( izafi ) dielektrik sabitesi εr , 1(bir) değerine eşittir. Silindirin içinde petrol veyakömür gibi, sıvı ve katı malzeme olabilir. Buna göreεr bağıl dielektrik sabitesinin ( 1 ) birden büyükdeğerleri olacaktır. Bu malzemelerin yüksekliği -şekilde h simgesi ile gösteriliyor ve bu h yüksekliği,silindirin içine konan malzemeyle değişmektedir.Dolayısıyla, iç-içe geçmiş silindirin toplamkapasitesi değişmiş olacaktır. εo boşluğundielektrik sabitesi olup bunun değeri εo = 8.85 ⟨ 10-12 F / m’dir. Bu ifadeyi εo = 8.85 ⟨ ( 1. 0 E – 12 )F / m biçiminde de yazabiliriz.

Şekil 4 İç-içe geçmiş metal silindirin kapasitesi

Kondansatör yapımında kullanılabilen bazımalzemelerin εr bağıl (izafi) dielektrik sabitelerininortalama değerleri aşağıdaki çizelgede verilmiştir.Kesin değerleri bir Q-metre ölçü aletinde ölçülebilir.

56 EMOBİLİM

Çizelge 1 Baz/ malzemelerin bağ/l ( izafi ) dielektrikkatsay/lar/

Konsentrik ( iç-içe geçmeli ) SilindirikKondansatörler; tanklardaki kömür veya petrol veyaherhangi bir sıvı seviyesinin ölçülmesinde veyaotomatik olarak kontrol edilmesinde kullanılabilir.Bu amaçla Colpitts veya Clapp Osilatöründen deyararlanılmaktadır.

Şekil 5 İç-içe geçmeli metal silindirik hazne için, tenekedendomates salças/ kutusunun kullan/lmas/

Çizelge 2 Silindirik iç-içe geçmeli metal kutunun boyutlar/

Ortadaki metal çubuk ( 2a cm çaplı ) en alttakimetal kısımdan yalıtılacaktır veya değmeyecekşekilde monte edilecektir.

Sayısal örnek: Silindirik domates salçasıkutusunun yüksekliği t=11,5 cm ve silindirik çap 2b=10 cm’dir. Bunun ortasına yerleştirilen silindirikmetal çubuğun çapı 2a=0,8 cm olsun. Ortadakimetal çubuk ile silindirik kutu arasına, belirlimiktarlarda h yüksekliği değişken olan ve bağıldielektrik katsayısı 3,4 olan parafin yağı konuyor.h= 1 cm, h= 6 cm ve h= 10 cm ise Ct toplamkapasite değerini hesaplayınız.

Bu problemi çözmek için şu aşağıdaki bağıntıyıkullanabiliriz:

0.556[ t+( εr - 1) ⟨ h ]Ct =———————————— ( piko farad )

Ln (b/a)

Burada uzunluk birimleri t ve h için cm olarakalınmıştır. t (cm) olarak silindirin yüksekliğidir.

1 ) h= 1 cm Ct toplam kapasite değerinihesaplayalım

0.556[ 11. 5 cm+( 3,4 - 1) ⟨ 1 cm ]Ct =———————————— ≈ 3 pF

2.53

2 ) h= 6 cm, Ct ≈ 6 pF

3 ) h= 10 cm, Ct ≈ 7,8 pF

4. BELLİBAŞLI ENDÜSTRİYELMETAL DETEKTÖRLER

Şekil 6 Diferansiyel Transformatörlü endüstriyel metaldetektör devresi aşağ/da görülmektedir.

Şekil 7 Sosisleri veya sucuklar/ üretimleri aşamas/ndadenetleyen ve sistemi durduran endüstriyel metal detektördüzeneği yukar/da görülüyor.

EMOBİLİM 57

58 EMOBİLİM

Çizelge 3. Sadece L bobin endüktans/ değiştirilerek Şekil 9’daki devrede osilasyon frekans/n/n alacağ/ değerler aşağ/da veril-miştir.( C1=1000pF ve C2=1000pF sabit tutuluyor.)

Fabrikalarda üretilen sucuk ve sosisleriniçlerinde istenmeyen herhangi bir yabancı madde(özellikle metal ) olup olmadığını denetleyen vesistemi otomatik olarak durduran endüstriyel metaldetektör düzeneğinin fotoğrafı görülüyor. ( Şekil 7 ).

Endüktif pikaplarla ( transdüserler veyasensörlerle ) de sıvı seviyesi denetimiyapılabilmektedir. Ayni eksenli ve birbirinden birkaçsantim veya daha fazla mesafeli bobinlerin içindenbir demir çekirdek geçiriliyor ve bir köprüdevresinin iki kolunda, endüktans değerleri,çekirdeğin hareketiyle değişen bobinler yer alıyor.

KERESTELERDE ÇİVİ OLUPOLMADIĞINI ALGILAYANMETAL DETEKTÖR:

Şekil 8. Çivili keresteleri alg/layan bobinli temel devreaşağ/da görülüyor.

Çivili keresteyi algılamak için köprü kollarına,şekilde gösterilen ortalarındaki delikleri ( boşlukları)kereste geçişini sığacak kadar büyük, 4 tane bobinkonuyor. Keresteleri kesen planya cihazları çokpahalı olduğundan, planyaları korumak amacıylakerestelerdeki çivi ve benzeri metal parçaların sistemtarafından algılanması ve planyaların otomatikolarak durdurulması gerekiyor. Örneğin girişuçlarına şebeke frekansı 50 Hz’in harmoniği olan100 Hz bir rederesör çıkışından alınarak, girişuçlarına uygulanmaktadır. Çıkış uçları, genellikle birelektronik yükseltecin ( amplifikatörün ) girişineverilmektedir. ( Şekil 8.)

İnsan kulağı 1000Hz ile 4000 Hz arasındakiseslere çok hassastır. Kulakla algılama yapılacaksa,fark frekansları veya vuru ( batman =heterodin )frekansları, bu mertebelere getirmeye çalışmakyararlı olacaktır. İnsan kulağı bu frekanslarda, çokgelişmiş ( sofistike) bir algılayıcı sensör gibiçalışmaktadır. :-) Bu frekans bölgesi, insankulağının tetikte olduğu bölgedir. İnsan kulağının bubölgedeki kusurları bağışlamasını da beklemeyiniz.

5. TRANSİSTÖRLÜELEKTRONİK OSİLATÖRLER

5.1.Colpitts Osilatörünün metal detektörolarak kullanılması:

Bu osilatörün çok geniş uygulama alanları vardır.

Metal Detektör ve Sıvı Seviyesi Denetimi gibiotomatik kumanda sistemlerinde veya devrelerindeyaygın olarak kullanılmaktadır.

Yüksek frekanslara çıkıldıkça LCelemanlarından oluşan osilatörler tercihedilmektedir. Saf sinüs elde edebilmek için, Colpittsosilatör devresinde, emetör dirençleri ayarlanır.Eğer frekans metre veya osiloskobunuz yoksa birküçük radyo alıcısını, osilatörünüzün yakınındaçalıştırarak yaptığınız osilatörün çalışıpçalışmadığını anlayabilirsiniz. Radyo alıcısının dalgabandı düğmesini döndürerek, osilatörün ürettiğisinüsoidal dalganın frekansını alıyorsa, radyo alıcısıhoparlöründen “ötme” sesini duyacaksınız. Radyoalıcısının frekans veya dalga boyu değerleri, cetvelüzerinde yazılı olduğundan, ötmenin oluştuğufrekans, osilatörün osilasyon frekansını verecektir veböylece ösilatörün osilasyonfrekansınıölçebileceksiniz. Osilatörünüzün pilini dokundurupbırakarak gerçekten “ötme” sesinin, sizinosilatörünüzden gelip gelmediğini anlayabilirsiniz.

Şekil 9 Sinüsoidal dalga üreten transistörlü Colpitts osilatörüdevresi

Burada Şekil 9’daki Colpitts Osilatöründeosilasyon frekansı formülünde; fo ( Hz ),C1 ve C2 (farad ) ve L ( henry ) birimindedir. Colpittsosilatöründe Q transistörü pnp olup OC44 veyaeşdeğeri olabilir. Vcc=9V besleme gerilimi,L=350uH, C1=1000pF, C2=1000pF, Ra=2.2K,Rb=10K, Re1=330ohm, Re2=1K pot., Cc=0.1uF,fo= 378kHz.

5.2. Clapp Osilatörünün metal detektör olarakkullanılması:

Şekil 10’da gösterilen, Transistörlü ClappOsilatörünün, Colpitts Osilatöründen pek az bir farkı

vardır. Şekil 9’da gösterilen Colpitts osilatörününrezonans devresindeki L1 bobinine seri bir C1kondansatörü bağlanarak, Şekil 10’da gösterilenClapp osilatörü elde edilmiştir. Clapp osilatörüdevresinde, Q transistörü pnp tipi olup AF116 veyaeşdeğeri bir yüksek frekans transistörükullanılmıştır. Bu osilatör devresinde Ra=5.6K,Rb=27K, Ry=3.3K, Re1=820ohm, Re2=1K,C1=200pF, C2=220pF, L1≅200uH, C3=10000pF,Vcc=9V, Cc=0.1uF alınmıştır ve hesaplama sonucufo≅796kHz olarak bulunmuştur. Clapp osilatörügenellikle daha hassas ve daha stabil ( kararlı ) birosilatördür. Yukarıda geçen uF mikro farad ve uHise mikrohenry demektir.

Şekil 10 Clapp Osilatörü devresi

6. OSİLATÖRLERDE ARAYICIBOBİN HESAPLANMASI

Çok tabakalı silindirik bobinin L endüktansdeğerini mikrohenry biriminde veren formül aşağıyaalınmıştır:

0.0785 D2N2L = ——————————————

( 3D + 9 b + 10 d )Çok tabakalı silindirik bobinin şekli, Şekil 11’da

gösteriliyor. Çok tabakalı bobinler vericili ve alıcılımetal detektör devrelerinde, verici ve alıcı antenbobinleri olarak da kullanılmaktadır.

Şekil 11. Çok tabakal silindirik bobinin şematik gösterilişi

Bu bağıntıda L(µH) olup D(cm), b(cm), d(cm)birimindedir. N bobinin sarım sayısıdır.H.A.Wheeler’e göre bu formülün paydasındaki herüç terim biri birine eşit alınırsa, ( eğer 3D=9b=10d )seçilmişse, bobin formülünün hatası %1dolayındadır.

Piyasada, perakende fiyatları 80 USD ile 290USD arasında değişen çok çeşitli biçimlerdearayıcı bobinler yapılmaktadır. Dairesel,Dikdörtgen, Sekizgen ve Eliptik biçimlerde arayıcıbobinler gerçekleştirilmektedir.

Dairesel arayıcı bobinlerin çapları 10cm ile 32cmarasında değişmektedir. Örneğin dairesel çaplıarayıcı bobinlerde çaplar 11.5cm, 22cm, 24cm,32cm olabilmektedir. Eliptik arayıcı bobinlerinçapları 7.5cmx18cm, 12.5cmx25cm, 25cmx36cm ve31cmx18cm olabilmektedir.

Tek tabakalı Silindirik Bobinin Hesaplanması:Metal detektörlerde arayıcı bobin olarak, aranan

parçanın büyüklüğüne, cinsine ve toprak altındakiderinliğine göre çok çeşitli arayıcı bobinlerkullanılmaktadır. Bobinde üretilen magnetik alan nekadar yoğun ise, o denli çok derinlerde metalleribelirleyebilmektedir. Denemeler yaparak isabetlisonuçlara ulaşılabilmektedir.

Şekil 12. Tek-tabakal silindirik bobin

Şekil 12’de gösterilen tek-tabakalı silindirikbobinin endüktansı şu formülle bulunur .

0.41a2N2L= ————————

9a + 10bBu bağıntıda, boyutların birimleri a(cm) ve

b(cm) cinsindendir. N sarım sayısıdır. Bu bağıntıdaL(µH) birimindedir. Eğer b>0.8a seçilirse, buformülün hatası %1 dolayındadır.

Yine tek-tabakalı silindirik bobin halinde, bbobin uzunluğu ; ( 2a>b>0.2a ) sınırları arasındaseçilirse, hatası %5 dolayında olan şu formülkullanılabilir:

0.41a2N2L= ————————

8a + 11b

Bu bağıntıda L(µH) birimindedir.Tek-tabakalı Spiral Bobin Hesaplanması:

EMOBİLİM 59

Şekil 13. Tek tabakal' silindirik spiral bobin

Şekil 13’de gösterilen tek tabakalı helisel (spiral ) sarılmış bobinde c>0.2a seçilirse, %5hata ile şu formül kullanılabilir:

0.41a2N2L= ————————

8a + 11c

N sarım sayısıdır. Uzunluk boyutları cmbirimindendir. a(cm) ve c(cm) cinsindendir. Bubağıntıda L(µH) birimindedir.

Daha başka biçimlerde de tek-tabakalı ve spiralbobin yapılabilir. Örneğin uzunlukları eşitolmayan sekiz köşeli spiral bobinler de yapılabilir.

7. LC OSİLATÖRLERİNİNİNCELENMESİ

LC Osilatörlerini incelemek için hem doğruakımdaki eşdeğer devresini ve hem de alternatifakımdaki eşdeğer devresini göz önüne almakgerekir. Doğru akımın istenmeyen devreelemanlarına gitmesini önlemek için kondansatörkullanmaktayız. Cc =0,1 uF’lık kondansatör birkuplaj kondansatörüdür. Bu kondansatör; ColpittsOsilatörü devresinde istenmeyen doğru akımıntransistörün bazına geçişini önlemektedir.

Alternatif akımda batarya devresi çok küçükdirenç gösterdiğinden, kısa devre gibidavranmaktadır. Alternatif akımda açık devre gibidavranmasını istediğimiz yollara, özellikle yüksekfrekanslı osilatör devrelerinde boğucu bobinleri (veya bir başka deyişle ) şok bobinleri kullanırız.Yüksek frekanslarda kullanılan bu “boğucubobinlere” , “radyo frekans şok bobini” dedenmektedir ve “RFC” ( Radio Frequency Choke )simgeleriyle gösterilmektedir. Şekil 14’de

haznedeki kapasite değişimi ve diğer elemanlar, birosilatörün rezonans devresi olarak kullanılabiliniyor.A ile B uçlarından bakılınca bir rezonans devresiolarak görülüyor.

Akortlu LC rezonans devreleri enerjidepolayabilmektedir. Bu nedenle, İngilizce teknikdilde bunların ismi – veya lâkapları – “tank”devreleri olarak geçmektedir.

LC osilatörlerinde osilasyon frekansını belirleyenLC devresi, tank devresine örnektir. Osilâtör tankdevresinin üç temel özelliği; osilasyonun doğalfrekansı, seçicilik (selectivity) ve karakteristikempedansıdır. LC-tank devresi aşağıdaki işlevleriyapmaktadır:

1.Osilasyon frekansını belirlemektedir.2.LC-tank devresi, geri besleme ( feedback )

devresidir.3.Osilatörün stabilitesini ( kararlılığını )

belirlemektedir.4.Yüke bağlantı ( kuplaj) devresinin bir

parçasıdır.5.Osilatör çıkışındaki gürültü enerjisini

etkilemektedir.6.Devre verimini belirleyen temel faktördür

Şekil 15-1. Gerçekleştirdiğimiz aray'c' bobinin üstengörünüşü

Şekil 15-2. Gerçekleştirdiğimiz aray'c' bobinin alttangörünüşü

Bu arayıcı bobin, tek tabakalı ve sık sargılıolarak sarılmıştır. Bobinin endülktansı 200mikrohenry’dir.

Şekil 9’daki Colpitts Osilatöründe Lendüktansı ile ve Şekil 10’da L1 endüktansı ilegösteriliyor. Metal detektörlerde kullanılan bir

60 EMOBİLİM

Şekil 14 S'v' seviyesi denetiminde rezonans devresi aşağ'-da görülüyor.

arayıcı bobindir. Bu arayıcı bobin prototip olarak,ahşap işi yapan Lefkoşa’daki bir tornacıdahazırlanmıştır. Plastik olarak da hazırlanabilir.Plastik kalıpların hazırlanıp dökümünün yapılması,bir tek arayıcı bobin için ahşaptan çok daha pahalıyamal olmaktadır. Arayıcı bobinler kalıpsız dayapılabilir. Yalıtılmış bakır tel sarımları yapışkanla,birbirlerine yapışık vaziyette durmaları sağlanabilir.

Şekil 16 Alternatif Gerilim Taş.y.c. Amplifikatörü ( AC CarrierAmplifier ) blok diyagram halinde gösterilmiştir.

Tasarımı ve gerçekleştirilmesi, özenle ve iyiyapılmış bir LC-osilatör devresinde, LC-tankdevresini çevreleyen reaktif bileşenler, tankdevresinin L ve C elemanları tarafından belirlenenrezonans frekansına olan

Etkileri ihmâl edilebilecek mertebede olacaktır.Şekil 16’deki numaralar şunları göstermektedir:Transdüser: Kapasitif veya Endüktif olabiliyorAlçak Geçiren Filtre (Süzgeç )Alternatif Gerilim Amplifikatörü ( Yükselteç )Fazı-sezen Demodülatör ( Phase sensitive

demodulator)Alçak Geçiren Filtre ( Low pass filter )Osilatör

Şekil 16’da görülen Alternatif Akım TaşıyıcıAmplifikatörünün belli başlı özellikleri:

1.Taşıyıcı ( carrier ) köprü devresine, sisteminçalışmasını sağlamak için, ek bir güç kaynağı olarak

uygulanmaktadır.2. Taşıyıcının sensör modülasyonu, direkt olarak

amplifikatöre uygulanmaktadır.3. Referans sağlamak üzere, osilatör sinyali, faz-

sezen (duyarlı ) demodülatöre uygulanmaktadır.Bu sistemin avantajı: Kapasitif veya endüktif

transdüser kullanılmasının mümkün olmasıdır.Dezavantajı: Faz sezen (duyarlı ) demodülatör

referans sinyalin ya ayni fazda (in phase ) veya 180o zıt fazda ( out of phase ) olmasını gerektiriyor. 5kHz ve 25 kHz’lik taşıyıcı frekansları, amplifikatörgeçirme-bandında dinamik frekans yanıtsamasını (frequency response ) sınırlamaktadır. Kablokapasiteleri ve endüktanslarının faz bakımındanayarlanmalamakta

Yukarıdaki devrede, Co kaliteli mika veseramik kondansatör olabilir. Gümüş mikakondansatör de kullanılabilir. Ro küçük değişkendirençtir. Ro direnci sıfır da alınabilir. R1 ve R2ayarlanarak köprü dengeye getirilir. Denge halinde,

Cx = Co • ( R1/R2) olup Cx bilinmeyenkondansatörün faz açısı 90 o den biraz azdır. Roayarlanarak Cx ve Co kapasitelerinin faz açıları eşitkılınır ve köprü dengeye getirilir. Bu durumda Rsdirenci; Cx kapasitesine seri bağlı olarak düşünülendirenç değeridir. tg δ = 2π f Cx Rs = 2π f Co Roolup f ve Co sabit tutulursa, Ro potansiyometresinindüğmesi, tg δ değerine kalibre edilebilir.

Şekil 18 Yağ seviyesi ölçülmesi ( Kapasite ölçme aleti )aşağ.da görülüyor.

Yağ seviyesi ölçme aletinde,sinüzoidal osilatör frekansı fo = 400Hz ile 30 kHz arasındadır. Tipikdeğer olarak, R3 = 50 kΩ ve R4 =50kΩ ve C3 = 100 pF, Cx = 20-500pF dolayındadır.

8.VARDAMA( İng. Conclusion )

Günümüzde gerek MetalDetektör devrelerinde ve gerekseElektronik Seviye Denetimidevrelerinde özellikleMikrokontrollerler,Mikroişlemciler, Elektronik LojikDevreler ve Analog / Dijital

EMOBİLİM 61

Şekil 17 S.v. seviyesi ölçen bir devre : ( Kapasite ölçen devre)

Dönüştürücüler de kullanılmaktadır. Dolayısıyla,çok başarılı devreler gerçekleştirebilmek için“takım çalışması” yapmak da gerekebilir...

İlk başlarda Türkçede “metal detektör” diyeyazılıyordu ve bana göre, bunun söylenişi dahafonetik idi. Son zamanlarda “metal detektör” demekçok yaygınlaştı ve bu yazış tarzı İngilizcedekininneredeyse aynısıdır. Dolayısıyla, bu makalemde buyaygın “metal detektör” yazış tarzını tercih ettim...

Geçenlerde Çinlilerin büyük bir buluşu diyetelevizyon kanallarında anlatıldı. Yollarda uyuyakalan şoförlerin başları öne eğilince, uyaran birsensör yapmışlar. Cıva kontaklı bu sensörü şoförünkulağına yakın koyuyorlar. Şoförün başı öneeğilince, sesli olarak veya başka bir yolla şoföruyarılıyor...1972 yılında Lefkoşa’da surlar içindekiHaydarpaşa Camisinin karşısındaki eski Lisebinasının arkasında, yanılmıyorsam SonerCuvalcıoğlu beyin ailesinin, bir kuru temizleme (İng. dry cleaning ) dükkanı vardı. ElektromekanikKuru Temizleme Sistemlerindeki arızayı gidermekiçin beni çağırmışlardı ve bu cıva-kontaklı sensörleri1972 yılında ilk kez orada görmüştüm... Aradan 37yıl geçmesine rağmen, cıva-kontaklı sensörler yineişe yarıyor. Teknoloji gelişti diye ondanvazgeçilmiyor. Bu nedenlerle, çok eskidenkullanılmış olsa da, temel sensörlerin yapılarınınöğrenilmesinin, en azından yeni buluşlar için deyararı vardır, diyebilirim. Az kalsın “cıvakontaklı sensörler için, artık demode oldular”

diyecektim. :-)Bu teknik makaleyi hazırlarken, 1975 yılında

İngiltere’deki modern eğilimlere uyarak, yazıda yeralan şekillerin <<birkaç kalem darbesiyle birkaçdakikada karatahtaya çizilmesine>> imkanverecek biçimde olmasına özen gösterdim. Yerdarlığından ötürü kaynakça sayısını da çok fazlauzatmak istemedim. Bu nedenle çok geniş birkaynakça vermem mümkün olmadı. Bu yazımın birgayesi de bu ilginç sahalara merak uyandırmaktır...

9. KAYNAKÇA

1.Measurement and Control of Liquid Level,C.H.Cho, Instrument Society of America,1982

2. Charles L.Garret, Modern Metal Detectors,( Ram Publishing Co., Dallar, TX, 2002 )

3. Instrument Engineer’s Handbook, BelaLiptak, Third Edition, CRC Press, 1995

4. Principles of Industrial Measurement forControl Applications, E.Smith, InstrumentsSociety of America, 1984.

5. Ses Frekans Tekniği, Eren BAŞARAN, T.C.Milli Eğitim Bakanlığı, 1981, İstanbul

Yayın No: 48 ( Bobin yapım tekniği: s.685-700)

Bu teknik makale EMO Bilim dergisine ilkkez 20 Haziran 2009 tarihinde gönderilmiştir.

62 EMOBİLİM EMOBİLİM 31