Düşük manyetik alan algılama için fluxgate manyetometre tasarım ve optimizasyonu

Abstract

Manyetik sensörlere artan talep, sensör yapıları hakkındaki çalışmaları ivmelendirmiştir. Diğer tür sensörlerle karşılaştırıldığında fluxgate sensörlerin geniş kullanım alanına sahip olmaları, yüksek hassasiyetleri, düşük gürültü seviyeleri ve yüksek sıcaklık kararlılıkları gibi daha fazla avantajları vardır. Sayılan özellikler bu sensörlerin 1930 yılından bu yana süren popülerliğini garantilemektedir. Farklı ürünlerin geniş çapta pazarını araştıran uluslar arası bir kuruş olan, Markets&Markets'in araştırma raporuna göre 2010 yılı içinde manyetik alan sensörlerine olan talep 3,67 milyar parça (parasal karşılığı 1,1 milyar dolar) olmuş ve bunun 2016 yılında 7,16 milyar parça'ya (parasal karşılığı 2,0 milyar dolar) ulaşması beklenmektedir. Bu büyüklükte bir pazardan ülkemizin faydalanamadığını görmek çok üzücüdür. Manyetik alan sensörü üretimine yönelik hiçbir ticari kuruluş olmadığı gibi bu alanda son ürüne yönelik bilimsel çalışmalarda bulunan bilim insanı sayısı da yok denecek kadar azdır. Piyasadaki manyetik alan sensörleri içinde ise en çok rağbet gören sensörlerin fluxgate manyetometre olduğunu biliyoruz. Fluxgate manyetometrelerin uydularda konum ve yönelim belirleme uygulamalarının yanı sıra metallerde tahribatsız muayene (NDT), trafik yoğunluğu kontrolü, mayın arama detektörü, denizaltı ve deniz mayını tespiti gibi stratejik ve geniş bir spektrumda uygulama alanı mevcuttur. Avrupa Uzay Ajansı verilerine göre fluxgate manyetometreler uzay geçmişi olan ve birçok görevde başarılı sonuçlar vermiş tek manyetometre tipidir. Fluxgate sensörlerin sahip olduğu tüm bu stratejik konumlardan ötürü ülkemizin milli imkanlar ile sensör tasarlaması zorunluluk haline gelmiştir. Bütün bu nedenlerden ötürü bu çalışmada özellikle uzay koşullarında fonksiyonunu yitirmeyecek şekilde çevresel parametrelerden etkilenmeyen, yarış-pisti fluxgate manyetometre tasarımı gerçekleştirdik. Sensör nüvesinin kat sayısının sensör performansı üzerindeki etkilerini araştırdık.