63 Share

Bilinmeyen Ortamları Ultrason İle Keşfetmek

Furkan Altunsoy7 ay önce



İnsanlar için yer altı sıvı dolu ortamlara erişmek zordur - derin yer altı petrol kuyularını veya su dağıtım sistemlerini düşünün. Modern ileri teknolojilerle bile, bu alanların haritasını çıkarmak zordur. PHOENIX projesi, bu bilinmeyen ortamları keşfetmek için bir dizi sensör düğümü geliştirdi. Doktora Aday Gönenç Berkol, GPS kullanmadan mesafeyi ve konumu haritalamanın ustaca bir yolu olan bu düğümler arasında ultrason iletişimi üzerinde çalıştı. Berkol, tezini 24 Şubat'ta Elektrik Mühendisliği bölümünde savunacak.

Geliştirilen sensör düğümleri, içinde küçük teller ve küçük yongalar bulunan küçük toplardır. Tıkanmaları ve sızıntıları tespit etmek veya bir boru hattı ağını haritalamak için sıvıyla dolu borulardan akarlar. Toplar, boru hattı sisteminin başlangıcında sıvıya manuel olarak bırakılır. Daha sonra dışarı çıkıncaya kadar akışla pasif olarak yüzüyorlar ve araştırmacıların verileri okuyabilmesi için çıkarılıyorlar. Toplar, dahili olarak depoladıkları yol boyunca ilgilenilen parametreler için ölçümler gerçekleştirir.

Sensör düğümleri tarafından keşfedilen ortamın topolojik bir haritasını yeniden oluşturmak için, düğümleri ortam içindeki hareketleri sırasında konumlandırmanız gerekir. GPS, bu sıvı dolu yeraltı ortamlarında çalışmaz. Berkol, “İçeride gezinirken, baz istasyonuyla temas mümkün olmadığından düğümler tamamen bağımsız çalışmalıdır. Bu nedenle, düğümler arasındaki iletişim ve karşılıklı mesafelerini izlemek çok önemli bir görevdir. İletişim için ultrason sinyalleri kullanarak sıvı ortamdan yararlandık."

Kısıtlı boşluk:

Ancak düğümler arasındaki mesafe ölçümleri, ultrasonda bile çok karmaşıktır. Toplar kapalı bir su hacmi içinde çalışırlar, borunun duvarlarına ve birbirlerine çarpışırlar ve boru hattı sistemi ara sıra dallanır. Bunların hepsi ultrason yoluyla tespit edilen ekoları etkiler. Ek olarak, bu minyatürleştirilmiş - dolayısıyla kaynakla sınırlı - sensör düğümleri arasında senkronizasyon elde etmek çok zordur.

Bu sorunları hafifletmek için Ph.D. Gönenç Berkol'un çalışması düğüm kümesinin sistem ve donanım tasarımına odaklandı. Bu amaçla, Frekans Bölmeli Dupleksleme (FDD) ve Frekans Modülasyonlu Sürekli Dalga (FMCW) tabanlı ultrason telemetre yöntemleri geliştirdi. Bu yaklaşıma dayanarak, düğümler keşifleri sırasında izole edilmiş frekans bantları için ayarlanmış iki farklı ultrason alıcı-vericisi kullanır. Berkol: “Düğümler bu nedenle diğer düğümlerin yankılarını kendi yankılarından ayırabiliyor. Bu FDD-FMCW tabanlı telemetre sistemleri, sürü unsurları arasında küresel bir senkronizasyona ihtiyaç duymadan çarpışma ve çok yollu fenomenlerle ilgili zorlukları ele alıyor. "

Berkol üç çip tasarladı, uyguladı ve deneysel olarak karakterize etti. İlk çip, bir ultrason alıcı-vericisi için son teknoloji bir hassasiyet (-81.6dBm) ve bit başına enerji (51.18nJ / b) elde ediyor. İkinci yonga, yalnızca 23.6 nW toplam güç tüketiminde çalışan ve mevcut son teknolojide en iyi Liyakat Figürünü (FoM) elde eden ultra düşük güçlü bir alıcı içerir. Üçüncü çip, ultrasonik dönüştürücülerin büyük kapasitansında% 30'dan fazla enerji tasarrufu sağlayan enerji açısından verimli bir ultrason vericisi (TX) oluşturur. Üç çipi birleştiren Berkol, deneysel olarak farklı ultrason telemetre sistemlerinin birlikte çalışabileceğini gösterdi.

Kaynak:

https://www.ethicaleditor.com/tech/exploring-unknown-environments-with-ultrasound/

Bu Blog İçin Durumunu Belirt

Love

2

Cool

0

Geeky

0

Lol

0

Meh

0

Omg

0

Thnk

0

Angry

0

Yorumda isminiz görünsün mü ?

Benzer Bloglar