Dergiler / Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji / 2020 / Cilt: 8 - Sayı: 3

Bağıl Nem Oranını Algılamaya Yönelik Soğurucu Tabanlı Metamalzeme Sensör

An Absorber-Based Metamaterial Sensor For Sensing Relative Humidity

Sayfa
561–571
DOI
—

Özet

Bu çalışmada yansıma spektrumunun izlenmesi ile ortamdaki bağıl nem oranını algılamaya yönelik soğurucu tabanlı bir metamalzeme sensör geliştirilmiştir. Hava radar sistemlerinde kullanılan C bandı esas alınarak 7 GHz frekansında tepki veren bir metamalzeme sensör tasarlanmıştır. Ortamın bağıl nem miktarının artmasıyla rezonans frekans doğrusal biçimde değişmektedir. Rezonatörde elektrik alanın yoğun biçimde depo edildiği bölgenin genişliğinin bağıl nem sensörünün duyarlılığına etkisi incelenmiştir. Geliştirilen ve optimize edilen sensör her %1 kadarlık bağıl nem değişimine karşı 4,07 MHz kadar frekansta kayma göstermektedir. Önerilen sensör iklim ve çevre koşullarının takibinde kullanılabilir.

Abstract

An absorber-based metamaterial sensor is developed for detecting the relative humidity of the environment by monitoring the reflection spectrum. By taking C band used in air radar systems as a basis, a metamaterial sensor that responds at a frequency of 7 GHz is designed. As the relative humidity of the environment increases, the resonance frequency changes linearly. The impact of the width of the region, where the electric field is intensively concentrated, on the sensitivity of the sensor is investigated. The developed and optimized sensor shows a frequency shift of 4.07 MHz against every 1% change in the relative humidity. The proposed sensor can be used for tracking climate and environmental conditions.

Anahtar kelimeler: Yansıma spektrumu, metamalzeme, bağıl nem, sensör, duyarlılık