Liquid Sensor Based on Interaction between Decoupled Waveguides and a Cavity with Transverse Offset in a Phononic Crystal

Authors : Nurettin KÖRÖZLÜ, Mehmet GÜNAY, Ahmet BİÇER, Ahmet ÇİÇEK

Pages : 393-399

Doi:10.31590/ejosat.1183694

View : 14 | Download : 7

Publication Date : 2022-11-30

Article Type : Research Paper

Abstract :İki boyutlu bir fononik kristaldeki doğrusal dalga kılavuzunun merkezinde iki adet ayrışmış dalga kılavuzu oluşumuna sebep olan bariyerin dik ortayı üzerinde konumlanmış nokta kusuru formundaki bir kovuk içeren sıvı sensörü önerilmiştir. Fononik kristal, su içerisinde örgü sabiti 4.2 mm olacak biçimde kare örgü düzeninde dizilmiş 2.0 mm yarıçaplı silindirik çelik çubuklardan oluşmaktadır. Doğrusal dalga kılavuzları fononik kristalden tek bir sıranın çıkarılmasıyla oluşturulurken nokta kusuru, tek bir silindirik çelik çubuğun ilgili analiti içeren bir polietilen hortum ile değiştirilmesiyle oluşturulmuştur. Giriş dalga kılavuzundaki doğrusal kusur modunun daha sonra çıkış dalga kılavuzu moduyla etkileşen nokta kusur moduyla etkileşimi vasıtasıyla kovuk, iki dalga kılavuzu arasında çapraz bir köprü görevi görmektedir. Sonlu elemanlar yöntemi simülasyonlarının sonuçları, 200 kHz civarındaki frekanslarda sistemin geçirim spektrumunda 1000 mertebesinde kalite faktörüne sahip keskin bir pikin gözlendiği rezonans iletiminin oluştuğunu göstermiştir. Örnek olarak etanol içinde metanol oranı belirlenmesinde, pik frekansının molar metanol oranının karesiyle değiştiği belirlenmiştir. Öte yandan, saf etanol için belirlenen 196.19 kHz pik frekansında, geçirim değeri artan metanol oranıyla üstel olarak azalmaktadır. Önerilen algılama yaklaşımı, sahte içeceklerin tanımlanması ve endüstride yüksek verimli konsantrasyon ölçümleri gibi pek çok uygulamada kullanılabilir.
Keywords : Fononik kristal, dalga kılavuzu, nokta kusuru, sıvı sensörü, etanol, metanol, sonlu elemanlar yöntemi