Institute of Graduate Studies in Science
Adana Alparslan Türkeş University of Science and Technology135
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Archived Theses
Design and characterization of a single layer uncooled microbolometer detector pixel
In this thesis, fabrication and characterization of a single layer uncooled microbolometer detector are presented. The single layer structure is developed to use the same material as the active material, the structural layer, and the absorber layer, and it is aimed to reveal a cost-effective solution for microbolometer type thermal detectors by decreasing the fabrication complexity. The design starts with the determination of the single layer as Zinc Oxide (ZnO) which is coated with atomic layer deposition technique. Structural design of a single layer microbolometer detector pixel is performed by optimizing the design parameters with the optical, thermal, and mechanical simulations. The short and long-armed pixels are designed with the pitch values of 25, 35, and 50 µm; the ZnO thickness and the cavity thickness values of the designed pixels are optimized to have an absorption amount higher than 85% in the wavelength range of 8-12 µm. The thermal conductance values of the designed pixels are simulated in the range of 5x10-7 and 7.7x10-6 W/K while their thermal time constant values are simulated between 0.2 and 2.8 ms. A four-step process is designed for the fabrication of the single layer microbolometer detectors. The steps are comprised of deposition and patterning of the mirror layer, the sacrificial layer, and the thermistor layer, and the removal of the sacrificial layer. All the steps are optimized separately and it is required to revise the thickness of the ZnO layer and the cavity thickness at the results of the process optimizations as 25 nm and 2.2 µm, respectively. The detectors are fabricated after the revision of the design. Several tests are performed after the fabrication process of the single layer pixels. The TCR of the thermistor layer is measured as -10.5 %/K at 20 °C and the 1/f noise corner frequency is obtained as 302.5 Hz at 5 µA bias current. The average infrared absorption at 8-12 µm wavelength range is measured between 30 % and 39 %. The results of this study show that it is possible to implement a single layer structure for the microbolometers by using ZnO material as the active, the absorber and the structural layers to simplify the fabrication process. By improving the process steps to use a thicker ZnO layer, the performance of the single layer microbolometer detector pixels will be increased and become suitable for low-cost commercial applications.
Classification of brain MR image data using data mining techniques
Alzheimer's Disease is a disease that shows its effects with the progression of the age and it causes the brain to be unable to fulfill its expected functions. The disease's effects show variety according to its phase such as to forget the name of surrounding people or cannot continue daily life without help. As of we know, there is no method has general acceptance for diagnosis and treatment. In this thesis study, the performance of data mining methods and that of deep learning on diagnosis of Alzheimer's Disease (AD) is assessed by using patients' magnetic resonance image (MRI) data. MRI data from 144 healthy persons named control normal (CN) and 175 patients with AD are used. These two groups consist of 167 male and 152 female aged between 55 and 91. Volumetry statistics of the parts of the brain from related MRI data are obtained and performance of the traditional data mining algorithms on feature selection and classification are evaluated. Also, the performance of Artificial Bee Colony algorithm developed in this thesis and used as a feature selector is compared with the classical feature selector methods. Besides this, collected images segmented as Gray Matter (GM), White Matter (WM) and Cerebrospinal Fluid (CSF) after the normalisation process. Statistical Parametric Mapping (SPM) software's tools are utilized for the normalization and segmentation. These GM images are used in deep learning method. Results are compared.
Şalgam sularının aroması üzerine etkili mikrofloranın yeni nesil dizileme yöntemi ile belirlenmesi ve istatistiksel değerlendirilmesi
Şalgam suyu, evlerde, küçük işletmelerde ve endüstriyel düzeyde üretilen kırmızı renkli, ekşi tatta fermente bir içecektir ve siyah havucun laktik asit fermantasyonu sonucunda elde edilmektedir. Bu çalışmada, fermantasyon süresi (20 gün) boyunca belirli aralıklarla alınan şalgam suyu örneklerinde renk, pH, titrasyon asitliği, suda çözünen katı madde miktarı ve mikrobiyolojik sayım analizleri yapılmış ile gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu (PZR) yöntemi uygulanmıştır. Ayrıca, fermantasyon sürecindeki baskın laktik asit bakterisi ve maya-küf tür ve kompozisyonları yeni nesil dizileme yöntemi kullanılarak belirlenmiş ve uçucu aroma bileşikleri profili analizleri gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonucunda pH değerinin ve titrasyon asitliği değerinin sırasıyla 4,24-3,82 ve 4,03-8,33 g/L arasında değiştiği görülmüş, briks değerleri ise süreç boyunca 2,7 olarak ölçülmüştür. Süreç boyunca toplam bakteri sayısının giderek azaldığı, LAB ve maya-küf sayısının ise giderek arttığı görülmüştür. Fermantasyon sürecinde baskın LAB türleri Leuconostoc mesenteroides, Lactococcus lactis ve Leuconostoc pseudomesenteroides; baskın maya-küf türleri ise S. cerevisiae ve C. boidinii olarak tespit edilmiştir. Uçucu aroma bileşikleri içinde etil alkol en yüksek, fenol, 2,4-bis(1,1-dimetiletil) ise en düşük konsantrasyona sahiptir.
Türkiye'de farklı bölgelerde yetiştirilen stevia bitkisinin steviol glikozit içeriklerinin belirlenmesi
Bu çalışmada, ülkemizde Akdeniz, Karadeniz ve Marmara bölgelerinde yetiştirilen 4 farklı çeşit Stevia bitkisinden Stevia Rebaudiana Bertoni (BRT1, BRT2 ve BRT3) ve Stevia Morita II (MRTII) çeşitlerinin yaprak özellikleri (en, boy, en/boy oranı), kuru yaprak verimleri ve steviol glikozit içerikleri yetiştirme periyodu boyunca incelenmiştir. Stevia çeşitlerine ait fidelerin boylarının büyüme-gelişme evresi sonunda 74.00-101.50 cm'ye ulaştığı tespit edilmiştir. Stevia çeşitlerinin toplam kuru yaprak veriminin 333.96-624.00 kg/da arasında değiştiği ve en yüksek toplam kuru yaprak veriminin Akdeniz Bölgesi'nde 624.00 kg/da ile Burhaniye'den temin edilen Stevia Rebaudiana Bertoni'de (BRT 3) olduğu belirlenmiştir. En düşük toplam kuru yaprak veriminin, Marmara Bölgesinde 333.96 kg/da ile Stevia Morita II'de olduğu saptanmıştır. Stevia çeşitlerinin Toplam Steviol Glikozit (TSG) içeriğinin %11.90-17.76 arasında olduğu, Stevioside ve Rebaudioside A içeriğinin de sırasıyla %1.44-8.45 ve %3.42-13.98 arasında değiştiği belirlenmiştir. TSG içeriği açısından en iyi Stevia çeşidinin Akdeniz Bölgesinde yetiştirilen Stevia Morita II çeşidinde olduğu (TSG %17.76, Rebaudioside A %13.98 ve Stevioside %1.98) saptanmıştır. Ülkemizin Stevia yetiştiriciliği açısından gerek toprak yapısı ve gerekse iklim-ekolojik koşullar açısından uygun bir bölge olduğu ve Stevia Morita II (MRT II) çeşidinin adaptasyonunun daha kolay, hasat süresinin daha kısa ve steviol glikozit içeriğinin daha yüksek bir çeşit olduğu belirlenmiştir.
Microstrip patch antenna design for ultra-wideband communications
In this thesis, different configurations of microstrip patch antennas are designed for Ultra-Wideband (UWB) communication systems. The parameters of the antenna are examined between 3.1 GHz - 10.6 GHz such as Return Loss, Voltage Standing Wave Ratio and Radiation Pattern. In the study, materials and dimensional parameters are changed on the designed antennas for improving antenna behaviors within the specified frequency range. The generally, referenced methods are to vary the size, shape and types of materials used in the substrate, ground plane and patch. Antennas are designed and simulated by using CST Microwave Studio computer program. Key Words: microstrip patch antenna, radiation pattern, Return Loss, Ultra-Wideband
Prediction of a further tire life by using ANN
Tires are essential components of the automotive industry; In our modern world, it is inevitable to see every current vehicle equipped with some sets of tires. Depending on the nature of the business, there are lots of applications that are using tires like; Commercial, Industrial, Aerospace Etc. The needs always change by technology and the requests of business type. Thus, tire producers must develop new, modern tires which could provide the requirements and compete with their competitors. All these requests must be covered in an efficient way, including price, technology, research & development, and these activities must be parallel to partner industries. Tires mostly produced of natural or synthetic rubber, fillers (Carbon black), oil, steel, and textile. Because rubber is a highly elastic, almost incompressible material, depending on its composition, it can be stretched five times without showing signs of cracking or permanent deformation. In daily usage of tires, the tread part and tread materials contacts with different kinds of surfaces like asphalt, gravel, sand, etc. Due to friction forces and forces applied on the tire, the tire starts to lose volume from the tread part this is a known physical and chemical reaction caused by friction between the tire and road surface. Some other vital factors affect these results like tire compound, speed, the load on the tire, driving behaviour, tire pressure, tire contour, etc. All these effects could seem as tread volume loss, mini cuts, and chipping rubber parts on the tread surface. Thus results in mileage performance problems and visual mini cut and chipping issues that could be one of the critical factors of consumers in the tire using industries. This study aims to identify these phenomena before production or early mileage of tires and implement these results in the production line to select the right material, the method to save investment costs.
Kolesterolün Salmonella bakterinlerinde antibiyotik aktivite değiştirici ajan olarak kullanımı
Bu çalışmada kolesterolün Salmonella Typhimurium bakterisinin farklı antibiyotiklere ve konsantrasyonlarına karşı dirençliliği üzerine olan etkisi araştırılmıştır. Salmonella Typhimurium antibiyotik direnç profili incelendiğinde; ampisilin, streptomisin, sulfametoksazol/trimetoprim, siprofloksazin, tetrasiklin, kloramfenikol ve gentamisine duyarlı olduğu; penisilin ve vankomisine karşı dirençli olduğu gözlemlenmiştir. Çalışmada incelenen ampisilin, streptomisin, siprofloksazin ve sulfametoksazol/trimetoprim toz antibiyotikleri için belirlenen minimum inhibisyon konsantrasyonları (MİK) sırasıyla; 16, 128, 0,25 ve 16 mg/L olarak bulunmuştur. MİK değerleri kolesterol bulunan ortamda, kolesterol olmayan ortamdan daha yüksek olarak bulunmuştur. Ayrıca aynı etki disk difüzyon yönteminde inhibisyon zon çaplarında azalma şeklinde görülmüştür. MİK değerindeki artış ve inhibisyon zon çapındaki azalış; kolesterolün Salmonella Typhimurium'un antibiyotiklere karşı duyarlılığında azaltığı şeklinde değerlendirilmiştir. Kolesterolün Salmonella Typhimurium'un antibiyotik ile bakteri etkileşimi üzerine etkisi, Fourier dönüşümlü kızılötesi (FT-IR) spektroskopisi ile de incelenmiştir. FT-IR analizleri sonucunda, ortama kolesterol eklendiğinde, kolesterol olmayan ortamda elde edilen bazı dalga boylarında tanımlanan fonksiyonel gruplarda değişikliklere neden olmuştur. Streptomisin, trimetoprim/sülfametoksazol ve siprofloksazin genel olarak bakterinin polisakkarit bölgesi olarak yorumlanan dalga boylarındaki piklerde değişikliğe neden olmuştur. Ampisilin diğer antibiyotiklerden farklı olarak bakterinin proteinin sentezindeki amino asitlerinin yapısındaki gözlemlenen dalga boylarında değişikliğe neden olmuştur.
Farklı fermantasyon yöntemlerinin kaparilerdeki (Capparis spinosa) biyoaktif bileşenler üzerine etkileri
Bu çalışmada fermantasyon işleminin kapari (Capparis spinosa L.) tohum ve meyvelerin fenolik profili ve antioksidan aktivitesi üzerine etkileri belirlenmiştir. Fenolik bileşikler, yüksek performanslı sıvı kromatografisine bağlı elektrosprey iyonizasyon kütle spektrometresi (HPLC-DAD-ESI-MSn) kullanılarak belirlenmiştir. Öte yandan, kapari tohum ve meyvelerinin şeker ile antioksidan potansiyelleri (DPPH ve ABTS metotları kullanılarak) ayrıntılı olarak incelenmiş, pH, titrasyon asitliği, tuz, renk analizleri yapılmıştır. Tohum ve meyvedeki toplam fenolik madde içeriği sırasıyla 1708-2196, 515-1133 mg/100 g arasında olduğu belirlenmiştir. Tohum ve meyvede antioksidan kapasitenin DPPH yöntemiyle yapılan sonuçlarının sırasıyla, 16-21, 11-15 μM Trolox /kg ve ABTS yönteminde ise 23-26, 8-18 μM Trolox /kg aralığında değiştiği saptanmıştır. Fermantasyon işlemine bağlı olarak tohum ve meyvede toplam fenolik madde miktarı ve antioksidan kapasitenin azaldığı saptanmıştır. Kapari tohum ve meyvelerinde sakkaroz, fruktoz ve glikoz olmak üzere 3 farklı şeker belirlenmiştir. Bunların toplam miktarı tohumlarda 3.30¬-5.74 g/kg arasında, meyvede ise 3.64–12.40 g/kg değişmiştir. Fermantasyona bağlı olarak şekerlerin miktarı önemli ölçüde azalmıştır. Kapari tohum ve meyvelerinde toplam 19 adet fenolik bileşik tanımlanmıştır. Taze kapari tohumunda 16, taze kapari meyvesinde 15 adet fenolik bileşen bulunmuştur. Taze tohumda bulunan baskın bileşikler, kuersetin-3-O-rutinozit, kaempferol-3-O-rutinozit, kaempferol-3-O-glikozit, taze meyvede bulunan baskın bileşikler, p-kumarik asit, kuersetin-3-O-rutinozit, kaempferol-3-O-rutinozit olarak bulunmuştur. Kuersetin-3-O-rutinozit (rutin) bileşiği, tohum ve meyvedeki en baskın fenolik bileşik olup sırasıyla, 367-17 mg/100 g olarak bulunmuştur. Fermantasyona bağlı olarak salamura ve tuzlama yöntemiyle çalışılan tohum ve meyvelerde taze tohum ve meyveye ek olarak izoramnetin bileşiği saptanmıştır. Fermantasyona bağlı olarak hem tohum hem meyvede kuersetin ve kaempferol bileşikleri önemli miktarda arttığı görülmüştür. Kapari tohumlarındaki toplam fenolik madde miktarının meyveye oranla daha yüksek olduğu ve fermantasyon işlemine bağlı olarak fenolik madde miktarının önemli ölçüde azaldığı saptanmıştır. Kuru tuzlama yöntemiyle üretilen kapari tohum ve meyvelerinde kayıplar daha düşük düzeylerde olmuştur.
Gemlik çeşidi yeşil zeytinin fenolik bileşenlerin LC-DAD-MS/MS ile karakterizasyonu ve fermantasyon işleminin bu bileşenler üzerine etkileri
Bu çalışmada, 2018 yılı Adana'da yetiştirilen yeşil Gemlik zeytininden salamura yöntemiyle sofralık zeytin üretiminde fenolik bileşik, antioksidan kapasite ve diğer önemli kalite parametrelerindeki değişimlerin belirlenmesi amaçlanmıştır. Zeytinlerin fenolik bileşiklerinin analizleri LC-DAD-ESI-MS/MS cihazıyla ve antioksidan potansiyelleri DPPH ve ABTS metotları kullanılarak ayrıntılı olarak belirlenmiştir. Toplam fenolik madde miktarı taze zeytinde 10.74 mg/g, fermente zeytinde 10,34 mg/g olarak saptanmıştır. LC/MS-MS cihazıyla yapılan analizde taze ve fermente zeytin örneklerinde 21 adet fenolik bileşik tespit edilmiştir. Bu bileşiklerden en baskını taze zeytinde oleuropein iken fermente zeytinde luteolin ve hidroksitirozol olarak bulunmuştur. Ayrıca çalışmamızda 6′-rhamnopiranozil oleozit bileşiği ilk defa belirlenmiştir. Salamura zeytinler kaffeik asit, hidroksitirozol, luteolin ve apigenin ile taze zeytinler ise karakterize olarak grup oluştururken diğer saptanan fenolikler taze zeytinleri ise verbaskozit, luteolin-7-glikozit, hidroksitirozol glikozit, elanolik asit türevi, oleuropein, 6′-rhamnopiranozil oleozit, rutin ve luteolin ile karakterize olmuştur. Çalışmada ayrıca, taze zeytinlerde glikozit yapının salamura zeytinlerde ise aglikon yapının baskın olduğu saptanmıştır. Genel olarak değerlendirildiğinde fenolik bileşiklerin toplam miktarı fermantasyona bağlı olarak önemli ölçüde azaldığı ancak antioksidan kapasitedeki değişimin istatistiksel yönden önemli (p>0.05) olmadığı saptanmıştır. Bu durumun glikozit yapılı bileşiklerin antioksidan potansiyeli daha yüksek olan aglikon yapılı bileşiklere dönüşümünden kaynaklandığı düşünülmektedir.
Position and speed control of the balanced system actuated by bldc motors with gui in Labview
Brushless DC motors (BLDC) are preferred in today's defense industry, industrial applications and electric cars due to their advantages such as low maintenance requirements, high speed revolutions, low electrical noise and high efficiency compared to brushed motors. In addition to these fields, BLDC motors are widely used in rotating propeller flight equipment and in autonomous flights, the balance regulation of the device is provided by the data obtained from acceleration and xyz-coordinate sensors. In this thesis, the negative effects of external noise on xyz-coordinate data obtained from Gyro-sensor have been investigated and it has been tried to reduce these effects by using various digital filters. In this study, an equilibrium system using two brushless dc motors was designed and the data obtained from the acceleration sensors were transferred to the computer via Arduino controller. LABVIEW program tried to control the balance system by processing these data. In addition, the system was turned into an experimental set and the performance was observed according to the proportional-integral-derivative (PID) controller parameters. Keywords: Brushless DC Motor, BLDC, PID, Arduino, LABVIEW