PCB dikdörtgen yama anten ve monopol anten tabanlı çok amaçlı sıvı sensörü uygulamaları

Bu çalışmada, şarap içerisindeki etanol alkol oranını ve dezenfektan içerisindeki izopropil alkol oranını tespit etmek için çalışma frekansı f=2 GHz olan PCB (Printed Circuit Board - Baskı Devre) mikroşerit monopol anten ve çalışma frekansı f=4.656 GHz olan PCB (Printed Circuit Board - Baskı Devre) mikroşerit dikdörtgen yama anten tabanlı algılayıcı(sensör) tasarlanmıştır. Her iki sensör de geri dönüşüm kaybı değerleri üzerinden şarap içerisindeki etanol alkol oranını ve dezenfektan içerisindeki izopropil alkol oranını tespit edebilmiştir. Monopol anten ve yama anten tasarımı yapılırken, numunelerin etanol alkol oranı ve izopropil alkol oranı değişikliklerine karşılık gelen elektromanyetik geçirgenlik oranları göz önünde bulundurulmuş ve çalışma frekansı ile beraber anten boyutları optimize edilmiştir. İlgili frekans bandında etanol alkol oranına ve izopropil alkol oranına karşılık gelen geçirgenlik değerleri doğrusal bir değişim göstermekte ve algılayıcı tasarımını mümkün kılmaktadır. Monopol anten ile ölçümler yapılırken antenin kutup kısmının yalıtımlı bir şekilde numunelere daldırıldığı düşünülmüş ve test kurulumu bunun üzerine optimize edilmiştir. Yama antende ise anten boyutuna göre tanımlanmış dikdörtgen hazne yapısı içerisine karışımlar küçük miktarlarda dökülerek sonuçlar alınmıştır. Alınan sonuçlara göre rezonans frekansındaki değişimlerin numunelerin içeriğindeki etanol alkol ve izopropil alkol oranı ile ilişkilendirilebileceği bulunmuştur. Monopol ve yama anten için rezonans frekansında test edilen numunelerdeki etanol alkol miktarının ve izopropil alkol miktarının değişimi rezonans frekansındaki değişimle orantılı ve doğrusala çok yakın bir karakteristik özellik sergilemektedir. Algılayıcıların bu özelliği ile karışımların yüzdelerini belirlemeye imkân sağladığı görülmektedir. Çalışmada kullanılan numunelerin kayıp tanjant değerleri ve dielektrik sabitleri KEYSIGHT markalı PNA-L N5234A Network Analyzer ve dielektrik prob ile ölçülmüştür. Nümerik çalışmalarda sonlu integrasyon (FIT) tabanına sahip simülator programı kullanılmıştır. Her iki algılayıcıda düşük maliyete ve yüksek hassasiyete sahiptir. Küçük yapılı ve entegre edilebilir bir yapıya sahip olmaları da başka bir avantajdır.