Genel bakisa dön

Çalışma prensibi

Yıldırım akımı nasıl ölçülebilir? Aşırı gerilimler nasıl oluşur? Aşırı gerilimler cihazlarınıza ve sistemlerinize nasıl ulaşır? Bu soruların cevaplarını muhtemelen merak ediyorsunuzdur. Aşağıdaki sayfalar yıldırım akımının tespitiyle ilgili kapsamlı bilgiler sunmaktadır.

Ölçme bölmesinin yapısı

Ölçme bölümü iki ucuna polarizerler veya polarizer filtreler yerleştirilmiş olan şeffaf bir ortamdan (dielektrik) oluşur. Ölçme bölümü paratoner telinden akan akım yönüne 90° açıyla konumlandırılır. Bu yolla ölçme bölmesindeki ışık dalgasının yayılma yönü paratoner telindeki darbe akımının manyetik alanına paralel olur.

Basa dön

Polarizerler

Lineer polarizer  

Lineer polarizer

Polarizerler veya polarizer filtreler polarizasyon üreten optik elemanlardır. Bunu yapmak için elektromanyetik dalgalar absorpsiyon veya hüzme dağılmasıyla lineer, eliptik veya dairesel polarize ışığa ayrılır. Bu durumda ışık Faraday etkisini kullanmak amacıyla lineer olarak polarize edilir. Yani polarize filtreden yalnız lineer polarize edilmiş ışık geçebilir.

Basa dön

Polarizasyon düzleminde manyetik etki

Polarizasyon düzleminde manyetik etki  

Polarizasyon düzleminde manyetik etki

Işık dalgası dielektrikteki elektronların salınım yapmasına neden olur. Manyetik alan dielektriğin içindeki elektronların hareketini değiştirir. Bu da ışığın polarizasyon düzlemini etkiler. Prensipte polarizasyon düzlemi herhangi bir yönde dönebilir.

Basa dön

LM-S'deki manyeto-optik etki

Grafik model yıldırım izleme sistemindeki manyeto-optik etkinin tüm önemli elemanlarını ve değişkenlerini göstermektedir. Belirli bir ışık şiddetindeki Φ ışık dalgası ölçme bölümüne fiber optik üzerinden yönlendirilir.

Ölçme bölümünün girişindeki P1 polarizer filtre yönlendirilmiş ışığı lineer olarak polarize eder. Bu şekilde polarize edilen ışık dalgası ortamdaki elektronların salınmasına ve polarizasyon düzlemindeki ölçme bölümüne hareket etmesine neden olur. Polarizasyon düzlemi manyetik olarak etkilenebilir.

Basa dön

Darbe akımının manyetik alanı ortamdaki ışık dalgasının polarizasyon düzlemini dikey eksende döndürür. Dönüş yönü manyetik alan çizgilerinin yönüne ve dolayısıyla akım geçiş yönüne bağlıdır. Örneğin negatif ve pozitif yıldırımın darbe akımları farklı yönlerde manyetik alan çizgileri oluşturur.

I akımı büyüdükçe B manyetik alanı güçlenir ve β dönüş açısı büyür. B1 manyetik alanı ışık dalgasının saat yönünde dönüşüne, B2 manyetik alanı ise saat yönünün tersine dönüşüne neden olur.

P2 ikinci polarizer filtre ölçme bölümünün çıkışına giriş polarizer filtre ile 45° açıyla konumlandırılır. Dolayısıyla çıkış polarizer filtreden etkilenmemiş bir ışık dalgasının yalnız %50 ışığı geçebilir. Çıkış polarizer filtreden geçen ışık miktarı ışık dalgasının dönüş yönüne bağlıdır. Böylece ölçülebilir ve değerlendirilebilir bir ışık sinyali elde edilir.

Ölçüm sonuçları ve değerlendirme

Ölçüm sonuçları ve değerlendirme  

Şematik diyagram: çıkış polarizer filtreden geçen ışık miktarının değişimi

Pozistif yıldırım saat yönünde dönen bir polarize ışık sinyali sağlar. İkinci polarizer filtreden geçen ışık miktarı artar ve %50 - %100 arasında olur. Işık sinyalinin dönüş açısı 45°'ye erişince bu pozitif yıldırım darbesi için ölçüm değerinin %100'üne karşılık gelir.

Negatif yıldırım saat yönünün tersine dönen bir polarize ışık sinyali sağlar. İkinci polarizer filtreden geçen ışık miktarı azalır ve %50 - %0 arasında olur. Işık sinyalinin dönüş açısı -45°'ye erişince bu negatif yıldırım darbesi için ölçüm değerinin %100'üne karşılık gelir.

Çıkış polarizer filtreden geçen ışık miktarı ölçülür. Tespit edilen yıldırım darbe akımının tipik parametreleri ışık miktarının zamana göre artışından türetilir. Bunlar maksimum amperaj, polarite, yıldırım akımının yükselme hızı, yük ve spesifik enerjidir.

Basa dön

Etki eden değişkenler

Etki eden en önemli değişkenler ortam malzemesi, ışığın dalga boyu, ortamdaki ışık yolunun uzunluğu ve manyetik alanın şiddetidir. Diğer teorik prensipler ve etki eden değişkenler aşağıda açıklanmıştır. İlgili başlıklara tıklayarak daha fazla bilgi edinebilirsiniz.

E elektrik alan vektörü etkilenen ışık dalgasının artışını ve konumunu tanımlar. Ok işareti ile gösterilmiştir (grafik modele bakın).

Yük taşıyıcıları serbestçe hareket edemeyen tüm zayıf veya iletken ve metal olmayan maddeler dielektrik olarak adlandırılır. Bu gaz, sıvı veya katı bir madde olabilir. Bu maddeler tipik olarak manyetik değildir ve elektrik veya elektromanyetik alanlardan etkinir.

V Verdet sabiti manyetik akı yoğunluğunun birim dönüş hızıdır. Değerlendirilen dielektrik üzerindeki Faraday etkisinin şiddetini tanımlar. Değeri ortamdaki elektromanyetik alanların dalga boyuna bağlıdır.

Polarizasyon düzleminin döndüğü β dönüş açısı şu şekilde hesaplanır:
 
                                                    β = V x d x B
 

d ortamdaki ışık yolunun uzunluğu, B manyetik akı yoğunluğu ve V Verdet sabitidir.

Basa dön

Phoenix Contact Elektronik Tic. Ltd. Şti.

Kısıklı Mah. Hanım Seti Sok. No:38/A
34692 B. Çamlıca - Üsküdar
İstanbul/Türkiye
Mersis:0729002180800018
+90 216 225 4300

Bu web sitesi çerez kullanır, sitemizi kullanmaya devam ederek çerez politikasımızı kabul etmiş sayılırsınız. Daha fazla bilgi için lütfen gizlilik politikamızı okuyun.

Kapat