TR201710646A2 - Sizdirmazlik test si̇stemi̇ - Google Patents

Abstract

Bir kap (10) içerisine bahsedilen kabın (10) daldırıldığı içi sıvı dolu bir havuz (30), kap (10) ile ilişkili bir hava kaynağı (40); sıvı ile temas ederek ses sinyallerini alan bir hidrofon (50) ve bahsedilen hidrofondan (50) bahsedilen ses sinyalini alacak şekilde yapılandırılmış bir işlemci birimi (62) barındıran bir sızdırmazlık ölçüm test sistemidir.. Şekil 3

Description

TEKNIK ALAN Bulus, bilhassa akiskanlar için kullanilan degisik hammaddeler ile üretilmis kapali depolama ürünlerinin ( kaplarin ) üretimi sonrasinda, ilgili üründe çatlak, delik vb. kusurlarin, dolayisi ile sizdirmanin var olup olmadigini belirlemek ve delik boyutlarini tahmin etmek, test sonuçlarini firmanin bilgisayar kayit sistemine iletmek, bunun sonucunda sizdirma tespit edilen deponun çikis irsaliyesinin yazilmasini otomatik olarak engellemek için gelistirilmis, endüstri 4.0 felsefesine uygun bir sizdirmazlik test sistemi ile ilgilidir. ÖNCEKI TEKNIK Çesitli plastik ve / veya çesitli metal malzemeden imal depolama tanklari, kaplari, kutulari, çesitli radyatörler ile çesitli diger ambalajlar üretim sonrasinda kalite kontrol testlerine tabii tutulmaktadir. Bu testlerden biri, ürün üzerinde herhangi bir çatlak ve/veya delik olup olmadigini belirlemek üzere yapilan sizdirmazlik testidir.

Mevcut teknikte bu sizdirmazlik testleri kap içinde olusturulan hava basinci ile, boyali likit takibi ile, suya daldirip hava basinci verip baloncuk takibi ile, helium spektroskopi ile, gaz kütle spektroskopi ile gerçeklestirilebilmektedir. Bu yöntemlerden hava basinci, boyali likit takibi, su altinda baloncuk takibi gibi usullerin hassasiyeti pek çok durumda yeterlidir ve maliyetleri nispeten düsüktür.

Ancak bu testler çogu kez manüeldir ve insan gözüne bagli olarak yapildigi için sizinti tespiti sorunlu olabilmektedir. Zira test sonucu 0 an islemi yapan operatörün sübjektif degerlendirmesine baglidir.

Ayrica sonuçlari kayit altina almak da güçtür. Urün takibi, (traceability), kalite ispati (QA) ve sonuçlarin dosyalanmasi, bilgisayar kaydi, hatali ( sizdiran ) deponun müsteriye ulasmasi gibi sorunlarin asilmasi güçtür. Insan faktörünü elimine etmek; ölçüm hassasiyetinin ayni seviyede olmasini saglamak ve bu seviyeyi korumak, sonuçlari firmanin bilgisayar -ERP- sistemine otomatik kaydedebilmek, müsteriye kalite ispati, hatali ürünün ambalajlanarak müsteriye ulasmasini engellemek ve zaman içerisinde müsteri sikayetlerinin sebebini geriye dönük olarak tespit etmek, ürün kalite takibi oldukça zordur.

Sonuç olarak, yukarida bahsedilen tüm sorunlar, ilgili teknik alanda bir yenilik yapmayi zorunlu hale getirmistir.

BULUSUN KISA AÇIKLAMASI Mevcut bulus yukarida bahsedilen dezavantajlari ortadan kaldirmak ve ilgili teknik alana yeni avantajlar getirmek üzere, çok çesitli kapali ürünlerin, örnegin yakit tanklarinin, radyatörlerin akiskan bir maddeyi disari sizdirip sizdirmadigini belirlemek üzere gelistirilmis bir sizdirmazlik test sistemi ile ilgilidir.

Bulusun amaci, hata payi azaltilmis bir sizdirmazlik test sistemi ortaya koymaktir.

Yukarida bahsedilen ve asagidaki detayli anlatimdan ortaya çikacak tüm amaçlari gerçeklestirmek üzere mevcut bulus, bir kap içerisine bahsedilen kabin daldirildigi içi sivi dolu bir havuz, kap ile iliskili bir hava kaynagi; sivi ile temas ederek ses sinyallerini alan bir hidrofon ve bahsedilen hidrofondan bahsedilen ses sinyalini alacak sekilde yapilandirilmis bir islemci birimi barindiran bir sizdirmazlik Ölçüm test sistemidir. Buna göre söz konusu bulusun özelligi; kaptaki 50 mikron ve üzerindeki kusurlari belirlenmesini saglayan hidrofonun bahsedilen kap ile arasindaki mesafenin 20 cm - 90 cm arasinda olmasi; hidrofonun su yüzeyinden 5 cm - 75 cm arasindaki bir derinlikte havuzun sivi tarafina bakan yüzeyinde konumlanmasi ve hidrofonundan alinan sesi 500 Hz-10kHz araliginda filtreleyen bir filtre birimi içermesidir.

Bulusun tercih edilen bir yapilanmasi, islemci biriminin hidrofondan aldigi sesi verisini 500 Hz-10kHz arasinda filtreleyecek sekilde konfigure edilmis olmasidir.

Bulusun tercih edilen bir diger yapilanmasi, bahsedilen havuzun ses izolasyonlu yapilandirilmis olmasidir.

Bulusun tercih edilen bir diger yapilanmasi, havuz içi basincin 1,3 atm olmasidir.

Bulusun tercih edilen bir diger yapilanmasi, hidrofonlarin, kabin tüm yüzeyleri en azindan bir hidforonun etki alaninda olacak sekilde konumlaniyor olmasidir.

SEKILIN KISA AÇIKLAMASI Sekil 1' de sizdirmazlik test düzeneginin temsili genel bir görünümü verilmistir.

Sekil 2' de hareketli tasima haznesinin temsili bir görünümü verilmistir.

Sekil 3'de sizdirmazlik test düzeneginin bir diger temsili genel bir görünümü verilmistir.

Sekil 4' de hidrofon ve kontrol biriminin temsili sematik bir görünümü verilmistir.

Sekil 5” de kontrol biriminin ve kullanici ara yüzünün sematik bir görünümü verilmistir.

Sekil 6 de kontrol biriminin sematik bir görünümü verilmistir.

SEKILDE VERILEN REFERANS NUMARALARI Kapali kap 11 Hava giris agzi Daldirma mekanizmasi 21 Tasima kolu 22 Hazne kolu yuvasi 23 Hazne kolu 24 Hareketli tasima haznesi 241 Alt kol 242 Ust kol 243 Yan dayanak 244 Yuva Havuz 40 Hava kaynagi 41 Hortum 50 Hidrofon 51 Yükseltici 52 Dönüstürücü 60 Kontrol birimi 61 Giris birimi 62 Islemci birimi 63 Hafiza birimi 631 Veri alma modülü 632 Hesaplama modülü 633 Karsilastirma modülü 634 Ara yüz modülü 70 Kullanici ara yüzü BULUSUN DETAYLI AÇIKLAMASI Bu detayli açiklamada bulus konusu bir sizdirmazlik ölçüm test sistemi ve sizdirmazlik ölçüm yöntemi sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik hiçbir sinirlayici etki olusturmayacak örneklerle açiklanmaktadir.

Sekil 1 ve sekil 3”e atfen bir sizdirmazlik ölçüm test sistemi genel olarak ses yalitimli bir havuz (30), bahsedilen havuza (30) test edilecek bir kabin (10) yerlestirilmesini saglayan bir daldirma mekanizmasi (20), bahsedilen kap (10) ile iliskili bir hava kaynagi (40); bahsedilen kap (10) civarinda veya havuz (30) üzerinde konumlanmis en az bir hidrofon (50) içermektedir. Bahsedilen hidrofon (50) ile iliskilendirilmis bir yükseltici (51) ve bahsedilen yükselticiden (51) aldigi analog veriyi dijital veriye dönüstüren bir dönüstürücü (52) mevcuttur. Bahsedilen dönüstürücünün (52) analogdan dijitale dönüstürdügü veriyi ilettigi bir kontrol birimi (60) mevcuttur.

Hidrofon (50) tercihe göre havuz (30) içerisinde ve/veya havuzun (30) sivi tarafinda bakan yüzeyi üzerinde ve/veya daldirma mekanizmasi (20) üzerinde saglanmis bir hareketli tasima haznesi (24) üzerinde ve/ veya ürün ile bir sekilde ( yapistirma, vakum ile baglama, vidalama, vs. usullerle ) temas edecek bir biçimde konumlanabilmektedir. Tercih edilen uygulamada hidrofon (50) havuzun (30) sivi tarafinda bakan yüzeyi üzerinde konumlanmaktadir.

Daldirma mekanizmasi (20); hareketli tasima haznesi (24) ve üzerinde bahsedilen hareketli tasima haznesinin (24) irtibatli oldugu bir hazne kolu (23) ve bahsedilen hazne kolu (23) ile iliskili bir tasima kolu (21) içermektedir. Tasima kolu (21) üzerinde, içerisinde hazne kolunun (23) düseyde hareket ettigi bir hazne kolu yuvasi (22) irtibatlanmaktadir. Hareketli tasima haznesi (24) en az bir üst kol (242); en az bir alt kol (241) ve en az bir yan dayanagin (243) birbiri ile irtibatlanmasi ile konumlanmis iki adet üst kol (242); birbirine paralel konumlanmis iki adet alt kol (241) ve birbirine paralel konumlanmis iki adet yan dayanak (243) mevcuttur. Ust kol (242), alt kol (241) ve yan dayanagin (243) birlestirilmesi sonucu aralarinda, bahsedilen kapali kabin (10) oturdugu bir yuva (244) tanimlanmaktadir. Kabin (10) üzerinde en az bir hava giris agzi (11) mevcuttur ve bir ucundan bahsedilen hava giris agzina (11) yerlesen diger ucundan bahsedilen hava kaynagi (40) ile iliskili bir hortum (41) bulunmaktadir.

Uygulamada tasima kolu (21) ve hareketli tasima haznesi (24), havuzun (30) üst kisminda konumlanmaktadir. Tasima kolu (21), havuz (30) ile bütünlesik yapida olabilecegi gibi birbirinden bagimsiz olarak ayri ayri da yapilandirilmis olabilmektedir. Sizdirmazlik testi yapilmaya baslanmadan önce kap (10) üzerinde bulunan ürün barkodu ve islemi yapacak olan operatör sicil numarasi okutularak bir kontrol birimine (60) iletilmektedir. Ayrica tarih, saat gibi bilgilerin de bahsedilen kontrol birimine (60) girisi otomatik ya da manuel olarak yapilmaktadir.

Eger test su altinda yapilacak ise, veri girisleri tamamlandiktan sonra Sizdirmazlik testi yapilacak olan kap (10), alt kola (241) oturacak sekilde yuvaya (244) yerlestirilmektedir. Devaminda hareketli tasima haznesi (24) içerisinde konumlanmis olan kap (10), havuz (30) içerisinde bulunan sivi içerisine tamamen girecek sekilde hazne kolu (23) asagi inmektedir. Kabin (10) içerisine, hava giris agzina (11) bagli olan hortum (41) araciligi ile hava kaynagindan (40) hava verilmektedir. Kabin (10) iç kismi 0 kap için baglayici olan test standardina uygun basinçta hava ile tamamen dolduktan sonra eger kap (10) üzerinde bir çatlak, delik, açiklik vb. bir kusur var ise bu kusurdan hava sizintisi olmakta ve su içerisinde kabarcik olusturmaktadir. Olusan bu kabarcigin ve / veya sizdirmanin çikardigi ses, havuz (30) içerisinde ve/veya hareketli tasima kolu (21) üzerinde saglanan hidrofonlar (50) tarafindan algilanip, yükseltici (51) ve oradan da dönüstürücüye (52) aktarilmakta ve son olarak kontrol birimine (60) iletilmektedir. Bulusun alternatif bir yapilanmasinda; hidrofonlar (50) kabin (10) üzerine ve/veya yakinina yerlestirilmektedir.

Kontrol birimi (60) dönüstürücüden (52) gelen veriyi alan bir giris birimi (61); testin yöntem adimlarinin gerçeklestirilmesini saglayan bir islemci birimi (62) ve bahsedilen islemci birimi (62) ile iliskili bir hafiza birimi (63) içermektedir.

Bahsedilen hafiza birimi (63), islemci biriminin (62) yürüttügü komutlardan olusan fonksiyonel modülleri içeren yazilimlari barindirabilmektedir. Söz konusu yazilim giris biriminden (61) gelen verinin alindigi bir veri alma modülü (631); alinan verilerin matematiksel bir degerle ifade edilebildigi bir hesaplama modülü (632); hesaplama modülünden (632) çikan degerin önceden belirlenen referans degerin altinda veya üzerinde oldugunun belirlendigi yazilimin tanimli oldugu bir karsilastirma modülü (633) ve karsilastirma modülünden (633) gelen sonucu bir kullanici ara yüzüne (70) aktarma komutunun tanimlandigi bir ara yüz modülü (634) içermektedir. Bahsedilen ara yüz modülü (634) kullanici ara yüzünün (70) kullaniciya görsel ve/veya isitsel veri sunulmasini saglayabilmektedir. Veri alma modülü (631), hesaplama modülü (632), karsilastirma modülü (633) ve ara yüz modülünde (634) tanimlanan komutlar sayesinde islemci birimi (62) kontrol biriminin (60) çalismasini saglamaktadir.

Karsilastirma modülünde (633), hidrofonun (50) havuz (30) içerisindeki konumu ve bu konuma g'ore ortamda bulunan çevresel sesler de dikkate alinarak kalibre edilen referans degerler önceden tanimlanmaktadir. Hesaplama modülünün (632) RMS (root mean square) yöntemi ile hesapladigi veriler bu referans deger ile karsilastirilmaktadir. Hesaplama modülünden (632) gelen deger ve referans degerin üzerinde olmasi durumunda islemci birimi (62) kullanici ara yüzüne (70) sizdirma olduguna dair görsel ve/veya isitsel sinyal göndermektedir. Sizdirma olmadiginda hesaplama modülünden (632) gelen deger, referans degeri asmamaktadir. Bu durumda da bir uygulamada islemci birimi (62) kullanici ara yüzüne (70) görsel ve/veya isitsel sinyal göndermemektedir. Bir diger uygulamada islemci birimi (62) kullanici ara yüzüne (70) sizdirma olmadigina dair görsel ve/veya isitsel sinyal göndermektedir. Bahsedilen kullanici ara yüzü (70) olarak alarm, uyari lambasi, ekran, mause, klavye, bilgisayar, hoparlör vb'den en az biri kullanilmaktadir.

Tercih edilen uygulamada referans belirlemek üzere havuz (30) içerisinde çatlak/ delik içermeyen bir kabin (10) bulundugu anda ölçüm yapilmis ve degerler kaydedilmistir. Ayrica bir de kap (10) olmayan bir havuz (30) içerisinde ölçüm yapilmis ve degerler kaydedilmistir. Akabinde hidrofonlarin (50) konumu degistirilerek çesitli çaptaki kabarcik ölçümleri gerçeklestirilmistir. Sizinti olmadigi ve içerisinde kap (10) olmayan durumdaki ölçümler birlikte degerlendirilerek bir referans deger belirlenmektedir. Sizinti olmasi durumunda ortaya çikan kabarcik sesi bahsedilen bu referans degerde veya üzerinde olmasi ile ölçüm gerçeklesmektedir.

Standartlarda hava basinci ile sizdirmazlik ölçüm sürelerinin en az 18 sn olmasi gerektigi belirtilmektedir. Tercih edilen uygulamada standarttan daha uzun bir sürede, 30 sn boyunca ölçüm gerçeklestirilmistir. 30 sn boyunca yapilan ölçümlerde hidrofonlarin (20) algiladigi sesin veya titresimin genligi -0,02 V - +0,02 V arasinda degismektedir. Hidrofonlar (50) 0,2 saniyede bir ölçüm almakta ve edilen sonuç, degerlendirme esnasindaki hata risklerini elimine etmekte, ölçümün güvenilirligini arttirmaktadir. Alinan kabarcik ses siddetleri, RMS yöntemi kullanimi ile bir ortama deger olarak hesaplanmaktadir. Elde edilen sonuçlar referans degerler ile karsilastirilmakta ve referans deger üzerinde olmasi durumunda ise kap (10) üzerinde çatlak, delik vb. kusurun olduguna karar verilmektedir.

Tercih edilen uygulamada saglikli ölçüm yapilabilmesi için havuz (30) içerisindeki hava basinci 1,3 atm'dir. Kullanilan hidrofon (50) 1 Hz-14O kHz arasi sesleri algilayabilen özelliktedir. Ancak ses ölçümü tercih edilen uygulamada 500Hz- 10kHz arasi filtrelenerek gerçeklestirilmektedir. Bir diger uygulamada ise ses ölçümü 500 Hz - 4 kHz arasi filtrelenerek gerçeklestirilmektedir. Bulusun bir uygulamasinda islemci birimi (62) hidrofondan (50) aldigi ses verisini dijital olarak filtreleyecek sekilde konfigure edilmistir. Bir diger uygulamada ise ses verisi analog olarak filtrelenmektedir. Böylece fabrika ortami gibi bir dis ortamdan kaynaklanan sesler elimine edilirken ayni zamanda olusan çatlak, delik vb.'den sizan hava ile olusan kabarcik sesi de algilanabilmektedir. Çesitli konumlarda yapilan ölçümler sonucunda hidrofonlarin (50) su yüzeyinden mesafesi 5 cm - 75 cm arasinda ve ölçüm yapilan kaptan (10) uzakligi 20 cm - 90 cm arasinda olacak sekilde konumlandigi durumlarda kabarcik olusup olusmadigi analiz edilebilmistir. Bu sartlar altinda yapilan ölçümlerde, kap (10) üzerinde kusur boyutu 50 mikron ve üzerinde olan çatlak, delik, açiklik vb. kusurlar algilanabilmektedir.

Kap (10) çesitli geometrilerde olabilmektedir. Kare, dikdörtgen, silindirik gibi düzgün ve bilinen geometriler disinda istenirse girintili ve çikintili geometrilerde de imal edilebilir. Kabin (10) girintili/çikintili ve/veya oyuntulu formlarda imal edilmesi durumunda kaptaki (10) kusur bölgesi ile hidrofonlar (10) arasinda baska bir nesnenin veya kabin (10) bir diger kisminin olmamasi gerekmektedir. Dolayisi ile hidrofonlar (10) bu tip geometrilere sahip kaplarin (10) üzerinde çesitli bölgelerinde konumlanmakta ve/veya kabin (10) tüm yüzeyleri en azindan bir hidrofonun (50) etki alaninda olacak sekilde konumlanmaktadir.

Hidrofon (50) tamyönlü özelliktedir ve konumlandigi yüzeye denk kalan kismi hariç geri kalan tüm yüzeylerinden ses algilayabilmektedir. Hidrofonlar (10) birbirleri ile önceden belirlenen araliklarla konumlanmaktadir.

Yukarida anlatilan sizdirmazlik ölçümü yöntem basamaklari asagidaki gibidir; a) Kabin (10) daldirma mekanizmasi (20) ile sivi dolu havuz (30) içerisine daldirilmasi ve kabin (10) içerisine hava kaynagi (40) kullanilarak hava verilmesi b) Hidrofonlarin (50) aktive olmasi ve ses sinyalinin yükseltici (51) ve dönüstürücü (52) üzerinden geçerek kontrol birimine (60) iletmesi 0) Giris birimi (61) tarafindan ses verisinin alinmasi ve islemci birimine (62) iletilmesi d) Islemci biriminin (62) dijital veriyi hesaplamasi e) Islemci biriminin (62), hesaplandigi veriyi referans / çevresel ses degeri ile karsilastirmasi f) Islemci biriminin (62) kullanici ara yüzüne (70) sonucu aktarmasi - Sonucun referans deger üzerinde olmasi durumunda islemci biriminin (62) sizdirma olduguna dair gorsel ve/veya isitsel sinyali kullanici ara yüzünde (70) aktive etmesi Bulusun koruma kapsami ekte verilen istemlerde belirtilmis olup kesinlikle bu detayli anlatimda örnekleme amaciyla anlatilanlarla sinirli tutulamaz. Zira teknikte uzman bir kisinin, bulusun ana temasindan ayrilmadan yukarida anlatilanlar isiginda benzer yapilanmalar ortaya koyabilecegi açiktir.

Claims (1)

1. ISTEMLER Bir kap (10) içerisine bahsedilen kabin (10) daldirildigi içi sivi dolu bir havuz (30), kap (10) ile iliskili bir hava kaynagi (40); sivi ile temas ederek ses sinyallerini alan bir hidrofon (50) ve bahsedilen hidrofondan (50) bahsedilen ses sinyalini alacak sekilde yapilandirilmis bir islemci birimi (62) barindiran bir sizdirmazlik ölçüm test sistemi olup özelligi; kaptaki (10) 50 mikron ve üzerindeki kusurlari belirlenmesini saglayan hidrofonun (50) bahsedilen kap (10) ile arasindaki mesafenin 20 cm - 90 cm arasinda olmasi; hidrofonun (50) su yüzeyinden 5 cm - 75 cm arasindaki bir derinlikte havuzun (30) sivi tarafina bakan yüzeyinde konumlanmasi ve hidrofonundan (50) alinan sesi 500 Hz- 10kHz araliginda filtreleyen bir filtre birimi içermesidir. Istem 1”e göre bir sizdirmazlik ölçüm test sistemi olup özelligi; islemci biriminin (62) hidrofondan (50) aldigi sesi verisini 500 Hz-10kHz arasinda filtreleyecek sekilde konfigure edilmis olmasidir. Istem 1'e göre bir sizdirmazlik ölçüm test sistemi olup özelligi; bahsedilen havuzun (30) ses izolasyonlu yapilandirilmis olmasidir. Istem 1,e göre bir sizdirmazlik ölçüm test sistemi olup özelligi; havuz (30) içi basincin 1,3 atm olmasidir. Istem 1'e göre bir sizdirmazlik ölçüm test sistemi olup özelligi; hidrofonlarin (50), kabin (10) tüm yüzeyleri en azindan bir hidforonun (50) etki alaninda olacak sekilde konumlaniyor olmasidir.