TARIFNAME SAYDAM VE YARI SAYDAM YAPILARIN ÜZERINDEKI GERILIMLERI ANLIK öLçEN BIR TEST YÖNTEMI TEKNIK ALAN Bulus, saydam ve yari saydam yapilarin, yük altinda degisiklik gösteren isik geçirgenligi özelliklerinin degerlendirilmesine yönelik bir test yöntemi ile ilgilidir. ÖNCEKI TEKNIK Hasarsiz test ekipmanlari ile mühendislik yapilari, belli dönemlerde incelenerek yapilarin kritik bölgelerinin gerilme ve ömürleri ölçülmektedir. Bu islemler için daha çok X-Ray ve ultrasonik cihazlari ve yöntemleri kullanilmaktadir. Sözü edilen cihazlar ve yöntemler, hem pahali hem de yetismis teknik personel gerektirmektedir. Ayni zamanda sürekli olarak yapilarin izlenmesi sözü edilen yöntemler ile saglanamamaktadir. Saydam ve yari saydam cisimlerin isik geçirgenligi yük altinda degismektedir. Böylece isik geçirgenligi üzerinden X-Ray ve ultrasonik cihazlar gibi özel ekipmanlara gerek kalmadan kamera görüntüleri üzerinden görüntü isleme teknolojileri ile beraber kullanimiyla sürekli olarak yapilarin mukavemeti izlenebilmesi bu yöntemin en önemli avantajidir. Fotoelastisite yöntemi, saydam cisimlerin içinden geçen polarize isigin çifte kirilmasi prensibine dayanan tahribatsiz bir muayene yöntemi olarak tanimlanmaktadir. Fotoelastisite yöntemi, herhangi bir basinç veya gerilme altindaki bir cismin içyapisinin kendi normal dogrultusunda kalamayacagi prensibine dayanan bu yöntem; özellikle düzgün sekilli olmayan cisimlerin gerilme analizi için kullanilmaktadir. Sözü edilen sayesinde komplike ve karmasik sekilli parçalarda, hesaplama yoluyla zor bulunabilecek gerilmelerin kolaylikla emniyetli olarak hesaplanabilmektedir. Saydam ve yari saydam yapilarin anlik gerilim ve kullanim ömürlerini belirleyebilmek için daha ucuz, ayni zamanda daha az uzmanlik ve personel gücü gerektiren bir yöntem ile ilgili teknik alana ilave avantajlar saglanabilecegi düsünülmektedir. BULUSUN KISA AÇIKLAMASI Mevcut bulus, ilgili teknik alana yeni avantajlar getirmek üzere saydam ve yari saydam yapilar için bir test metodu ile ilgilidir. Bulusun bir amaci, saydam ve yari saydam yapilar için anlik gerilim ve kullanim ömrü ölçmeye yarayan bir test yöntemi ortaya koymaktir. Bulusun bir amaci, saydam ve yari saydam yapilar için nicel analiz yapilabildigi bir Bulusun bir amaci, ucuz, daha az uzmanlik ve personel gücü gerektiren ve ayni zamanda hizli sonuçlar alinabilen bir test yöntemi ortaya koymaktir. Yukarida bahsedilen ve asagidaki detayli anlatimdan ortaya çikacak tüm amaçlari gerçeklestirmek üzere mevcut bulus, saydam ve yari saydam cisimlerin yük altinda isik geçirgenliklerinde gerçeklesen degisimlerin degerlendirilmesi prensibine dayanan bir fotoelastik test yöntemi ile ilgilidir. Buna göre önerilen test metodu asagidaki; 0 Numunenin yük altindaki görüntüsünün kamera tarafindan alinmasi, 0 Gerekli hesaplamalarin yapilmasi ile görüntünün gri ton skalasina dönüstürülmesi, o Yapinin bölgelere ayrilarak, her bir bölgenin referans opakliginin hesaplanmasi o Yük altinda yapinin izlenen bölgelerinin opaklik degisiminin hesaplanmasi 0 Yapi malzemesinin numuneleri üzerinde önceden elde edilmis opaklik degisimi-gerilme grafigi yardimiyla anlik olarak gerilme tahmin edilmesi adimlarini içermesi ile karakterize edilmesidir. Bu sayede saydam ve yari saydam cisimlerin nicel analiz yapilabildigi bir test yöntemi elde edilmektedir. Bulusun mümkün yapilanmasi sözü edilen renk tonunun, en saydam halinin beyaz, saydam olmayan halinin ise siyah oldugu; saydam ve saydam olmayan arasindaki her bir durumun ise bir gri tona sahip olmasidir. Bulusun mümkün yapilanmasi sözü edilen numerik degerlerin, saydam oldugu beyaz rengin 255; saydam olmayan gösterim olan siyah rengin 0 oldugu; saydam ve saydam olmayan arasindaki her bir gösterimin ise 0-255 arasinda bir numerik sayiya sahip olmasidir. Bulusun mümkün yapilanmasi referans degerin, numunenin en saydam deger oldugu beyaz rengine karsilik gelen 255 numerik sayisinin olmasidir. Bu sayede anlik karsilastirmanin yapilabildigi referans deger elde edilebilmektedir. Bulusun mümkün yapilanmasi yapilan hesaplamalar sonrasinda numunenin yüzde uzama degeri, çekme dayanimi, kopma dayanimi, kullanim ömrü gibi mekanik dayanim degerlerinin ölçülebiliyor olmasidir. Bu sayede saydam ve yari saydam cisimlerin nioel analiz yapilabildigi bir test yöntemi elde edilmektedir. SEKILLERIN KISA AÇIKLAMASI Sekil 1'de bulus konusu test yönteminin unsurlarinin gösterildigi temsili görünümü yer almaktadir. Sekil 2'de önerilen test yönteminin uygulandigi numunelerden elde edilen görüntüler verilmektedir. REFERANS NUMARALARI 1 lsik Geçirgenligi Ölçüm Cihazi lsik Numune Bölgesi Kamera 40 Bilgisayar BULUSUN DETAYLI AÇIKLAMASI Bu detayli açiklamada bulus konusu saydam ve yari saydam yapilarin, yük altinda degisiklik gösteren isik geçirgenligi özelliklerinin degerlendirmeye alan bir test yöntemi ile ilgili olup; sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik hiçbir sinirlayici etki olusturmayacak örneklerle açiklanmaktadir. Bulusun yenilikçi yönü, saydam ve yari saydam cisimlerin, anlik olarak gerilim ve kullanim ömürlerini belirlemek için kullanilan yönteme ilave yenilikler getirmeye yöneliktir. Saydam ve yari saydam cisimlerin isik geçirgenligi, üzerinde yer alan yükler altinda degiskenlik göstermesi ilgili teknikte de bilinmektedir. Sözü edilen bu özellik sayesinde saydam ve yari saydam cisimler hakkinda bilgi sahibi olunabilmektedir. Bu test metotlarina ilgili teknik alanda, fotoelastik test metotlari adi verilmektedir. Bulusta önerilen test yönteminde cisimlerin isik geçirgenligi, anlik olarak görüntü isleme teknolojileriyle takip edilmektedir. Saydam ve yari saydam cisimlerin test edilmek istenen bölgeleri görüntü isleme teknolojileri ile takibe alinmaktadir. Bulusun yenilikçi yönü ise sözü edilen test yöntemine, nicel analiz kazandirmak ve verilerin anlik olarak alinabiliyor olmasini saglamaktir. Bulusta önerilen test metodunda tipik olarak Sekil 1'de gösterilen sematik deney düzenegi kurularak saydam ve yari saydam cisimlerin test edilmek istenen bölgelerinde ölçümler yapilmaktadir. Numuneye çekme kuvveti uygulanirken, kuvvete karsilik uzamalari anlik olarak kaydedilmektedir. Numunenin arka tarafinda sabit bir isik kaynagi yerlestirilmis ve yüksek hizli kamera ile görüntüsü kaydedilmektedir. Elde edilen ölçümler görüntü isleme metotlariyla sayisallastirilacak referans degerler ile kiyaslanmaktadir. Bulusta önerilen test yöntemini daha iyi anlasilabilir hale getirmek üzere cam fiber numunelerine testler uygulanmaktadir. Numunelerden elde edilen görüntüler, Sekil 2'de verilmektedir. Önerilen test metodunda numuneler üzerindeki yük dagilimina göre gri ton skalasinda görüntüler olusmaktadir. Bulusta önerilen test metodunda, her bir gri tonuna karsilik gelecek üzere numerik bir sayi verilmektedir. Test metodunda kullanilan 0 sayisi siyah renkli olan kisimlari ifade ederken (saydam olmayan kisim), numuneden tamamen isigin geçtigi kisimlar olan beyaz renk ise 255 numarasi olarak degerlendirilmektedir. 0-255 numarasi her deger ise gri tonlamalarina rast gelen numaralari ifade etmektedir. Numunenin opakligi denklem 1 ile yüzdesel olarak ifade edilir. Denklem 1 Burada 0 malzemenin opakligi ve Ca malzemenin ortalama renk numarasidir. Önerilen test metodu sayesinde görüntü altina alinan cisimlerin kritik bölgelerinde gri tonlamasina göre verilen her numara ile nicel hesaplama yapilabilmektedir. Elde edilen görüntü renkli ise siyah beyaz hale dönüstürülür. Dönüstürme için ortalama metot kullanilmaktadir. Buna göre her bir pikselin kirmizi (R), yesil (G) ve mavi (B) renk degeri (0 ile 255 arasi) bulunmaktadir. Denklem 2'de verildigi gibi her pikseldeki renk numaralarinin ortalamasi alinarak gri ton renk numarasi olarak kaydedilmektedir. RenkNumarasz = (R + G + 8)/3 Denklem 2 Yükleme gerçeklesmeden önceki opaklik referans olarak kabul edilmektedir. Referans üzerinden yapilan degisiklik hesaplanarak malzemenin gerilme degisimi hesaplanabilmektedir. Denklem 2'de Opaklik degisimi gösterilmistir. Oc opaklik degisimi, 0 anlik opaklik ve Or referans opaklik degeridir. Denklem 3 Önerilen test metodu ile izlenen yapinin, rengini ölçebilen ve isik geçirgenligini temsil edebilen bir rakam ile ifade edilebilmektedir. Bu sayede nitel bir gözlem metodu olan bir test yöntemi nicel gözlem yapilabilir bir hale getirilmektedir. Böylece yapi üzerinde meydana gelebilecek hasar ve yapinin ömür hesabi elde edilen ölçüler araciligi ile yapilabilmektedir. Bulusta esas olarak kullanilan yöntem, saydam ve yari saydam cisimlerin yük altinda iken isik geçirgenliklerinde azalmalarin meydana gelmesine yöneliktir. Bulusta önerilen test yönteminde ise dogal olarak, saydam ve yari saydam cisme yük bindikçe test sonucu daha koyu bir gri tonuna sahip olmasina neden olmaktadir. Sekil 2'de ayni numuneye (cam fiber) ait önerilen test metodu görüntüleri yer almaktadir. Numuneye ait görüntüde, en açik gri tonu yükleme yapilmadan hali iken; en koyu gri tonuna ise yüklemenin en çok yapildigi kisimda olustugu görülmektedir. Sekil 1"de önerilen isik geçirgenligi ölçüm cihazinin (1) temsili düzenegi gösterilmektedir. Burada test edilmek istenen yari saydam ve saydam yapi, numune bölgesine (20) yerlestirilmektedir. Yük uygulanan numuneye ayni anda isik (10) verilmekte ve isik ile yari saydam ve saydam yapinin etkilesimi yüksek çözünürlüklü kamera (30) tarafindan kayit altina alinmaktadir. Kamera (30) tarafindan kayit altina alinan tüm degisimler bilgisayara (40) iletilip burada gerekli ölçümlerin yapilmasi saglanmaktadir. Yine cam fiber numune üzerinde yapilan bir test sonucu Sekil 2'de verilmektedir. Burada üç durumda da farkli yük ve uzama degerleri ölçülmektedir. Ilk ölçümdeki gri tonlama skala da 238 numarasina denk gelmektedir. Buna göre numunenin en saydam oldugu hali 255 (beyaz renk) numara referans deger alinmaktadir. Ilk numuneye yük uygulandiktan sonra bir gri renk olusmakta ve bu renk tonu numerik olarak 238 numarasina denk gelmektedir. Kabaca teknikte de bilindigi üzere yüzde opaklik hesabi yapilirsa %6 gibi bir deger olustugu görülmektedir. Sekil 2'de görüldügü üzere diger iki numuneye daha çok yük uygulanmaktadir. Daha çok yük uygulanan numunelerin renk tonu ise daha da koyulastigi gözlenmektedir. 2. durumdaki numunenin renk tonu numerik olarak 230'a rast gelmektedir. 3 durumundaki numunenin renk tonu ise numerik olarak 222"e rast gelmektedir. Yapilan hesaplamalar sonucunda ise 2. numune durumunda yüzde uzama deger %9 iken 3. durumundaki numunenin yüzde opaklik degeri %12 olmaktadir. Yapilan çalismalarda Sekil 2iyi onaylayacak sekilde bir durum almis olup Sekil 2'de koyu renge rast gelecek numerik degerin 255 ten daha az ve O degerine daha yakin olacagi artik bilinmektedir. Mevcut teknikte fotoelastik yöntem, saydam ve yari saydam cismin her iki yanina birbirine dik olarak yerlestirilen polikromatik filtre ile cisim içindeki isik kirilmalarinin görsellestirme esasina dayanmaktadir. Önerilen yöntemde herhangi bir filtreye ihtiyaç duyulmadan görüntü isleme ile renk degisimi anlik olarak izlenebilmekte ve yapi üzerindeki gerilme tahmin edilebilmektedir. Mevcut teknikteki yöntemde yapi üzerindeki dokular takip edilerek, yapinin birim yer degisimleri ölçülebilmektedir. Ancak bu durumda dokunun tespitinin yapilamamasi, kameranin konumu sebebiyle ölçüm hatalarinin yüksek olmasi gibi birçok hata ile karsilasilabilmektedir. Önerilen yöntemde ise hibrit olarak doku takibi gibi sistemlerle de kullanilabilecek ve ölçümlerin güvenligini artirabilecek yöntemdir. Ayrica buz gibi bir doku takibi yapilamayacak malzemeler için görüntü isleme ile mukavemet ölçümü yapilabilmektedir. Bulusta önerilen test metodu sayesinde saydam ve yari saydam cisimlerin mekanik dayanimlarinin ölçümü anlik hesaplanabilmektedir. Bunun yani sira teknikte kullanilan diger mekanik dayanim hesaplama test metotlarina göre daha ucuz, daha az uzmanlik ve personel gücü gerektiren ve ayni zamanda hizli sonuçlar alinabilen bir test metodu ilgili teknik alana kazandirilmaktadir. 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. TR TR TR