Penetrometrenin Ölçüm Düzeneklerinin Olu turulması

3.6.1. Ön hazırlık

Yapı tırılacak strain gaugeler önce ba lantı terminaline ba lanarak hazırlanmı tır. Yapı tırma sonrası, boru içine yapı tırılacak strain gaugelere lehim i lemi yapılamayaca ından, ba lantı kabloları önceden terminallere lehimlenerek yapı tırılmaya hazır hale getirilerek koruma altına alınmı tır.

Borularda strain gauge yapı tırılacak noktalar belirlenerek silinmez kalemle i aretlenmi tir. aretlenen noktalarda yeteri kadar geni bir yüzeyde yapı tırma hazırlı ı yapılmı tır. Yüzey hazırlı ı için; tüm parçalar, önce ya ve tozdan arındırmak için su ve temizlik maddeleriyle yıkanmı tır. Yıkandıktan sonra kurulanan yapı tırma bölgeleri, 60, 180 ve 240 numara zımparalarla zımparalanarak hem kir, pas ve çapak gibi fazlalıklar varsa giderilmi tir, hem de yapı tırılacak yüzey pürüzlendirilmi tir.

Zımpara sonrası yüzeyler asetonla silinerek kirden ve ya lekelerinden temizlenmi tir. Yüzeyin tam olarak temizlenmesi yapı tırıcının iyi yapı abilmesi için önemlidir. Zımparalama ve asetonla temizleme sırasında silinen konumlandırma i aretleri yeniden çizilerek strain gaugelerin yapı tırılaca ı noktalar i aretlenmi tir ve strain gaugelerin do rultularının do ru olmasını sa layacak i aretler konulmu tur. aretlerin do rulu u tekrar kontrol edilmi tir. Borular masa üzerine koli bantla yapı tırılıp sabitlenerek strain gauge yapı tırmanın kolay ve hatasız olması sa lanmaya çalı ılmı tır ( ekil 3.21).

ekil 3.21. Strain gauge yapı tırmak için bantlanarak sabitlenmi borular

3.6.2. Strain gaugeleri yapı tırma

Strain gaugeler, sürtünme ceketlerinin iç kısmında orta noktalarına, boru eksenine dik do rultuda (basıncı ölçmek için), boru alt ve üst kenarından 30 mm içeriye boru eksenine paralel do rultuda (sürtünmeyi ölçmek için) kar ılıklı iki er adet yapı tırılmı tır. Yapı tırmadan önce strain gaugeler yapı tırılaca ı noktalara konumlandırılarak sabitlenmi tir ( ekil 3.22). Böylece strain gaugelerin yanlı yapı malarının önüne geçilmeye çalı ılmı tır. Yinede yanlı yapı an (konumu yada do rultusu) strain gaugeler kazınarak kaldırılmı ve yeniden yüzey hazırlı ı yapılarak yeniden yapı tırılmı tır. Çünkü konumu ya da do rultusu yanlı olan strain gaugeler yanlı ölçüme neden olabildi i gibi montaja engelde olabilmektedir.

Hazırlık yapılan yüzeyler, strain gauge yapı tırılmaya hazır hale getirildikten sonra yapı tırma i lemine geçilmi tir. Yapı tırma i leminde, bir damla CN tipi Cyanoacrylate hızlı yapı tırıcı (bu strain gauge üretici firmasının metal yüzeylere yapı tırmada kullanılmasını önerdi i yapı tırıcıdır) boru yüzeyine damlatılıp yayıldıktan sonra, teflon kâ ıt üzerinden yüzeye bastırılarak 5 - 6 dakika beklenmi tir.

ekil 3.22. Yerine konumlandırılmı , yapı tırılmaya hazır staringaugeler

Çevresel basıncı ölçmek amacıyla sürtünme ceketi eksenine dik do rultuda yapı tırılan strain gaugeler, sürtünme ceketlerinin ortalarına; sürtünme gerilmelerini ölçmek amacıyla, sürtünme ceketi eksenine paralel do rultuda yapı tırılan strain gaugeler sürtünme ceketinin uç kısmından 2 cm içeriye yapı tırılmı tır. Stain gaugeler, iç cidar borularının dı ına ( ekil 3.23) ve dı sürtünme ceketlerinin içine gelecek ekilde ( ekil 3.24) yapı tırılmı tır.

ekil 3.24. Boru içine yapı tırılmı strain gaugeler

Yapı tırma i leminden sonra strain gaugelerin yüzeyi silikonla kapatılmı tır. Bu i lem hem strain gaugeleri olası dı etkilerden (saklama, montaj gibi) korumakta hem de hızlı yapı tırıcının zaman içinde içeri indeki incelticinin buharla ması sonucu gevrekle mesini önlemektedir.

3.6.3. Strain gauge kontrolleri

Strain gaugeler hazırlandıktan sonra, saklama sonrası kullanımdan önce, konumlandırmadan sonra, yapı tırmadan önce ve yapı tırıldıktan sonra kontroller yapılmı tır. Strain gauge kontrollerinde, kablo ba lantılarının do ru ve kaliteli yapılıp yapılmadı ı ve strain gaugelerin i lemler sırasında zarar görüp görmedi i kontrol edilmi tir. Bunun için avometre ile iki çe it kontrol yapılmı tır ( ekil 3.25).

1-Strain gauge direncinin korundu unun kontrolü: Lehim, konumlandırma ya da yapı tırma sırasında hatalardan dolayı strain gauge çıkı ları arasında kısa devre yada kopma olup olmadı ının kontrolü yapılmı tır. Bu kontrolde strain gauge kolları arasında olu an gerilimin 120 ±1 ohm oldu unun kontrolü yapılmı tır. Bir miktar sapma (özellikle artı ) yapılan lehimlerin kalitesinden, yapı tırma sırasında strain

gauge verilen ön gerilmeden ya da kablonun elektriksel dirençlerinden kaynaklanabilmektedir.

2- Strain gauge yalıtımının korundu unun kontrolü: Lehim, konumlandırma ya da yapı tırma sırasında ki hatalardan dolayı strain gauge çıkı ları ile metal borular arasında kısa devre olup olmadı ının kontrolü yapılmı tır. Strain gauge kolları ile metal yüzeyler arasında olu an gerilimin 10.000 ohm dan fazla olması gerekmektedir. Daha dü ük de erler yalıtım sorunu oldu unu göstermektedir, kesinlikle düzeltilmesi gerekmektedir.

Montajdan önce, strain gauge kontrolleri tekrar yapılarak montaj öncesi ve montaj sırasında olu abilecek hataların montajdan sonra sorun te kil etmesinin önüne geçilmeye çalı ılmı tır. Son kontroller de yapıldıktan sonra penetrometrenin montajına geçilmi tir. Önce penetrometrenin montajı yapılmı ve bu sırada iç donanımdan gelen kablolar dı a alınmı tır. Daha sonra, iç donanımdan dı a çıkan kabloların ucuna sinyalleri veri toplayıcıya iletecek kablolar eklenmi tir.

3.6.4. Kablo ba lantıları ve köprü tamamlama

lk olarak ba lantılarda CAT5 internet kablosu denenmi tir. Direnci dü ük, ince telli ve temini kolay oldu u için bu kablolar tercih edilmi tir. Wheatstone Köprüsü tamamlama i lemi, kablo ara noktasında, veri toplayıcıya girmeden önce konumlandırılan elektronik plaka üzerine yerle tirilmi strain gaugelerle yapılmı tır ( ekil 3.26). Bu ba lantı da kabloların gevrek olması nedeniyle kırıldı ı ve Wheatstone Köprüsü tamamlama plakasının korunmasının zor oldu u görülmü tür. Olumsuzluklar nedeniyle bu ba lantıdan vazgeçilerek yeni malzeme ve yöntemler ara tırılmı tır.

kinci olarak ba lantılar için kamera kablosu denenmi tir. Direnci dü ük, ince telli ve temini kolay olmasının yanında yumu ak ve esnek oldu u için bu kablo tercih edilmi tir. Wheatstone köprüsü tamamlama i lemi ise, veri toplayıcıya ba lantı konnektörünün içine konumlandırılan dirençlerle yapılmı tır. Bu ba lantıda, veri toplayıcıdan hemen önce kablolar da dahil, toplam elektriksel direnç de erleri ölçülerek bu elektriksel direnç de erlerine uygun dirençler kullanılmı tır. Böylece, Wheatstone köprüsü tamamlama sırasında, artık (rezidual) elektriksel dirençlerin de kısmen giderilmesi sa lanmı tır.

Olumsuzlukların da büyük ölçüde giderildi i bu ba lantı, kullanımda da pratik olmu tur. Fakat bu ba lantıda ise, ısı de i imleri sistemi çok etkilemi tir. Normal dirençler ısıya fazla duyarlı davranmı tır.

Önceki ba lantılarda olu an olumsuzluklar dikkate alınarak yapılan ara tırmada, ısıya az duyarlı dirençler kullanarak yarım köprü kurulması durumunda olumsuzlukların giderilebilece i belirlenmi tir. Son olarak ısı duyarlı ı az dirençlerle üretilen devre tamamlama kabloları kullanılmı tır ve yarım köprü olu turularak ölçüm alınmı tır.