Patlatma, Endüstriyel Titreşim ve Hassas Cihaz Analizi
eofizik titreşim ve mikrotremör ölçümleri; patlatma, ağır iş makineleri, trafik, üretim ekipmanları ve diğer çevresel titreşim kaynaklarının zemin, yapı ve hassas cihazlar üzerindeki etkilerinin belirlenmesinde kullanılır.
Yüksek hassasiyetli üç bileşenli sismik sensörler, jeofonlar ve ivmeölçerler kullanılarak titreşimlerin genliği, frekansı, yönü ve zamana bağlı değişimi kayıt altına alınır. Ölçümler gerektiğinde dış zemin, yapı temeli, döşeme ve hassas cihaz çevresinde eş zamanlı gerçekleştirilerek titreşimin zeminden yapıya ve cihaz seviyesine kadar iletim davranışı incelenebilir.
Elde edilen veriler; titreşim hızı, ivme, yer değiştirme, baskın frekans, PPV, RMS, FFT ve spektral analizler kullanılarak değerlendirilir.
Uygulama Alanları
Patlatma Kaynaklı Titreşimlerin İzlenmesi
Maden, taş ocağı, tünel ve kontrollü patlatma çalışmalarından kaynaklanan titreşimlerin çevrede bulunan fabrika, yapı, üretim hattı ve hassas cihazlara etkisi ölçülebilir.
Patlatma öncesinde ortamın doğal titreşim seviyesi belirlenerek patlatma sırasında oluşan titreşimlerle karşılaştırılabilir.
Ölçümlerde başlıca;
- Peak Particle Velocity – PPV
- İvme – Acceleration
- Yer değiştirme – Displacement
- Baskın frekans – Dominant Frequency
- Titreşim süresi
- X / Y / Z yönlerindeki hareket
- Frekans içeriği belirlenir.
Hassas Cihaz ve Laboratuvar Titreşim Analizi
Elektron mikroskopları, optik sistemler, hassas teraziler, ölçüm ve kalibrasyon sistemleri, CNC/CMM sistemleri ve benzeri yüksek hassasiyetli ekipmanlar çok düşük seviyelerdeki çevresel titreşimlerden etkilenebilir.
Cihazın bulunduğu noktada gerçekleştirilen uzun süreli titreşim ölçümleri ile normal çalışma koşulları, çevresel titreşim seviyesi ve geçici titreşim olayları belirlenebilir.
Üretici tarafından cihaz için tanımlanmış izin verilen titreşim kriterlerinin bulunması halinde ölçüm sonuçları bu limitlerle karşılaştırılarak cihazın bulunduğu ortamın uygunluğu değerlendirilebilir.
Endüstriyel Titreşim Ölçümleri
Fabrika içerisinde bulunan;
motorlar • pompalar • kompresörler • presler • jeneratörler • fanlar • üretim hatları • ağır makineler
zemin ve yapı üzerinden çevredeki diğer sistemlere titreşim iletebilir.
Birden fazla noktada gerçekleştirilen eş zamanlı ölçümler ile titreşimin kaynağı, yayılım yönü ve farklı noktalardaki genlik değişimi araştırılabilir.
İnşaat ve Ağır Makine Titreşimleri
Kazık çakma, temel çalışmaları, kırıcı kullanımı, kazı faaliyetleri ve ağır iş makinelerinin oluşturduğu titreşimlerin çevredeki yapılara ve hassas ekipmanlara etkileri izlenebilir.
Ölçümler çalışma öncesi, çalışma sırasında ve sonrasında gerçekleştirilerek titreşim seviyelerindeki değişim karşılaştırılabilir.
Mikrotremör ve Arka Plan Titreşim Ölçümleri
Mikrotremör ölçümleri ile ortamda sürekli bulunan düşük genlikli doğal ve yapay titreşimler kaydedilir.
Özellikle hassas cihaz araştırmalarında patlatma veya başka bir dış etki oluşmadan önce gerçekleştirilen mikrotremör ölçümleri, ortamın referans titreşim seviyesinin (baseline) belirlenmesini sağlar.
Böylece:
Normal durum → Titreşim olayı → Olay sonrası
karşılaştırması gerçekleştirilebilir.
Gerekli durumlarda spektral ve HVSR analizleri kullanılarak zemin veya ölçüm noktasındaki baskın frekans davranışı da araştırılabilir.
Zemin – Yapı – Cihaz Titreşim İletimi
Titreşim kaynağının hassas cihaz üzerindeki gerçek etkisini belirlemek için tek noktadan ölçüm yerine çok noktalı ölçüm düzeni uygulanabilir.
Dış Zemin → Yapı Temeli → Döşeme → Hassas Cihaz
noktalarına yerleştirilen senkronize sensörler ile titreşimin yapı boyunca nasıl değiştiği belirlenir.
Örneğin dış zeminde oluşan belirli bir frekanstaki titreşimin cihaz noktasında büyüyüp büyümediği araştırılabilir.
Bu yaklaşım ile titreşim büyütmesi, sönümleme davranışı, rezonans ve titreşim iletim karakteristiği değerlendirilebilir.
Ölçülen Parametreler
Titreşim Hızı – Velocity (mm/s, µm/s)
Zemin veya yapının titreşim hareketinin hız bileşenidir. Patlatma ve yapı titreşimlerinin değerlendirilmesinde yaygın olarak kullanılır.
İvme – Acceleration (m/s², g)
Özellikle hassas cihazlar ve yüksek frekanslı titreşimlerin değerlendirilmesinde önemlidir.
Yer Değiştirme – Displacement (µm, mm)
Titreşim sırasında meydana gelen fiziksel hareket miktarını ifade eder.
PPV – Peak Particle Velocity
Ölçüm sırasında kaydedilen maksimum parçacık hızının belirlenmesinde kullanılır.
RMS – Root Mean Square
Belirli bir süre içerisindeki titreşim seviyesinin etkin değerinin değerlendirilmesini sağlar.
Frekans – Frequency (Hz)
Titreşim enerjisinin hangi frekanslarda yoğunlaştığını gösterir.
Frekans ve Rezonans Analizi
Titreşim genliğinin tek başına değerlendirilmesi bazı hassas cihaz uygulamalarında yeterli olmayabilir.
Örneğin düşük genlikli bir titreşim, cihazın veya bulunduğu yapının hassas olduğu frekans aralığına denk geliyorsa çalışma performansını etkileyebilir.
Bu nedenle kayıtlar üzerinde:
FFT • Power Spectral Density (PSD) • Spektrogram • Baskın Frekans • Zaman-Frekans Analizi
uygulanabilir.
Bu analizler ile patlatma veya makine kaynaklı titreşim enerjisinin hangi frekanslarda yoğunlaştığı ve bu frekansların yapı veya hassas cihazın kritik çalışma bantlarıyla ilişkisi değerlendirilebilir.
Kullanılan Ölçüm Sistemleri
Projenin hedeflenen frekans ve titreşim seviyesine göre farklı sensörler kullanılabilir:
3 Bileşenli Jeofonlar
Zemin ve yapı titreşimlerinin üç eksende kaydedilmesi.
Broadband Sismometreler
Çok düşük seviyeli ve geniş frekans aralığındaki titreşimlerin izlenmesi.
Yüksek Hassasiyetli İvmeölçerler
Hassas cihazlar, makineler ve yapıların ivme davranışının ölçülmesi.
Titreşim Veri Kayıt Sistemleri
Uzun süreli ve sürekli titreşim izleme çalışmalarında kullanılır.
Burada sensör seçimi özellikle önemlidir. Kullanılacak sistemin frekans aralığı, hassasiyeti, dinamik aralığı ve örnekleme hızı, araştırılan titreşim kaynağına göre belirlenir.
Veri İşleme ve Analiz
Ölçülen titreşim verileri proje amacına göre farklı analizlerden geçirilir.
Sürekli Kayıt
↓
X / Y / Z Titreşim Bileşenleri
↓
PPV – RMS – İvme – Yer Değiştirme
↓
FFT / PSD / Spektral Analiz
↓
Baskın Frekans ve Rezonans Analizi
↓
Zemin – Yapı – Cihaz Karşılaştırması
↓
Titreşim Etki Değerlendirmesi
Raporlama ve Sonuçlar
Çalışma sonucunda ölçüm amacına bağlı olarak aşağıdaki çıktılar hazırlanabilir:
- Üç bileşenli X/Y/Z titreşim kayıtları
- PPV değerleri
- Peak ve RMS titreşim seviyeleri
- İvme ve yer değiştirme değerleri
- FFT frekans spektrumları
- Power Spectral Density (PSD) grafikleri
- Zaman–frekans spektrogramları
- Baskın frekans analizi
- Patlatma olaylarının zaman kayıtları
- Arka plan ve olay anı karşılaştırmaları
- Ölçüm noktaları arasında titreşim iletim analizi
- Zemin–temel–döşeme–cihaz karşılaştırması
- Uygun olması halinde üretici titreşim limitleriyle karşılaştırma
Örnek Araştırma Yaklaşımı
Örneğin yakındaki patlatmalardan etkilendiği düşünülen hassas cihazların bulunduğu bir fabrikada çalışma:
1. Arka plan mikrotremör/titreşim ölçümü
Fabrikanın normal çalışma koşullarındaki titreşim seviyesi belirlenir.
2. Çok noktalı sensör kurulumu
Dış zemin, bina temeli/döşemesi ve hassas cihaz çevresine sensörler yerleştirilir.
3. Patlatma sırasında sürekli kayıt
Patlatma kaynaklı dalga alanı üç bileşenli olarak kaydedilir.
4. PPV, ivme ve frekans analizi
Patlatmanın maksimum titreşim seviyesi ve frekans içeriği belirlenir.
5. Zemin → yapı → cihaz iletim analizi
Titreşimin yapı içerisinde büyüyüp büyümediği veya sönümlendiği incelenir.
6. Hassas cihaz etki değerlendirmesi
Sonuçlar cihazın teknik kriterleri ve proje için belirlenen uygun değerlendirme kriterleri ile karşılaştırılır.
