Endüstriyel ortamlarda ultrasonik sızıntıların konum tespiti

Abstract

Enerji verimliliği diğer alanlarda olduğu gibi enerji tüketiminin olduğu endüstriyel tesislerde de yüksek önem teşkil etmektedir. Enerji verimliliğinin arttırılması üretim maliyetinin düşmesi ve çevre kirliliğinin azalmasına fayda sağlar. Endüstriyel tesislerde yoğunlukla tercih edilen basınçlı hava sistemlerinde oluşan kaçakların sistem verimine etkisi göz ardı edilemeyecek kadar yüksektir. Basınçlı hava sistemlerindeki kaçaklar ultrasonik frekanslarda akustik sızıntılar oluşturmaktadır. Günümüzde ultrasonik sızıntılar basit taşınabilir cihazlar veya akustik kameralarla yapılan periyodik bakım ile yerinde tespit edilmektedir. Bu tez çalışmasında basınçlı hava sistemlerinde oluşan sızıntıların hızlıca tespit edilmesi ve sorunun giderilmesiyle bakım maliyetleri, enerji ve iş gücü kaybının düşürülmesine yardımcı olacak bir sistemin tasarımına odaklanılmıştır. Tez çalışmasında merkezinde bir kamera bulunan farklı geometrilerde dörtlü mikrofon dizileri tasarlanarak üretilmiştir. Mikrofonlardan algılanan ses sinyalleri, tasarlanan harici ses kartı ile USB portu üzerinden bilgisayara aktarılarak veri seti oluşturulmuştur. Böylece kameradan görüntülenen sızıntı kaynağının konumu ile kullanılan algoritmada hesaplanan sonuçları karşılaştırılmıştır. Çalışmada, benzetimi yapılan ultrasonik sızıntının konum tespiti ve görüntü üzerinde işaretlenmesinde MATLAB 2023b programı ve kütüphaneleri kullanılmıştır. Oluşturulan sitemin gerçek endüstriyel ortamlarda veya daha farklı ortamlarda ne gibi geliştirmelerle daha başarılı sonuç verebileceği çalışmanın tartışma konusudur.

Energy efficiency is of great importance in industrial facilities where energy consumption occurs, as in other areas. Increasing energy efficiency helps reduce production costs and environmental pollution. The impact of leaks on the system efficiency in compressed air systems, which are mostly preferred in industrial facilities, is too high to be ignored. Leaks in compressed air systems create acoustic leaks at ultrasonic frequencies. Nowadays, ultrasonic leaks are detected on-site with periodic maintenance using simple portable devices or acoustic cameras. This thesis study focuses on the design of a system that will help quickly detect and eliminate leaks in compressed air systems and reduce maintenance costs, energy and labor loss. In the thesis study, quadruple microphone arrays with different geometries with a camera in the center were designed and produced. The data set was created by transferring the sound signals detected from the microphones to the computer via the USB port with the designed external sound card. Thus, the location of the leak source viewed from the camera was compared with the results calculated in the algorithm used. In the study, MATLAB 2023b program and libraries were used to locate the simulated ultrasonic leak and mark it on the image. The subject of discussion of the study is what kind of improvements can make the created system more successful in real industrial environments or in different environments.