EN 14579 Doğal Taş Test Yöntemleri - Ses Hızı Yayılımının Belirlenmesi

Bir Avrupa standardı olan “EN 14579 Doğal taş test yöntemleri - Ses hızı yayılımının belirlenmesi” standardında, doğal taşlarda ultrasonik uzunlamasına dalgaların yayılma hızının hem laboratuvarda hem de yerinde belirlenmesine yönelik bir yöntem açıklanmaktadır.

Test uygulanırken prensip olarak test edilen taşın bir yüzeyi ile temas halinde tutulan bir elektro-akustik dönüştürücü tarafından uzunlamasına titreşimlerden oluşan bir darbe üretilir. Taşta bilinen bir yol uzunluğunu geçtikten sonra, titreşim darbesi ikinci bir dönüştürücü tarafından bir elektrik sinyaline dönüştürülür ve elektronik zamanlama devreleri darbenin geçiş süresinin ölçülmesini sağlar.

Bu testlerde kullanılan cihaz esas olarak bir elektrik darbe jeneratörü, bir çift dönüştürücü, bir amplifikatör ve ileten dönüştürücüde üretilen bir darbenin başlangıcı ile alıcı dönüştürücüye varışı arasındaki zaman aralığını ölçmek için bir elektronik zamanlama cihazından oluşur.

İki tür elektronik zamanlama cihazı bulunmaktadır:

• Darbenin ilk ön yüzünün uygun bir zaman ölçeğine göre görüntülendiği bir osiloskop
• Doğrudan okuma dijital ekranlı bir aralık zamanlayıcısı

Bir osiloskop, karmaşık durumlarda avantajlı olabilen dalga formunu inceleme olanağı sağlar.

Testlerde kullanılan cihaz şu performans gerekliliklerine uymalıdır:

• Kalibrasyon çubuğundaki geçiş sürelerini artı/eksi 0,1 µs doğrulukla ölçmesi
• Keskin bir darbe başlangıcı sağlamak, yani ileten dönüştürücüye uygulanan elektronik uyarım darbesinin doğal periyodunun dörtte birinden daha büyük olmayan bir yükselme süresine sahip olması
• Darbe tekrarlama frekansının, alınan sinyalin başlangıcının yankılanmalar tarafından engellenmemesini sağlayacak kadar düşük olması

Testlerde ayrıca transdüserler kullanılır. Bu cihazların doğal frekansı 20 ila 150 kHz aralığında olmalıdır. Bazen 10 kHz kadar düşük ve 200 kHz kadar yüksek frekanslar kullanılabilir. Yüksek frekanslı darbelerin iyi tanımlanmış bir başlangıcı vardır, ancak doğal taştan geçerken daha düşük frekanslı darbelerden daha hızlı zayıflar. Bu nedenle kısa yol uzunlukları için (50 mm’ye kadar) yüksek frekanslı transdüserler (82 kHz ila 200 kHz) ve uzun yol uzunlukları için (maksimum 15 m’ye kadar) düşük frekanslı transdüserler (10 kHz ila 40 kHz) kullanmak tercih edilir. 40 kHz ila 82 kHz frekanslı transdüserlerin çoğu uygulama için yararlı olduğu bulunmuştur.

Testlerde darbenin varış zamanının belirlenmesi için de bir aparat kullanılır. Bu aparat, darbenin ilk ön yüzünün varış zamanını, darbenin ilk yarım dalgasına kıyasla küçük genlikte olsa bile, belirleyebilmelidir.

Ayrıca testlerde tartılacak kütlenin yüzde 0,01’i oranında doğruluk sağlayan bir tartı aleti ile 70 derece artı/eksi 5 derecelik bir sıcaklığı koruyabilen havalandırmalı bir fırın kullanılır.

Numune alma, özel olarak talep edilmediği sürece test laboratuvarının sorumluluğunda değildir. Homojen bir partiden en az 6 numune seçilmelidir.

Standart bir referans olarak numunelerin yüzeylerinin son hali testere ile kesilmiş veya pürüzleri alınmış olmalıdır. Test numuneleri artı/eksi 2 mm toleranslı 300 mm x 75 mm x 50 mm boyutlarında prizmalar olmalıdır. Taş anizotropi düzlemleri (örneğin tabakalanma, foliasyon) gösteriyorsa numuneler uzun eksenleri bu düzlemlere paralel veya dik olacak şekilde hazırlanmalıdır. Numuneler 70 derece artı/eksi 5 derece sıcaklıkta, sabit kütleye kadar kurutulmalıdır. Bu durumun, 24 saat artı/eksi 2 saatlik aralıklarla yapılan iki tartım arasındaki farkın, bu iki kütlenin ilkinin yüzde 0,1’inden fazla olmaması durumunda sağlandığı varsayılır.

Test yapılırken cihaz, üretici firma tarafından belirtilen çalışma koşulları içinde kullanılmalıdır. Tekrarlanabilir bir darbe hızı ölçümü sağlamak için, ölçümleri etkileyebilecek çeşitli faktörleri hesaba katmak gerekir. Gerekli bilgiler standart ekinde yer almaktadır (Ek B).

Transdüser düzenlemesi yapılırken, maksimum enerjinin yayıldığı yön, ileten transdüserin yüzüne dik açılarda olmasına rağmen, doğal taştan başka bir yönde geçmiş darbeleri tespit etmek mümkündür. Bu nedenle, iki transdüseri zıt yüze (doğrudan iletim), bitişik yüzlere (yarı doğrudan iletim) veya aynı yüze (dolaylı veya yüzey iletimi) yerleştirerek darbe hızı ölçümleri yapmak mümkündür.

Transdüserleri zıt yüzlere yerleştirmek gerekebilir, ancak doğrudan birbirinin karşısına yerleştirilmemelidir. Bu tür bir düzenleme yarı-doğrudan iletim olarak kabul edilmelidir. Dolaylı iletim düzenlemesi en az hassas olanıdır ve sadece doğal taşın tek bir yüzüne erişilebildiği veya taşın gövdesinin kendisinden daha çok yüzeye yakın katmanın mukavemetinin belirlenmesinin daha önemli olduğu yerinde ölçümler için kullanılmalıdır. Yarı-doğrudan iletim düzenlemesi diğer iki düzenleme arasında bir hassasiyete sahiptir ve sadece doğrudan düzenleme kullanılamadığında kullanılmalıdır.

Doğrudan iletim için, yol uzunluğu, artı/eksi yüzde 1 doğrulukla ölçülen dönüştürücüler arasındaki mesafedir. Yarı doğrudan iletim için, yol uzunluğunun dönüştürücülerin yüzlerinin merkezinden merkezine ölçülen mesafe olarak alınmasının genellikle yeterince doğru bulunmaktadır. Yol uzunluğunun ölçülmesinin doğruluğu, dönüştürücülerin merkezden merkeze mesafeye kıyasla boyutuna bağlıdır ve tahmin edilmelidir. Dolaylı iletimde, yol uzunluğu ölçülmez, ancak dönüştürücüler farklı mesafelerde olacak şekilde bir dizi ölçüm yapılır.

Kuruluşumuz, bilim ve teknoloji alanında dünyada yaşanan gelişmeleri yakından takip eden ve sürekli kendini geliştiren güçlü bir çalışan kadrosuna sahiptir. Çeşitli sektörlerdeki işletmeler için verilen çok sayıda test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları arasında, “EN 14579 Doğal taş test yöntemleri - Ses hızı yayılımının belirlenmesi” standardına uygun test hizmetleri de bulunmaktadır.