Metan tespit robotu üretimi ve ısı dayanımının kompozit malzeme kullanımı ile yükseltilmesi
Manufacturing methane detection robot and increasing its heat resistance by using composite materials
Yazar: OĞUZHAN ŞENEL
Danışman: DOÇ. DR. GÜRCAN SAMTAŞ
Düzce Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kompozit Malzeme Teknolojileri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Isı dayanımı = Heat strength ; Kompozit malzemeler = Composite materials ; Metan = Methane ; Robotlar = Robots ; Tasarım = Design

Özet:
19. yüzyıldan itibaren robotlar risk faktörünün yüksek olduğu çalışma ortamlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Çöp fabrikalarında yoğun miktarda bulunan metan gazının tutuşarak patlaması ve akabinde ciddi can ve mal kayıplarına yol açması, bu alanda güvenlik robotlarının kullanımını zorunlu hale getirmiştir. Bu çalışmada, bulunduğu alanda tarama yaparak metan sızıntısını tespit eden mobil bir güvenlik robotu geliştirilmiştir. Metan sızıntısı tespit edildiğinde robot uyarı vererek patlama koşulları oluşmadan önce metan gazının tahliye edilmesine olanak sağlamaktadır. Gerekli önlemler alınsa da patlama riski hiçbir zaman tamamen ortadan kalkmamaktadır. Bu nedenle aleve ve yüksek sıcaklığa maruz kalması durumunda, iç sıcaklığın belirli bir süre boyunca içerideki elektronik aygıtların zarar görmeyeceği seviyede tutulması adına robotun ısı dayanımı artırılmıştır. Bu işlem için iki ayrı materyal kullanılmıştır. Birinci materyal robotun tutuşmaya karşı dayanım kazanmasını sağlayacak olan paslanmaz çelik sacdır. İkinci materyal ise ısı yalıtımını sağlayacak olan seramik elyaftır. Şasinin tasarım ve üretiminin ardından seramik elyafın paslanmaz iç gövdeye sabitlenmesi ile ısı yalıtım işlemi tamamlanmıştır. Isı dayanımının artırılmasının ardından yapılan testlerde robot 200°C sıcaklıkta 15 dakika boyunca içerisindeki elektronik aygıtları korumayı başarmıştır. Robotun yüksek sıcaklığa dayanıklı hale gelmesi, olası bir yangının ilk dakikalarında ortam verisini dışarı aktarmasına ve gerekli önlemlerin alınmasına imkân sağlayacaktır.

Abstract:
Robots have been widely used in working areas with a high-risk factor since the 19th century. The dense methane gas in garbage factories may explode and cause loss of lives and properties, so security robot usage has become obligatory in this working area. This study developed a mobile security robot that detects methane gas leakage by scanning the area. The robot enables the degasification of methane gas before the explosion conditions are occurred by giving a warning when the leakage is detected. Even though the necessary precautions are taken, the explosion risk will not be eliminated. Thus, the heat resistance of the robot is increased with an isolation process to keep the inner temperature of the chassis below the harmful level to the electronic components inside. Two different materials are used throughout the process. The first material is stainless steel which can protect the cache against flames and igniting, and the second material is ceramic fiber for thermal insulation. After designing and manufacturing the stainless chassis, the isolation process was completed by applying the ceramic fiber to the inner surface of the robot. The robot managed to protect its inner electronic components for 15 minutes at 200 °C during the heat resistance tests. Becoming resistant to high temperatures will allow the robot to transfer the data to the authorized units and prevent the spread of fire.