Geri Dön

Wireless radio frequency sensors for structural health monitoring

Yapısal sağlık izlemeye uygun kablosuz radyo frekansı sensörleri

  1. Tez No: 286295
  2. Yazar: HATİCE ERTUĞRUL
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR, DOÇ. DR. VAKUR B. ERTÜRK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Kablosuz sensörler, yarıklı halka rezonatörler, yapısal sağlık izleme, Wireless sensors, split ring resonators, structural health monitoring
  7. Yıl: 2011
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 78

Özet

Yapısal sağlık izleme inşaat mühendisliği için büyük önemi olan bir konudur. Herhangi bir yapının mekanik sağlık durumunu belirlemek için yapıdaki küçük gerilim değişikliklerini gerçek zamanlı olarak gözlemleyebilmek gerekir. Bugüne kadar çeşitli gerilim sensörü türleri tasarlanmış ve yapılardaki gerilimi gözlemek için kullanılmıştır. Fakat basit tasarımı olan, düşük maliyetli ama aynı zamanda plastik deformasyon esnasında hassas ölçüm yapabilen bir gerilim sensörü tasarlamak ve çalışmasını sağlamak teknik olarak zor bir iştir. Biz bu aşamada bütün bu zorluklara bir çözüm getimek amacıyla gerçek zamanlı yapısal sağlık izlemede plastik deformasyon esnasında da kullanılabilecek, metamalzeme mimarisine dayalı, kablosuz ve radyo frekansında çalışabilecek basit bir gerilim sensörü öneriyoruz. Bu tür bir sensörü özellikle depremlerin sık yaşandığı coğrafi bölgelerde kullanmak büyük avantajlar sağlayabilir.Yapısal sağlık izleme için telemetrik olarak gerilim ölçmede kullanılmak üzere maliyeti düşük, yapımı kolay, pasif, radyo frekansında çalışan ve tarak benzeri yarıklı halka rezonatörlerin kesilip bir tel yardımıyla tekrar birleştirilmesinden oluşan sensör yapısı geliştirdik. Gerçek binalarda kullanılan çelik donatıya dışarıdan bir çekme kuvveti uygulanmasıyla birlikte S11 grafiğinde frekans kayması meydana geldiğini, bu frekans kayma miktarının sensör aralığı ve yük miktarıyla orantılı olarak değiştiğini gözlemledik ve böylece çelik çubukta meydana gelen uzama miktarını telemetrik olarak belirledik. Sonuçlarımız geliştirdiğimiz kablosuz sensörlerin gerçek zamanlı uzaktan yapısal sağlık izleme için uygun olabileceğini göstermektedir.

Özet (Çeviri)

Structural health monitoring (SHM) is fundamentally important in civil engineering. Sensing transient changes in strain build-up of a construction is essential for determining and assessing mechanical health of its structure. To date different types of strain sensors have been reported to monitor strain. However, it is technically challenging to design and operate a strain sensor at a reduced complexity and cost, while also achieving strain assessment in plastic deformation. In this study, to address this challenge, we propose a new class of wireless radio frequency (RF) strain sensors based on metamaterial-inspired architectures that allow for real-time SHM including the plastic deformation of steel rods. Such a capability is vitally critical especially in geographical locations where earthquakes frequently occur.To enable telemetric strain sensing for SHM, we developed cost-effective, easy-to-make, passive RF sensors composed of comb-like split ring resonators, each with a cut between the two halves making the splits and a wire jumper on one end making the ring. By externally applying loads on standard steel rods, which are used in buildings, we demonstrated that the frequency shift in S11 changes with the gap width and the applied load, and that the displacement on the steel rods can be monitored telemetrically. Our results indicate that these wireless sensors hold great promise for real-time remote SHM.

Benzer Tezler

  1. Wireless meta-structured RF probes for vibration sensing

    Titreşim algılama için kablosuz meta-yapılı RF probları

    TUĞBA KILIÇ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR

    PROF. DR. VAKUR BEHÇET ERTÜRK

  2. Elektrikli araçlar için kablosuz şarj cihazı tasarımı

    Designing a wireless charger for electrical vehicles

    BEKİR FİNCAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ÖZGÜR ÜSTÜN

  3. Development of multi-layer conductive polymer nanocomposites for electromagnetic shielding application

    Elektromanyetik kalkanlama uygulamaları için katmanlı iletken polimer nano kompozitlerinin geliştirilmesi

    FATMA ZEHRA ENGİN SAĞIRLI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI

    PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ

  4. Vestibüler sistem kaynaklı rahatsızlıkların kuvvet algılayıcıları tabanlı analizi

    Force sensor based analysis of vestibular system disorders

    TUNAY ÇAKAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERHAT İKİZOĞLU

  5. Novel wireless RF-biomems implant sensors of metamaterials

    Metamalzeme özgün kablosuz RF-biyomems implant sensörler

    ROHAT MELİK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR