Schade-identificatie op basis van trillingen is een bekende methode om de gezondheidsmonitoring van civiele techniekstructuren te ondersteunen. Schade in dergelijke structuren kan worden vastgesteld door veranderingen in de natuurlijke frequenties, dempingsfactoren of modale verplaatsingen van de structuur te meten. Echter, dit benadering ondervindt problemen door de lage gevoeligheid van deze natuurlijke frequenties en modale verplaatsingen voor bepaalde soorten schade. Modale spanningen en krommingen kunnen gevoeliger zijn voor lokale schade, maar directe monitoring van deze grootheden met voldoende ruimtelijke resolutie is momenteel niet mogelijk met de huidige meettechnieken, vanwege de zeer lage spanningsniveaus (< 1 microstrain) bij omgevings- of operationele excitatie van de civiele structuur.
Om met dit probleem om te gaan, heeft het Brussels Photonics Team B-PHOT van de VUB een innovatieve mechanische transducer ontwikkeld, uitgerust met een optische vezel Bragg-grating (FBG)-sensor. Deze transducer versterkt mechanisch de spanning die een civiele techniekstructuur ervaart en past die versterkte spanning toe op een optische vezelsensor met een versterkingsfactor groter dan 30 (voor een transducer met externe afmetingen van 380 mm x 105 mm en een meetspanninglengte van 275 mm). Het werkingsprincipe van de transducer maakt gebruik van een symmetrische uitkragende structuur die de spanning vergroot die de FBG-sensor ervaart in vergelijking met de spanning die op de transducer zelf wordt toegepast. De afmetingen kunnen worden aangepast in functie van de algehele meetspanninglengte, het relevante frequentiebereik en de beoogde spanningversterking. De transducer kan worden gemonteerd op het oppervlak van betonnen civiele techniekstructuren om hoogwaardige metingen van modale spanning tegen lage kosten te ondersteunen.
EP16195193.4 Mechanical Strain Amplifying Transducer
Duik in het onderzoeksportaal en ontdek alle mogelijkheden.
