ساخت و کالیبراسیون یک حسگر پیزوالکتریک بی‌سیم جهت اندازه‌گیری تنش‌های دینامیکی در سازه‌های فولادی

در این مطالعه، برای اندازه‌گیری ارتعاشات دینامیکی سازه­های فولادی یک حسگر پیزوالکتریک بی­سیم ساخته شده است. برخلاف استفاده گسترده از حسگرهای پیزوالکتریک در مهندسی هوافضا، کاربرد این حسگرها در سازه‌های متداول فلزی مورد استفاده در مهندسی عمران بسیار اندک است. هدف از این تحقیق بررسی عملکرد حسگرهای پیزوالکتریک بی‌سیم جهت ارزیابی و پایش سلامت سازه­ها و قطعات فولادی است. بدین منظور، یک شبکه الکتریکی بی‌سیم برای ثبت ولتاژ خروجی حسگر پیزوالکتریک طراحی و ساخته شده است. سپس، حسگر پیزوالکتریک و شبکه بی­سیم همراه آن با استفاده از چسب روی یک پروفیل فولادی از قبل آماده‌ شده، نصب گردیده است. بارهای مکانیکی مختلفی بر روی نمونه فولادی اعمال شده و ولتاژ استخراج شده از حسگر بی­سیم پیزوالکتریک در کامپیوتر ذخیره می‌شود. رابطه‌ای ریاضی بین دامنه بار اعمال‌ شده و ولتاژ خروجی ارائه ‌شده است. نتایج آزمایش‌های تجربی نشان می‌دهد که حسگر پیزوالکتریک ساخته ‌شده قادر است بزرگا و الگوی بارهای دینامیکی اعمال شده به پروفیل فولادی را با دقت کافی پیش‌بینی نماید.