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Applicazione di apparecchiature per il rilevamento di danni da crepe nel calcestruzzo

Visualizzazioni: 10 Autore: Editor del sito Orario di pubblicazione: 04/12/2018 Origine: Sito

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Le prestazioni sempre più elevate di i materiali ceramici piezoelettrici ne hanno fatto la classe più utilizzata di ceramiche piezoelettriche funzionali. Non solo utilizzato in prodotti industriali e civili, come filtri ceramici, discriminatori ceramici, attenuatori ceramici nelle apparecchiature di comunicazione; trasduttori acustici subacquei e rilevatori di siluri per comunicazione e rilevamento subacquei; radar, televisione, trasformatori ceramici e dispositivi ceramici a onde superficiali, ma anche un gran numero di applicazioni in ambito militare, come le ceramiche piezoelettriche costituite da trasduttori acustici subacquei, possono eseguire senza problemi la navigazione subacquea, la comunicazione, la ricognizione di navi nemiche, la pulizia delle mine d'acqua nemiche per lavoro; la spoletta piezoelettrica realizzata in ceramica piezoelettrica può accendere e uccidere con precisione armi come proiettili esplosivi. Inoltre, è ampiamente utilizzato anche nella misurazione di precisione, nella navigazione, nel rilevamento di difetti ad ultrasuoni, nella pulizia ad ultrasuoni e nella diagnosi ad ultrasuoni. Con lo sviluppo della tecnologia a montaggio superficiale (SMT), la formazione di chip multistrato funzionali verranno gradualmente richiesti componenti di piastre piezoelettriche per la raccolta di energia , integrazione di componenti chip, simulazione di componenti integrati e multifunzione. Al momento, la questione più scottante delle ultime ricerche è come realizzare l'integrazione multifunzionale della ceramica piezoelettrica e ottenere un nuovo tipo di dispositivo piezoelettrico che sia integrato, intelligente e miniaturizzato.

Come collegamento di accoppiamento elettromeccanico, i materiali piezoelettrici possono essere approssimativamente suddivisi in due aspetti: dispositivi piezoelettrici ceramici di controllo della frequenza rappresentati da risonatori piezoelettrici e applicazioni quasi-statiche che convertono l'energia meccanica e l'energia elettrica. Compresi vibratori piezoelettrici e dispositivi di controllo della frequenza piezoelettrici in ceramica, trasformatori piezoelettrici, trasduttori piezoelettrici e motori ultrasonici piezoelettrici. Nell'applicazione di strumenti di precisione, i trasduttori piezoelettrici e i vibratori piezoelettrici sono i più comuni. Quella che segue è un'introduzione a vari esempi di strumenti di precisione, concentrandosi sulle prestazioni di varie applicazioni ceramiche piezoelettriche.

I trasduttori piezoceramici a piastra piezoelettrica hanno molte caratteristiche nelle apparecchiature di rilevamento di precisione a causa delle loro sottili caratteristiche nella conversione reciproca di energia meccanica ed energia elettrica, ovvero c'è un evidente feedback del segnale elettrico data una leggera deformazione meccanica. Le caratteristiche comuni di tali applicazioni sono una migliore precisione di misurazione, una forte capacità anti-interferenza e un'ampia gamma di applicazioni. Ha una buona prospettiva applicativa nel rilevamento di piccoli cambiamenti.

Apparecchiature per il rilevamento di danni da crepe nel calcestruzzo

I materiali in calcestruzzo sono uno dei componenti principali delle strutture di ingegneria civile. Le crepe rappresentano il principale fattore di danno alla sicurezza delle strutture in calcestruzzo. Pertanto, il monitoraggio dei materiali in calcestruzzo è molto importante. Le modalità di monitoraggio sanitario delle strutture che utilizzano Il trasduttore piezoceramico è principalmente suddiviso in metodi passivi e metodi attivi, mentre questi ultimi possono essere suddivisi in metodi di impedenza meccanica e metodi di propagazione delle onde. Tra questi, il metodo di analisi della propagazione delle onde è stato originariamente proposto dalla lesione quando il materiale composito veniva monitorato. Il metodo può monitorare efficacemente la delaminazione e il danno da fatica nel materiale composito e ha un'elevata sensibilità alle crepe nel metallo. Basandosi sull'applicazione di questo metodo nel monitoraggio dei compositi, i ricercatori hanno provato a utilizzare la ceramica piezoelettrica per il monitoraggio dello stato delle strutture in calcestruzzo. La ceramica piezoelettrica è sepolta nel calcestruzzo e il segnale del danno da fessurazione viene utilizzato per monitorare il danno da fessurazione nel calcestruzzo. Una tecnologia intelligente del calcestruzzo basata sull'interrato è stato creato il cristallo piezoelettrico del disco piezoelettrico .

IL il trasduttore piezoelettrico a ultrasuoni è sepolto nel calcestruzzo ed è eccitato per generare onde di stress nel calcestruzzo. Secondo il principio del metodo delle onde, il sensore ceramico piezoelettrico sviluppato da noi viene utilizzato per monitorare il processo di danneggiamento delle crepe nel calcestruzzo. L'indice di danno definito dal metodo di analisi del pacchetto wavelet viene utilizzato per calcolare il danno in diverse condizioni di lavoro. I risultati mostrano che l'andamento della variazione dell'indice di danno è in buon accordo con l'andamento dello sviluppo del corrispondente segnale di monitoraggio dell'estensimetro e della curva carico-spostamento. Monitoraggio e identificazione del danno da fessurazione. L'apparecchiatura per il rilevamento di crepe che utilizza ceramica piezoelettrica è sufficientemente precisa da soddisfare i requisiti di risoluzione della maggior parte dei progetti. Inoltre, l'importo da calcolare è relativamente piccolo quando si calcolano i parametri della cricca, il che consente di risparmiare notevolmente tempo di progettazione. Nelle applicazioni pratiche, le crepe astratte vengono trasformate in dati e immagini specifici, il che promuove notevolmente la semplificazione della progettazione ingegneristica. Lo stesso principio può essere utilizzato anche per la previsione dei terremoti e il rilevamento di crepe in oggetti di grandi dimensioni. Lo svantaggio di questo metodo risiede nel fatto che il sensore ceramico piezoelettrico viene sepolto nel calcestruzzo per ottenere una forma d'onda corrispondente e non è possibile rilevare piccoli oggetti, come ad esempio crepe metalliche. E c'è un grande limite a un ulteriore miglioramento della precisione.