23907

ارزيابي آرايش‌هاي مختلف حسگر فيبرنوري جهت شناسايي آسيب در سازه

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران - مهندسي سازه

1396

1399/12/28

دكترغلامرضا قدرتي اميري

عمران

پايش مستمر سازه بر مبناي اطلاعات بدست آمده از حسگرهاي دقيق و قابل اطمينان استواراست. با توسعه روش‌هاي شناسايي آسيب، مزاياي حسگر فيبرنوري و نقش آنها در شناسايي خرابي بسيار مورد توجه بوده‌است. دراين تحقيق شايستگي آرايش‌هاي مختلف حسگرها در يك سازه پنج طبقه بتني به‌واسطه تعريف شاخصي برپايه همبستگي مودال ارزيابي شده و با ارائه الگوريتم ابتكاري همسايگي حسگرها، امكان‌سنجي تجمع حسگرهاي نقطه‌اي در برداشت حداكثر اطلاعات موضعي و همچنين امكان استفاده از حسگرهاي شبه توزيع شده فيبرنوري دركنارحسگرهاي نقطه‌اي پيشنهاد مي‌گردد كه همزمان با ارائه طول حسگر، موقعيت آن در طول‌المان مشخص مي‌شود. اين ارزيابي با در نظرگرفتن تركيب حالت‌هاي چيدمان به‌جاي جايگشت، با پنج حسگر و چهار حسگر و همچنين با دو و سه حسگر براي ده حالت غيرتكراري انجام شده‌است. مقاديرشاخص بدست‌آمده با نتايج الگوريتم همسايگي حسگرها مقايسه شده‌است. با توجه به بررسي صورت‌گرفته اگرچه با همسايگي حسگرها يا افزايش طول حسگر، امكان برداشت حداكثر اطلاعات آسيب در حوزه مشخصي از يك المان سازه ميسر است، ولي همواره منجر به آرايش بهينه جامع در مجموعه حسگر نخواهد بود و پراكندگي متقارن حسگرها نتايج بهتري را ارائه خواهد داد. علاوه برآن، ارزيابي درصد شايستگي تعداد حسگر مشخص با الگوريتم همسايگي حسگرها و بدون آن، به‌نسبت هزينه انجام شده‌است. با كاهش هزينه چيدمان به دو حسگر، نتايج شاخص با مجاورت حسگرها، بسيار متفاوت با نوع پراكنده آن خواهدبود و مقدار شاخص بالاتري ارائه مي‌گردد. لذا حالت بهينه و اقتصادي در تقابل بين دو محدوديت تعداد حسگرها و پراكندگي متقارن آنها بدست مي‌آيد.

1400/03/30

Evaluation of various optical fiber sensor locations to structural damage detection

3/19/2022 12:00:00 AM

Continuous monitoring of the structure is based on information obtained from accurate and reliable sensors.With the development of damage detection methods, the advantages of fiber optic sensors and their role in damage detection have been highly considered. In this research, the suitability of different layouts of sensors in a five storey concrete structure has been evaluated by defining an index based on modal correlation. By presenting the innovative algorithm of neighborhood of sensors, the feasibility of aggregation of point sensors in the collection of maximum local information and also the possibility of using quasi distributed fiber optic sensors along with point sensors is proposed. That at the same time as presenting the length of the sensor, its position along the element is determined. This evaluation is performed by considering the combination of sensor layouts instead of permutation, with five sensors and four sensors and also with two and three sensors for ten non repetitive states. The obtained results for index values are compared with results for algorithm of the neighborhood of sensors. According to the study, although with the proximity of sensors or increasing the length of the sensor, it is possible to extract maximum information of damage in a specific area of a structural element, but it would not lead always to a comprehensive optimal layout in the sensor arrangement, and the symmetrical scattering of the sensors will provide a better results. The evaluation of the suitability percentage of a certain number of sensors with and without the sensor neighborhood algorithm has been done in terms of cost. By reducing the cost of the number of sensor layout to two sensors, the index value with the proximity of sensors will be very different from the scattered type and a higher index value will be provided. The optimal and economic state is obtained in the opposition between two constraints of Number of sensors and their symmetrical scatter.

حسگر فيبرنوري , پايش سلامت سازه , شناسايي آسيب , همسايگي حسگرها

Optical fiber sensor , Structural health monitoring , Damage detection , Neighborhood of sensors