Vibration monitoring is required for reliable thermosonic testing to decide whether sufficient vibration is achieved in each test for the detection of cracks. From a practical point of view, a cheaper and convenient monitoring method is better for the application to real tests. Therefore, the performance of different sensors for vibration monitoring was investigated and compared in this study to find a convenient and acceptable measurement method for thermosonics. Velocity measured by a laser vibrometer and strain provide an equivalent HI when measured at the same position. The microphone can provide a cheaper vibration monitoring device than the laser and the heating index calculated by a microphone signal shows similar characteristics to that calculated from velocity measured by the laser vibrometer. The microphone frequency response shows that it underestimates high frequency components but it is applicable to practical tests because it gives a conservative value of HI.
This paper proposes an alternative vibration detection method in a squirrel-cage induction motor using flux sensors. The air-gap flux will be changed when mechanical vibration occurs by bearing fault as well as broken rotor bar and air-gap eccentricity. For detecting those flux variations due to vibration, search coils are installed at stator slots. The induction motor with 380 [V], 7.5 [kW], 4 [Poles], 1,760 [rpm] ratings is used. Magnitudes and distortion of the induced voltage from flux sensors are used to discriminate faulted types. As a result, the flux sensor has been proven to be useful for vibration detection. It is compared to the result with vibration sensor as well.
Sun, Ke;Zhang, Wei;Ding, Huaping;Kim, Robin E.;Spencer, Billie F. Jr.
Smart Structures and Systems
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제19권1호
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pp.1-10
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2017
The operation of subway trains induces secondary structure-borne vibrations in the nearby underground spaces. The vibration, along with the associated noise, can cause annoyance and adverse physical, physiological, and psychological effects on humans in dense urban environments. Traditional tethered instruments restrict the rapid measurement and assessment on such vibration effect. This paper presents a novel approach for Wireless Smart Sensor (WSS)-based autonomous evaluation system for the subway train-induced vibrations. The system was implemented on a MEMSIC's Imote2 platform, using a SHM-H high-sensitivity accelerometer board stacked on top. A new embedded application VibrationLevelCalculation, which determines the International Organization for Standardization defined weighted acceleration level, was added into the Illinois Structural Health Monitoring Project Service Toolsuite. The system was verified in a large underground space, where a nearby subway station is a good source of ground excitation caused by the running subway trains. Using an on-board processor, each sensor calculated the distribution of vibration levels within the testing zone, and sent the distribution of vibration level by radio to display it on the central server. Also, the raw time-histories and frequency spectrum were retrieved from the WSS leaf nodes. Subsequently, spectral vibration levels in the one-third octave band, characterizing the vibrating influence of different frequency components on human bodies, was also calculated from each sensor node. Experimental validation demonstrates that the proposed system is efficient for autonomously evaluating the subway train-induced ambient vibration of underground spaces, and the system holds the potential of greatly reducing the laboring of dynamic field testing.
For monitoring of the civil and building structure, optical fiber sensors are very convenient. The fiber sensors are very small and do not disturb the structural properties. They also have several merits such as electro-magnetic immunity, long signal transmission, good accuracy and multiplexibility in one sensor line. Strain measurement technologies with fiber optic sensors have been investigated as a part of smart structure. In this paper, we investigated the possibilities of fiber optic sensor application to the monitoring of beam-column joints of structures. We expect that the fiber optic sensors replace electrical strain gauges. The commercial electric strain gauges show good stability and dominate the strain measurement market. However, they lack durability and long term stability for continuous monitoring of the structures. In order to apply the strain gauges, we only have to attach them to the surfaces of the structures. In this paper, we investigate the possibility of using fiber optic Bragg grating sensors to joint structure. The sensors show nice response to the structural behavior of the joint.
For monitoring of the civil and building structure, optical fiber sensors are very convenient. The fiber sensors are very small and do not disturb the structural properties. They also have several merits such as electro-magnetic immunity, long signal transmission, good accuracy and multiplicity of one sensor line. Strain measurement technologies with fiber optic sensors have been investigated as a part of smart structure. In this paper, we investigated the possibilities of fiber optic sensor application to the monitoring of beam-column joints of structures. We expect that the fiber optic sensors replace electrical strain gauges. The commercial electric strain gauges show good stability und dominate tile strain measurement market. However, they lack durability and long term stability for continuous monitoring of the structures. In order to apply the strain gauges, we only have to attach them to the surfaces of the structures. In this paper, we investigate the possibility of using fiber optic Bragg grating sensors to joint structure. The sensors show nice response to the structural behavior of the joint.
최근 MEMS 센서는 기계상태감시에 있어서 전력소모, 크기, 비용, 이동성, 응용 등에 있어서 각광을 받고 있다. 특히, MEMS 센서는 스마트센서와 통합가능하고, 대량생산이 가능하여 가격이 저렴하다는 장점이 있다. 이와 관련한 기계상태감시를 위한 많은 실험적 연구가 수행되고 있다. 이 논문은 MEMS 센서들을 3 가지 인공지능 분류기 성능평가를 위한 비교연구에 대해 설명하고 있다. 회전기계에 MEMS 가속도와 전류센서들을 부착하여 데이터를 취득했고, 특징추출과 파라미터 최적화를 위해 Cross validation 기법을 사용하였다. MEMS 센서를 이용한 결함분류기 적용은 적합하다고 판단된다.
Active vibration isolation systems need the following performance specifications which are different from those of existing positioning systems: usage of seismic sensors, strict suppression of phase lead/lag in signal processing for sensors and actuators, excellent control in low frequency range and so on. In consideration of such specifications, a 3-DOF precision stage for vibration isolation is designed and modeled based on the physical characteristics. Then the major parameters such as spring constants and damping coefficients are valued by the system identification method using empirical transfer function. Finite element analysis is used as a verification and simulation tool throughout this research. This paper lays the foundation for the future research on the control of the active vibration isolation system.
This research is concerned with the multiple PPF and the modified LQG controller design for active vibration control of intelligent structures. The intelligent structure is defined as the structure equipped with smart actuators and sensors. Various control techniques aimed for the piezoceramic sensors and actuators have been proposed for the active vibration control of smart structures and some of them prove their effectiveness experimentally. In this paper, the multiple PPF controller and the modified LQG controller are developed and applied to the smart grid structure. The multiple PPF control and the modified LQG control can be classified as the classical and the modern control techniques. respectively. The experimental results show that both control techniques are effective in suppressing vibrations. Two control techniques are compared with respect to the design process. the ease of implementation and the effectiveness
The response characteristics of AE (acoustic emission) sensors with a coupled vibration mode and a non-coupled vibration mode were investigated according to PD(partial discharge) quantities in XLPE (cross linked polyethylene) sheets and craft papers immersed in insulating oil. The response voltages of a coupled vibration mode AE sensor were linearly proportional to the PD quantities up to 1,000 pC in XLPE sheets, while a non-coupled vibration mode AE sensor did not show the similar linearity. In case of a test of craft papers immersed in insulating oil, a linearity between response voltages and PD quantities was observed up to 550 pC, but after that, similar linearity between response voltage of any types of AE sensor and PD quantities was not shown.
This paper investigates optimal locations of piezoelectric actuators and sensors on a thin plate. To locate actuators and sensors properly is important in controlling modal vibrations well. A piezoelectric sensitivity index is introduced to select optimal locations for vibration control of each mode. The sensitivity expresses the efficiency of actuating and sensing modal forces according to locations of a piezoelectric material on a plate. The piezoelectric sensitivities for two types of plate, an all-clamped plate, and a free-free plate, are derived theoretically and are verified experimentally. Also, its usefulness Is experimentally shown to control vibration of the all-clamped plate with piezoelectric materials.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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