Wireless passive sensor for crack detection - conception and investigations

• Autorzy: Lisowski M. , Uhl T.

Warianty tytułu

PL

Bezprzewodowy, pasywny czujnik uszkodzeń powierzchni - koncepcja i badania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the concept of a passive, wireless sensor based on RFID technology, used for detecting cracks in ceramic parts, plates and equipment. It describes the conception of project of this kind of a sensor, its principle of operation and possible application. The paper deals with the second stage of investigations on this sensor (simulation and experiments of operating principle, prototypes that check manufacturing possibilities, process of transponder design).

PL

W artykule zaprezentowana została druga część badań nad bezprzewodowym czujnikiem opartym na technologii RFID, służącym do wykrywania uszkodzeń w elementach ceramicznych, używanych w wielu dziedzinach techniki. Koncepcja czujnika opiera się na stworzeniu obwodu rezonansowego składającego się z cewki planarnej, nadrukowanej bezpośrednio na elemencie ceramicznym oraz kondensatora będącego integralną częścią chipu RFID. Pojawiające się uszkodzenie, przerywa ścieżki cewki, co prowadzi do braku sygnału zwrotnego w czytniku dostrojonym do określonej częstotliwości. Tego typu czujnik, ze względu na swoje cechy, takie jak niska cena jednostkowa, możliwość umieszczania w miejscach trudnodostępnych bądź niewidocznych, czy brak własnego źródła zasilania, może znaleźć zastosowanie w różnorakich aplikacjach (monitoring stanu konstrukcji żelbetowych, ułatwiona diagnostyka płytek umieszczanych w kamizelkach kuloodpornych, diagnostyka łożysk ceramicznych). W poniższym referacie zaprezentowane zostały rezultaty kolejnych badań nad czujnikiem tego typu (doświadczalne sprawdzenie zasady działania czujnika na nowej partii prototypów, porównanie otrzymanych wyników z symulacją, planowany proces projektowania nowego transpondera).

Słowa kluczowe

EN

wireless sensor; RFID; planar coil designing; SHM; concrete structure; ceramic crack detection

PL

czujnik bezprzewodowy; RFID; projektowanie cewki planarnej; SHM; konstrukcje betonowe; wykrywanie uszkodzeń ceramiki

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 58, nr 11
• Strony: 991--993
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Lisowski M.

autor

Uhl T.

• AGH University of Science and Technology, Department of Robotics and Mechatronics, Mickiewicza Av. 30, 30-059 Cracow,

Bibliografia

• [1] Finkenzeller K.: RFID Handbook, John Wiley & Sons Ltd, 2003, pp. 29.
• [2] Roach D.: Real time crack detection using mountable comparative vacuum monitoring sensors, in Smart Structures and Systems, Vol. 5, No. 4 (2009) 317-328.
• [3] Bin Afzal M. H., Kabir S., Sidek O.: Fiber Optic Sensor-based Concrete Structural Health Monitoring, 978-1-4577-0069-9/11/$26.00 ©2011 IEEE.
• [4] Suster M., Guo J., Chaimanonart N., Ko W. H., Young D. J.: A High-Performance MEMS Capacitive Strain Sensing System, in Journal of Microelectromechanical Systems, Vol. 15, No. 5, October 2006.
• [5] Morita K., Noguchi K.: Crack Detection Methods for Concrete and Steel using Radio Frequency Identification and Electrically Conductive Materials and its Applications, Proc. of SPIE Vol. 6932, 69320Q, 2008.
• [6] Jia Y., Sun K., Agosto F. J., Quinones M. T.: Design and characterization of a passive wireless strain sensor, in Meas. Sci. Technol. 17 (2006) 2869-2876, stacks.iop.org/MST/17/2869.
• [7] Arms S. W., Townsend C. P., Churchill D. L., Moon S. M., Phan N.: Energy harvesting wireless sensors for helicopter damage tracking, in Proceedings of AHS International Forum 62, HUMS III session, Phoenix, AZ, May 11th, 2006.
• [8] Opasjumruskit K., Thanthipwan T., Sathusen O., Sirinamarattana P., Gadmanee P., Pootarapan E., Wongkomet N., Thanachayanont A., Thamsirianunt M.: Self-Powered Wireless Temperature Sensors Exploit RFID Technology, in Pervasive Computing, IEEE, vol. 5, pp. 54-61, 2006.
• [9] Strassburger E.: Visualization of Impact Damage in Ceramics Using the Edge-On Impact Technique, in International Journal of Applied Ceramic Technology, Vol. 1, No. 3, 2004.
• [10] Riou P., Denoual C., Cottenot C. E.: Visualization of the damage evolution in impacted silicon carbide ceramics, in International Journal of Impact Engineering, Vol. 21, No. 4, pp. 225-235, 1998.
• [11] Lisowski M.: Pasywny bezprzewodowy czujnik uszkodzeń elementów ceramicznych, in Materiały XXXIX Ogólnopolskiego Sympozjum DIAGNOSTYKA MASZYN, Wisła 2012.
• [12] AN2972 Application note - Designing an antenna for the M24LR64-R dual interface I2C/RFID device, © 2009 STMicroelectronics.