Wireless metamaterial-inspired rotation sensors

Son yıllarda, yapısal taşıyıcı sistemi çelik olan yapılar, inşaat hızı ve kolaylığı gibi sebeplerle daha fazla dikkat çekmektedir. Ancak bu yapılardaki olası hasarların saptanması için uzun vadeli ve ucuz yapısal sağlık izleme çözümlerine ihtiyaç vardır. Bu yapıların yük taşıyan elemanlarında (kiriş gibi) oluşan dönme tabanlı eğilme hareketi yukarıda bahsedilen potansiyel hasarlara bir örnektir. Bu tezde çelik ve benzeri yapılardaki eğilme davranışı kaynaklı çok küçük dönme miktarlarını (10^(−4) ∼ 10^(−5) radyan) ölçebilecek yüksek çözünürlük ve hassasiyete sahip yeni kablosuz bir algılama sistemi önerilmekte ve gösterilmektedir. Bu sistem iki elemandan oluşmaktadır: sorgulamayı yapan bir anten ve parmak arası yapısında iki katmandan oluşan bir algılayıcı. Bu sistem anten ve algılayıcının yakın alan bağlaşması prensibini baz alarak çalışmaktadır. Kısaca, algılayıcının katmanlarından birini diğerine göre döndürerek, katmanlar arasındaki elektromanyetik bağlaşma değişmekte ve bunun sonucunda da rezonans frekansı kaymaktadır. Bu frekans değişimi, antenin S11 cevabında görünen resonans çukurlarını takip ederek kaydedilir. Bu tezde, önerilen algılama sistemini nitelemek amacı ile sistematik olarak farklı deneyler gerçekleştirilmiştir. 20 mikro-radyan mertebesinde yüksek bir dönme çözünürlüğü, 28 MHz/derecelik bir harika hassasiyet ve 40 derece civarında genis bir dinamik menzil elde edilmiştir. İlaveten, ölçüm sonuçlarının geçerliliği, tam dalga elektromanyetik benzetim programları ve iki boyutlu ölçümler için dijital resim korelasyon metodu ile doğrulanmıstır.