Die Autoren haben keine Bestätigungen.

1. Pre-Test Vorbereitung <ol><li> Design und die Testvorrichtung herzustellen. Gestalten Sie das Gerät zu replizieren realistischen Randbedingungen durch die Wahl Bolzen Stellen, um die Befestigungsstellen der Klinge zu entsprechen. Wählen Stahl für die Haltevorrichtung, den Beitrag von der Befestigung der dynamischen Reaktion der Testprobe zu minimieren. <ol><li> Bolt die Klinge an die individuelle T-Halterung. </li><li> Klemmen Sie das Gerät an einem Stahltisch. </li></ol></li><li> Identifizieren und Raster von Auftreffstellen markieren. <ol><li> Wählen Sie 30 Punkte, die die gesamte Klinge erstrecken. </li><li> Mark Punkte mit einem Marker oder Wachsstift und Nummer Referenz. Messen Sie Punktabstand ein Maßband für die spätere Verwendung in der visuellen Darstellung von Ergebnissen. </li></ol></li><li> Wählen und kalibrieren Beschleunigungssensoren. <ol><li> Wählen Sie einzelne Achse, 10 mV / g Beschleunigungsmesser. Achten Sie darauf, Beschleunigungsmesser mit der entsprechenden Empfindlichkeit zu wählen, um den Sensor eine Überlastung zu vermeiden und gutes Signal-zu erreichen-Noise Verhältnisse. Auch seien Sie sicher, dass der Frequenzbereich der Sensoren ausreichend ist, um den Frequenzbereich von Interesse für die Testprobe zu erfassen. </li><li> Kalibrieren Sie jeden Sensor. <ol><li> Befestigen Sie den Sensor an einer Handschüttler , dessen Ausgang eine Einzelfrequenz - Kraft mit einer Größe von 9,81 m / s 2 rms (dh 1 g). </li><li> Messen Sie die Reaktion für 2 Sekunden. </li><li> Bestimmen die rms Amplitude der Antwort von der Software Auslesung. </li><li> Multiplizieren die rms Amplitude von 1,000 den Kalibrierungsfaktor für den Beschleunigungsmesser in Einheiten von mV / g zu bestimmen. </li></ol></li></ol></li><li> Wählen Sie Hammer und Hammer Spitze. <ol><li> Wählen Sie einen Schlaghammer mit einer Empfindlichkeit von 11,2 mV / N. Achten Sie darauf, einen Hammer zu wählen, die in ausreichendem Maße die Testprobe in Amplitude und Frequenzbereich anregt. </li><li> Wählen Sie eine Nylonspitze. Achten Sie darauf, einen Hammer Spitze zu wählen, die in ausreichendem Maße die Testprobe in Amplitude und Frequenzbereich anregt. </li><li> Connect den Hammer an das Datenerfassungssystem mit einem BNC-Kabel. </li></ol></li><li> Identifizieren Sensorstellen und befestigen Sensoren (Abbildung 4). <ol><li> Wählen Sie Standorte an den Punkten m und n auf beiden Seiten der Schadensstelle. </li><li> Montieren Sie einen dritten Beschleunigungsmesser an der Stelle k. Daten von diesem Sensor wird verwendet, um die Ergebnisse der Empfindlichkeits eingebetteten Funktionsanalyse zu bestätigen. </li><li> Bringen Sie Beschleunigungsmesser mit Superkleber. Lassen Sie den Superkleber vollständig zu setzen, bevor die Schlagprüfung durchzuführen. </li></ol></li><li> Wählen Sie die Prüfparameter in der Datenerfassung GUI. <ol><li> Aktivieren Doppeltreffererkennung. </li><li> Stellen Sie die Abtastfrequenz auf 25.600 Hz. Die nutzbare Frequenzbereich ist daher 12.800 Hz. </li><li> Stellen Sie die Probe Zeit wurde auf 1 Sekunde. </li><li> Wählen Sie den Hammer Kanal als Triggerkanal. Stellen Sie den Triggerpegel auf 10 EU. </li><li> Stellen Sie den Pre-Trigger-Länge bis 5% der gesamten Probenzeit. Die Pre-tVorbereiter Daten sind Daten gesammelt, bevor die Datenerfassung gestartet wird, die in einem Puffer gespeichert wurde. Es ist wichtig, diese Daten abrufen und speichern, so dass die gesamte Aufprallereignis erfasst wird. </li><li> Wählen Sie den H1 FRF-Schätzer. Dieser Schätzer geht davon aus, dass es Rauschen auf den Antwort-Kanäle und kein Lärm auf der Kraft-Kanal ist. Hinweis: Verwenden Sie keine Fenster Daten während der Erfassung. Fenster können in der Nachbearbeitung angewendet werden, falls erforderlich. </li><li> Geben Sie Beschleunigungsmesser und Hammer Informationen, einschließlich der Kalibrierungsfaktoren und technischen Spezifikationen. </li><li> Speichern Sie die Einstellungen für die Aufzeichnung und für den Einsatz in zukünftigen Tests. </li></ol></li></ol> 2. Impact Testing auf der gesunde Klinge <ol><li> Schlagpunkt 1 mit dem Hammer. Wenn die Amplitude der Stoßkraft der gewählten Triggerpegel überschreitet, wird das Datenerfassungssystem ausgelöst werden und Daten, einschließlich der ausgewählten Menge an Pre-Trigger-Daten, wird die Aufnahme beginnen. <ol><li> Während der Daten Acquisition, überwachen Kanäle Kanal Clipping und Doppel Auswirkungen durch die Beobachtung der Zeitverläufe angezeigt in der Software zur Datenerfassung zu vermeiden. </li><li> Während der Datenerfassung, Überwachung der Kohärenz für jedes Beschleunigungsmessers Kanal die Qualität der erfassten Daten durch die Beobachtung der Kohärenz Grundstück in der Software zur Datenerfassung zu bewerten. </li></ol></li><li> Wiederholen Sie Schritt 2.1 vier weitere Male bei Punkt 1. <ol><li> Verwenden Sie konsistente Schlagamplituden für alle Auswirkungen. </li></ol></li><li> Wiederholen Sie die Schritte 2.1 und 2.2 für alle Punkte. </li></ol> 3. Impact Testing auf dem beschädigten Klinge <ol><li> Wiederholen Sie Abschnitt 2 auf die beschädigte Klinge, um Daten zu sammeln für die eingebetteten Empfindlichkeitsfunktion Ergebnisse zu validieren. Mit Ausnahme der Veränderung in der Testprobe, werden alle Testparameter gleich gehalten. </li></ol>

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	<li>Singh, N., Joshi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+location+and+number+of+sensors+for+structural+health+monitoring+using+genetic+algorithm.">Optimization of location and number of sensors for structural health monitoring using genetic algorithm.</a> Mater Forum. 33, 359-367 (2009).</li><li>Gao, H., Rose, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasonic+sensor+placement+optimization+in+structural+health+monitoring+using+evolutionary+strategy.">Ultrasonic sensor placement optimization in structural health monitoring using evolutionary strategy.</a> Review Of Qnde. 25, 1687-1693 (2006).</li><li>Raich, A. M., Liszkai, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-objective+optimization+of+sensor+and+excitation+layouts+for+frequency+response+function-based+structural+damage+identification.">Multi-objective optimization of sensor and excitation layouts for frequency response function-based structural damage identification.</a> Comput-Aided Civinfrastructure Eng. 27 (2), 95-117 (2012).</li><li>Worden, K., Burrows, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimal+sensor+placement+for+fault+detection.">Optimal sensor placement for fault detection.</a> Eng Struct. 23 (8), 885-901 (2001).</li><li>Flynn, E. B., Todd, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Bayesian+approach+to+optimal+sensor+placement+for+structural+health+monitoring+with+application+to+active+sensing.">A Bayesian approach to optimal sensor placement for structural health monitoring with application to active sensing.</a> Mech Syst Signal Pr. 24 (4), 891-903 (2010).</li><li>Markmiller, J., Chang, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensor+network+optimization+for+a+passive+sensing+impact+detection+technique.">Sensor network optimization for a passive sensing impact detection technique.</a> Struct Health Monit. 9 (1), 25-39 (2010).</li><li>Yang, C., Adams, D., Yoo, S., Kim, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+embedded+sensitivity+approach+for+diagnosing+system-level+noise+and+vibration+problems.">An embedded sensitivity approach for diagnosing system-level noise and vibration problems.</a> J. Sound Vibration. 269 (3), 1063-1081 (2004).</li><li>Yang, C., Adams, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predicting+changes+in+vibration+behavior+using+first-+and+second-order+iterative+embedded+sensitivity+functions.">Predicting changes in vibration behavior using first- and second-order iterative embedded sensitivity functions.</a> J. Sound Vibration. 323 (1), 173-193 (2009).</li><li>Yang, C., Adams, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Damage+Identification+Technique+based+on+Embedded+Sensitivity+Analysis+and+Optimization+Processes.">A Damage Identification Technique based on Embedded Sensitivity Analysis and Optimization Processes.</a> J. Sound Vibration. 333 (14), 3109-3119 (2013).</li><li>Rocklin, G. T., Crowley, J., Vold, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparison+of+the+H1,+H2,+and+Hv+frequency+response+functions.">A comparison of the H1, H2, and Hv frequency response functions.</a> Proc. Of IMAC III. 1, 272-278 (1985).</li><li>Meyer, J., Adams, D., Silvers, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Embedded+Sensitivity+Functions+for+improving+the+effectiveness+of+vibro-acoustic+modulation+and+damage+detection+on+wind+turbine+blades.">Embedded Sensitivity Functions for improving the effectiveness of vibro-acoustic modulation and damage detection on wind turbine blades.</a> , (2014).</li><li>Guratzsch, R., Mahadevan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+health+monitoring+sensor+placement+optimization+under+uncertainty.">Structural health monitoring sensor placement optimization under uncertainty.</a> AIAA J. 48 (7), 1281-1289 (2010).</li></ol>

Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Prüfadapter sollten realistische Randbedingungen zu replizieren werden so konzipiert, dass die Ergebnisse anwendbar unter Betriebsbedingungen sein. Die Auswahl der Anzahl von Auftreffpunkten für die Prüfung verwendet wird, ein Kompromiß zwischen einer ausreichenden räumlichen Auflösung und die Testzeit. Wählen Sie den Hammer auf der Basis der Größe des Prüflings und den Frequenzbereich von Interesse. Im Allgemeinen, je kleiner die Hammer, desto breiter der Frequenzbereich angeregt wird. Aber auch kleinere Hämmer erzeugen typischerweise geringere Amplitude Kräfte. Schlaghämmer sind mit einem Kraftmessgerät instrumentiert den zeitlichen Verlauf des Aufpralls zu messen. Die Art der Hammerspitze wirkt sich auch auf den Frequenzbereich der Anregung. Je härter die Spitze ist, desto breiter das Frequenzband des Anregungs. Superkleber über Wachs, beispielsweise ausgewählt, um die Dämpfung der Antwort durch das Befestigungsmaterial zu minimieren. In der Datenerfassungssoftware ermöglichen Doppeltreffererkennung, um automamatisch anzuzeigen, wenn eine doppelte Wirkung aufgetreten ist. Einzelne Auswirkungen sind erwünscht, weil sie einen breiteren, wiederholbaren Kraftspektrum erzeugen. Wenn die Amplitude der Kraft über dem ausgewählten Triggerpegel ansteigt, wird die Datenerfassung gestartet. Zeitdaten werden von der Datenerfassungs-Software erworben. Während der Erfassung sollten Daten überwacht werden, um die Datenqualität zu gewährleisten. Kanal-Ausschnitt, der auftritt, wenn die Antwort von dem Sensor gemessene überschreitet den zulässigen Spannungsbereich, sollten vermieden werden. Coherence ist eine ausgezeichnete Metrik zu verwenden Datenqualität zu beurteilen. Im Allgemeinen sollte die Kohärenz in der Nähe sein für alle Frequenzen im Frequenzbereich durch den Aufprall angeregt. Dips in Kohärenz nahe Antiresonanzfrequenzen des Prüfkörpers zu erwarten, weil das Signal-Rausch-Verhältnis niedrig ist, und das Rauschen nicht korreliert mit dem Eingangs. Sobald die Datenqualität erfasst wird, werden die Zeitverläufe in den Frequenzbereich über die schnelle Fourier umgewandelt Transformation (FFT), und die durchschnittliche FRF ist estimated mit dem H1 - Schätzer 10. Um die ESF von den FRFs bestimmen während des Tests gemessen wird, Gleichung 1 kann in einer von zwei Arten verwendet werden. Erstens kann der direkte Ansatz verwendet werden, die Messungen für Hjm, HJN, Hkm und HKN erfordert. Diese FRFs würde bestimmt durch einen Sensor an der Stelle k platzieren und einen Sensor an jedem potentiellen Sensorposition j Roving. Die Auswirkungen würden an den beiden Standorten angewendet werden, die die Schadensstelle erstrecken. Um die Datenerfassung effizienter zu gestalten, kann das Prinzip der Reziprozität verwendet werden, um die Eingangs- und Messstellen auf der Rückseite. Mit diesem Ansatz hmj, HNJ, Hmk und Hnk bestimmt. Statt nun mit den Sensoren für jede unterschiedliche Mess zu bewegen, wobei die Sensoren bleiben stationär und die Trefferlageneinstelleinheit roved wird. Sobald das ESFS für jeden Standort berechnet werden, werden ihre Amplituden verglichen , die Position j zu bestimmen ,am empfindlichsten ist zwischen den Standorten m und n für Beschädigungen. Beachten Sie, dass eine einzige Schadensstelle in dieser Arbeit angenommen wird. Die Ergebnisse der ESF-Analyse kann nun in einem FRF-basierten Strukturüberwachung Schema verwendet werden. In 11 wurde gezeigt , daß die Sensorpositionen von ESFs identifiziert als am empfindlichsten gegen Beschädigungen ist eine Windturbinenschaufel in die Identifizierung der Anwesenheit von Schäden wirksamer waren. Andere Methoden Standorten vorherzusagen , an dem eine Struktur FRF empfindlich typischerweise verlassen sich auf analytische Modellierung der Struktur 3, 6, 12. FRF Daten beschädigt wird verschiedenen Kombinationen von Eingabe- und Messstellen simuliert werden. Jedoch stützen sich die Ergebnisse dieser Verfahren auf die Entwicklung eines zuverlässigen und genauen Modell, das detaillierte Kenntnis der Materialeigenschaften und der Geometrie der Struktur erfordert. Da ESFs aus experimentell gemessenen Daten berechnet werdenauf der gesunden Struktur wird die Identifizierung der Materialeigenschaften nicht erforderlich, und die Geometrie der Struktur muss nicht bestimmt werden. Eine mögliche Einschränkung der Technik ist , dass es erfordert eine priori Kenntnis davon , wo der Schaden auftreten wird. In vielen Anwendungen ist diese Anforderung nicht, weil aufgrund von Stress Begrenzung Analysen und vorherige Erfahrung kann die Schadensstelle vorgesehen werden. In Anwendungen, bei denen die Schadensstelle nicht bekannt ist, können mehrere Datensätze erworben werden, jedes Mal einen anderen Schadensstelle übernehmen. Innerhalb des Datenerfassungsprotokoll wurden viele Best Practices identifiziert, dass nicht nur für ESFS Datenerfassung anzuwenden, sondern auch allgemein auf modal Schlagprüfung gelten. Die Möglichkeit, die Qualität der Daten zu beurteilen, werden mit Erfahrung erworben verbessert, aber zu wissen, Grundlagen einschließlich Kraft Roll-off-Bestimmung und Kohärenz ermöglicht die Bewertung auch diese neuen Schlagprüfung zur modalen zu erwerben hallogh-Qualitätsdaten.

Viele Strukturüberwachung Techniken beruhen auf Veränderungen der gemessenen Frequenzantwortfunktionen (FRFs) Schaden innerhalb einer Struktur zu erkennen. Jedoch adressieren einige dieser Methoden, wie Sensorplatzierungen und / oder Eingangskraft Stellen zu bestimmen, die die Wirksamkeit des Verfahrens maximiert Schäden zu detektieren. Eingebettete Empfindlichkeitsfunktionen (ESFs) können verwendet werden, um die Empfindlichkeit eines FRF zu einer lokalen Veränderung der Struktur einer Materialeigenschaften zu bestimmen. Deshalb, in der Regel, weil Schäden in einer lokalen Änderung der Steifigkeit ergibt, Dämpfung, oder die Masse der Struktur bieten ESFs ein Verfahren zur Bestimmung der besten Sensor und Kraftplätze für die FRF-basierte Gesundheitsüberwachungstechniken. Der Zweck dieses Video und Manuskript ist zum Detail die Datenerfassungsprozess und Best Practices für die ESF für eine Struktur zu bestimmen. Der Prozess umfasst verschiedene FRFs von modalen Aufpralltests zu bestimmen, die durch Anregung eines structu durchgeführt wird,wieder mit einem modalen Schlaghammer und Messung seiner Reaktion mit Beschleunigungssensoren. In dieser Arbeit wird die Struktur getestet ist ein 1,2 m Wohn-Skala Windturbinenschaufel. Das Ziel der Tests und Analysen ist Sensorstellen zu identifizieren, die am empfindlichsten auf eine Beschädigung der Klinge sind. Diese Sensorpositionen könnten dann in einem Strukturüberwachung Schema verwendet werden, um die Klinge auf Beschädigungen zu überwachen. Neben dem Einsatz von ESF die effektivsten Sensorpositionen zu bestimmen, in einer Strukturüberwachung Schema, mehrere optimale Sensorplatzierung Algorithmen auch gefunden in der Literatur nachgewiesen werden kann, zu verwenden. In [Kramer] wertet Kramer iterativ die Fähigkeit einer Reihe von Sensoren, die Betriebsarten des Systems zu beobachten. In jüngerer Zeit wurden genetische Algorithmen 1-3 und neuronale Netze 4 entwickelt Stellen optimal Sensor zu identifizieren. In 5 wird ein Bayes - Ansatz verwendet, der das Risiko von verschiedenen Arten von Fehlern berücksichtigt ,und die Verteilung der Schadensraten. In 6 wurde ein Finite - Elemente - Modell der Sensorstellen am ehesten zu erkennen Schäden zu identifizieren , genutzt. In den meisten der Sensorplatzierung Algorithmen in der Literatur vorgestellt, Daten von der beschädigten Struktur, auch simuliert oder gemessen wird, ist erforderlich. Ein Vorteil der eingebetteten Empfindlichkeit Ansatz ist, dass die Sensorpositionen von der gesunden Struktur bestimmt werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass ESFs Materialeigenschaften müssen nicht explizit bekannt sein. Stattdessen werden die Materialeigenschaften &quot;eingebettet&quot; in den Ausdrücken für die FRFs des Systems. Daher ist alles, was benötigt ESFs sind ein Satz gemessener FRFs an bestimmten Eingabe / Ausgabe-Positionen zu berechnen. Insbesondere aus einer Reaktion berechnet die Empfindlichkeit der FRF (H jk) am Punkt j , gemessen mit einem Eingang an dem Punkt k zu einer Änderung der Steifigkeit (K mn) zwischen den Punkten m und nist <img alt="Equation1" src="/files/ftp_upload/53690/53690equation1.jpg" /> woher <img alt="Equation2" src="/files/ftp_upload/53690/53690equation2.jpg" /> ist der ESF als Funktion der Frequenz, ω 7-9. Das Verfahren für die Messung erforderlich FRFs die rechte Seite der Gleichung zu berechnen (1) ist detailliert in dem folgenden Abschnitt und in dem Video gezeigt.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="573">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Accelerometer</td>
			<td style="width:71px;">PCB</td>
			<td style="width:119px;">356B11</td>
			<td style="width:167px;">three used in testing</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Impact hammer</td>
			<td style="width:71px;">PCB</td>
			<td style="width:119px;">086C01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Data acquisition card</td>
			<td style="width:71px;">NI</td>
			<td align="right" style="width:119px;">9234</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">DAQ chasis&#160;</td>
			<td style="width:71px;">NI</td>
			<td style="width:119px;">cDAQ-9171</td>
			<td>or similar</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Software</td>
			<td style="width:71px;">MATLAB</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Super glue</td>
			<td style="width:71px;">Loctite</td>
			<td align="right" style="width:119px;">454</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Handheld Shaker</td>
			<td style="width:71px;">PCB</td>
			<td style="width:119px;">394C06</td>
			<td>for calibration&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

data acquisition protocol for determining embedded sensitivity functions

Die Wirksamkeit vieler Strukturüberwachung Techniken hängt von der Anordnung von Sensoren und die Lage der Eingangskräfte. Algorithmen zur optimalen Sensor zu bestimmen und zwingt Standorte erfordern in der Regel Daten, entweder simuliert oder gemessen, aus dem beschädigten Struktur. Embedded Empfindlichkeitsfunktionen bieten einen Ansatz zur Bestimmung der besten Lage verfügbaren Sensorschäden mit nur Daten aus der gesunden Struktur zu erkennen. In diesem Video-und Manuskript, das Datenerfassungsverfahren und Best Practices für die eingebetteten Empfindlichkeitsfunktionen einer Struktur zu bestimmen vorgestellt. Die Frequenzantwortfunktionen bei der Berechnung der eingebetteten Empfindlichkeitsfunktionen verwendet werden, unter Verwendung modal Schlagprüfung erworben. Die Daten werden erfasst und repräsentative Ergebnisse sind für eine Wohn Maßstab Windturbinenschaufel gezeigt. Strategien für die Bewertung der Qualität der gewonnenen Daten werden bei der Demonstration des Datenerfassungsprozesses vorgesehen sind. </p&gt;

Figur 1 zeigt ein typisches eingebettetes Empfindlichkeitsfunktion. Ähnlich einem FRF hat der ESF-Gipfel in der Nähe der Eigenfrequenzen der Struktur. Je höher der Wert des ESF, desto empfindlicher ist die Lage zwischen den Punkten m und n nicht zu beschädigen. Jede der dreißig Punkte getestet auf der Windturbinenschaufel hat ein einzigartiges ESF. Diese ESFs können verglichen werden, um die Sensorposition bestimmen wäre sehr empfindlich für Beschädigungen. Zum Beispiel Abbildung 2 zeigt die Amplituden des ESFS in der Nähe von 142 Hz. Aus diesem Diagramm wird deutlich, dass Sensororten zu den Plätzen in der ersten und der dritten Spalte sind am empfindlichsten auf dem Schaden entspricht. Beachten Sie, dass diese Standorte von Daten aus der gesunden Klinge erworben bestimmt werden. Abbildung 3 zeigt die gemessene Differenz in FRFs zwischen den FRFs von Daten aus dem gesunden bestimmt<html> Klinge und die aus Daten aus dem beschädigten Klinge bestimmt. Die Ähnlichkeiten zwischen dem Unterschied in FRFs und ESFS zeigen die Wirksamkeit des ESFS die Positionen vorherzusagen, an dem es die größten Veränderungen in FRFs aufgrund von Schäden ausgestellt werden. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/53690/53690fig1.jpg" /> Abbildung 1. Die Amplitude der e mBedded Empfindlichkeitsfunktion für Punkt 1. Der Wert des ESF entspricht der Empfindlichkeit des FRF bei Punkt 1 bis Schäden in der Struktur an der gewählten Stelle. Die Werte verändern als Funktion der Frequenz. Peaks im ESF neigen dazu, Eigenfrequenzen der Struktur entsprechen. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53690/53690fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53690/53690fig1large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> 3690 / 53690fig2.jpg &quot;/&gt; Abbildung 2. Die Amplituden des ESFS für alle dreißig Punkte bei 142 Hz. Jeder farbige Quadrat entspricht dem Wert des ESF bei 142 Hz für jede räumliche Position getestet. Heiße Farben entsprechen den Punkten, an denen das ESFS die größte Veränderung aufgrund von Schäden in FRF vorherzusagen. Cooler Farben zeigen an, dass die Änderung an diesem Punkt in FRF wird relativ klein sein. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53690/53690fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53690/53690fig2large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 3" src="/files/ftp_upload/53690/53690fig3.jpg" /> Abbildung 3 : Der Unterschied in den FRFs, H jk für alle dreißig Punkte bei 142 Hz. Die Unterschiede wurden durch Subtrahieren der FRFs von den gesunden und beschädigten Schaufeln bestimmt berechnet. Heiße Farben zeigen große Unterschiede in FRFs. Kühle Farben zeigen small Änderungen in FRFs. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53690/53690fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53690/53690fig3large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Abbildung 4" src="/files/ftp_upload/53690/53690fig4.jpg" /> Abbildung 4. Auswirkungen Punkte während des Tests verwendet. Punkte ausgewählt wurden , um die Klinge zu erstrecken. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53690/53690fig4large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53690/53690fig4large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a>

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Data Acquisition Protocol for Determining Embedded Sensitivity Functions

The data acquisition procedure for determining embedded sensitivity functions is described. Data is acquired and representative results are shown for a residential scale wind turbine blade.

Data Acquisition Protocol zur Bestimmung Embedded Empfindlichkeitsfunktionen

The effectiveness of many structural health monitoring techniques depends on the placement of sensors and the location of input forces. Algorithms for ...

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Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Engineering

6.1K Aufrufe.  Vanderbilt University. The data acquisition procedure for determining embedded sensitivity functions is described. Data is acquired and representative results are shown for a residential scale wind turbine blade.

Serie: Data Acquisition Protocol for Determining Embedded Sensitivity Functions

Determining 3D Flow Fields via Multi-camera Light Field Imaging

In the field of fluid mechanics, the resolution of computational schemes has outpaced experimental methods and widened the gap between predicted and observed phenomena in fluid flows. Thus, a need exists for an accessible method capable of resolving three-dimensional (3D) data sets for a range of problems. We present a novel technique for performing quantitative 3D imaging of many types of flow fields. The 3D technique enables investigation of complicated velocity fields and bubbly flows. Measurements of these types present a variety of challenges to the instrument. For instance, optically dense bubbly multiphase flows cannot be readily imaged by traditional, non-invasive flow measurement techniques due to the bubbles occluding optical access to the interior regions of the volume of interest. By using Light Field Imaging we are able to reparameterize images captured by an array of cameras to reconstruct a 3D volumetric map for every time instance, despite partial occlusions in the volume. The technique makes use of an algorithm known as synthetic aperture (SA) refocusing, whereby a 3D focal stack is generated by combining images from several cameras post-capture 1. Light Field Imaging allows for the capture of angular as well as spatial information about the light rays, and hence enables 3D scene reconstruction. Quantitative information can then be extracted from the 3D reconstructions using a variety of processing algorithms. In particular, we have developed measurement methods based on Light Field Imaging for performing 3D particle image velocimetry (PIV), extracting bubbles in a 3D field and tracking the boundary of a flickering flame. We present the fundamentals of the Light Field Imaging methodology in the context of our setup for performing 3DPIV of the airflow passing over a set of synthetic vocal folds, and show representative results from application of the technique to a bubble-entraining plunging jet.

A technique for performing quantitative three-dimensional (3D) imaging for a range of fluid flows is presented. Using concepts from the area of Light Field Imaging, we reconstruct 3D volumes from arrays of images. Our 3D results span a broad range including velocity fields and multi-phase bubble size distributions.

Ermittlung 3D Flow Felder via Multi-Kamera-Light Field Imaging

In the field of fluid mechanics, the resolution of computational schemes has outpaced experimental methods and widened the gap between predicted and ...

Forschung

Ingenieurwesen

Quasi-light Storage for Optical Data Packets

Today's telecommunication is based on optical packets which transmit the information in optical fiber networks around the world. Currently, the processing of the signals is done in the electrical domain. Direct storage in the optical domain would avoid the transfer of the packets to the electrical and back to the optical domain in every network node and, therefore, increase the speed and possibly reduce the energy consumption of telecommunications. However, light consists of photons which propagate with the speed of light in vacuum. Thus, the storage of light is a big challenge. There exist some methods to slow down the speed of the light, or to store it in excitations of a medium. However, these methods cannot be used for the storage of optical data packets used in telecommunications networks. Here we show how the time-frequency-coherence, which holds for every signal and therefore for optical packets as well, can be exploited to build an optical memory. We will review the background and show in detail and through examples, how a frequency comb can be used for the copying of an optical packet which enters the memory. One of these time domain copies is then extracted from the memory by a time domain switch. We will show this method for intensity as well as for phase modulated signals.

The article describes a procedure to store optical data packets with an arbitrary modulation, wavelength, and data rate. These packets are the basis of modern telecommunications.

Quasi-Lichtraum für optische Datenpakete

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Probing C84-embedded Si Substrate Using Scanning Probe Microscopy and Molecular Dynamics

This paper reports an array-designed C84-embedded Si substrate fabricated using a controlled self-assembly method in an ultra-high vacuum chamber. The characteristics of the C84-embedded Si surface, such as atomic resolution topography, local electronic density of states, band gap energy, field emission properties, nanomechanical stiffness, and surface magnetism, were examined using a variety of surface analysis techniques under ultra, high vacuum (UHV) conditions as well as in an atmospheric system. Experimental results demonstrate the high uniformity of the C84-embedded Si surface fabricated using a controlled self-assembly nanotechnology mechanism, represents an important development in the application of field emission display (FED), optoelectronic device fabrication, MEMS cutting tools, and in efforts to find a suitable replacement for carbide semiconductors. Molecular dynamics (MD) method with semi-empirical potential can be used to study the nanoindentation of C84-embedded Si substrate. A detailed description for performing MD simulation is presented here. Details for a comprehensive study on mechanical analysis of MD simulation such as indentation force, Young&#39;s modulus, surface stiffness, atomic stress, and atomic strain are included. The atomic stress and von-Mises strain distributions of the indentation model can be calculated to monitor deformation mechanism with time evaluation in atomistic level.

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This paper reports the nanomaterial fabrication of a fullerene Si substrate inspected and verified by nanomeasurements and molecular dynamic simulation.

Probing C<sub&gt; 84</sub&gt; -embedded Si-Substrat mit Hilfe der Rastersondenmikroskopie und Molecular Dynamics

This paper reports an array-designed C84-embedded Si substrate fabricated using a controlled self-assembly method in an ultra-high vacuum chamber. The ...

Scalable Solution-processed Fabrication Strategy for High-performance, Flexible, Transparent Electrodes with Embedded Metal Mesh

Here, the authors report the embedded metal-mesh transparent electrode (EMTE), a new transparent electrode (TE) with a metal mesh completely embedded in a polymer film. This paper also presents a low-cost, vacuum-free fabrication method for this novel TE; the approach combines lithography, electroplating, and imprint transfer (LEIT) processing. The embedded nature of the EMTEs offers many advantages, such as high surface smoothness, which is essential for organic electronic device production; superior mechanical stability during bending; favorable resistance to chemicals and moisture; and strong adhesion with plastic film. LEIT fabrication features an electroplating process for vacuum-free metal deposition and is favorable for industrial mass production. Furthermore, LEIT allows for the fabrication of metal mesh with a high aspect ratio (i.e., thickness to linewidth), significantly enhancing its electrical conductance without adversely losing optical transmittance. We demonstrate several prototypes of flexible EMTEs, with sheet resistances lower than 1 &#937;/sq and transmittances greater than 90%, resulting in very high figures of merit (FoM) &#8211; up to 1.5 x 104 &#8211; which are amongst the best values in the published literature.

This protocol describes a solution-based fabrication strategy for high-performance, flexible, transparent electrodes with fully-embedded, thick metal mesh. Flexible transparent electrodes fabricated by this process demonstrate among the highest reported performances, including ultra-low sheet resistance, high optical transmittance, mechanical stability under bending, strong substrate adhesion, surface smoothness, and environmental stability.

Skalierbare, lösungsverarbeitete Fertigungsstrategie für leistungsstarke, flexible, transparente Elektroden mit eingebettetem Metallgewebe

Here, the authors report the embedded metal-mesh transparent electrode (EMTE), a new transparent electrode (TE) with a metal mesh completely embedded in a ...

Production and Characterization of Vacuum Deposited Organic Light Emitting Diodes

A method for producing simple and efficient thermally-activated delayed fluorescence organic light-emitting diodes (OLEDs) based on guest-host or exciplex donor-acceptor emitters is presented. With a step-by-step procedure, readers will be able to repeat and produce OLED devices based on simple organic emitters. A patterning procedure allowing the creation of personalized indium tin oxide (ITO) shape is shown. This is followed by the evaporation of all layers, encapsulation and characterization of each individual device. The end goal is to present a procedure that will give the opportunity to repeat the information presented in cited publication but also using different compounds and structures in order to prepare efficient OLEDs.

A protocol for the production of simple structured organic light-emitting diodes (OLEDs) is presented.

Herstellung und Charakterisierung des Vakuums hinterlegt organische Leuchtdioden

A method for producing simple and efficient thermally-activated delayed fluorescence organic light-emitting diodes (OLEDs) based on guest-host or exciplex ...

An Efficient Method for Selective Desalination of Radioactive Iodine Anions by Using Gold Nanoparticles-Embedded Membrane Filter

Here, we demonstrate a detail protocol for the preparation of nanomaterials-embedded composite membranes and its application to the efficient and ion-selective removal of radioactive iodines. By using citrate-stabilized gold nanoparticles (mean diameter: 13 nm) and cellulose acetate membranes, gold nanoparticle-embedded cellulose acetate membranes (Au-CAM) have easily been fabricated. The nano-adsorbents on Au-CAM were highly stable in the presence of high concentration of inorganic salts and organic molecules. The iodide ions in aqueous solutions could rapidly be captured by this engineered membrane. Through a filtration process using an Au-CAM containing filter unit, excellent removal efficiency (&gt;99%) as well as ion-selective desalination result was achieved in a short time. Moreover, Au-CAM provided good reusability without significant decrease of its performances. These results suggested that the present technology using the engineered hybrid membrane will be a promising process for the large-scale decontamination of radioactive iodine from liquid wastes.

An efficient method for the rapid and ion-selective desalination of radioactive iodine in several aqueous solutions is described by using gold nanoparticles-immobilized cellulose acetate membrane filters.

Eine effiziente Methode zur selektiven Entsalzung von radioaktivem Jod Anionen mit Gold-Nanopartikel eingebettet Membranfilter

Here, we demonstrate a detail protocol for the preparation of nanomaterials-embedded composite membranes and its application to the efficient and ...

Automated Deployment of an Internet Protocol Telephony Service on Unmanned Aerial Vehicles Using Network Functions Virtualization

The Network Function Virtualization (NFV) paradigm is one of the key enabling technologies in the development of the 5th generation of mobile networks. This technology aims to lessen the dependence on hardware in the provision of network functions and services by using virtualization techniques that allow the softwarization of those functionalities over an abstraction layer. In this context, there is increasing interest in exploring the potential of unmanned aerial vehicles (UAVs) to offer a flexible platform capable of enabling cost-effective NFV operations over delimited geographic areas.
To demonstrate the practical feasibility of utilizing NFV technologies in UAV platforms, a protocol is presented to set up a functional NFV environment based on open source technologies, in which a set of small UAVs supply the computational resources that support the deployment of moderately complex network services. Then, the protocol details the different steps needed to support the automated deployment of an internet protocol (IP) telephony service over a network of interconnected UAVs, leveraging the capacities of the configured NFV environment. Experimentation results demonstrate the proper operation of the service after its deployment. Although the protocol focuses on a specific type of network service (i.e., IP telephony), the described steps may serve as a general guide to deploy other type of network services. On the other hand, the protocol description considers concrete equipment and software to set up the NFV environment (e.g., specific single board computers and open source software). The utilization of other hardware and software platforms may be feasible, although the specific configuration aspect of the NFV environment and the service deployment may present variations with respect to those described in the protocol.

The objective of the described protocol is twofold: to configure a network functions virtualization environment using unmanned aerial vehicles as computational entities providing the underlying structure to execute virtualized network functions and to use this environment to support the automated deployment of a functional internet protocol telephony service over the aerial vehicles.

Automatisierte Bereitstellung eines Internetprotokoll-Telefoniedienstes für unbemannte Luftfahrzeuge mit Netzwerkfunktionsvirtualisierung

The Network Function Virtualization (NFV) paradigm is one of the key enabling technologies in the development of the 5th generation of mobile networks. ...

Terahertz Imaging and Characterization Protocol for Freshly Excised Breast Cancer Tumors

This manuscript presents a protocol to handle, characterize, and image freshly excised human breast tumors using pulsed terahertz imaging and spectroscopy techniques. The protocol involves terahertz transmission mode at normal incidence and terahertz reflection mode at an oblique angle of 30&#176;. The collected experimental data represent time domain pulses of the electric field. The terahertz electric field signal transmitted through a fixed point on the excised tissue is processed, through an analytical model, to extract the refractive index and absorption coefficient of the tissue. Utilizing a stepper motor scanner, the terahertz emitted pulse is reflected from each pixel on the tumor providing a planar image of different tissue regions. The image can be presented in time or frequency domain. Furthermore, the extracted data of the refractive index and absorption coefficient at each pixel are utilized to provide a tomographic terahertz image of the tumor. The protocol demonstrates clear differentiation between cancerous and healthy tissues. On the other hand, not adhering to the protocol can result in noisy or inaccurate images due to the presence of air bubbles and fluid remains on the tumor surface. The protocol provides a method for surgical margins assessment of breast tumors.

Freshly excised human breast cancer tumors are characterized with terahertz spectroscopy and imaging following fresh tissue handling protocols. Tissue positioning is taken into consideration to enable effective characterization while providing analysis in a timely manner for future intraoperative applications.

This manuscript presents a protocol to handle, characterize, and image freshly excised human breast tumors using pulsed terahertz imaging and spectroscopy ...

Determining the Mechanical Strength of Ultra-Fine-Grained Metals

The mechanical strengthening of metals is the long-standing challenge and popular topic of materials science in industries and academia. The size dependence of the strength of the nanometals has been attracting a lot of interest. However, characterizing the strength of materials at the lower nanometer scale has been a big challenge because the traditional techniques become no longer effective and reliable, such as nano-indentation, micropillar compression, tensile, etc. The current protocol employs radial diamond-anvil cell (rDAC) X-ray diffraction (XRD) techniques to track differential stress changes and determine the strength of ultrafine metals. It is found that ultrafine nickel particles have more significant yield strength than coarser particles, and the size strengthening of nickel continues down to 3 nm. This vital finding immensely depends on effective and reliable characterizing techniques. The rDAC XRD method is expected to play a significant role in studying and exploring nanomaterial mechanics.

The protocol presented here describes the high-pressure radial diamond-anvil-cell experiments and analyzing the related data, which are essential for obtaining the mechanical strength of the nanomaterials with a significant breakthrough to the traditional approach.

Bestimmung der mechanischen Festigkeit ultrafeinkörniger Metalle

The mechanical strengthening of metals is the long-standing challenge and popular topic of materials science in industries and academia. The size ...

Data Communication Based on MQTT in a Polymer Extrusion Process

This work aims at building a flexible data communication structure for a polymer processing machine by employing a publisher-subscriber based protocol called Message Queuing Telemetry Transport (MQTT), which is operated over TCP/IP. Even when using conventional equipment, processing data can be measured and recorded by various devices anywhere through an Internet communication. A message-based protocol allows flexible communication that overcomes the shortcomings of the existing server-client protocol. Multiple devices can subscribe to the processing data published by source devices. The proposed method facilitates data communication between multiple publishers and subscribers. This work has implemented a system that publishes data from the equipment and additional sensors to a message broker. The subscribers can monitor and store the process data relayed by the broker. The system has been deployed and run for a film extrusion line to demonstrate the effectiveness.

This work proposes a flexible method for data communication between a film extrusion system and monitoring devices based on a message protocol called Message Queuing Telemetry Transport (MQTT).

Datenkommunikation auf Basis von MQTT in einem Polymerextrusionsprozess

This work aims at building a flexible data communication structure for a polymer processing machine by employing a publisher-subscriber based protocol ...