Artículo de método

Investigación del potencial de los transductores piezoeléctricos delgados curvados individualmente para la recolección de energía y el monitoreo de la salud estructural

DOI:

10.3791/68141

⸱

14 de noviembre de 2025

 ,  , 
1Kerala State Electricity Board Limited, 2CSIR-Central Road Research Institute, 3Civil Engineering Department, Indian Institute of Technology Delhi

En este artículo

Resumen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Aquí, comparamos experimentalmente transductores piezoeléctricos curvados y rectos integrados en estructuras de hormigón armado para la recolección de energía y el monitoreo de la salud estructural mediante la evaluación de su voltaje de circuito abierto, generación de energía, almacenamiento de energía y capacidad de detección de daños. Los transductores curvos han superado a los rectos, ofreciendo un mejor rendimiento para aplicaciones del mundo real.

Resumen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

En las últimas dos décadas, los materiales piezoeléctricos se han convertido en una parte integral del monitoreo de la salud estructural (SHM) y la recolección de energía. Estos materiales están disponibles en varias formas y configuraciones, pero el potencial de las configuraciones curvas permanece en gran medida inexplorado. Este artículo explora experimentalmente el rendimiento de los transductores piezoeléctricos delgados curvados individualmente en comparación con su configuración recta cuando se incrustan en estructuras de hormigón armado (RC) para aplicaciones de recolección de energía y SHM. La investigación incluye una comparación lado a lado de estas configuraciones basada en (a) el voltaje de circuito abierto generado por ellas bajo excitaciones armónicas puras, (b) la potencia generada bajo las condiciones de adaptación de impedancia y (c) su potencial para el almacenamiento de energía en condensadores bajo vibraciones erráticas de la vida real con condiciones de desajuste de impedancia. Además, el artículo investiga las capacidades de detección de daños de los transductores piezoeléctricos curvos utilizando la técnica de impedancia electromecánica (EMI), un área que no se ha explorado a fondo.

Los resultados de los cuatro experimentos demuestran que los transductores piezoeléctricos curvos superan sus configuraciones rectas tanto en aplicaciones SHM como en aplicaciones de recolección de energía. Por lo tanto, los hallazgos de estas investigaciones son cruciales para la utilización efectiva de transductores piezoeléctricos curvos en estructuras RC del mundo real, mejorando tanto la recolección de energía como el monitoreo de la salud estructural, lo que de hecho, conduce al mantenimiento económico y la operación segura de las estructuras RC.

Introducción

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

El monitoreo de la salud estructural (SHM) es una ciencia de ingeniería crucial destinada a garantizar la seguridad, la durabilidad, la operación económica y el rendimiento de estructuras, como edificios, puentes, presas, etc. SHM utiliza varios sensores, sistemas de adquisición de datos y tecnologías avanzadas para recopilar datos en tiempo real como tensión, tensión, vibración, desplazamiento, temperatura, etc. para analizar periódicamente el estado de una estructura a lo largo de su ciclo de vida1, 2. Al detectar los signos de daño, desgaste, degradación o cualquier otra anomalía en una etapa temprana, SHM permite un mantenimiento rentable y una operación segura de la estructura, extendiendo así su vida útil.

Los materiales piezoeléctricos son una clase de materiales inteligentes con una capacidad única para desarrollar potencial eléctrico en sus superficies en respuesta a vibraciones/tensiones o tensiones mecánicas y viceversa. Los efectos directos e inversos de la piezoelectricidad se explican en la Figura 1. Debido a esta capacidad única, se utilizan ampliamente como sensores, actuadores y recolectores de energía en los campos de ingeniería, medicina y SHM 3,4,5,6,7,8. Los diversos tipos de materiales piezoeléctricos incluyen cristales naturales como cuarzo (SiO2), topacio, etc., piezocerámicas como titanato de circonato de plomo (PZT), polímeros piezoeléctricos básicamente fluoruro de polivinilideno (PVDF) y muchos más. Kaur y Bhalla (2015) establecieron que el mismo conjunto de transductores piezoeléctricos (parches PZT) se puede utilizar para SHM de estructuras de hormigón y para recolectar la energía requerida para su funcionamiento como sensores9. Por lo tanto, la energía ambiental recolectada en tiempo real elimina la demanda de numerosas baterías, ya que la energía debe almacenarse solo de forma transitoria para SHM10.

La propiedad de los materiales piezoeléctricos como sensor y recolector de energía se basa en el fenómeno del efecto piezoeléctrico directo (Figura 1), donde el material piezoeléctrico desarrolla potencial eléctrico o voltaje (V) a través de las superficies opuestas cuando se somete a tensión mecánica (S1). Esto se representa mediante la ecuación:

figure-introduction-1(1)

Donde d31 es el coeficiente de deformación piezoeléctrica, expresado en C/N o m/V. El subíndice "31" indica que un campo eléctrico aplicado en la dirección 3 induce deformación en la dirección 1, hp denota el espesor del material piezoeléctrico en metros, figure-introduction-2 representa el módulo de Young dinámico bajo un campo eléctrico constante o cero, medido en N/m2, y figure-introduction-3 es la permitividad eléctrica dinámica bajo tensión mecánica constante o nula, medido en F/m 3,11,12.

Los materiales piezoeléctricos incrustados en el interior o unidos a la superficie de una estructura se pueden utilizar para monitorear las anomalías en la estructura en función de las mediciones de deformación e impedancia que registran. Estos materiales pueden proporcionar las formas del modo de curvatura directamente y, por lo tanto, se utilizan a menudo para técnicas dinámicas globales13,14. Con el desarrollo de la técnica de impedancia electromecánica (EMI), estos materiales también han demostrado su eficacia en la detección de daños localizados15,16. La técnica EMI ha ganado gran popularidad en el campo de SHM debido a su naturaleza no destructiva, facilidad de implementación y rentabilidad de los transductores PZT. En esta técnica, los parches PZT instalados en la estructura del huésped se excitan eléctricamente con la aplicación de potencial eléctrico armónico a altas frecuencias (en el rango de kilohercios [kHz]) en modo de barrido utilizando un medidor de inductancia-capacitancia-resistencia (LCR) o un analizador de impedancia.

Como resultado del efecto piezoeléctrico directo, genera vibraciones mecánicas en la estructura. Y debido al efecto piezoeléctrico inverso, estas vibraciones mecánicas influyen en la impedancia electromecánica del transductor piezoeléctrico 17,18. Esta firma de impedancia electromecánica se genera en el mismo rango de frecuencia que la de la señal de excitación. La siguiente ecuación representa la admitancia figure-introduction-4electromecánica, la inversa de la impedancia electromecánica, para un sistema modelo1D 19

figure-introduction-5(2)

Donde ω es la frecuencia angular en rad/s, , l, w y h son, figure-introduction-6respectivamente, la longitud media, la anchura y el grosor del parche PZT. Z y Za representan la impedancia mecánica compleja de la estructura y el parche PZT respectivamente y κ es el número de onda. Estas firmas permanecen estables y consistentes mientras la estructura esté intacta. Sin embargo, al producirse daños, se observan cambios significativos entre la firma actual y la de referencia (la firma adquirida durante la etapa saludable de la estructura). Al analizar la firma de impedancia, es posible detectar la presencia, ubicación y gravedad del daño en etapas tempranas e implementar oportunamente trabajos de rectificación rentables, mejorando la durabilidad de la estructura 20,21,22.

Durante las últimas dos décadas, se ha llevado a cabo una amplia investigación para examinar el potencial de recolección de energía de los materiales piezoeléctricos. Aunque estos materiales están disponibles en varias configuraciones como tubos, esferas, discos, etc., la mayoría de los estudios se basan en parches piezoeléctricos rectos, tiras, barras, etc.23,24. Por lo tanto, es necesario explorar el potencial de otras configuraciones de los transductores piezoeléctricos.

Los parches PZT han establecido una presencia significativa en el campo de SHM durante las últimas dos décadas. Sin embargo, no se recomienda el uso de parches PZT desnudos para estructuras de concreto, ya que pueden deteriorarse durante la construcción. Por lo tanto, a Bhalla y Gupta (2007, 2022) se les ocurrió la idea de un sensor de vibración de hormigón (CVS), que es un sensor listo para usar principalmente para el SHM de estructuras de hormigón25,26, desarrollado en el Laboratorio de Dinámica y Estructuras Inteligentes (SSDL), IIT Delhi. En CVS, el transductor piezoeléctrico (parche PZT) está meticulosamente cubierto con una capa de protección compuesta, lo que lo hace listo para su uso para su instalación directa en la vida real antes de instalarse en una estructura de hormigón. El grado del cilindro de hormigón que encapsula el parche PZT debe ser igual o superior al de la estructura de hormigón en la que debe empotrarse. CVS tiene una compatibilidad de deformación muy fuerte con la estructura del host y puede adquirir fácilmente formas de modo de curvatura y frecuencias de resonancia, y puede soportar condiciones extremas en comparación con los sensores PZT unidos a la superficie. Kaur (2015) estableció experimentalmente el uso de CVS para SHM y como recolector de energía al generar la energía requerida para el trabajo de SHM durante el tiempo de inactividad27.

Al igual que CVS, el recolector de energía de vibración de hormigón (CVEH) es un sensor listo para usar desarrollado en SSDL para la recolección de energía de estructuras de hormigón; sin embargo, a diferencia de CVS, CVEH encapsula un transductor curvo28. El aumento de la tensión/deformación por flexión creada a través del parche piezoeléctrico como resultado de la forma curva aumenta el voltaje desarrollado y, en consecuencia, la generación de energía. Sin embargo, debido a la naturaleza frágil de las piezocerámicas, no todos los parches piezoeléctricos se pueden usar para fabricar CVEH. El elemento piezoeléctrico utilizado para la fabricación de CVEH se seleccionará cuidadosamente para que produzca únicamente el efecto d31 . La presencia del efecto d33 contrarrestará los beneficios de d31 en transductores piezoeléctricos curvos, donde la dirección de polarización varía perpendicularmente a lo largo de la curvatura, lo que reduce la eficiencia del transductor29. Utilizando un parche de compuesto de macrofibra (MFC) tipo d31 , una variante piezoeléctrica muy flexible y de alto rendimiento desarrollada por la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA), Singh (2017) fabricó con éxito un CVEH y confirmó experimentalmente que el CVEH produce casi el doble de capacidad de generación de voltaje de circuito abierto que el CVS. Sin embargo, hay una escasez de investigaciones computacionales y experimentales sistemáticas que cubran la medición de potencia en entornos de la vida real en comparación con la disposición recta, a pesar de las indicaciones del rendimiento superior de la configuración curva. Además, no se ha realizado ninguna investigación sobre la exploración de las posibilidades de una disposición curva para SHM.

Se espera que los materiales de recolección de energía piezoeléctrica curvados (CVEH) ofrezcan varias ventajas sobre los materiales tradicionales de recolección de energía piezoeléctrica plana o plana. Los materiales piezoeléctricos curvos exhiben una mejor distribución de tensión/deformación en la superficie piezoeléctrica debido a la naturaleza de su deformación cuando se someten a fuerzas externas. Como la deformación en estos materiales se distribuye de manera más uniforme, mejora la eficiencia de la conversión de energía y la generación de energía y permite funcionar en rangos de frecuencia muy bajos 30,31,32,33. El rendimiento de los MFC (compuestos de macrofibra) se ha demostrado a nivel mundial en términos de flexibilidad, confiabilidad, durabilidad, tolerancia al daño, eficiencia mejorada del actuador y capacidades de actuación y detección direccionales 34,35,36,37. El CVS o CVEH basado en MFC se fabrica encapsulando los parches dentro de cilindros de hormigón o mortero después de aplicar una capa protectora adecuada. Una vez que estos transductores están incrustados en una estructura durante su fundición, toda la estructura, con el CVS / CVEH integrado en el interior, funciona como un sistema unificado. Mientras la estructura siga siendo duradera, los CVEH o CVS (Sistemas de Monitoreo de Salud Estructural) también mantendrán su efectividad operativa y longevidad. Por lo tanto, los sistemas CVS y CVEH basados en MFC ofrecen una durabilidad superior para el monitoreo de la salud estructural.

El propósito de este estudio es comparar las configuraciones curvas y rectas de los transductores piezoeléctricos (CVEH y CVS, respectivamente) incorporados dentro de las estructuras RC en términos de rendimiento para la recolección de energía y SHM. En la investigación se investiga el voltaje de circuito abierto a través de los transductores piezoeléctricos, el desarrollo de energía en condiciones de adaptación de impedancia y la posibilidad de almacenamiento de energía en condensadores para ambas configuraciones. El potencial de detección de daños hasta ahora no descubierto de los transductores piezoeléctricos curvos utilizando la técnica EMI también se investiga experimentalmente en este trabajo.

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Protocolo

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NOTA: Este protocolo es una breve descripción del proyecto M. Tech. del presentador llevado a cabo en el Laboratorio de Estructuras y Dinámicas Inteligentes (SSDL), Instituto Indio de Tecnología de Delhi. Los detalles completos se pueden evaluar a partir de la tesis de M. Tech.11 y publicaciones relacionadas12,13.

1. Experimentación: materiales, fabricación y configuración

  1. Materiales
    NOTA: Las piezocerámicas han establecido una posición destacada en los campos de SHM y recolección de energía debido a su alta resistencia, rigidez y factores de acoplamiento. Sin embargo, la fragilidad de estos materiales limita su uso a superficies curvas. En consecuencia, la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) desarrolló una versión piezoeléctrica particularmente flexible y de alto rendimiento, a saber, el MFC, que fue seleccionado como transductor piezoeléctrico para el estudio actual.
    1. Utilice la variante M5628-P2, con un grosor de 300 μm y con efecto suela d31 .
  2. Fabricación y configuración
    1. Fundir dos cilindros de mortero de cemento de 100 mm de diámetro y 30 mm de espesor.
    2. Encierre los transductores piezoeléctricos MFC rectos y curvos en los cilindros de mortero en la ubicación de profundidad media durante la fundición (Figura 2A, B).
    3. Aplique una capa protectora de adhesivo epoxi estándar a los parches MFC para evitar la degradación durante la fundición.
    4. Cure los cilindros de mortero (Figura 2C, D) que encierran los transductores durante 7 días.
    5. Moldee una viga RC (1500 mm [L] × 300 mm [B] × 100 mm [D]) de grado M30.
    6. Incruste el CVEH y el CVS en la ubicación de la mitad del tramo atándolos al refuerzo de compresión de la capa superior de la viga durante la fundición. Asegúrese de que su superficie superior coincida con la del haz, como se muestra en la Figura 2E29. Las propiedades del haz RC y el transductor piezoeléctrico se enumeran en la Tabla 1.
    7. Asegúrese de que las conexiones eléctricas de los transductores piezoeléctricos se mantengan seguras durante todo el proceso.
    8. Coloque la viga RC en una condición de apoyo con una luz efectiva de 1100 mm para realizar varios experimentos.

2. Análisis comparativo de voltaje de circuito abierto generado a través de transductores piezoeléctricos bajo excitación armónica pura

NOTA: Esta sección compara el voltaje de circuito abierto generado por los transductores piezoeléctricos rectos y curvos bajo excitaciones armónicas puras.

  1. Configuración experimental
    1. Configure una viga RC con CVS y CVEH incrustados en el interior en la mitad del tramo, como se mencionó en el párrafo anterior.
    2. Instale un agitador portátil para inducir la excitación armónica, colocado a una distancia de L/2 del soporte, donde L es el tramo efectivo del haz.
    3. Configure un generador de funciones para generar señales eléctricas.
    4. Configurar un amplificador de potencia para amplificar las señales generadas por el generador de funciones y transmitidas al agitador (por lo tanto, conectado al agitador y al generador de funciones)
    5. Configure un osciloscopio para medir el voltaje de circuito abierto generado a través de los sensores. Conecte los cables eléctricos de los sensores piezoeléctricos a los dos canales del osciloscopio.
    6. Configure un acelerómetro con una sensibilidad de 100 mV por g colocado en el haz más cercano al agitador para medir la aceleración, donde g representa la aceleración debida a la gravedad.
    7. Configure un amplificador ICP para registrar las mediciones del acelerómetro (por lo tanto, conectado al acelerómetro y al tercer canal del osciloscopio)
      NOTA: Consulte la Figura 3 para ver la configuración experimental.
  2. Procedimiento para el análisis en el dominio de la frecuencia
    1. Excite el haz RC usando el agitador portátil en modo de barrido. La entrada se dará al generador de funciones: Excitación dinámica de barrido de 10 Hz a 100 Hz durante 2,5 s.
    2. Realice un análisis en el dominio de la frecuencia de las respuestas recibidas de los sensores piezoeléctricos y el acelerómetro para determinar la frecuencia natural del haz. Consulte los artículos publicados anteriormente para conocer el procedimiento detallado sobre el análisis en el dominio de la frecuencia 38,39,40.
  3. Procedimiento para la comparación de voltaje de circuito abierto
    1. Excite el haz a distintas frecuencias de 25 Hz a 85 Hz usando el agitador. Adopte un intervalo de paso de 15 Hz. Registre la respuesta de CVS y CVEH para todas las frecuencias.
    2. Cambie la posición del agitador a una distancia L/3 y L/6 del soporte, y repita el paso anterior (paso 2.3.1) para cada posición del agitador.
    3. Compare las respuestas de CVS y CVEH en cada caso, ya sea gráfica o analíticamente.

3. Análisis comparativo de la potencia generada por los transductores piezoeléctricos

NOTA: Esta sección compara la potencia generada por los transductores piezoeléctricos para condiciones favorables de adaptación de impedancia.

  1. Configuración experimental
    1. Configure una viga RC con CVS y CVEH incrustados en el interior en la mitad del tramo, como se mencionó en el paso 2.1.1.
      NOTA: Consulte la Figura 4A para conocer la configuración experimental.
    2. Coloque un agitador excéntrico de tipo rotativo a una distancia de L/4 del soporte más cercano
    3. Configure un controlador de velocidad y conéctelo al agitador.
    4. Configure un osciloscopio. Conecte el CVS y el CVEH a los dos canales del osciloscopio.
    5. Coloque un acelerómetro con una sensibilidad de 100 mV por g en el tramo medio del haz. Conéctelo al amplificador ICP.
    6. Configure un amplificador ICP para registrar las mediciones del acelerómetro.
    7. Conecte un circuito adicional, como se muestra en la Figura 4B, a los transductores piezoeléctricos para la medición de potencia. El circuito consta de dos resistencias, R1 y R2 (R1 = 335 kΩ y R2 = 340 kΩ), conectadas en serie a través de los sensores piezoeléctricos.
      NOTA: La impedancia de las resistencias seleccionadas debe estar en un rango similar al de los sensores piezoeléctricos (impedancia de la fuente). Un desajuste de impedancia significativo puede provocar una disipación de calor excesiva, una pérdida sustancial de energía e incluso una falla del circuito. La impedancia de los sensores se puede medir para varias frecuencias utilizando un medidor LCR. Para el CVS y CVEH actuales, la impedancia promedio para varias frecuencias que van de 20 Hz a 80 Hz (intervalo de paso = 5 Hz) es de 32 kΩ y 35 kΩ respectivamente.
    8. Configure un multímetro digital y conéctelo a través de la resistencia R1 para medir el voltaje de salida (V2) del circuito.
    9. Conecte la computadora portátil a un multímetro digital para la adquisición de datos.
  2. Procedimiento
    1. Encienda el agitador e induzca vibraciones en el haz RC. Ajuste la aceleración del agitador con el controlador de velocidad.
    2. Registre el voltaje de salida (V2) usando el multímetro para cada sensor.
    3. Repita el paso anterior para dos o más aceleraciones del agitador.
      NOTA: Las aceleraciones máximas adoptadas en el estudio fueron 15,19 m/s2, 17,39 m/s2 y 21,68 m/s2.
    4. Calcule la potencia generada (P) por ambos sensores para cada aceleración del agitador utilizando la fórmula que se indica a continuación12,27:
      figure-protocol-1
      figure-protocol-2
      Donde i es la corriente que fluye a través del circuito.

4. Potencial de almacenamiento de energía de los transductores piezoeléctricos

NOTA: Esta sección se centra en analizar el potencial de almacenamiento de energía o recolección de energía de los transductores piezoeléctricos bajo vibraciones erráticas de la vida real con condiciones generales de campo (desajuste de impedancia). Se utilizó un condensador de 1000 μF para recolectar la energía generada por los transductores piezoeléctricos.

  1. Configuración experimental
    1. Configure el aparato experimental como se describe en la sección 3.1, excluyendo el circuito de medición de potencia.
    2. Reemplace el circuito de medición de potencia con un circuito rectificador de puente completo simple. Consulte la Figura 4C, D para conocer la configuración experimental.
      NOTA: Propósito de un circuito rectificador de puente completo simple: El voltaje de salida generado por los transductores piezoeléctricos está en el modo de corriente alterna (CA), que no se puede almacenar ya que invierte la dirección periódicamente. Por lo tanto, el circuito rectificador de puente completo simple se utiliza para convertir señales de CA en modo de corriente continua (CC), que es una fuente de alimentación estable y se puede almacenar en condensadores o baterías. El circuito consta de cuatro diodos de tipo Schottky etiquetados D1 a D4, con un voltaje de polarización directa más bajo (en el rango de 0,1 V)41. Los diodos están dispuestos en pares en serie, con solo dos diodos funcionando durante cada medio ciclo. En el semiciclo positivo, los dos diodos, D1 y D4, conducirán en serie donde los diodos D2 y D3 se apagarán (polarización inversa) y viceversa durante el semiciclo negativo. Por lo tanto, el circuito rectificador de puente completo garantiza sistemas de circuitos estables y pasivos42.
  2. Procedimiento
    1. Encienda el agitador e induzca vibraciones en el haz RC. Ajuste la aceleración del agitador con el controlador de velocidad.
    2. Registre el voltaje de salida (Vc) del circuito rectificador usando el multímetro para ambos sensores.
    3. Calcule la energía total ET y la potencia media Ppromedio almacenada en el condensador por ambos sensores utilizando las ecuaciones que se indican a continuación 12,13:
      figure-protocol-3
      figure-protocol-4
      Donde C es la capacitancia (1000 μF) y Tc es el tiempo total de carga de los condensadores.
    4. Repita los pasos anteriores para varias aceleraciones.

5. Idoneidad de los transductores piezoeléctricos para SHM en función del potencial de detección de daños

NOTA: Esta sección evalúa la idoneidad de los transductores piezoeléctricos para SHM mediante la evaluación de su potencial para la detección de daños utilizando la técnica EMI.

  1. Configuración experimental:
    1. Coloque la misma viga RC que se mencionó en las secciones anteriores.
    2. Configure un medidor LCR para medir la firma de admitancia eléctrica y conéctelo con los transductores piezoeléctricos.
    3. Además, conecte la computadora portátil al medidor LCR.
    4. Coloque un termómetro digital para garantizar una temperatura ambiente uniforme durante todo el experimento.
      NOTA: Consulte la Figura 5A para la configuración experimental.
  2. Procedimiento
    1. Usando el medidor LCR, aplique un potencial eléctrico armónico a través de los transductores para excitarlos a altas frecuencias en modo de barrido.
      Caso 1: Gama de frecuencias más gruesa: 1 kHz a 1000 kHz, intervalo de pasos de 1 kHz
      Caso 2: Rango de frecuencia más fino: 100 kHz a 300 kHz, intervalo de paso de 100 Hz
    2. Adquirir la firma de admitancia generada por los transductores utilizando el medidor LCR y el portátil para ambos casos. Estas firmas durante la etapa saludable de la estructura se denominan firmas de referencia.
    3. Repita los pasos nuevamente para verificar la correlación entre las firmas en cada caso.
    4. Induzca daños en la viga perforando un agujero y repita los pasos 5.2.1 y 5.2.2 para obtener las firmas durante el daño de la etapa 1.
    5. Induzca más daño perforando más agujeros y repita los pasos 5.2.1 y 5.2.2 para obtener las firmas durante cada etapa del daño. En el estudio actual se inducen tres daños, como se muestra en la Figura 5B.
    6. Compare y analice las firmas visual y numéricamente comparando el valor de la desviación cuadrática media (RMSD) entre las firmas de la etapa sana y la etapa dañada.
    7. RMSD se puede calcular utilizando la ecuación que se indica a continuación12,13:
      figure-protocol-5
      donde n es el tamaño de la muestra, xdi y xhi son los valoresi-ésimos en las firmas en las etapas dañada y sana, respectivamente.

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Resultados

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Análisis comparativo de la tensión de circuito abierto generada a través de transductores piezoeléctricos bajo excitación armónica pura
Las respuestas en el dominio del tiempo de los transductores piezoeléctricos y el acelerómetro se muestran en la Figura 6A, B. A partir de las señales en el dominio del tiempo, sus respuestas en el dominio de la frecuencia se derivan utilizando el método de transformada rápida de Fourier ...

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Discusión

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Un paso crítico en el protocolo presentado implica determinar con precisión la frecuencia natural del sistema de agitación del haz. Este paso es esencial porque tanto la recolección de energía como las capacidades de monitoreo de la salud estructural (SHM) de los transductores piezoeléctricos dependen en gran medida del comportamiento dinámico del sistema. El uso de la excitación de barrido facilitó la identificación de la frecuencia de resonancia del sistema de vibración del haz. Durant...

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Divulgaciones

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Este artículo es una adaptación de los trabajos publicados anteriormente por los autores 11,12,13 y está destinado únicamente a fines educativos, específicamente a facilitar la difusión del conocimiento y el arte científico a través del formato de video. Las figuras 1 a 12 se reproducen con el debido permiso de Elsevier.

Agradecimientos

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Este trabajo fue apoyado financieramente por el Instituto Indio de Tecnología (IIT) de Delhi y el Departamento de Ciencia y Tecnología [DST/INSPIRE/04/2015/000545]. Los autores agradecen enormemente el apoyo brindado por el Sr. Sameer Hasan y el Sr. Pawan para crear el video para la revista.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
AcelerómetroPiezotrónica de PCB352C34
Agregados - 10 mmN/AN/A
Agregados - 20 mmN/AN/A
Condensador (1000 y mu; F) N/AN/A
CementoN/AN/A
Multímetro digital  Agilent Technologies34411A
Termómetro digital  La Crosse Technology WS-9006U 
EpoxiN/AN/A
Generador de funciones Agilent Technologies33210A
amplificador ICP & nbsp;Piezotrónica de PCBSerie 482C
Medidor LCRAgilent TechnologiesE4980A
Macro fibra compuesta (MFC) y nbsp;Material inteligenteM5628-P2
OsciloscopioTektronixTDS 2004B
Agitador portátil  LDSV406
amplificador de potencia  LDSPA500L
ResistenciasN/AN/A
Agitador tipo rotatorio  Crompton Greaves XKF5577No disponible ahora
ArenaN/AN/A
Diodos tipo Schottky Diodes IncorporatedBAT1000
CablesN/AN/A

Referencias

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
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