Σύνθεση πολυμερούς για τη διεπιφάνεια μεταλλικής δοκού και μαγνητοελαστικού αισθητήρα
Loading...
Date
2026-02-26
Authors
Τριανταφυλλίδη, Αικατερίνα
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η συνεχής ανάπτυξη της τεχνολογίας αισθητήρων έχει επιτρέψει την υλοποίηση ολοένα και πιο σύνθετων συστημάτων παρακολούθησης και ανάλυσης φυσικών μεγεθών. Οι αισθητήρες δονήσεων, ειδικότερα, παίζουν κρίσιμο ρόλο σε πληθώρα εφαρμογών, όπως η προληπτική συντήρηση μηχανολογικού εξοπλισμού, η παρακολούθηση κατασκευών, καθώς και η ανάλυση βιομηχανικών και φυσικών δομών υπό μηχανικές φορτίσεις. Στο πλαίσιο αυτό, η κατηγορία των μαγνητοελαστικών αισθητήρων παρουσιάζει σπουδαίο ενδιαφέρον, λόγω της ικανότητάς τους να λειτουργούν ασύρματα, παθητικά και χωρίς άμεση επαφή, καθιστώντας τους κατάλληλους για χρήση σε δύσκολα προσβάσιμα ή απομακρυσμένα περιβάλλοντα. Ωστόσο, η αξιοπιστία και η ακρίβεια των μετρήσεων που προέρχονται από μαγνητοελαστικούς αισθητήρες, εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τον τρόπο τοποθέτησης και συγκόλλησης τους στην υπό μελέτη επιφάνεια. Μέχρι πρότινος, στα πειραματικά πρωτόκολλα που εφαρμόζονταν για τη μελέτη εφελκυσμού μεταλλικών δοκών, ο αισθητήρας τοποθετούνταν επί της μεταλλικής δοκού με τη χρήση ταινίας διπλής όψης. Παρόλο που η προσέγγιση αυτή ήταν εύκολη στην εφαρμογή, η ταινία διπλής όψης δεν είχε μεγάλη αντοχή στο χρόνο και στις συνθήκες περιβάλλοντος όπως η υγρασία με αποτέλεσμα να χρειάζεται επανατοποθέτηση τακτικά. Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στην ανάπτυξη και αξιολόγηση μιας κατάλληλης πολυμερικής συγκολλητικής πάστας, η οποία θα μπορεί να αντικαταστήσει τη συμβατική ταινία διπλής όψης, εξασφαλίζοντας (α) ισχυρή και σταθερή πρόσφυση τόσο με τη δοκό όσο και με τον αισθητήρα, (β)ικανοποιητική ελαστικότητα ώστε να επιτρέπει τη μεταφορά μηχανικών τάσεων, και (γ) αντοχή σε συνθήκες παραμόρφωσης, κόπωσης και πιθανής υγρασίας. Στο πλαίσιο της πειραματικής διαδικασίας, πραγματοποιήθηκαν δοκιμές συγκόλλησης της δοκού με τον αισθητήρα με τη χρήση διαφορετικών συγκολλητικών πολυμερικών συστημάτων, τα οποία αξιολογήθηκαν ως προς την πρόσφυση, την ελαστικότητα και τη μηχανική συμπεριφορά υπό εφελκυσμό. Συγκεκριμένα, τα δείγματα τοποθετήθηκαν σε δοχεία με νερό για δύο μέρες, με σκοπό να εξετασθεί η αντοχή του πολυμερούς στην υγρασία. Τέλος, έγιναν οι δοκιμές στον εφελκυσμό και τα αποτελέσματα συγκρίθηκαν με τις αρχικές μετρήσεις που είχαν ληφθεί με την ταινία διπλής όψης. Τα αποτελέσματα δείχνουν σαφείς διαφοροποιήσεις μεταξύ των εξεταζόμενων συγκολλητικών συστημάτων ως προς την ένταση και τη σταθερότητα της ηλεκτρικής απόκρισης του μαγνητοελαστικού αισθητήρα. Η εποξειδική ρητίνη με βελτιστοποιημένη αναλογία σκληρυντή παρουσίασε τη μεγαλύτερη και πιο επαναλήψιμη απόκριση, επιβεβαιώνοντας την αποτελεσματικότερη μεταφορά της μηχανικής παραμόρφωσης από τη δοκό στον αισθητήρα. Αντίθετα, η ταινία διπλής όψεως που χρησιμοποιούνταν μέχρι σήμερα εμφάνισε χαμηλότερη απόδοση και μικρότερη μηχανική σταθερότητα στη διεπιφάνεια. Η εργασία καταλήγει σε ουσιαστικά συμπεράσματα σχετικά με την επιλογή κατάλληλου συγκολλητικού υλικού για εφαρμογές με μαγνητοελαστικούς αισθητήρες, δίνοντας έμφαση στη βελτιστοποίηση της μηχανικής μεταφοράς παραμόρφωσης και στη διαχρονική αξιοπιστία του συστήματος. Η πειραματική αξιολόγηση αντοχής σε υγρό περιβάλλον επιβεβαιώνει ότι η αναπτυχθείσα εποξειδική σύνθεση παρουσιάζει αυξημένη ανθεκτικότητα και μειωμένη απώλεια μάζας σε σύγκριση με εναλλακτικά ελαστομερή και με την ταινία διπλής όψεως, καθιστώντας την καταλληλότερη για εφαρμογές όπου απαιτείται σταθερότητα, αντοχή στην υγρασία και μακροχρόνια λειτουργική απόδοση.
Description
Keywords
Μαγνητοελαστικός αισθητήρας, Πολυμερή, Εποξειδική ρητίνη