مانیتورینگ سلامت سازه های بتنی با استفاده از شبکه های حسگر بی سیم

در این پژوهش یک سیستم نظارت بر سلامت سازه های بتنی با استفاده از شبکه های حس گر بی سیم معرفی و پیاده سازی می گردد. هدف اصلی در این پژوهش ارائه ی یک سیستم برای اندازه گیری دو پارامتر دما و رطوبت در داخل سازه های بتنی- بویژه در مواقع بتن ریزی با حجم زیاد- با کمترین هزینه طراحی و پیاده سازی و کمترین هزینه ونیاز به عملیات نگهداری و تعمیرات و با بیشترین طول عمر مفید در هنگام قرارگیری در داخل یا مجاورت بتن و عوامل مخرب مشابه در سازه ها ی بتنی است. عمده تمرکز این پژوهش بر دوره های اولیه ی شکل گیری و تشکیل یافتن بتن است. در این پژوهش برای نیل به هدف مذکور چهار تکنولوژی مختلف مورد ارزیابی عملی قرار می گیرد. اولین روش عبارت است از استفاده از ترمیستور با ضریب حرارتی منفی و IRIS mote در قالب توپولوژی شبکه ی IEEE 802.15.4. نتایج نشان می دهد که اندازه گیری این سنسور در حدود 5 °C بین مقادیر واقعی و مقادیر اندازه گیری شده از خود انحراف معیار استاندارد بروز می دهد. روش دوم از یک سنسور SHT15 (دما و رطوبت) به همراه میکروکنترلر PIC16F4680 و یا برد آردینهو استفاده می کند. روش سوم شامل استفاده از سنسور SHT21S (دما و رطوبت) به همراه برد کاربردی eZ430-RF2500 با پردازنده ی MSP430 می باشد. در این حالت قرائت مقادیر دما در طول 16 ساعت اولیه به خوبی انجام می گیرد در حالی که مقادیر رطوبت برای 24 ساعت اول آزمایش به خوبی اندازه گیری و ثبت گردیدند. با وجود این که مقادیر اندازه گیری شده برای سنسورهای SHT15 و SHT21S مطابقت خوبی دارند، هر دو سنسور بعد از گذشت مدت زمان مشخصی از کار ایستادند که نشان دهنده ی رابطه ی معکوس بین طول عمر سنسور و شدت قلیایی بودن محیط بتن است و بطور ضمنی لزوم ایجاد پوشش برای سنسور های مذکور را برای کاربرد در داخل بتن متذکر می شود. در روش چهارم از هر دو سنسور SHT15 و SHT21S بصورت محافظت شده برای مانیتورینگ درازمدت استفاده گردید. از آن جا که در مورد اخیر دو سنسور SHT15 و SHT21S با وجودتحت تاثیر قرار گرفتن بواسطه ی محیط قلیایی بتن، موفق به اندازه گیری به مدت نزدیک به دو ماه گردیدند، امکان نظارت بلادرنگ و پیوسته با کمک سنسورهای ویژه در قالب شبکه های حس گر بی سیم با حداقل قیمت تمام شده محقق می گردد.