Thiết kế, chế tạo thiết bị đo dao động kết cấu công trình sử dụng cảm biến gia tốc MEMS

Chỉ số đề mục

47

Lĩnh vực nghiên cứu

Cơ điện tử; hệ vi cơ điện tử (MEMS),..

Dạng tài liệu

BB

Tác giả

Phùng Bá Thắng, Dương Quang Khánh, Vũ Quang Dũng⁽¹⁾, Nguyễn Xuân Đức Anh, Hoàng Mạnh Quân, Lê Hoàng Giang

Nhan đề

Thiết kế, chế tạo thiết bị đo dao động kết cấu công trình sử dụng cảm biến gia tốc MEMS

Nhan đề tiếng anh

Design and Implementation of Structural Vibration Measurement Device Using MEMS Accelerometers

Nguồn trích

Tạp chí điện tử Khoa học và công nghệ giao thông

Năm xuất bản

2025

Số

01

Trang

36-45

ISSN

2734-9942

Từ khóa

Cảm biến gia tốc MEMS, Dao động kết cấu, Quan trắc kết cấu

Từ khóa tiếng anh

MEMS accelerometers, Structural Vibration, Strutural Monitoring

Tóm tắt

Bài báo này trình bày nội dung thiết kế, chế tạo mạch chuyên dụng sử dụng cảm biến gia tốc MEMS (Micro-ElectroMechanical System) để thu nhận dữ liệu, phục vụ đánh giá tình trạng kỹ thuật và theo dõi quan trắc kết cấu. Thiết bị này kết nối hai cảm biến gia tốc kế ba trục ADXL345 và ADXL355 để đo gia tốc của kết cấu, cụ thể là một mô hình dầm thép tại phòng thí ngiệm của Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải. Kết quả được so sánh với thiết bị đánh giá dao động tham chiếu là SDA-810C và mô phỏng số sử dụng phương pháp Phân tích phần tử hữu hạn. Các trường hợp phân tích và so sánh cho thấy hệ thống đảm bảo độ chính xác và độ nhạy khi so sánh với cảm biến thương mại. Thiết bị bao gồm phần cứng, phần mềm khá hoàn chỉnh cho kết quả đáp ứng yêu cầu, tiết kiệm chi phí sản xuất và thuận lợi trong quá trình sử dụng.

Tóm tắt tiếng anh

This paper presents the design and implementation of a dedicated printed board circuit using a MEMS (Micro-ElectroMechanical System) accelerometer to collect data, assess and monitor the status of the structure. This device connects with two 3-axial accelerometers ADXL345 and ADXL355 to measure the acceleration of the structure, specifically a steel beam model at the laboratory of the University of Transport Technology. The results are compared with the reference vibration assessment device SDA-810C and numerical simulation using the Finite Element Analysis method. The analysis and comparison cases show that the system ensures accuracy and sensitivity when compared with commercial sensors. The device includes the complete hardware and software, giving results that meet the requirements, saving production costs and being convenient in use.

Kí hiệu kho

TTKHCNQG, CTv 188

File toàn văn

Xem toàn văn

Tài liệu tham khảo

[1] (2022), Midas Civil: Analysis for Civil Structures,Midas Civil
[2] H. Hasani, F. Freddi, R. Piazza, F. Ceruffi (2024), A Wireless Data Acquisition System Based on MEMS Accelerometers for Operational Modal Analysis of Bridges,Sensors
[3] C.-C. Comisu, N. Taranu, G. Boaca, M.-C. Scutaru (2017), Structural health monitoring system of bridges,Procedia Engineering
[4] A.S. Azhar, S.A. Kudus, A. Jamadin, N.K. Mustaffa, K. Sugiura (2024), Recent vibration-based structural health monitoring on steel bridges: Systematic literature review,Ain Shams Engineering Journal
[5] N.T. Minh, Đ.A. Tú (2016), Ảnh hưởng một số loại hư hỏng đến các đặc trưng dao động của cầu dầm bê tông dự ứng lực giản đơn,Tạp chí Giao thông vận tải
[6] H.P. Hoa, N.N. An (2017), Đánh giá sức khỏe kết cấu cầu bằng phương pháp đo dao động xung kích,Tạp chí Giao thông vận tải
[7] A. Lyapin, Y. Shatilov (2016), Vibration-based Damage Detection of the Reinforced Concrete Column,Procedia Engineering
[8] K.-W. Liao, M.-Y. Cheng, Y.-F. Chiu, J.-H. Lee (2016), Preliminary bridge health evaluation using the pier vibration frequency,Construction and Building Materials
[9] G. Boscato, L.Z. Fragonara, A. Cecchi, E. Reccia, D. Baraldi (2019), Structural Health Monitoring through Vibration-Based Approaches,Shock and Vibration