Alternative measurement methods for impact loads of marine structures

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Immonen, Veikko
dc.contributor.advisor Kokko, Olli
dc.contributor.author Kääriäinen, Lassi
dc.date.accessioned 2019-02-24T16:00:09Z
dc.date.available 2019-02-24T16:00:09Z
dc.date.issued
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/36619
dc.description.abstract In this thesis the prospects of different sensor technologies for impact measurements have been researched and tested. Main goal was to implement impact measurement system for an already known structure. Metallic foil strain gauges and fiber Bragg grating sensors have been previously used, but for cost reasons cheaper alternative with similar accuracy is searched for. Researched sensors include vibrating wire strain gauges, LVDTs, accelerometers, SAW sensors, semiconductor strain gauges, photoelectric sensors and ultrasonic sensors. It was concluded that accelerometers exhibit many good qualities especially for impact measurements in difficult conditions. A consistent method for position estimation was to detect the impact peaks from the data and only to integrate over the measured peaks to shorten the integral timespan. Minimizing the integral timespan, also minimizes the drift. To detect maximums of the impacts, clustering in conjunction with peak detection was used. To assess the accuracy of accelerometers' position estimates, some testing with a measurement system was also made. Tests were made with capacitive, thermal and piezoelectric accelerometers with varying test parameters to see how well each type of sensor performs in different scenarios. Both the impulse duration and sensor movement range were altered according to the known system's typical ranges. It was determined that accelerometers are a valid option for estimation of strain caused by impacts. The most accurate estimation was achieved with thermal and capacitive accelerometers. Though, piezoelectric and piezoresistive sensors should be preferred in the case of higher accelerations. en
dc.description.abstract Tässä työssä tutkittiin ja testattiin erilaisten anturien soveltuvuutta iskukuormien mittaamiseen. Työn tavoitteena on implementoida iskukuormien mittaus jo tunnetulle rakenteelle. Entuudestaan oli käytetty metallisia ja optisia venymäliuskoja, mutta kustannus-syistä johtuen etsittiin halvempaa vaihtoehtoa, jonka tarkkuus on samaa suuruusluokkaa. Työssä vertailtiin ja tutkittiin metallilankavenymäliuskoja, LVDT-antureita, kiihtyvyysantureita, SAW-antureita, puolijohdevenymäliuskoja, välosähköisiä antureita ja ultraääniantureita. Tultiin tulokseen, että kiihtyvyysanturit soveltuvat hyvin iskukuormien mittaamiseen. Iskukuorman aiheuttaman etäisyyden muutoksen estimoimiseen käytettiin menetelmää, jossa aluksi iskujen aiheuttamat huiput tunnistettiin datasta, jonka jälkeen vain ensimmäisen aallon yli integroitiin kahdesti paikkaestimaatin muodostamiseksi. Klusterointia käytettiin iskujen erottamiseksi toisistaan. Klusteroinnilla ja huipunhaulla saatiin integrointiväli minimoitua, jotta estimaattien arvot eivät ajelehtisi. Anturien ja estimointimenetelmän tarkkuuden selvittämiseksi rakennettiin testijärjestelmä. Antureita poikkeutettiin erilaisilla impulssien kestoilla ja voimakkuuksilla. Testejä tehtiin kapasitiivisilla, piezosähköisillä ja termokiihtyvyysantureilla. Kokeilla todistettiin, että kiihtyvyysanturit ovat validi vaihtoehto iskukuormien mittaamiseen. Tarkimmat estimaatit saatiin kapasitiivisella ja termokiihtyvyysanturilla. Tosin, piezosähköisten ja piezoresistiivisten kiihtyvyysantureiden käyttöä kannattaa harkita, kun kyseessä on suuret kiihtyvyydet. fi
dc.format.extent 74
dc.format.mimetype application/pdf en
dc.language.iso en en
dc.title Alternative measurement methods for impact loads of marine structures en
dc.title Vaihtoehtoiset mittausmenetelmät merirakenteiden iskukuormille fi
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö fi
dc.contributor.school Sähkötekniikan korkeakoulu fi
dc.subject.keyword accelerometers en
dc.subject.keyword impact measurements en
dc.subject.keyword strain gauges en
dc.subject.keyword position estimation en
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201902241776
dc.programme.major Control, Robotics and Autonomous Systems fi
dc.programme.mcode ELEC3025 fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.contributor.supervisor Visala, Arto
dc.programme AEE - Master’s Programme in Automation and Electrical Engineering (TS2013) fi
dc.location P1 fi


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account