Raziskovalci Fakultete za strojništvo so razvili revolucionarno metodo, ki 3D-natisnjenim senzorjem omogoča samodejno prilagajanje temperaturnim spremembam brez potrebe po dodatnih temperaturnih senzorjih. Odkritje odpira vrata za široko uporabo pametnih struktur v spremenljivih okoljih, od letala do infrastrukturnih objektov, kjer dosedanje rešitve niso bile dovolj zanesljive ali so bile preveč kompleksne.
3D-natisnjeni piezouporovni senzorji omogočajo zaznavanje deformacije, pospeška in sil neposredno v pametnih strukturah. Vendar spremembe temperature povzročijo do 90 % spremembo občutljivosti senzorja, kar onemogoča zanesljive meritve. Ta ovira je do sedaj preprečevala širšo uporabo tehnologije 3D-natisnjenih senzorjev.
Konvencionalni pristopi zahtevajo dodatne temperaturne senzorje, kompleksne kalibracije ali posebne materiale. Takšne rešitve povečujejo kompleksnost sistema, zmanjšujejo zanesljivost in integracijo večjega števila senzornih elementov.
Raziskava objavljena v International Journal of Mechanical Sciences (IF=9.4) odkriva, da je sprememba električne upornosti piezouporovnega senzorja direktno sorazmerna spremembam njegove občutljivosti. To omogoča natančno napoved občutljivosti senzorja le na podlagi meritev upornosti med normalnim delovanjem.
Ekipa raziskovalcev iz Fakultete za strojništvo, Univerza v Ljubljani in Department of Engineering, University of Perugia, Italija je testirala 24 3D-natisnjenih pospeškomerov v temperaturnem območju 5-35 °C in treh nivojih vlažnosti. Napovedi občutljivosti v testiranem temperaturnem območju dosegajo natančnost pod 5 % pri normalnih in 12 % pri ekstremno vlažnih pogojih. Metoda ne potrebuje dodatne opreme in senzorjev, saj temelji na fizikalni lastnosti senzorja, ki se že sedaj spremljajo med obratovanjem. “Ta pristop je pomemben korak naprej,” poudarja Gašper Krivic iz Laboratorija za dinamiko strojev in konstrukcij (LADISK). “Namesto dodajanja kompleksnosti izkoriščamo to, kar senzor že ima.”
Metoda omogoča enostavno integracijo več piezouporovnih senzorjev v pametne strukture, ki obratujejo v spremenljivem okolju. Aplikacije vključujejo metamateriale, aerospace sisteme in spremljanje stanja konstrukcij.
