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Studio di un innovativo sistema di diagnostica a microonde per il monitoraggio strutturale

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Tipo: 
CLM

Negli ultimi anni, i sistemi a microonde ed onde millimetriche hanno subito un notevole sviluppo in diversi ambiti applicativi, quali le telecomunicazioni, l’elettronica di consumo, ecc. In particolare, le tecnologie per la diagnostica a microonde stanno attirando una notevole attenzione, sia a livello nazionale che internazionale. Tali approcci – considerati per lungo tempo “emergenti” – hanno infatti recentemente dimostrato di essere in grado di fornire eccellenti capacità diagnostiche in diversi settori, tra cui l’ingegneria civile, biomedicale ed industriale.
 
Nell’ambito del monitoraggio e dei test non distruttivi (NDE/NDT), seppure le microonde siano diffusamente utilizzate, ad oggi le metodiche di elaborazione delle misure sono però solitamente limitate all’utilizzo di semplici concetti di riflessione/trasmissione, che forniscono solo informazioni limitate a riguardo della struttura esaminata. In tale contesto, i metodi di processing dei dati basati sulla produzione di immagini sono relativamente infrequenti ed innovativi, seppure siano potenzialmente in grado di fornire informazioni molto più complete, quali ad esempio le distribuzioni delle caratteristiche dielettriche (ad esempio permettività dielettrica e conducibilità) delle strutture sotto esame. Tali quantità possono essere direttamente messe in relazione con le tipologie dei materiali che compongono la struttura (e delle eventuali anomalie/danni presenti al loro interno) ed il loro stato, permettendo quindi un’elevata facilità di gestione del dato misurato da parte dell'utente finale.
 
La presente proposta si inserisce in tale contesto e riguarda una tesi magistrale concernente lo studio di un sistema di monitoraggio strutturale basato sull’impiego di sensori attivi e passivi operanti nella banda di frequenze delle microonde per la diagnostica non invasiva di strutture dielettriche (con eventuali inclusioni metalliche), in grado di localizzare eventuali delaminazioni, corrosioni, “cricche”, umidità, ed altri difetti che costituiscono obiettivi specifici dell’indagine non invasiva mediante l’elaborazione delle misure del campo elettromagnetico risultante dall’interazione tra le onde elettromagnetiche generate dai sensori e le strutture stesse. In particolare, le attività della tesi, dopo un’analisi dello stato dell’arte, riguarderanno lo studio di una configurazione di trasmissione/ricezione e invio dei dati (tramite un insieme di dispositivi wireless o in fibra ottica) di tipo innovativo (incluso il progetto delle probes), nonché lo sviluppo di un software di elaborazione dei dati basato su metodiche di inversione sviluppate in spazi metrici non convenzionali (quali ad esempio gli spazi di Banach) per la ricostruzione dielettrica e la costruzione dell’immagine della parte di struttura sotto esame e l’estrazione delle informazioni riguardanti le eventuali anomalie e degradazioni.