Bir izleme sistemi ancak duyu organları kadar iyidir. Yanlış yere konmuş ya da yanlış büyüklüğü ölçen bir sensör, ne kadar gelişmiş bir analizle desteklenirse desteklensin, anlamlı bilgi üretmez. Bu yüzden SHM'de en kritik kararlardan biri <strong>hangi sensörün, nereye ve neden</strong> yerleştirileceğidir.
Başlıca sensör türleri
Aşağıdaki tablo, sahada en yaygın kullanılan sensör ailelerini, ölçtükleri büyüklüğü, tipik kullanım yerlerini ve öne çıkan avantajlarını özetler. Sayılar temsilîdir ve eğitim amaçlıdır.
İvmeölçer (akselerometre)
İvmeölçer, yapının titreşimini ölçer ve SHM'nin belki de en çok kullanılan sensörüdür. Bir köprünün ya da yüksek binanın doğal frekanslarını ve mod şekillerini çıkarmak için kullanılır. Modern MEMS ivmeölçerler tırnak büyüklüğünde, ucuz ve düşük güç tüketimlidir; bu da onları kablosuz ağlar için ideal kılar. Çok düşük genlikli titreşimleri yakalaması gereken hassas uygulamalarda ise daha pahalı, yüksek çözünürlüklü tipler tercih edilir.
Trafik ve rüzgâr yükü altında sehim yapan bir kiriş: orta açıklıkta <strong>ivmeölçer</strong>, çekme bölgesinde <strong>gerinim ölçer</strong>, mesnet yakınında <strong>eğim sensörü</strong>.
Gerinim ölçer (strain gauge)
Gerinim ölçer, malzemenin yük altında ne kadar uzayıp kısaldığını ölçer ve böylece o noktadaki gerilme düzeyini dolaylı olarak verir. Klasik metal folyo tipleri yaygın ve ucuzdur. Son yıllarda öne çıkan <strong>fiber optik gerinim ölçerler</strong> ise tek bir cam fiber boyunca onlarca noktayı ölçebilir, elektromanyetik gürültüden etkilenmez ve uzun mesafelerde kararlı kalır — bu da onları köprü ve tünel gibi büyük yapılar için çok elverişli yapar.
Eğim / tilt sensörü
Eğim sensörü, bir elemanın düşeyden ne kadar saptığını ölçer. İstinat duvarlarının devrilmesini, köprü ayaklarının dönmesini ya da bir binanın oturmaya bağlı eğilmesini izlemek için idealdir. Çok yavaş gelişen, gözle fark edilmesi güç kalıcı hareketleri yakalamada özellikle değerlidir.
Sıcaklık sensörü
Sıcaklık çoğu zaman 'asıl ölçmek istediğimiz' büyüklük değildir; ama neredeyse her şeyi etkilediği için vazgeçilmezdir. Çelik bir köprü, sabahla öğle arasında onlarca santimetre uzayabilir. Sıcaklığı ölçmeden, gerinim ya da yer değiştirme verisindeki bu termal dalgalanmayı gerçek bir yapısal değişiklikten ayırt etmek imkânsızdır.
Akustik emisyon sensörü
Akustik emisyon sensörleri, malzeme içinde bir çatlak ilerlerken ya da bir tel koparken açığa çıkan yüksek frekanslı gerilme dalgalarını 'dinler'. Bir mikrofonun yapıya kulak vermesi gibidir. Aktif hasar oluşumunu gerçek zamanlı yakalayabilmesi büyük avantajdır; ancak gürültülü ortamlarda işaretleri ayırt etmek uzmanlık gerektirir.
Sensörü doğru yere koymak: yerleşim sorunu
Sonsuz sayıda sensör koyamayız; her sensör maliyet, kablo, bakım ve veri demektir. Bu yüzden mühendis, yapının <strong>en çok bilgi taşıyan</strong> noktalarını seçmek zorundadır. Genel ilkeler şöyledir:
- Gerilmenin en yüksek olduğu kritik kesitler (orta açıklık, mesnet bölgeleri).
- Hasarın en olası olduğu yerler (birleşim noktaları, eski onarımlar, korozyona açık bölgeler).
- Yapının baskın titreşim modlarını gözlemlemeye elverişli, hareketin büyük olduğu konumlar.
- Referans amaçlı, görece az zorlanan bir 'sağlıklı' nokta.
İyi bir yerleşim, az sayıda sensörle çok şey söyler; kötü bir yerleşim, yüzlerce sensörle bile kör noktalar bırakır. SHM'de donanım kadar <em>tasarım kararı</em> da belirleyicidir.
Kablolu mu, kablosuz mu?
Kablolu sistemler güvenilir güç ve yüksek bant genişliği sunar ama kurulumu pahalı ve zaman alıcıdır. Kablosuz sensör ağları kurulumu kolaylaştırır ve erişilmesi zor noktaları mümkün kılar; karşılığında pil ömrü, veri kaybı ve senkronizasyon gibi sorunları yönetmek gerekir. Modern projeler çoğu zaman ikisini birleştiren <strong>melez</strong> mimariler kullanır.