I n d on e s ian   Jou r n al   o f   E lec t r ica l   E n gin e e r in a n d   Com p u t e r   S c ience   Vo l .   25 ,   N o .   3 M a r c h   20 22 ,   pp.   1375 ~ 138 2   I S S N:  2502 - 4752,   DO I 10 . 11591/i j e e c s . v 25 .i 3 . pp 1375 - 138 2             1375       Jou r n al  h o m e page ht tp: // ij e e c s . iaes c or e . c om   S m ar t   m on itor in g sy st e m  of  c o m p osi t e  p la t e s f or  st r u c t u r al   h e al t h   m on itor in g u si n g e le c t r om e c h an ic al  i m p e d a n c e  ap p r oac h       Jayac h it r T an ab al ou ,   Ras h m P r iyad a r s h in i   D e pa r tm e nt   of   E le c t r ic a E l e c tr o ni c s  a nd C o mm uni c a ti o n E ngi ne e r in g, S ha r da  U ni ve r s it y , U tt a r  P r a de s h, I ndi a       Ar t ic l e   I n f o     AB S T RA CT     A r ti c le  h is tor y :   R e c e i ve J u n   30 2021   R e vi s e De c   18 2021   A c c e pt e De c   28 202 1       T h e   d a m a g e   d e t ec t i o n   i n   s t ru c t u ra l   h e al t h   m o n i t o r i n g   w as   p e rfo rmed   i n   g l as s   fi b e co m p o s i t e   p l at e s   an d   c arb o n   n a n o t u d c o m p o s i t e   p l at e s .   E l ec t ro mec h a n i c a l   Im p e d a n ce   t ec h n i q u e   w as   u s ed   fo i d e n t i f i c at i o n   o f   d am a g e   u s i n g   l e ad   zi r co n at e   t i t an at p at c h e s .   Im p a c t   o n   co m p o s i t s t ru c t u r w as   c r e at e d   art i f i c i a l l y   b y   d ri l l i n g   a   h o l e   i n   c o m p o s i t e   s t ru c t u r e s .   B o l t   s t i ffn e s s s   w e r d e t ec t ed   b y   l o o s en i n g   o f   b o l t s   an d   n u t s   i n   t h e   co m p o s i t s t ru c t u re s .   C o rro s i o n   o cc u rs   d u e   t o   t h e   ag i n g   an d   ch an g o en v i ro n me n t al   c o n d i t i o n s .   T h e   n o v e l t y   i n   t h i s   p ap e i s   t h e   u s e   o c o rr o d ed   b o l t s   i n   c o m p o s i t e   s t ru c t u r e s   an d   i d e n t i f i ed   t h e   e ff ec t s   o c o rr o s i o n   an d   c o m p ared   t h e   o u t p u t   s i g n at u re s   w i t h   p o t en t i o s t at .   In   t h i s   p ap e co mm o n   d e f o r m at i o n   d e t ec t i o n   i n   c o m p o s i t e   p l at e s ,   me as u r emen t   o b o l t   s t i ffn e s s   an d   e ff ec t s   o c o rr o s i o n   h as   b een   p e rf o r me d .   M e as u r eme n t   o Imp e d an ce   at   d i ff e r e n t   fre q u e n ci e s   w e r e   n o r m al i z e d   w i t h   t h e   u n d am a g e d   c o mp o s i t e   s t ru c t u re s   an d   c o n s i d e r ed   as   t h e   r e f e r e n ce   s i g n at u r e s .   T h e s e   r e s u l t s   h av e   b ee n   a n al y zed   a n d   v e r i fi ed   w i t h   t h o u t p u t   fro p o t en t i o s t at .   K e y w o r d s :   C o m po s i t e   p l a t e s   Da m a g e   de t e c t i o n     E l e c t r o m e c h a ni c a l   I m pe da nc e     P ot e n t i o s t a t     S tr uc t ur a l   h e a l t h   m o ni t o r i n g   Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l u n d e r   t h CC  B Y - SA   l i cen s e.     C or r e s pon din A u th or :   J a y a c hi t r a   T a n a b a l o u   De pa r t e m e n t   o f   E l e c t r i c a l   E l e c t r o ni c s   a n C o m m u ni c a t i o n   E n g i ne e r i ng ,   S h a r da   Uni ve r s i t y   Kn o w l e dge   P a r I I ,   Gr e a t e r   N o i da ,   Utt a r   P r a de s h - 201310,   I n d i a   E m a i l j a y a c hi t r a . k i s h o r @ s h a r da . a c . i n       1.   I NT RODU C T I ON     S tr uc t ur a l   h e a l t h   m o ni t o r i n ( S HM )   i s   t h e   m o s t   p r o m i s i ng  too l   f o r   t h e   pr ot e c t i o n   a n r e li a bil i t y   o f   t h e   c i vil ,   a e r o s pa c e   a n m e c h a ni c a l   s t r uc t ur e s   [ 1] .   A pp li c a t i o n   o f   c o m po s i t e   m a t e r i a l s   i t h e s e   s t r uc t ur e s   a r e   r i s i ng   due   t o   t h e i r   f l e xi b il i t y ,   s t r e n gt h   a n l e s s   we igh t .   Da m a ge   m a y   pr o c e e a t   t h e   c o n s t r uc t i o n   s i d e   li f e t i me   o f   t h e   m a t e r i a l   o r   e n vi r o nm e n t   c o n d i t i o n s   [ 2] .   F o r   t e s t i n t h e   da m a g e   i n   c o m po s i t e   s t r uc t ur e s   a l wa y s   n o de s t r uc t i v e   m e t h o i s   u s e d.   T h e   n o n   d e s t r uc t i v e   m e t h o us e f o r   m e a s ur e m e n t   o f   da m a ge   i c o m po s i t e   m a t e r i a l s   a r e   c l a s s i f i e a s   c o n t a c t   a n n o n c o n t a c t   m e t h o ds .   T e s t i n u s i ng  u l t r a s o ni c ,   e dd y   c ur r e n t   a n d   e l e c t r o m a g n e t i c   wa ve s   c o m e s   u n de r   c o n t a c t   m e t ho ds   [ 3 ] - [ 5] .   I n   t h e s e   m e t h o ds ,   s e n s o r s   a r e   a tt a c h e to   t h e   s t r uc t ur e   to   ge t   t h e   da t a   r e ga r di n t h e   da m a ge .   No n   c o n t a c t   m e t h o ds   i nc l ude   i n f r a r e d,   r a d i o gr a phy   a n h o l o gr a phy   w h e r e   t h e   phy s i c a l   c o nn e c t i o n   b e t we e n   s e n s o r   a n t h e   s t r uc t ur e   a r e   n ot  r e qui r e [ 6 ] - [ 9] E l e c t r o m e c h a ni c a l   im pe da nc e   m e t h o ( E M I )   i s   t h e   m o s t   pr o m i s i ng   c o n t a c t   m e t h o to   de t e c t   th e   l o c a l   da m a ge s   a t   hi g h   s e n s i t i v i t y   [ 10] .   I n   t hi s   m e t h o d,   p i e z o   e l e c t r i c   t r a n s duc e r   i s   us e w i c h   h a s   p i e z o e l e c t r i c   pr o pe r t y .   T h e   p i e z o e l e c t r i c   m a t e r i a l s   pr o vi de   p i e z o e l e c t r i c   pr o pe r t y   w hi c h   c o m bi ne s   b o t h   t h e   e l e c t r i c a l   a nd   m e c h a ni c a l   im pe da n c e   o f   t h e   s t r uc t u r e .   T h e   da m a ge   i t h e   s t r uc t u r e   r e s u l t s   i t h e   v a r i a t i o ns   i n   phy s i c a c h a r a c t e r i s t i c   li ke   m a s s   a n s t i f f ne s s   w hi c h   w i ll   c h a n ge   t h e   m e c h a ni c a l   i m p e da n c e   o f   s t r uc t ur e .   T h e   da m a ge   c a n   b e   de t e c t e f r o m   t h e   e l e c t r i c a l   i m p e da n c e   o f   t he   p i e z o   s e ns o r   [ 11] .     T h e   f i r s t   E M I   m o de l   wa s   pr o po s e by   L i a ng  e al .   [ 12]   us i n p i e z o   s e ns o r s .   T h e   E M I   t e c hni que   w a s   e m p l o y e i c o n c r e t e ,   b r i dge s   a n d   p i p e l i ne   s t r uc t ur e s   to   de t e c t   t h e   da m a ge   e f f e c t i v e ly   [ 13 ] - [ 17 ].   E M I   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2502 - 4752   I n do n e s i a n   J   E l e c   E n &   C o m S c i Vo l .   25 ,   N o .   3 M a r c h   20 22 :   1375 - 138 2   1376   t e c h ni que s   we r e   e m p l o y e d   i r e a l t im e   a pp li c a t i o n   i n   t h e   j o i n t s   o f   b r i dge s   [ 13] .   A t   v a r i o us   l o a d i ng  c o n d i t i o n s ,   t h e   m o ni t o r i n o f   c o n c r e t e   b r i dge   wa s   pe r f o r m e d   us i n p i e z o   pa t c h e s   [ 14] .   C r a c ks   i n   c o m po s i t e   pl a t e s   a r e   i de n t i f i e us i ng  e m be dde p i e z o   s e ns o r s   o n   e ne r gy   v a r i a t i o n   u s i n wa ve l e t   a n a ly s i s   [ 18 ] ,   [ 19 ].   De tec t i o n   o f   da m a ge   i t h e   c o m po s i t e   a t   v a r i o us   l o c a t i o ns   a r e   pe r f o r m e u s i n g   F i ni t e   e l e m e n t   a n a ly s i s   [ 20 ] .   S e ve r a l   m e t h o ds   o f   a tt a c hm e n t   e m p l o y e o n   g l a s s   f i be r   c o m po s i t e s   a n de t e c t i o n   o f   da m a ge   wa s   pe r f o r m e a n d   ve r i f i e by   f i n i t e   e l e m e n t   m e t h o [ 21] .   T h e   c h a n g e   i n   f r e que n c y   a n p h a s e   i n d i c a t e s   t h e   de t e c t i o n   o f   da m a ge   b ut   t h e o r e t i c a ll y   t h e r e   wo u l b e   n o   c h a n ge   i r e s o n a n t   f r e que n c y   [ 22 ] ,   [ 23] .   T h e   c o m po s i t e   pr o pe r t i e s   we r e   r e vi e we f o r   t h e   a pp l i c a t i o ns   i n   bi o m e d i c a l   f i e l [ 24] .     C r o i t or e al .   i n t r o duc e s e v e r a l   da m a ge s   li k e   e nvi r o nm e n t a l   c o n d i t i o n ,   s e ve r e   i m pa c t s   a n d   d i f f e r e n t   l o a ds   i n   c o m po s i t e   s t r uc t ur e   [ 25] .   C o m po s i t e   s t r uc t ur e s   wi t h   s m a r t   m a t e r i a l s   pr o duc e   a   n o t i c a ble   c h a n g e   i e l e c t r i c a l   c o n duc t i vi t y   w h e n   s t r e s s   o r   s tr a i n   wa s   a pp li e t o   t h e   s t r uc t ur e .   T h e   c h a n ge   i e l e c t r i c a l   pa r a m e t e r s   i n d i c a t e s   t h e   pr e s e nc e   o f   da m a ge   [ 26] .   C o m po s i t e   p l a t e   m a de   o f   g l a s s   f r i be r   po l ym e r   wa s   us e f o r   t h e   da m a ge   de t e c t i o n   u s i ng  E M I   t e c h ni que .   I m pe da nc e   An a ly z e r   wa s   u s e t m e a s ur e   t h e   im pe da nc e .   Da m a g e   wa s   i nduc e i n t o   t h e   s t r uc r ur e   us i n t h e   pr o j e c t i l e   o f   e n e r g y   30   J   [ 27] .   B o n d i n o f   s e ns o r s   w i t h   t h e   s t r uc t ur e   a l s o   a f f e c t s   t h e   de t e c t i o n   o f   da m a ge   [ 28] .   I m pe da n c e   c hi wa s   us e t o   i de n t i f y   t h e   da m a ge   i n   t h e   c o m po s i t e   s t r uc t u r e s   by   pr o pe r   c a l i b r a t i o n .   T he   v a li da t i o n   o f   c a li br a t i o n   i n   t h e   im pe d a n c e   c h i wa s   pe r f o r m e w i t h   i m pe da n c e   a na l y z e r   [ 29] .       2.   M E T HO DOL OG Y   Da m a g e   de t e c t i o n   o f   g l a s s   c o m po s i t e   p l a t e   a n c a r b o n   na n ot ub e   c o m po s i t e   wa s   pe r f o r m e u s i ng   E M I   m e a s ur e m e n t .   C o m po s i t e   p l a t e   o f   s i z e   ( 200x 100 x 3)   m m 3   w a s   c h o s e n   f o r   a n a ly s i s .   L e a z i r c o n a t e   t i t a n a t e   t r a n s duc e r   ( P Z T )   wa s   s ur f a c e   m o u n t e o n   t h e   p l a t e   us i ng  e po xy   r e s i n.   T he   m o de l   wa s   a n a ly z e d   w i t h o ut   da m a g e   a n d   c o n s i de r e d   a s   t h e   r e f e r e n c e .   S e v e r a l   d a m a ge s   i nc u l c a t e i t h e   c o m po s i t e   p l a t e   f o r   t h e   m e a s ur e m e n t   o f   E M I .   A D5933  wa s   u s e f o r   m e a s ur e m e n t   o f   i m p e da n c e   s we e p i ng  a t   t h e   f r e que nc y   l e v e f r o m   30  K Hz   t o   100  K Hz .   F i r s t ,   t h e   da m a ge   h o l e   o f   r a d i u s   20   m m   wa s   dr i ll e d,   a n im pe da n c e   w a s   mea s ur e d.   S e c o n d,   b o l t s   we r e   us e t o   c o n n e c t   a   s m a l l   c o m po s i t e   p l a t e   o f   s i z e   ( 100 x 50 x 3)   m m 3 .   Due   t o   t h e   e x t e r n a l   a s pe c t s   o f   t h e   e nvi r o nm e n t ,   c o r r o s i o t a ke s   p l a c e   a n h e nc e   c o r r o de b o l t s   we r e   t a ke i n t o   c o n s i de r a t i o n .   T hi r d   t h e   c o r r o de b o l t s   we r e   us e d   a n d   i m p e da nc e   wa s   m e a s ur e a t   e v e r y   s t e o f   t h r e a d   l o o s e nin i t h e   b o l t .   F o r   e v e r y   s t a ge ,   t h e   m e a s ur e im pe da n c e   s i g na t ur e   wa s   s t or e d.   T h e   i m pe da n c e   s i g n a t ur e s   we r e   pr o c e s s e a n d   p l o tt e i M a t l a b   o r   M i c r o s o f t   E x c e l .   T h e   i m p e da n c e   s i g n a t ur e s   we r e   n o t e i pot e nt i o s t a t   i t h e   s a m e   m o de l   a n s t or e d.   T h e   s i g n a t ur e s   f r o m   t h e   i m pe da nc e   c hi we r e   v e r i f i e f r o m   t h e   po ten t i o s t a im p e da n c e   s i g na t ur e s .   F i gur e s   to  r e p r e s e n t s   t h e   e x pe r im e n t a l   s e t up  of   g l a s s   f i be r   a n c a r b o n   n a n o t ub e   c o m po s i t e   pl a t e   f o r   m e a s ur e m e n t   o f   i m p e da n c e   us i ng  A D5933   a n po t e n t i o s t a t.   F i gur e   1   s h o ws   t h e   g l a s s   c o m po s i t e   p l a t e   w i t h   a   dr i ll e h o l e   a n t h e   im pe da nc e   m e a s ur e a t   pi e z o   s e ns o r   us i n AD 5933.   T h e   im pe da nc e   d a t a   wa s   o b t a i n e by   t h e   us e r   de f i ne s o f t wa r e   o f   A D5933.     F i gur e   s pe c i f i e s   t h e   i n t e r f a c e   o f   g l a s s   c o m po s i t e   p l a t e   wi t h   t h e   c a r b o n   n a n o   t ub e   c o m po s i t e   p l a t e   us i n n e b o l t s .   T h e   v a r i a t i o n   i n   t h e   b o l t   po s i t i o n   i nd i c a t e s   t h e   pr e s e n c e   o f   da m a ge   i n   t h e   s t r uc t ur e .   T h e   b o l t   mi g h t   ge t   c o r r o de i n   due   c o ur s e   o f   t i m e .   T h e   c o r r o de b o l t s   a r e   a l s o   e x pe r i m e n t e i n   c o m po s i t e   s t r u c t ur e   a s   s h o w n   i n   F i gur e   3.   F i gur e   s h o ws   t h e   e x pe r i m e a n t a t i o n   s e t   up  o f   t h e   i m p e da n c e   m e a s ur e m e n t   i n   c o m po s i t e   p l a t e s   us i ng  po t e n t i o s t a t .   T h e   da t a   o b t a i n e f r o m   t h e   po t e n t i o s t a t   wa s   v e r i f i e w i t h   t h e   im pe da nc e   m e a s ur e m e n t   by   A D5933.           F i g ur e   1 .   I m pe da n c e   m e a s ur e m e n t   o f   g l a s s   c o m po s i t e   p l a t e   w i t h   a   h o l e   us i ng  A D5933   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n do n e s i a n   J   E l e c   E n &   C o m S c i     I S S N:   2502 - 4752         Smar monitor ing  s y s tem   of  c ompos it e   plat e s   f or   s tr uc tur al   he alt monitor ing   …  ( J ay ac hit r T anabalou )   1377       F i g ur e   2 .   I m pe da n c e   m e a s ur e m e n t   o f   c a r b o n   n a n o tub e   w i t h   a tt a c h e n e b o l t           F i g ur e   3 .   I m pe da n c e   m e a s ur e m e n t   o f   g l a s s   c o m po s i t e   p l a t e   w i t h   c o r r o de b o l t           F i g ur e   4 I m pe da n c e   m e a s ur e m e n t   o f   c o m po s i t e   p l a t e   us i n p o t e n t i o s t a t       3.   RE S UL T S   AN DI S CU S S I ON       I n   t h i s   p r op o s e d   m e t h od ,   tw c o m p o s i t e   pl a t e ,   gl a s s   f i b e r   a n d   c a r b o n   n a n otub e   we r e   us e d .   Da m a ge   i s   c r e a ted   a r t i f i c i a l ly   i n   t h i s   e x pe r i m e n by   d r i l l i n g   a   h o l e   i n   t h e   c o m p o s i t e   pl a t e s .   I m pe da n c e   s i gn a tu r e s   we r e   m e a s u r e d   wi t h   un da m a ge a n d   da m a g e d   p os i t i o n .   F i gu r e s   5   a n s h o th e   i m pe da n c e   s i gn a tu r e s   ob tai n e b e twe e n   un da m a ge d   a n d   tw di f f e r e n t y p e s   o f   d a m a ge   i n   g l a s s   f i b e r   c o m p o s i te   a n d   c a r b o n   n a n otub e   c o m p o s i te  pl a t e .   T h e   i n c l us i o n s   o f   tw h o l e s   us i n d r i l l e r   a r e   th e   da m a ge s   i n tr odu c e d   i n   t h e   c o m p o s i t e   s tr uc tu r e s .   T h e   i m pe da n c e   i n c r e a s e s   c l e a r l y   wh e n   s ubj e c ted   to  d a m a ge .   T h e   i m pe da n c e   p e a k   w a s   hi gh   a 50   K Hz   wh i c h   i s   r e s o n a n f r e q ue n c y .   T h e   r e s o n a n f r e qu e n c y   o f   t h e   un da m a g e d   s y s t e m   i s   t h e   s a m e   a s   th e   d a m a ge d   s y s tem   b u th e   a m p l i tude   v a r i e s .   T h e   i m pe da n c e   v a l ue   i n c r e a s e s   a s   th e   da m a ge   l e v e l   i n   t h e   c o m p o s i t e   pl a t e   i n c r e a s e s .   T h e   i m pe da n c e   i n c r e a s e s   f r o m   19 9 . 7   K   to  2 00 . 5   K   whi c h   s h o ws   th e   p r e s e n c e   o f   da m a ge   o n   t h e   s tr u c tu r e .   B o l t s   a r e   u s e d   to   a tt a c h   t h e   c o m po s i t e   p l a t e s   w i t h   a   s m a l l   g l a s s   f i be r   c o m po s i t e .   F i gur e s   a n 8   s h o t h e   i m pe d a n c e   s i g n a t ur e s   o f   n e b o l t   f o r   c o n n e c t i o n   o f   g l a s s   f i be r   a n c a r b o n   n a n o t ub e   c o m po s i t e   p l a t e .   T h e   t h r e a ds   i n   t h e   b o l t   a r e   v a r i e to   m e a s ur e   t h e   i m pe da n c e   f o r   da m a g e   de t e c t i o n   i n   t h e   c o m po s i t e   p l a t e s .   T h e   r e s u l t s   c l e a r ly   i nd i c a t e   t h e   v a r i a t i o ns   i n   t h e   pa tt e r n   wh e n   n e b o l t   i s   u nf a s t e n e a t   e v e r y   s t e p.   T h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2502 - 4752   I n do n e s i a n   J   E l e c   E n &   C o m S c i Vo l .   25 ,   N o .   3 M a r c h   20 22 :   1375 - 138 2   1378   im pe da n c e   i n c r e a s e s   a s   t h e   da m a ge   l e v e l   i nc r e a s e s .   T h e   i m pe d a n c e   pe a i s   a t   40  K Hz   a n 50  KH z .   T h e   im pe da n c e   i nc r e a s e s   f r o m   199. KΩ   t o   200  KΩ   whi c s h o ws   t h e   pr e s e n c e   o f   da m a ge   due   t o   l o o s e ni ng   o f   b o l t s   a t   t h e   l e v e l   i n   c a r b o n   f i be r   c o m po s i t e   p l a t e s .   T h e   i m pe da nc e   v a r i e s   f r o m   199. KΩ   to   2 00. K   whi c h   de t e c t s   t h e   da m a ge   due   t l o o s e ni ng  o f   bo l t s   a t   t h e   l e v e l   i n   c a r b o n   f i be r   c o m po s i t e   p l a t e s .   T h e   im pe da n c e   i nc r e a s e s   f r o m   19 9. K   t o   200. K   whi c s h o ws   t h e   pr e s e n c e   o f   d a m a ge   due   t o   l o o s e ni ng  o f   b o l t s   a t   t h e   l e ve l   i n   c a r b o n   n a n o t ub e   c o m po s i t e   p l a t e s .   Due   t h e   t h e   hi g h   f l e xi b l e   s t r e n gt h   o f   c a r b o n a n o t ub e ,   l o o s e ni ng  a t   t h e   f i r s t   s t a ge   h a s   n o   c h a n g e s   i n   t h e   i m pe da n c e   s i g n a t ur e s .           F i gur e   5.   I m pe da n c e   s i g n a t ur e   o f   g l a s s   f i be r   c o m p o s i t e   a t   di f f e r e n t   f r e que n c y   w i t h   a n w i t h o ut   h o l e           F i gur e   6.   I m pe da n c e   s i g n a t ur e   o f   c a r b o n   na n ot ub e   c o m po s i t e   a t   di f f e r e n t   f r e que n c y   w i t h   a n w i t h o u t   h o l e           F i gur e   7.   I m pe da n c e   s i g n a t ur e   o f   g l a s s   f i be r   c o m p o s i t e   a t   di f f e r e n t   f r e que n c y   w i t h   l o o s e ni ng  o f   b o l t s       Due   to   v a r y i ng  e n vi r o nm e n t   c o n d i t i o ns ,   t h e r e   a r e   hi g h   c h a n c e s   o f   c o r r o s i o n   t o   o c c ur   i n   b o l t s   s o   t h e   e x pe r im e n t   wa s   e x t e n d e by   us i ng  c o r r o de b o l t s .   F i gur e s   a n 10  s h o t h e   i m p e da n c e   s i g n a t ur e s   o f   us i ng   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n do n e s i a n   J   E l e c   E n &   C o m S c i     I S S N:   2502 - 4752         Smar monitor ing  s y s tem   of  c ompos it e   plat e s   f or   s tr uc tur al   he alt monitor ing   …  ( J ay ac hit r T anabalou )   1379   c o r r o de b o l t s   i n   c o m po s i t e   g l a s s   f i be r   a n c a r b o n   n a n o t ub e   c o m po s i t e .   T h e   i m pe d a n c e   v a l ue   i nc r e a s e s   a s   t h e   b o l t s   a r e   i n t e r c h a n ge w i t h   t h e   c o r r o de b o l t s .   T h e   i m pe da nc e   pe a o c c ur s   a t   40   K Hz   a n 50  KH z .           F i gur e   8.   I m pe da n c e   s i g n a t u r e   o f   c a r b o n   na n ot ub e   c o m po s i t e   a t   di f f e r e n t   f r e que n c y   w i t h   l o o s e ni n o f   b o l t s           F i gur e   9.   I m pe da n c e   s i g n a t ur e   o f   g l a s s   f i be r   c o m p o s i t e   a t   di f f e r e n t   f r e que n c y   w i t h   l o o s e ni ng  o f   c o r r ode b o l t           F i gur e   10.   I m pe da n c e   s i g n a t ur e   o f   c a r b o n   na n ot ub e   c o m po s i t e   a di f f e r e n t   f r e que n c y   w i t h   l o o s e ni ng  o f   c o r r o de b o l t       T h e   s a m e   e x pe r i m e n t a l   s e t   up  wa s   us e f o r   v e r i f i c a t i o n   by   po t e n t i o s t a t .   F r o m   t h e   F i gur e s   11  a n 12   t h e   i m pe da n c e   pe a r e m a i ns   t h e   s a m e   i n   po t e n t i o s t a t   a n i m pe da nc e   c hi whi c h   o c c ur s   a t   50  K Hz .   T h e   a m p li t ude   o f   im pe da n c e   i nc r e a s e s   a s   t h e   da m a ge   lev e l   i nc r e a s e s .   T h e   m u l t i p l e   p e a ks   o f   im pe da nc e   s i gn a t ur e s   a t   di f f e r e n t   f r e que n c y   l e v e l   h a ve   a   goo d   a gr e e m e n t   w i t h   t h e   c o n v e n t i o n a l   im pe da nc e   m e a s ur e m e n t .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2502 - 4752   I n do n e s i a n   J   E l e c   E n &   C o m S c i Vo l .   25 ,   N o .   3 M a r c h   20 22 :   1375 - 138 2   1380       F i gur e   11.   C o m pa r i s o n   o f   I m pe da n c e   s i g n a t ur e   f r o m   AD 5933  a n po t e ni o s t a t   a di f f e r e n t   f r e que n c y   o f   g l a s s   f i be r   c o m po s i t e   p l a t e           F i gur e   12.   C o m pa r i s o n   o f   I m pe da n c e   s i g n a t ur e   f r o m   AD 5933  a n po t e ni o s t a t   a di f f e r e n t   f r e que n c y   o f   c a r b o n   n a n o   t ub e   c o m po s i t e   p l a t e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n do n e s i a n   J   E l e c   E n &   C o m S c i     I S S N:   2502 - 4752         Smar monitor ing  s y s tem   of  c ompos it e   plat e s   f or   s tr uc tur al   he alt monitor ing   …  ( J ay ac hit r T anabalou )   1381   4.   CONC L USI ON    I n   t hi s   r e s e a r c h ,   t h e   da m a ge   de t e c t i o n   o f   c o m po s i t e   p l a t e   h a s   b e e n   pe r f o r m e us i ng  E M I   t e c hni que .   C o m po s i t e   g l a s s   f i be r   a n c a r b o n   na n o t ub e   c o m p o s i t e   p l a t e   w i t h   s ur f a c e   b o n de P Z T   h a v e   be e n   ut i li z e f o r   t hi s   s t ud y .   T h e   da m a ge   wa s   i de n t i f i e by   de v e l o p in t h e   h o l e s   o n t o   t h e   s t r uc t ur e s .   T h e n   t h e   b o l t   s t i f f n e s s   wa s   c h e c ke by   l o o s e ni ng  t h e   b o l t s   i n   t h e   s t r uc t ur e .   F i na ll y ,   t h e   c o r r o s i o n   e f f e c t s   we r e   de t e c t e i n   c o m po s i t e   m a t e r i a l s .   T h e   da m a g e   wa s   de t e c t e by   t h e   i nc r e a s e   i i m p e da n c e   v a l ue   a t   r e s o n a n t   f r e que n c y .   A   n o ve l   c o m pa r i s o n   a ppr o a c h   wa s   pe r f o r m e d.   T he   s i g n a t ur e s   o f   im pe d a n c e   c hi we r e   v a li da t e w i t h   po ten t i o s t a t   i ns t r u m e n t .   T h e   r e s u l t s   o f   im pe da nc e   c hi p   i nd i c a t e   t h a t   t h e   i m pe d a n c e   s i g n a t ur e s   a t   d i f f e r e n t   l e v e l   o f   da m a ge   h a v e   a   go o a gr e e m e n t   w i t h   t h e   s i g n a t ur e s   o b t a i n e f r o m   po t e n t i o s t a t.   T h e   wo r o f   im pe da n c e   c hi wa s   f o u n to   b e   a c c ur a t e   wi t h   t h e   c o n ve n t i o na l   m e a s ur e m e n t s       RE F E R E NC E S     [ 1]   S P a r k,  C . - B Y un,  Y R o h a nd  J . - J L e e P Z T - ba s e a c ti ve   da ma ge   de t e c ti o t e c hn iq ue s   f o r   s t e e br id g e   c o mp o n e nt s ,”   S m ar t   M at e r ia ls  and Str uc tu r e s , v o l.  15, n o . 4, pp. 957 - 966, 2006,  d oi :   10.1088/0964 - 1726/15/ 4/ 009.   [ 2]   T J o ll i ve t,   C P e y r a c ,   a nd  F L e f e b vr e D a ma ge   of   c o mp os it e   ma te r ia ls , "   P r oc e di E ng . ,   vol 66,  pp.  746 - 758,  2013,  do i:   10.1016/j .pr o e ng.2013.12.128.   [ 3]   F . A y m e r ic h  a nd S . M e i li , “ U lt r a s o ni c   e v a lu a ti o of  ma tr i x  da ma ge  i n i mpa c t e c o mp o s it e  l a mi na te s ,”   C om pos P ar B E ng . ,   vo l .   31,  no . 1,  pp. 1 - 6, 2000,  d o i :   10.1016/s 1359 - 8368( 99) 00067 - 0.   [ 4]   M P D e   G oe j e   a nd  K .   E.   D   W a pe na a r N o n - d e s tr uc ti v e   i ns pe c ti o of   c a r b o f ib r e - r e in f or c e pl a s ti c s   us in e dd y   c ur r e nt   me th o ds ,”   C om pos it e s vol . 23, pp.147 - 157, 1992,  d oi :   10.1016 /0 010 - 4361( 92) 90435 - w.   [ 5]   I G   S c o tt   a nd  C .   M   S c o la A   r e v i e w   of   n o n - d e s tr uc t i v e   t e s ti n of   c o mp o s it e   ma t e r ia ls ,”   N D T   I nt .,   vo l.   15,  pp.75 - 86,  1982,  do i:   10.1016/0308 - 9126( 82) 90001 - 3.   [ 6]   N P   A v de li di s   a nd  A M o r o p o ul o u ,   A ppl ic a ti o ns   of   in f r a r e th e r m o g r a ph y   f or   th e   in ve s ti ga ti o of   hi s t o r i c   s tr u c tu r e s ,”   J C ul t.   H e r it . v ol . 5,  n o . 1,  pp. 119 - 127, 2004 ,   d o i:   10.1016/j . c ul h e r .20 03.07.002.   [ 7]   P C lo e te ns M .   P S a lo m e J .   Y   B u f f i e r e ,   G P e li x J B a r u c h e l F P e y r in ,   a nd  M S c hl e nk e r O bs e r v a ti o of   m ic r o s tr uc tu r e   a nd  da ma ge   in   ma te r ia ls   b y   pha s e   s e ns it iv e   r a di o gr a ph y   a nd  t o m ogr a ph y ,”   J A ppl P hy s . vo l 81,  no 9,  pp.  5878 - 5886,  1997,  do i:   10.1063/1.364374.   [ 8]   D W u,  T h.  Z w e s c hp e r A S a le r n o ,   a nd  G B us s e .,   L oc k - in   th e r m o g r a ph y   f o r   n o nd e s tr u c ti ve   e v a lu a ti o of   a e r o s pa c e   s tr uc tu r e s ,”   N D T . N e t v o l.   3,  n o . 9,  1998,  d oi 10.1016/S 0035 - 3159 ( 98) 800 47 - 0 .   [ 9]   J A   D o s   S a nt o H .   M.   R L o p e s M V a z C .   M  M o ta   S o a r e s C .   A   M o ta   S o a r e s a nd  M.   J.   M  D e   F r e it a s ,   D a ma ge   lo c a li z a ti on  in   la mi na te c o mp o s it e   pl a te s   us in mo d e   s ha pe s   me a s ur e b y   pu ls e T V   ho l o gr a ph y ,”   C om pos St r uc t .,  vol 76,  pp.  272 - 281,  2006,  do i:   10.1016/j . c o mps tr u c t. 2006.06.   [ 10]   H S o ng,  H .   J   L im ,   a nd  H .   S o hn E le c t r o me c ha ni c a im pe da nc e   me a s ur e m e nt   f r om  la r ge   s tr uc tu r e s   us in a   dua l   pi e z oe l e c tr i c   tr a ns duc e r ,”   J . Sound V ib .,  vo l.  332, n o .   25 pp. 6580 - 6595, 201 3,  do i:   10.1016/j . js v .2013.07.023.   [ 11]   D X u,  X C he ng,  S H ua ng ,   a nd  M J ia ng,   I de nt i f y in t e c h no l o g y   f or   s tr uc tu r a da ma ge   ba s e o th e   im p e da n c e   a na l y s i s   of   pi e z o e l e c tr ic  s e ns or ,”   C ons tr . B ui ld . M at e r .,   vo l.  24 , n o . 12, pp.  2522 - 2527, 2010,  do i :   10.1016/j . c o nbui ld ma t. 2010.06.004.   [ 12]   C L ia ng,  F .   P .   S un ,   a nd  C .   A .   R o ge r s ,   C o upl e e le c t r o - m e c ha ni c a a na l y s is   of   a da pt i ve   ma te r ia s y s te ms - D e t e r mi na ti o of   th e   a c tu a to r   p o w e r   c o ns umpt i o a nd  s y s te e n e r g y   tr a ns f e r ,   J I nt e ll M at Sy s t.   St r uc t. ,   vo l.   8,  n o .   4,  pp.  335 - 343,  1997,  do i :   10.1177/1045389x 9700800406.   [ 13]   J W A y r e s F .   L a la nd e Z C ha udhr y ,   a nd  C .   R o g e r s .,  Q ua li t a ti ve   im p e da n c e - ba s e h e a lt m o ni t o r in g   of   c i v i in f r a s tr uc tu r e s ,”   Sm ar M at e r ia ls  and Str uc tu r e s vol . 7, n o . 5, pp. 599 - 605, 199 8,  do i:   10.1088/0964 - 1726/7/ 5/ 004.   [ 14]   C K .   S o h,  K .   T s e ng,  a nd  S.   B ha ll a P e r f or ma nc e   of   s ma r p ie z o c e r a mi c   pa t c he s   in   h e a lt m o ni t o r in of   a   R C   br id g e ,”   Sm ar M at e r ia ls  and Str uc tu r e s vol . 9, n o . 4, pp. 533 - 542, 2000,  d oi 10.1088/0964 - 1726/9/ 4/ 317 .   [ 15]   G P a r k,  H .   H C u dne y ,   a nd  D .   J .   I nma n I mpe da nc e - ba s e he a lt mo ni t or in of   c i v il   s tr u c tu r a c o mp o ne n ts ,”   J our na of   I nf r as t r uc tu r e  Sy s te m s ,   v o l.   6, pp. 153 - 160, 2000,   d o i:  10.1061/ ( A S C E ) 1076 - 0342 ( 2000 ) 6: 4( 153 ) .   [ 16]   G P a r k,   H .   H C udn e y ,   a nd  D .   J .   I nma n F e a s ib il it y   of   us i ng  im pe da n c e - ba s e da ma g e   a s s e s s me nt   f or   pi p e li n e   s tr u c tu r e s ,”   E ar th quak e  E ngi ne e r in g and Str uc tu r al  D y nam ic s vol . 30, n o 10, pp . 1463 - 1474, 2001,  do i :   10.1002/e q e .72 .   [ 17]   G P a r k,  D .   E .   M unt ge s ,   a nd  D .   J .   I nma n S e l f - m o ni t o r in a n s e l f - h e a li ng  j o in t e s tr u c tu r e s ,”   K e y   E ngi ne e r in M at e r ia ls pp.  75 - 84, 2001,  do i 10.4028/www .s c i e nt i f i c .n e t/ K E M .204 - 205.75 .   [ 18]   Y J Y a a nd  L .   H .   Y a m O nl in e   d e t e c ti o of   c r a c k   da ma ge   i c o mp o s it e   pl a t e s   us in e mb e dd e pi e z o e l e c tr ic   a c tu a t or s /s e n s o r s   a nd w a v e l e a na l y s is ,”   C om pos . St r uc t. v ol .   58, n o . 1, pp. 29 - 3 8, 2002,  do i:   10.1016/s 0 263 - 8223 ( 02) 00043 - 0 .   [ 19]   Y J Y a n,  L .   H .   Y a m,  Y .   Y .   Li ,   a nd  W .   O .   W o ng D e t e c t i o of   c r a c da ma g e   in   c o mp o s it e   la mi na t e s   us in s ma r ma t e r ia a nd  w a v e le a na l y s is ,”   P r oc . 8t h I nt . C onf . on ‘ Sound and  V ib r a ti o n , 2001, vo l . 7, pp. 2349 - 2356 .   [ 20]   D D N iu C L i ,   a nd  Y T ie N ume r i c a a na l y s is   of   th e   da m a ge   de t e c ti o in   c o mp o s it e   pl a te s   ba s e o th e   e l e c t r o m e c ha n ic a l   im pe da nc e  m e th o d,”   M at e r ia ls  R e s e ar c h I nnov at io ns v o l.   19,  pp. 5 - 10, 2015,  do i :   10.1179/143289171 5z .0000000002075.   [ 21]   R T a w i e H .   B .   P a r k,  J B a e k ,   an W .   S .   Na D a ma ge   D e te c ti o P e r f or ma nc e   of   th e   E l e c tr o m e c ha ni c a I mpe da n c e   ( E M I )   T e c hni qu e   w it V a r i o us   A tt a c hm e nt   M e th o ds   o G la s s   F ib r e   C o mp o s it e   P la te s ,”   Se ns or s v o l.   19,  n o 5,  pp.  1 - 13,  2 019,    do i:   10.3390/s 19051000.   [ 22]   R D uga ni N o ve tr a ns duc e r   f or   c ha r a c t e r i z a ti o of   l o w - i mp e da nc e   ma t e r ia ls ,”   K e y   E ngi ne e r in M at e r ia l s v o l.   558,  pp.  4 35 - 558, 2013,  do i 10.4028/www .s c i e nt i f i c .ne t /k e m.558.435.   [ 23]   R D uga ni N o ve n o nde s tr u c ti ve   e v a lu a ti o tr a ns duc e r   f or   im a gi ng  of   l o w - im p e da nc e   t a r g e ts ,”   J our nal   o I nt e ll ig e nt   M at e r ia Sy s te m s  and St r uc tu r e s v o l.   26, n o . 3, pp.   340 - 351, 2015,  d o i:   10.1177/1045389X14525493.   [ 24]   P R M o ni c h,  B H e nr iq u e s a nd  A.   P.   N de   O li v i e r a M e c ha ni c a a nd  bi o l o gi c a be ha v i o r   of   bi o me di c a P E E K   ma tr i c o mp o s it e s A   f oc us e r e vi e w ,”   M at e r ia ls  L e tt e r s vo l.   185, pp.  593 - 597, 2016,  do i 10.1016/j .ma tl e t. 2016.09.005.   [ 25]   E I C r o i tr e al .,  I mpa c t e s ti ng  o c o mp o s it e   pa n e ls   of   f i be r gl a s s c a r b o a nd  K e v la r - c a r b o n:   a   c o mpa r is o a nd  v a li da ti o n   s tu d y ,”   M at e r ia le   P la s ti c e vo l.  54, pp . 700 - 707, 2017 , d oi :   10. 37358/M P .17.4.4928.   [ 26]   P N R e dd y B .   V .   K a vy a t e ja ,   a nd  B .   B .   J in da l,   S tr u c tu r a H e a lt M o ni t o r in me th o ds di s pe r s i o of   f ib e r s mi c r o   a nd  ma c r s tr uc tu r a pr o p e r ti e s s e ns in a nd  me c ha ni c a pr o p e r ti e s   of   s e l f   s e ns in c o n c r e t e   -   A   r e v i e w ,”   St r uc tu r al   C on c r e t e ,   pp.  1 - 13,  20 20,  do i:   10.1002/s u c o .202000337.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2502 - 4752   I n do n e s i a n   J   E l e c   E n &   C o m S c i Vo l .   25 ,   N o .   3 M a r c h   20 22 :   1375 - 138 2   1382   [ 27]     P.   H   M a li n o w s ki T .   W a nd o w s ki ,   a nd  S .   K   s in gh .,  E mpl oy in pr in c ip a c o mp o n e nt   a na l y s is   f o r   a s s e s s me nt   of   da ma g e   in   G F R P   c o mp o s it e s   us in e l e c tr o m e c ha ni c a im p e da nc e ,”   C om pos it e   St r uc tu r e s v o l.   266,  no 2,  11380,  2021,  do i :   10.1016/j .c o mps tr u c t. 2021.113.   [ 28]   S M o ha r a na I n ve s t ig a ti o of   a   c o nt i muum   s he a r   la m o d e l   a s   a in di c a t o r   f o r   th e   da ma ge   d e t e c t i o in   P i e z o - E la s t o   d y na mi c   s tr uc tu r e ,”   J our nal  of  V ib r at io n E ngi ne e r in g &  T e c hnol ogi e s vo l.  9, pp. 1755 - 1768,  2021, d oi :   10.1007/s 42417 - 021 - 00326 - 6.   [ 29]   T.   W a nd o w s ki P .   H .   M a li no w s k i ,   a nd  W .   M .   O s ta c ho w ic z I mpr ov in th e   E M I   ba s e da ma ge   de t e c ti o in   c o mp o s it e s   b y   th e   c a li br a ti o of  A D 5933  c hi p,”   M e as ur e m e nt v ol .   171,  p.  10880 6, 2021,  do i:   10.1016/j . me a s ur e m e nt .2020.108806 .       B I OG RA P HI E S   OF   AU T HO RS        J a y a ch i tr a   T a n a b a l o u           i s   c u r re n t l y   p u r s u i n g   h e r   Ph D   i n   D e p a r t m e n t   o f   E l e c t ri c al   a n d   E l e c t ro n i c s   E n g i n e e ri n g ,   Sh ard a   U n i v e r s i t y ,   G re at e r   N o i d a,   U t t a r   P rad e s h ,   I n d i a.   H e re s e a rc h   i n t e re s t s   a re   W i re l e s s   Se n s o r   N e t w o rk ,   Mi c ro s t ri p   an t e n n a s   an d   I o T .   Sh e   c an   b c o n t ac t e d   a t   e m ai l :   j ay ac h i t r a. k i s h o r@ s h ard a. ac . i n .         R a s hm i   P ri y a d a r s h i n i           i s   an   A s s o c i a t e   Pro fe s s o r   i n   D e p a r t m e n t   o f   E l e c t ro n i c s   an d   Co m m u n i c a t i o n ,   Sh ard a   U n i v e r s i t y ,   G re a t e r   N o i d a,   U t t ar   P r ad e s h ,   I n d i a .   Sh e   c o m p l e t e d   h e r   Ph D   d e g re e   f ro m   Sh ard U n i v e r s i t y .   H e r   re s e arc h   i n t e re s t s   a re   W i re l e s s   Se n s o N e t w o rk ,   E m b e d d ed   s y s t e m s   an d   I o T .   Sh e   h a s   p u b l i s h e d   m an y   p a p e r s   i n   re p u t e d   J o u rn al s   an d   Co n fe re n c e s .   Sh e   c an   b e   c o n t ac t e d   a t   e m ai l :   e m ai l :   r a s h m i . p ri y ad ar s h i n i @ s h ard a . ac . i n .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.