Είναι γενικώς αποδεκτό ότι η φροντίδα και η υποστήριξη των παλαιών κατασκευών σκυροδέματος ή λιθοσωμάτων είναι το θέμα-κλειδί του τρέχοντα αιώνα. Οι παλαιές αυτές κατασκευές είτε είναι απαρχαιωμένες είτε είναι λειτουργικά ανεπαρκείς, ενώ σε κάποιες άλλες περιπτώσεις έχουν υποστεί βλάβες, οπότε υπάρχει ανάγκη αντικατάστασης ή αποκατάστασης τους. Καθώς η αντικατάσταση, όμως, είναι πρακτικά αδύνατη, τίθεται θέμα αποκατάστασης της ήδη υπάρχουσας κατασκευής και σε πολλές περιπτώσεις και ενίσχυσης της. Εκτός των συμβατικών μεθόδων αποκατάστασης και ενίσχυσης, τα τελευταία χρονιά έχουν αναπτυχθεί νέες μέθοδοι ενίσχυσης, μια εκ των οποίων είναι αυτή που κάνει χρήση σύνθετων ίνο-οπλισμένων πολυμερών (FRP-Fiber Reinforced Plastics). Τα σύνθετα FRP πλεονεκτούν σε σχέση με τα συμβατικά υλικά σε αρκετά σημεία, όπως η μικρότερη διάβρωση από τις περιβαλλοντικές συνθήκες, πράγμα που αυξάνει το χρόνο ζωής τους και μειώνει την ανάγκη για τη συντήρηση τους. Ο κυριότερος, όμως, λόγος μελέτης τους αλλά και η ανάγκη για την εξέλιξη τους είναι η υψηλή αντοχή τους σε σχέση με το βάρος τους, γεγονός που τα κάνει πολύ πιο εύχρηστα. Ο πιο πρόσφορος τρόπος ελέγχου και αποτίμησης σε περιπτώσεις ενίσχυσης με σύνθετα FRP είναι με μη καταστροφικές μεθόδους αποτίμησης. Σε αυτή την περίπτωση τα σύνθετα FRP επιθεωρούνται τόσο κατά την εφαρμογή τους όσο και κατά τη διάρκεια ζωής τους για τυχόν ατέλειες στην επικόλληση αλλά και για βλάβες που μπορεί να επέλθουν, ώστε να αναγνωριστούν και να γίνουν οι κατάλληλες διορθωτικές ενέργειες ή να αντικατασταθεί η υπάρχουσα ενίσχυση. Σκοπός της εργασίας αυτής είναι η ανάδειξη των μη καταστροφικών μεθόδων αποτίμησης ως ένα πολύ χρήσιμο και αποδοτικό εργαλείο στα χεριά του πολιτικού μηχανικού. Προς αυτή την κατεύθυνση ακολουθούν τα εξής: Στο 1ο Κεφάλαιο αναφέρονται οι βασικές μη καταστρεπτικές μέθοδοι ελέγχου, οι βασικές αρχές λειτουργίας και ο αντίστοιχος εξοπλισμός τους. Έπειτα, στο 2ο και στο 3ο Κεφάλαιο δίνεται αναλυτικά η θεωρία της υπέρυθρης θερμογραφίας, ο αντίστοιχος εξοπλισμός και κάποιες πειραματικές δοκιμές εργαστηρίου. Στο 4ο κεφάλαιο περιέχονται εφαρμογές υπέρυθρης θερμογραφίας (IR-infrared thermography) πεδίου σε έργα πολιτικού μηχανικού και εφαρμογές σε θέματα θερμομόνωσης. Τέλος, στο 5ο και τελευταίο Κεφάλαιο της εργασίας αυτής αναφέρονται τα συμπεράσματα που εξάγονται. / -

Στη συγκεκριμένη εργασία ασχολήθηκα με την εκτίμηση της συνάρτησης πυκνότητας πιθανότητας παραμέτρων που προέρχονται από σήματα πηγών ακουστικής εκπομπής που επεξεργάστηκα. Στο θεωρητικό κομμάτι το μεγαλύτερο ενδιαφέρον παρουσίασαν ο Μη Καταστροφικός Έλεγχος και η Ακουστική Εκπομπή, καθώς και οι εφαρμογές τους. Τα δεδομένα που επεξεργάστηκα χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: σε εκείνα που μου δόθηκαν έτοιμα και σε εκείνα που λήφθηκαν μετά από μετρήσεις. Στην επεξεργασία των πειραματικών δεδομένων χρησιμοποιήθηκε ο αλγόριθμος πρόβλεψης-μεγιστοποίησης, τον οποίο μελέτησα θεωρητικά και με βάση τον οποίο εξάχθηκαν οι παράμετροι για κάθε σήμα. Έχοντας βρει τις παραμέτρους, προχώρησα στην ταξινόμηση των σημάτων σε κατηγορίες με βάση τη θεωρία της αναγνώρισης προτύπων. Στο τέλος της εργασίας παρατίθεται το παράρτημα με τα αναλυτικά αποτελέσματα, καθώς και η βιβλιογραφία που χρησιμοποίησα. / In this diploma paper the subject was the calculation of the probability density function of parameters which come from signals of sources of acoustic emission. In the theoritical part, the chapters with the greatest interest were Non Destructive Control and Acoustic Emission and their applications. The data which were processed are divided in two categories: those which were given without requiring any laboratory research and those which demanded laboratory research. The expectation-maximization algorithm, which was used in the process of the laboratory data, was the basis for the calculation of the parameters of each signal. Having calculated the parameters, the signals were classified in categories according to the theory of pattern recognition. In the end of the paper, the results and the bibliography which was used are presented.

Объектом исследования являются качественные характеристики фруктов и овощей. Цель работы – разработать методику неразрушающего определения качественных характеристик фруктов и овощей. В данной работе представлены неразрушающие методы определения качественных характеристик различных фруктов и овощей. Все представленные методы используются для определения физических параметров фрукта или овоща, и затем соотношения их с качественными характеристиками, например, сортом или размером. В работе исследовались характеристики яблока при помощи метода измерения S-параметров. Представлены измерения коэффициента отражения яблока при помощи баночной антенны. Написана программа для определения сорта и размера яблок. Определение сорта происходит с высокой точностью. Актуальность данной работы заключается в том, что данная методика определения при должной доработке может использоваться на конвейере в целях сортировки яблок, данное применение позволит уменьшить затраты человеческого труда на сортировку, и позволит увеличить ее точность. / The object of the research is the qualitative characteristics of fruits and vegetables. The purpose of the work is to develop a method for non-destructive determination of the qualitative characteristics of fruits and vegetables. This paper presents non-destructive methods for determining the quality characteristics of various fruits and vegetables. All the methods presented are used to determine the physical parameters of a fruit or vegetable, and then correlate them with qualitative characteristics, such as variety or size. In the work, the characteristics of the apple were investigated using the method of measuring the S-parameters. Presented are measurements of the reflection coefficient of an apple using a can antenna. A program has been written to determine the variety and size of apples. The definition of the variety is carried out with high precision. The relevance of this work lies in the fact that this determination method, with proper refinement, can be used on the conveyor for sorting apples, this application will reduce the cost of human labor for sorting, and will increase its accuracy.

Les travaux de cette thèse concernent l'étude d'une méthode d'évaluation des constantes diélectriques du béton d'ouvrage à risque par une approche problème inverse. Pour cela des mesures radar de type GPR et un modèle électromagnétique de ces mêmes mesures seront utilisés. Les deux premiers chapitres de la thèse présentent les concepts clés, le contexte et un historique des travaux déjà réalisés dans le domaine. Le chapitre 2 propose en outre une adaptation des travaux déjà réalisés à la recherche de gradients de propriétés diélectriques dans le béton en profondeur. Cette recherche préliminaire nous a permis de redéfinir le processus de mesures pour le rendre plus adapté à nos besoins. Ainsi le chapitre 3 présente une campagne de mesure réalisée à l'aide d'un nouveau dispositif radar sur des corps d'épreuve conditionnés de telle sorte que la répartition de la teneur en eau soit maîtrisée. Dans ce chapitre, nous détaillons également un nouveau modèle numérique 3D du dispositif qui nous permet de simuler nos mesures de façon réaliste Ces simulations sont nécessaires à l'expression du problème inverse. à partir de ces mesures, dans le quatrième chapitre, nous définissons tout d'abord le problème inverse, puis en utilisant des mesures sur les corps d'épreuves saturés, pouvant être considérés comme homogènes d'un point de vue diélectrique, nous résolvons ce problème inverse par un algorithme d'optimisation basé sur celui de Levenberg-Marquardt. Les résultats obtenus par notre processus d'inversion sont cohérents avec les valeurs physiques que l'on pouvait attendre et sont indépendants des valeurs données à nos inconnues lors de l'initialisation. Ces résultats correspondent effectivement à un minimum de la fonction coût qui mesure la distance entre mesures et simulations. Nous avons ensuite étudié des stratégies pour diminuer le temps de calcul de notre processus d'inversion. Une première approche consiste à utiliser un modèle simplifié en 2D du dispositif, qui permet d'initialiser l'inversion 3D avec un point plus proche de la solution. Une autre idée consiste à utiliser au mieux les performances d'une machine multiprocesseurs en parallélisant le code 3D. Dans le chapitre 5 nous nous intéressons à des mesures sur des corps d'épreuve en béton dont la teneur en eau est une fonction affine de la profondeur. Dans ces conditions nous avons fait l'hypothèse, en première approche, que les constantes diélectriques suivent aussi ce type de loi. Après avoir redéfini les inconnues de notre problème inverse et adapté l'algorithme, nous montrons que le processus d'inversion fourni des résultats cohérents en ce qui concerne la permittivité diélectrique, mais insatisfaisant pour la conductivité. Après analyse de ces résultats nous avons proposé diverses pistes pour améliorer et valider la méthode d'inversion. Finalement en comparant l'ensemble des résultats, il apparaît que notre méthode d'inversion permet de caractériser des gradients de permittivité, mais pas de conductivité. Cela représente néanmoins une avancée significative pour la mesure de la teneur en eau dans les bétons, facteur principal influençant la constante diélectrique de ce matériau, dans le contexte du contrôle non destructif des ouvrages du génie civil. / That thesis aims to propose an assessment method of the concrete electromagnetic properties by using radar measurements in a context of building sustainability, by inverse problem. For that purpose Ground Penetrating Radar (GPR) measurements are used as well as a numerical model of the radar device. The first two chapters of the thesis present the key concepts, the context of the study, as well as the history of the research on that topic in particular in our laboratory. Chapter 2 also expands those early works on the search of electromagnetic properties of concrete in depth. That preliminary work helped us to develop a measurement device that is more fitted to our needs. Chapter 3 presents a measurement campaign that was carried out by using a new measurement device on specially made reinforced concrete slabs whose water content is monitored. In that chapter a 3D model of the device is also described. That model allows us to simulate the measurements very precisely. Those simulations are a critical link on the inverse process. Chapter 4 details the formulation of the inverse problem for the case of concrete slabs saturated with water, which can be therefore considered to have homogeneous electromagnetic properties. The problem is solved by using an optimization algorithm based on Levenberg-Marquardt method. The values obtained by the inverse process are physically acceptable and independent of the values given to the unknowns when initializing the algorithm. Those values are the minimum of the cost function that computes the distance between measured and simulated electromagnetic fields. We then studied some strategies to reduce the computing time of the inverse process. A first approach consists in the use of a 2D simplified model of our device to initialize the 3D inversion with values closer to the searched solution. Another idea is to better take advantage of all the resources of a multiprocessor computer by implementing a parallel version of the 3D code. In chapter 5 we focus on the concrete slab with water content being an affine function of depth. We define the new parameters that represent the unknowns of our problem and we adapt the previous algorithm. Then we show that the inverse process gives satisfying results with regard to the dielectric permittivity only. We suggest some ways to improve the method. Finally we conclude that our method allows to retrieve the permittivity of the concrete, but not its conductivity. Nevertheless that result represents a significant step for the measuring of water content in reinforced concrete in particular when a gradient is present, by using radar measurements.