《電子技術(shù)應(yīng)用》
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研究人員開發(fā)可偵測(cè)建筑結(jié)構(gòu)缺陷的傳感織物
摘要: 美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)的土木工程師們,,最近與德國(guó)波茨坦大學(xué)(UniversityofPotsdam)的物理學(xué)家共同開發(fā)出一種可持續(xù)監(jiān)控建筑結(jié)構(gòu)的電子技術(shù),。該研究團(tuán)隊(duì)表示,,將一種具備電氣特性,、類似皮膚的柔軟織物附著在建筑結(jié)構(gòu)可
Abstract:
Key words :

美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)的土木工程師們,,最近與德國(guó)波茨坦大學(xué)(University of Potsdam)的物理學(xué)家共同開發(fā)出一種可持續(xù)監(jiān)控建筑結(jié)構(gòu)的電子技術(shù)。該研究團(tuán)隊(duì)表示,,將一種具備電氣特性,、類似皮膚的柔軟織物附著在建筑結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)裂縫之處,例如橋梁下方,,就能偵測(cè)裂縫是否發(fā)生,。

這種新開發(fā)的“傳感皮膚(sensing skin)”,是以柔軟,、具彈性的熱塑橡膠(thermoplastic elastomer),,混合對(duì)于裂縫特別敏感的二氧化鈦 (titanium dioxide)所制,搭配可量測(cè)該傳感皮膚的電荷變化的黑碳(black carbon)涂料做成補(bǔ)丁形狀,。這種感測(cè)方法的專利已經(jīng)在2010年3月提出申請(qǐng),。

用這種傳感皮膚所做成的不同形態(tài)長(zhǎng)方形補(bǔ)丁,能黏附在結(jié)構(gòu)的表面上,,偵測(cè)特別容易在某個(gè)部位產(chǎn)生的裂縫,。舉例來(lái)說(shuō),用傳感皮膚做成面積3.25英寸見(jiàn)方的補(bǔ)丁,,就可偵測(cè)因切變——即在堆積層的不同方向的運(yùn)動(dòng)——而造成的裂縫,。將貼布以水平方式分布,就可偵測(cè)橫梁凹陷造成的裂縫,。

至于與這種傳感補(bǔ)丁搭配的幕后電子設(shè)備,,則是一套與傳感皮膚連結(jié)的電腦系統(tǒng),會(huì)每日一次送出一道電流,,量測(cè)每片補(bǔ)丁的電容量(capacitance)──也就是傳感皮膚所儲(chǔ)存的能量,,并偵測(cè)鄰近的補(bǔ)丁之間是否產(chǎn)生差異。裂縫的形成會(huì)在補(bǔ)丁之下的混凝土產(chǎn)生非常微小的運(yùn)動(dòng),,也會(huì)導(dǎo)致電容量變化,。

電腦將24小時(shí)不間斷地偵測(cè)裂縫是否形成,并掌握確切的位置,。研究人員指出,,其他的傳感裝置已被證實(shí)并不容易達(dá)到這樣的效果。目前研究團(tuán)隊(duì)所發(fā)表的最大補(bǔ)丁原型,,面積是8英寸x4英寸,。參與這項(xiàng)研究的是MIT土木與環(huán)境工程系(CEE)研究生Simon Laflamme、該系教授Jerome Connor,,以及波茨坦大學(xué)研究人員Guggi Kofod,、Matthias Kollosche。

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