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- NEC等開發(fā)出地震建筑物損傷程度傳感器檢測系統(tǒng)
- 來源：技術(shù)在線 發(fā)表于 2010/9/1
【賽斯維傳感器網(wǎng)】日本的大林組、NEC及JUST（總部：神奈川縣橫濱市）三公司宣布，共同開發(fā)出了檢測地震后建筑物損傷程度的結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)（Structural Health Monitoring System）。與原有的系統(tǒng)相比，具有導(dǎo)入成本低及設(shè)置容易的特點(diǎn)。系統(tǒng)發(fā)布的同時(shí)還在NEC的玉川60號(hào)館辦公大樓及JUST總部大廈內(nèi)設(shè)置了該系統(tǒng)，開始實(shí)證實(shí)驗(yàn)。
當(dāng)?shù)卣饘?dǎo)致建筑物發(fā)生損傷時(shí)，如果能夠確認(rèn)損傷部位及損傷程度，便可縮短設(shè)施恢復(fù)所需要的時(shí)間。而結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)就是其實(shí)現(xiàn)手段之一。該系統(tǒng)可利用設(shè)置在建筑物內(nèi)的傳感器收集地震導(dǎo)致的大廈搖晃程度及變形等數(shù)據(jù)，在短時(shí)間內(nèi)確認(rèn)異常部位。據(jù)發(fā)布資料介紹，日本國土交通省在2008年度開始的三年計(jì)劃的研究項(xiàng)目，就著眼于結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)，以便提高住宅（主要指鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的住宅）的維護(hù)管理水平。
整合三公司的技術(shù)
但是，原有的結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)存在一些缺點(diǎn)。如需要使用高靈敏度傳感器，為了在系統(tǒng)內(nèi)全部以有線方式連接，需要進(jìn)行規(guī)模龐大的鋪設(shè)工程，以及需要使用對大量信息進(jìn)行分析的昂貴軟件。因此導(dǎo)入成本的負(fù)擔(dān)較重，而且還需要保持穩(wěn)定功率，運(yùn)行成本的負(fù)擔(dān)也很大，用戶多會(huì)對設(shè)置猶豫不決。
此次的結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)合了大林組的損傷檢測及分析技術(shù)、NEC的無線通信及信息收集應(yīng)用構(gòu)筑技術(shù)以及JUST的傳感器技術(shù)共同開發(fā)而成。應(yīng)用對象是以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物。由于開發(fā)了低價(jià)傳感器，網(wǎng)絡(luò)采用無線設(shè)計(jì)，無需鋪設(shè)有線的通信線路，因此導(dǎo)入成本降到了原來的十分之一以下。
檢測混凝土斷裂的聲音
此次的系統(tǒng)主要有以下三個(gè)特點(diǎn)。第一個(gè)特點(diǎn)是能夠在地震后迅速確認(rèn)建筑特的損傷程度。檢測混凝土斷裂時(shí)發(fā)出的聲音，并結(jié)合建筑物搖晃的周期及大小進(jìn)行評測來斷定損傷程度。收集并分析來自建筑內(nèi)設(shè)置的多個(gè)傳感器的信息，結(jié)果以“危險(xiǎn)”、“注意”及“安全”三個(gè)級(jí)別表示。能夠在短時(shí)間內(nèi)以易懂的方式告知建筑物的損傷程度。而且據(jù)稱在建筑物搖晃較小的地震時(shí)也有效。
第二個(gè)特點(diǎn)是因采用無線網(wǎng)絡(luò)而設(shè)置容易�？上鄳�(yīng)于建筑的規(guī)模設(shè)置數(shù)十個(gè)尺寸6cm×10cm，厚度1.5cm的小型傳感器。與這些傳感器之間的數(shù)據(jù)交換采用了處理少量數(shù)據(jù)量的無線通信“ZigBee”。因設(shè)置簡單，還可輕松安裝到已建好的建筑上。此外，傳感器的耗電量也很少，可用電池驅(qū)動(dòng)。
第三個(gè)特點(diǎn)是價(jià)格低。開發(fā)的傳感器擴(kuò)容利用內(nèi)置的運(yùn)算裝置（CPU）來處理數(shù)據(jù)。與原來的處理相比，能夠以簡單的運(yùn)算來斷定損傷程度。發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)可使用低價(jià)的無線模塊。另外，設(shè)置時(shí)所需要的工程費(fèi)用比原來的有線系統(tǒng)大幅降低，因此整個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)筑成本可降至原來的十分之一以下。
今后三公司將通過實(shí)證實(shí)驗(yàn)來收集數(shù)據(jù)，確認(rèn)此次系統(tǒng)的效果及有效性，并為提供商用而進(jìn)一步擴(kuò)充功能并強(qiáng)化性能。預(yù)定2011年9月開始向市場供應(yīng)。據(jù)稱，不僅是普通建筑物，而且還將向?qū)W校及醫(yī)院等重點(diǎn)防災(zāi)設(shè)施，橋梁、道路、基礎(chǔ)設(shè)施、核能設(shè)施及重要構(gòu)造物等提出采用建議。
