PCB 傳感器應(yīng)用在混凝土樁式擋土墻的地震監(jiān)測(cè)

建筑設(shè)計(jì)中，受結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)量需求的驅(qū)動(dòng)，業(yè)界設(shè)計(jì)和建立了各種類型的監(jiān)測(cè)計(jì)劃。

在意大利莫里塞大學(xué)（University of Molise）的Campobasso校區(qū)，一棟名為“Casa dello Studente”的學(xué)生公寓的建造過程中，就安裝了一套地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)和安裝這套監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要原因是，出于加深對(duì)巖土結(jié)構(gòu)抗震性能了解的需要。

擋土墻中的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括6 個(gè)加速度計(jì)模塊及傾角計(jì)，這些加速度計(jì)模塊將嵌入到擋土墻的兩個(gè)相鄰的混凝土樁中。加速度計(jì)模塊的安裝位置，應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)在施工和使用階段的計(jì)算旋轉(zhuǎn)中心。

特別設(shè)計(jì)的加速度傳感器模塊

將加速度計(jì)模塊嵌入到鋼筋混凝土樁中面臨著一系列的問題，如撞擊、灌注壓力、濕度等，因而對(duì)傳感器提出了特殊的要求。在University of Molise 和PCB 壓電公司技術(shù)人員的共同努力下，最終成功研制出了一種新型的、能夠浸入灌注混凝土中并正常工作的雙軸加速度計(jì)模塊。

每個(gè)加速度計(jì)模塊包括兩個(gè)高靈敏度的壓電地震加速度計(jì)，以正交方向排列，測(cè)量垂直和水平兩個(gè)方向上的加速度。外殼為不銹鋼，能夠防水并承受混凝土的灌注壓力。在殼體內(nèi)填充有環(huán)氧樹脂。環(huán)氧樹脂的作用有多種，包括把兩個(gè)傳感器隔離、保證外殼具有必要的剛度免遭損壞、防水等。

加速度計(jì)的主要參數(shù)有：靈敏度為10 V/g,帶寬為0.15 Hz～1 kHz，分辨率為8 μg rms，滿量程為0.5 g。這樣的性能參數(shù)既能保證其滿足正常條件下的測(cè)量要求，同時(shí)也能夠在極限地震應(yīng)力下進(jìn)行測(cè)量。加速度計(jì)的沖擊限值為5000 g。為保證傳感器安裝后能夠正常工作，設(shè)置高沖擊限值是非常有必要的，因?yàn)橐坏┌惭b完畢，就不能夠進(jìn)行維修了。

每根混凝土樁嵌入3 個(gè)加速度計(jì)模塊。為了避免結(jié)構(gòu)的整體性能出現(xiàn)奇異點(diǎn)，保證植入的加速度計(jì)模塊不會(huì)顯著改變混凝土樁的強(qiáng)度和剛度特性，工程師進(jìn)行了特別評(píng)估，專門設(shè)計(jì)了輔助鋼筋籠與原有的鋼筋相連，并且也方便傳感器的安裝。

用于安裝加速度計(jì)的輔助鋼筋籠

連接到輔助鋼筋的加速度計(jì)模塊

該套監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的配置，特別是傳感器的布置和數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和處理程序的實(shí)現(xiàn)，使得其成為智能建筑的一個(gè)范例，也是目前為數(shù)不多的巖土結(jié)構(gòu)全面監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)例之一。

關(guān)于PCB

PCB Piezotronics,Inc.成立于1967 年，總部位于美國紐約州的布法羅市，目前已進(jìn)入中國20 余年。2013 年在北京成立了其在華的子公司——PCB 壓電傳感器技術(shù)（北京）有限公司，另外在數(shù)個(gè)城市有銷售和技術(shù)支持人員提供就近服務(wù)。

PCB?公司專業(yè)致力于壓電測(cè)量技術(shù)的研究、開發(fā)和產(chǎn)品制造，是研究、開發(fā)和制造沖擊、振動(dòng)、力、壓力、應(yīng)變、扭矩、聲學(xué)傳感器及測(cè)量儀器的高科技公司。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于航空、航天、船舶、石化、水力、電力、輕工、交通和車輛等領(lǐng)域，在世界上享有盛譽(yù)。除了通用產(chǎn)品外，PCB?也可以按用戶的要求制造定制產(chǎn)品以滿足不同應(yīng)用和客戶群的需要。PCB?的服務(wù)理念就是：100%讓客戶滿意！