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3S MARKET

2019年10月18日 星期五

mmWave Sensors for Zone Occupancy Detection


來源:传感器专家网


近期,美國印第安納州交通局(INDOT),委託美國普渡大學工程師團隊,將感測器嵌入到印第安納州的高速公路中,以更精確地確定,何時混凝土路面,已準備好承擔重型卡車交通,數據將為建設項目,何時重新開放道路提供新的建議。



美国将传感器嵌入到公路混凝土中监测路面数据
感測器被嵌入到公路混凝土中,資料圖

據瞭解,混凝土準備好承擔重型卡車交通之前,一個建築項目已結束,導致路面過早失效,需要全年更頻繁地進行維修。為確切瞭解混凝土在高速公路上成熟,需要多長時間,普渡大學土木工程學院副教授 Luna Lu 領導的團隊,正在透過感測器收集數據,該感測器目的在透過測量水化、剛度、抗壓強度,和混凝土的其他性質,來即時跟蹤監測混凝土強度的變化。

由於荷載和路面捲曲和翹曲,混凝土路面修補,必須達到一定的強度水準,才能適應卡車交通。透過這些感測器,承包商將確切知道混凝土,何時成熟到足以容納重型卡車載荷,和捲曲和翹曲壓力。

在安裝時,感測器貼片嵌入在混凝土表面上,電線將補片連接到測量系統。該裝置利用所謂的壓電效應,將電能轉換為機械能,從而激發感測器並振動混凝土,以檢測其剛度。

然後,機械能被轉換回電能。該感測器透過讀取電氣數據,來測量混凝土與電流流動的反作用,從而一次即可精確測量許多混凝土的性能。


感測器獲得的數據,可幫助工程師們更精確地確定道路,何時準備好應對重型卡車交通。資料圖
該團隊表示,雖然每個感測器只能測量 11 英吋的混凝土面積,但在混凝土部分嵌入許多感測器的成本很低。另外,感測器還具備防腐蝕保護功能,不易被建築設備壓碎,還可在鋪設混凝土後多年時間內,不間斷收集數據。相比之下,傳統的實驗室測試方法,僅收集 28 天的數據,無法長時間瞭解,混凝土的強度等相關數據。

對此,美國混凝土路面協會,混凝土路面和材料科學專業的專家評價說,這項研究的影響可能具有革命性,因為它不需要任何傳統的機械測試,或現場昂貴而繁重的測試設置,也不需要對每種不同的混合設計進行校準。

感測器能夠在更長的時間內,跟蹤監測混凝土強度變化趨勢,將有助於工程師知道,他們是否設計了過高或過低的道路,並更好地確定何時更換混凝土。

目前,研究人員和 INDOT 工程師,已將感測器嵌入印第安納州的三條高速公路。另外,該團隊還與美國聯邦公路管理局合作,在全國範圍內進行集合基金研究,以在其他州實施該技術。目前,加利福尼亞州、德克薩斯州、堪薩斯州和密蘇里州已計劃加入這項研究。

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