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。
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| 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。
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| 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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