[发明专利]平面电气板、感测系统和由建筑材料制成的组块

说明书

一种平面电气电路板可以包括可折叠材料的平面支座，限定了基底表面以及沿着相应折叠线耦合至基底表面的翼部，以使得当沿着折叠线折叠时翼部相对于基底表面竖立并且保持在该位置。辅助电路在平面支座上并且可以包括限定在翼部上以及在基底表面上的电容性耦合板的配对，以及耦合至电容性耦合板配对的对应一个的电通信线。

技术领域

本发明涉及监视建筑结构中的装置，并且更具体地涉及具有可折叠翼部的平面电气板，其适用于实现在建筑材料构成的组块中感测内部压力的沿着三个坐标轴的分量的系统。

背景技术

用于实施机械结构的损伤检测和特征化的策略通常称作结构健康监视(SHM)。损伤定义为结构系统的材料和/或几何特性的修改，包括系统的边界调节和连接的修改，其损害了系统性能。SHM方法意味着在周期性使用的时间期间对机械系统的观测：

－来自传感器阵列的动态响应的测量，

－从这些测量感测到的损伤特征的数据提取，

－对这些特征数据的统计学分析以用于确定系统的当前健康状态(也称作结构分析)。

该方法提供了关于执行其功能的结构性能的信息，考虑了不可避免的老化以及在工作环境中的退化。在诸如地震或爆炸之类的极端事件之后，SHM用于快速筛选结构的状况以用于几乎实时地提供关于结构自身完整性的可靠信息。

当前，SHM系统使用放置在待控制表面上的传感器。例如，用于监视桥梁的传感器(用于计算风速的风速计，加速度计，伸长计，运动换能器，温度传感器，用于检测重量运动的传感器等等)放置在梁、钢索或柱子的外表面上，以便于：

－估算桥梁上负载的效应，

－计算桥梁的弱化，

－预测桥梁的可能的演化及其预计寿命。

已经设计出了具有适用于埋设在待监视建筑结构中的传感器的SHM系统。这些感测装置包括至少具有用于在建筑材料组块外部发射测得值的远程供电和传输天线，如A.Finocchiaro,G.Ferla,G.Girlando,F.Carrara e G.Palmisano等人在2008IEEE RadioFrequency Integrated Circuits Symposium上第281-284页的文章“A 900-MHz RFIDSystem with TAG-Antenna Magnetically-Coupled to the Die”中所示的RFID装置(是无传感器的)。这种感测装置例如公开在美国专利申请案号2009/0033467和PCT WO2012/084295中，在此引用以作参考，并且示出在图1、图2、图3和图4中。

如图3所示，传感器10集成在由半导体材料制成的芯片IC 1中，以无接触方式供电并通信，因为其与具有外侧的电气通信线电磁地耦合(例如电感性地、或电容性地或者通过天线)，如图1和图2所示。采用该技术，埋设在建筑材料中的传感器可以从外侧供电并且保持与具有外侧的相应通信线电流地隔离。

在图3和图4中示出了具有电磁地耦合至相应通信线2、最终以天线22结束并且装备具有电磁扩展元件的传感器的感测装置。在PCT申请WO2012/084295中详细描述了它们的结构以及如何使用它们的方法。它们可以捆绑至埋设在建筑材料组块中的支座211以用于至少沿着整个组块或至少其一部分中感测建筑材料的特征。

在大型建筑结构中，诸如例如在桥梁的柱子中，重要的是感测结构中力的分布。为此目的，文献US 2009/0033467和/或WO 2012/084295中公开的装置埋设在结构内部以便保持定向沿着三个坐标参考轴线，以用于测量结构中力的三个正交分量(或者在任何情形下根据三个不同轴线)。

这些压力传感器通常由具有感测表面的集成半导体电路而构成，感测表面最终钝化以便适用于与建筑材料直接接触而放置，压力传感器感测了沿与垂直于感测表面方向的压力值。