结构健康监测—更高的安全性和更低的成本

在建筑结构受损之前识别潜在的漏洞：“预测性维护”的概念在工业界已广为知晓。MEMS惯性传感器有助于将预测性维护应用在建筑物、生产设施甚至车辆的状态监测上。

人类富有创造力和创新力，对有些建筑物有着“永恒不朽”的期望：复杂的住宅区、商业区、大型工厂和发电厂。人类设计开发机器、飞机、车辆，还有地铁、桥梁等市政和国家运输基础设施，它们穿越山谷，跨越河流。

不论在家、在工作岗位还是在旅途上，安全乃重中之重。所有这些人造结构都需要定期检查和维护。

这些建筑结构不仅面对着经年使用和自然老化的过程，风蚀与天气和地质变化，或日常荷载磨损也困扰着它们。2018年意大利热那亚Polcevera Viaduct高架桥倒塌等类似事件突显了认真监测结构材料疲劳与磨损，以及基础设施条件变化的重要性。

结构健康监测可提高安全性和降低成本——得天独厚的竞争优势！

从设备运营商到房屋所有者再到建筑、生产或维护措施的开发制定者：结构健康监测是各种建筑结构或机器、车辆生产的解决方案。

无与伦比的优势：在损害实际发生之前，结构健康监测便能预测损害。这一点可以通过智能传感器实现，它们记录下建筑物或机器结构的最微小变化。该技术不仅大大提高了安全性，还可以节省大量的维护成本。通过选择性更换易损的单个组件，可避免其他组件遭受不良影响。

什么是结构健康监测?

建筑结构、机器或车辆的状态监测（结构健康监测）是一种记录、处理和评估测量值的方法，目的在于实现对结构变化、损伤和临界应力条件的早期检测，以确保建筑物与构筑物的功能正常和安全运行，同时显著降低技术和财务成本。

由微机械惯性传感器 组成的密集网络可识别：

• 最微小的变形
• 承重结构变形的挠度
• 建筑物的倾斜

由此可立即记录下因荷载和天气条件引起的磨损或老化过程的迹象。 这一系统适用于房屋、桥梁、风力发电系统、高电流电缆和管道，以及特种车辆和生产制造设施。

结构健康监测可在哪些方面最有用?

酷暑、寒冬、 高湿或持续干旱：恰恰在我们所生活的这个时代，建筑物常常要面对极端的气候变化，这对材料和结构提出了严苛的挑战。除此之外，正常的经年使用、老化过程和因使用不当而造成的荷载，例如超重货运卡车驶上桥梁，也会影响材料和结构的稳定性。

能源供应或交通路网等领域往往需要穷尽最大限度的可用性，以确保经济、物流和市政的循环顺畅。在暴风雨或地震等极端情况下，结构健康监测有助于预防或识别损害，确保透明度。

如何通过结构健康监测降低成本？

传统的计划性维护定期进行，旨在避免损害和故障的发生。这类计划性维护并非以设备的当前状况为基础，而是根据所谓的“喷壶原理”。这种维护方式会产生不必要的成本。一方面，固定的维护期内可能并没有任何维护需要；另一方面，也有可能出现的损伤长时间不被发现，从而需要后期为此支付很高的维修费用。

结构健康监测提供基于状态的维护方式。

在线监控和远程维护——高效经济的维护策略

利用数字化技术，我们能够采集各类建筑物、设备、机器和结构的维护信息。利用高灵敏度传感器的持续结构健康监测，人们可在计算机和移动设备上随时随地实现方便的在线监控。技术员和工程师无需前往现场。远程维护方案不仅适用于近海设备，也能在其他领域带来巨大优势，节省大量成本。

例如，风力涡轮机的中央数据模块可连续发送关于结构状况的信息。云解决方案能从结构健康监测中长期收集、评估和使用这些数据，实现预测性维护。

First Sensor是结构健康监测的解决方案供应商

First Sensor不仅只是一家传感器制造商。传感器构成了我们多样化定制全套解决方案的基础。

我们的传感器可检测风力涡轮机的曲拐以及桥梁振动和振动频率，由此评估结构的健康状况，并在必要时启动维护措施。

日常运行中的优势：控制中心的员工学习如何解读结构健康监测数据，优化设置，从而最大限度地减轻结构负荷，减少维护工作。桥梁建造者从传感器数据中获取具体信息，判断何时须对桥梁进行修缮或新建。

为什么First Sensor是结构健康监测的伙伴？

First Sensor的MEMS惯性传感器体积小，性价比高，具有传统大型传感器的性能。这类传感器可以捕捉二维空间的信息。根据每位客户的需求和应用场景，First Sensor对其传感器进行调整。得益于模块化设计，我们可在需要时轻松实现复杂的多传感器系统。

建筑用传感器的质量标准

• 高信噪比
• 温度稳定性
• 能够检测加速度的微小变化
• 极低交叉轴灵敏度

用于结构监测的First Sensor惯性传感器

First Sensor推出了新一代高精度电容式硅惯性传感器，涵盖了智能建筑监控领域的众多应用。新型传感器具有符合要求的分辨率和低噪声密度，可用于检测风力发电设备、桥梁或高楼的振动或倾斜度变化，从而早期发现在结构上或材料上的潜在风险。用于测量倾斜度、加速度和振动的传感器由单个晶体硅传感器元件构成。该传感器元件采用了获得专利的微机械工艺（高宽比微结构HARMS，气隙绝缘微结构AIM）和专用集成电路ASIC信号处理，置于密封表面贴装器件SMD的外壳内。

更多有关专利工艺的信息请见新闻稿.

带有智能传感器的远程监控系统可连续控制和分析建筑物、桥梁或风力涡轮机的状况和荷载。为了完成这些任务，First Sensor的惯性传感器可以达到10μg或0.0005°（2弧秒）的分辨率，具体取决于带宽。

您有兴趣进一步了解First Sensor的结构健康监测解决方案？