PCB 傳感器應用在混凝土樁式擋土墻的地震監測

建筑設計中，受結構動態響應測量需求的驅動，業界設計和建立了各種類型的監測計劃。

在意大利莫里塞大學（University of Molise）的Campobasso校區，一棟名為“Casa dello Studente”的學生公寓的建造過程中，就安裝了一套地震監測系統。設計和安裝這套監測系統的主要原因是，出于加深對巖土結構抗震性能了解的需要。

擋土墻中的監測系統包括6 個加速度計模塊及傾角計，這些加速度計模塊將嵌入到擋土墻的兩個相鄰的混凝土樁中。加速度計模塊的安裝位置，應盡可能遠離結構在施工和使用階段的計算旋轉中心。

特別設計的加速度傳感器模塊

將加速度計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，因而對傳感器提出了特殊的要求。在University of Molise 和PCB 壓電公司技術人員的共同努力下，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模塊。

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

加速度計的主要參數有：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。這樣的性能參數既能保證其滿足正常條件下的測量要求，同時也能夠在極限地震應力下進行測量。加速度計的沖擊限值為5000 g。為保證傳感器安裝后能夠正常工作，設置高沖擊限值是非常有必要的，因為一旦安裝完畢，就不能夠進行維修了。

每根混凝土樁嵌入3 個加速度計模塊。為了避免結構的整體性能出現奇異點，保證植入的加速度計模塊不會顯著改變混凝土樁的強度和剛度特性，工程師進行了特別評估，專門設計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。

用于安裝加速度計的輔助鋼筋籠

連接到輔助鋼筋的加速度計模塊

該套監測系統的配置，特別是傳感器的布置和數據自動采集和處理程序的實現，使得其成為智能建筑的一個范例，也是目前為數不多的巖土結構全面監測項目的實例之一。

關于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（北京）有限公司，另外在數個城市有銷售和技術支持人員提供就近服務。

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