美国科学家利用光学传感器评估地震后建筑物受损程度
- 2019/7/25 17:13:09 20326
- 来源：传感器专家网
美国震后受损建筑物，新闻资料图
建筑物位移，是评估震后建筑物受损程度的关键参数据。不过，目前还没有办法能准确直接地测量建筑物之间的位移。如果按照常规的办法，测量建筑物位移，工程师们会在固定高度和位置安装加速度传感器，以确保施加在震动建筑物上多个方向上的受力数据。
但是，由于加速度传感器的频率限制，处理加速度数据复杂且耗时，加之常用的振动加速度传感器系统价格较高。因此，加速度传感器测量办法虽然典型但实际应用较少。
美国工程师们创建的离散二极管位置传感器(DDPS)办法，则基于光学传感器原理，系统由安装于某一层建筑物的激光器，和相邻建筑物楼层的矩形光敏光电二极管阵列组成，该阵列可作为位置敏感探测器使用。
DDPS系统原理示意图，图片来自伯克利实验室
该传感器系统的工作原理是，激光器将激光束照射到相邻楼层的位置敏感探测器上，这些光敏光电二极管阵列们可跟踪入射激光束的位置。发生地震时，一旦建筑物发生摇晃，激光束便会在阵列中来回移动，由此可以提供两个楼层相对于彼此横向移动的电子记录。一旦地震结束，技术人员可以查询无线传输的记录，以便立即确定建筑物是否超过其大结构公差。如果没有，则可以安全地重新进入。
据系统工程师介绍，根据该传感器系统监测到建筑物位移，可以快速确定建筑物的受损程度，让建筑评估人员知道在哪里寻找潜在受损位置。特别是对于震后数百乃至上千座建筑物的评估来说，与耗时耗力的人工检查办法相比，该方法将有效较少评估时间，提升评估效率。
图为美国地质调查局科学家高度关注的海沃德断层地带。资料图
据了解，2019年下半年，美国加州劳伦斯伯克利国家实验室多层建筑中，将安装部署这一新型光学传感器系统。目前，DDPS系统经过多次振动台测试，可提供准确的读数，并将安装在该实验室的多层建筑中。据悉，该实验室毗邻高度活跃的的海沃德断层，该断层长达83公里，是美国危险的断层之一。该断层地带一旦发生地震，会引发该区域海平面上涨，整个旧金山湾区都将受到波及。
(原文标题：美国科学家利用光学传感器评估地震后建筑物受损程度)
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